负荷计算,超高层建筑.ppt

超高层公建电气负荷计算超高层公建电气负荷计算概述概述l目的 求得设计所需的各项负荷数据——用以选择和校验网络及其元件l实际负荷 通常，电气负荷是随时变动的l计算负荷 假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际 负荷相等 考虑因素:设备非同时运行；运行并非在额定状态下l按用途分类 各类不同的用途，应取不同的负荷效应和时间间隔，得出的计算负荷也不 同 l原始资料 用电负荷的产品铭牌数据负荷负荷计算计算的内容的内容l需要负荷或最大负荷a. 按发热条件选择变压器容量、导体和电气设备；计算电压损失、电压偏差 及功率损耗b. 通常取“半小时最大负荷”（τ＝10min, 3τ＝30min)l平均负荷计算年平均负荷用于计算电能年消耗量、电能损耗和选择无功补偿装置等 l尖峰电流a. 用于计算电压波动； 选择和整定保护器件；校验电动机起动条件b. 通常取持续1s左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量在校验瞬 动元件时，还应考虑其非周期分量注：注：““计算负荷计算负荷””的广义是上述各项的统称，狭义是指需要负荷的广义是上述各项的统称，狭义是指需要负荷/ /最大最大负荷负荷计算负荷的定义计算负荷的定义l是按发热条件选择导体和电气设备时使用的一个假 想负荷，通常规定取30分钟平均最大负荷 P30、 Q30和 S30作为该 用户的“计算负荷”。

l其物理意义： 计算负荷持续运行产生的热效应与实 际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等负荷负荷计算的方法计算的方法l需要系数法-1 简介a. 基础：负荷曲线b. 特点：逐级打系数c.步骤：设备功率乘需要系 数，再逐级乘同时系数2 评价计算过程较简便计算精度一般；用电设备台数少时，误差较大l利用系数法-1 简介a. 基础：概率论与数理统计b.特点：先求平均负荷，再求最大负荷； 不逐级打系数c.步骤：设备功率乘利用系数，求平均利用系数和用电 设备有效台数，乘最大系数得结果2评价计算精度高，设备台数不多亦然计算过程较繁，特别是有效台数之演 算，但可简化、改进负荷计算的方法（续）负荷计算的方法（续）l单位指标法包括单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等1 简介a.基础：实用数据的归纳 b.特点：用相应的指标直接求出结果2 评价计算过程简便计算精度低各种负荷计算法的特点及适用范围各种负荷计算法的特点及适用范围l除住宅外，单位指标法适用于设计前期的负荷框算和对计算结果 的校核l需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法适合用电设 备数量较多，且容量相差不大的情况，适用于各类项目，尤其是 变电所负荷计算。

l二项式法考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用 电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准 确的结果l利用系数法的计算结果相对繁琐，但使用计算机进行计算时也不 应成为问题l目前民用建筑用电负荷的二项式系数和利用系数经验值 尚不完善 ，这两种方法主要用于工业企业的负荷计算用电设备的主要特征用电设备的主要特征一、分类：（按工作制分〕l 连续运行工作制l 短时运行工作制l 反复短时运行工作制二、设备容量 Pe 的确定l 连续运行工作制用电设备的 Pe（kw)等于其铭牌额 定功率 PN (kw)l短时运行工作制用电设备，求计算负荷时一般不考虑l反复短时运行工作制用电设备,是将某一暂载率下的铭 牌额定功率统一换算到一个标准暂载率的功率设备设备功率的计取功率的计取l单台设备a.电力：应把额定值换算为负载持续率ε＝100 ﹪ ﹪ 下的有功功率，反 复短时工作制的用电设备功率应换算到负载持续率为25％的设备功率 b. 照明：气体放电灯应计入镇流器的功率损耗l用电设备组不含备用设备l变电所或建筑物不含消防负荷；不同时出现者不叠加（如季节性负荷取较大者）l单相负荷应均衡的分配到三相上。

当单相负荷的总容量小于计算范围 内负荷的总容量的15％时，全部按三相对称负荷计算；如单相用电设 备不对称容量大于三相用电设备总容量的15％时，则设备容量应按三 倍最大相负荷计算 总负荷计算l对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的总容量 为算数相加不同类用电设备的总容量应按有功功率 和无功功率负荷分别相加求得l 配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组的计算 负荷之和再乘以同时系数K∑，一般取为0.8~0.9l当不同类别的建筑(如办公楼和宿舍楼)共用一台变压 器时，其同时系数可适当减小2.多个用电设备组的计算负荷（ 配电干线和 变电所低压母线）K∑ －－ 同期系数用电设备组的需要系数及功率因数表用电设备组的需要系数及功率因数表需要需要系数法的常见问题系数法的常见问题-1 相关专业的负荷数据有误 ---电气专业需要核对特别注意设备参数虚标的问题） -2 设备功率未换算 ---谨记莫忘 -3 需要系数偏大 ---深入了解，深刻分析，才能心中有数 -4 设备台数少时不敢取系数 ---按其理念，与其他负荷相加时也应该先取需要系数 注意：4台及以下设备均应按实际负荷率打系数 当负荷率不知时，3台及以下设备取1，4台连续工作制设备取0.9 ，4台短 时或周期工作制设备取0.75。

-5 漏打同时系数---要逐级打（针对单个回路和变压器时的不同系数）单位单位指标法的运用要点指标法的运用要点-1 难点指标含义不明（如住宅的“kW/户”是什么指标？）多数指标变化范围很大如住宅负荷密度 20~60W/m2 ，上下限相差3 倍！）-2 对策a.指标数据要不断积累、深化、细化如旅馆的 40~70W/m2 是压缩式 制冷者，吸收式制冷为25~40W/m2 ,其他公建可类推又如高层建筑的 地库、裙房、主体，可分列指标b.分析各种因素的影响，如地理位置、气候条件、地区发展水平、居民 生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、用电负荷特点、节能措施 力度等c.多种指标互相印证超高层建筑的一些特点超高层建筑的一些特点超高层建筑的主要特 点： 1 建筑高度高，层数多 2 建筑面积大，规模 大 3 功能多样超高层建筑电气的主要特点： 1 用电量大，供电半径长 2 多个电源，10kV~110kV 3 多个配变电所 4 变压器装机容量多在 100~140VA/m2 5 变压器的安装容量要比项目实际 使用的计算负荷大（分业态设 置 变配电所引起） 6 设有备用电源或应急电源电源a 超高层建筑应进行整体供配电系统设计，至少需要两路 独立市电电源，还需要另设应急电源或备用电源。

b 超高层建筑的正常电源数量不应少于两个，各路电源应 为不同路由的线路，宜采用专线由上级变电站或开关站放射 式供电电源电压等级可以为10kV、20kV、35kV或110kV当一路电源断电时，剩余电源应能保证二级及以上负荷的 供电供配电系统供电电压 等级受电变压器总容量大约服务面积 （m2） 220V 380V50kVA及以下 10kV100~8000kVA(含8000kVA)≤8万 20kV200~16000kVA(含16000kVA)≤16万 35kV5~40MVA5~40万 66kV15~40MVA 110kV 20~100MVA20~110万 220kV100MVA及以上Sky loft 酒店酒店 Hotel酒店式公寓 Hotel Apartment自用写字楼 Owner’s Office写字楼 5A Office商业 Commercial Use1#楼 T12#楼 T2根据本工程的负荷等级，要求供电电源为2路独立的35kV的电源，每路电缆 均为双根300mm2的铜芯电缆、走不同路径至本工程主站高压配电室两路高 压电源同时工作，互为备用，每路均能承担本工程全部负荷 供电电源电压电压等级级（kV）1035110一路最多可带负带负荷容量 （kVA）约约10000约约35000约约108000本工程所需电电源数量 及说说明4~6路，视变压视变压 器负负荷率 而定2路，一路可带带全负负荷2路，一路可带带全负负荷当地的规规定/路数（路）5000kVA以下/85000kVA以上/220000kVA以上/2供电电范围围小大很大技术术成熟度成熟，使用普遍成熟，使用较较普遍成熟，但不普遍市政条件与供电电部门协门协商与供电电部门协门协商与供电电部门协门协商说说明需多路供电电2路刚刚好，可靠、经济经济2路容量有富余，还还可带带 周围围的其它建筑结论结论不推荐推荐方案一 56600KVA 1#、2#， 容量34900kVA， 设在B2F， 供电B5F~39F， 半径约230m3#，容量12100kVA，设 在52F ， 供电40F~80F， 半径约120m4#，容量9600kVA， 设在81F ， 供电81F~116F ， 半径约190m1#、2#， 容量24400kVA， 设在B2F， 供电B5F~10F， 半径约100m1#、2#， 容量22800kVA， 设在B2F， 供电B5F~6F， 半径约80m3#，容量9600kVA，设 在25F，供电11F~39F 半径约80m4#，容量6900kVA，设 在52F，供电40F~68F ，半径约90m5#，容量6900kVA，设 在81F，供电69F~97F ，半径约90m6#，容量4100kVA，设 在111F，供电98~116F ，半径约70m3#，容量4100kVA，设 在10F，供电7F~17F半 径约50m4#，容量3450kVA，设 在25F，供电18F~32F ，半径约50m5#，容量4100kVA，设 在39F，供电33F~45F ，半径约80m6#，容量4200kVA，设 在52F，供电46F~61F ，半径约60m9#，容量3200kVA，设在 97F，供电91~103F，半 径约50m8#，容量4200kVA，设 在81F，供电75~90F， 半径约60m7#，容量3600kVA，设 在68F，供电62~74F， 半径约50m10#，容量2850kVA，设 在111F，供电104~116F ，半径约50m方案三 55500KVA方案二 55900KVA方案比较方案比较变电所位置低压供 电半径干线电 缆长度 (m)电压损 失干线电缆造 价(万元)设备造价 (万元)50年有功电 能损耗费用 (万元)造价、能 耗总计( 万元)变配电所用 房面积(m2)方案一最大565152.4%282536265042114932120方案二合理251781.0%12593789210171492635方案三最小102960.5%515417085955443010结论：综合上述的技术、经济指标分析，变配电所设计采用方案三。

超高层商业办公综合体不同于政府功能性建筑，也不是纯粹的城市形象工程，其变配电所的设计，除了要以安全性、可靠性为基本要求，同时还应该结合建筑本身的定位和特点，考虑其运行的灵活性，以及业主投资、运营的经济性电源工作方式电电源数量运行方式建议议适用范围围两路电源 一用一备规模不大的超高层建筑，不推荐使用同时工作、互为备 用8MVA以下（一路10kV）16MVA以下（一路20kV）40MVA以下（一路35kV）100MVA以下（一路110kV）三路电源两用一备同时工作四路电源两两工作、不设站联两两工作、设站联分别工作、相邻电 源设联络三用一备建议的电源数量及其工作方式高压供配电系统l超高层建筑的高压供配电系统宜采用主配变电所——分 配变电所结构，主配变电所应采用单母线分段的主接线 形式采用放射式引至分配变电所l高压系统的配电级数不宜多于两级l应根据当地供电部门的规定，35kV电压等级可直降到 0.4kV；也可先将35kV降压到10kV，再将10kV降到 0.4kVl如当地供电部门没有特别要求，20kV电压等级可直降到 0.4kVa 柴油发电机组在超高层建筑中既可作为应急电源使用， 也可以作为备用电源使用。

当备用电源满足应急电源。