2)按所需系数法确定导线截面只满足导线载流能力、发热量和电压损失的要求,导线截面还应根据保护配合的要求综合选择。
3)系统损耗由线路损耗和变压器损耗组成,按损耗的变化形式可分为变动损耗和固定损耗,见表2.2.1。
3 配电系统节能措施。
1)配电系统电压等级的确定:选择较高的配电电压深入到负荷中心。对于容量100kW及以下或变压器容量50kV·A及以下的动力设备,可采用380/220V供电;特殊情况下也可采用10kV供电;10kV供电适用于大容量动力设备(如制冷机组)。
2)合理选择供电中心:将变压器(变电站)设置在负荷中心,可减少低压侧线路长度,降低线路损耗。
表2.2.1 损失百分比表
3)合理选用变压器:选用高效、低耗的变压器。力争使变压器的实际负载接近设计的最佳负载博物馆恒温恒湿机,提高变压器的技术经济效益,降低变压器的能耗。
4)优化变压器的经济运行方式:即损耗最小的运行方式。特别是对于季节性负荷(如空调机组)或特殊设备(如物理建筑的现场照明负荷),可以考虑安装专用变压器,以降低变压器损耗。
5)合理选择线路路径:负载线路应尽量短,以减少线路损耗。
2.2.2负荷计算方法。民用建筑电力负荷计算基本采用单位指标法、需求系数法和负荷密度法。负荷密度法主要适用于规划设计,单位指标法可在方案设计阶段确定变压器的容量和台数,需求系数法在初步设计和施工图设计阶段采用。
负荷计算的主要内容包括:设备容量、计算容量、计算电流。
设备容量:又称安装容量,是用户安装的所有用电设备的额定容量或额定功率(设备铭牌数据)的总和。
计算容量:又称计算负荷或所需负荷,通常采用30分钟的最大平均负荷,表示用户的最大用电量。
计算电流:计算容量时额定电压下的电流,是选择配电变压器、导线、电器,计算电压偏差、功率损耗的依据,也可作为计算电能消耗、无功补偿的依据。
1.潜在指标法。
设计阶段通常采用单位指标法确定供电方案,选择变压器容量和台数,根据当前用电水平及设备标准,指标见表2.2.2-1。
表2.2.2-1 变电设备指标
续表2.2.2-1
注:1、空调系统采用直燃式制冷时耗电量指标比采用电动压缩机制冷时低20~35V•A/m²,表中所列耗电量指标的上限为采用电动压缩机制冷时的数值。
2、住宅用电负荷按当地设计标准估算。
单位指数法计算公式为:
式中:S30——计算视在功率(kV•A);
K——单位指数(V•A/m²);
N——建筑面积(m²)。
2. 必要系数法
需求系数法源于工业企业的负荷计算,将其应用到公共民用建筑的负荷计算中,会因负荷运行方式的差异而产生偏差。
1)所需系数法的特点:
①当负荷按需求采用系数法确定时博物馆恒温恒湿机,计算负荷为30分钟时间间隔内平均负荷的最大值。按此条件选择电气设备和元件,确定配电线路电压损失值。这样给电气设备和导线截面留有一定的余量,提高了供电的安全性和可靠性。
②由于需求系数法没有考虑同时运行的用电设备台数和设备容量动态变化的影响,计算结果会比实际值偏大。因此,在计算负荷时,必须正确选取与各级变电站或配电干线计算负荷相匹配的同时系数(K1)。
2)相关电气设备组的需求系数及功率因数见表2.2.2-2。
表2.2.2-2 动力设备组需量系数及功率因数
续表2.2.2-2
3)系数法计算公式:
在哪里:
——计算有功功率(kW);
——需求系数;
——用电设备组的设备容量(kW)。
4)采用系数法计算荷载的注意事项:
①照明负载的容量应根据所用光源的额定功率加上辅助设备的功率来确定。例如气体放电灯、金卤灯的负载容量为灯泡的额定功率加上镇流器的耗电量,低压卤钨灯的负载容量为灯泡的额定功率加上变压器的耗电量。
②用电设备组的设备容量不包括备用设备的容量。
③设备总容量不含消防电气设备的容量。
④季节性用电设备(如制冷设备、采暖设备)应按较大者计入设备总容量。
⑤短时间重复工作的用电设备功率应折算为负载持续率为25%的设备功率。
⑥单相负载应均匀分配到三相上,当单相负载总容量小于计算范围内三相对称负载总容量的15%时,应按最大相负载的3倍计算为三相对称负载。
⑦ 按组计算用电设备时,同种用电设备的总容量为算术相加,不同种类用电设备的总容量应分别按有功功率和无功功率负荷相加计算。
⑧配电干线及变电所的计算负荷为各用电设备组计算负荷乘以同时系数Kt之和,Kt一般取0.8~0.9。
⑨不同类型的建筑(如办公楼、宿舍楼)共用一台变压器时,可按高峰负荷时段较大的一组选择同时率。
2.2.3 公共建筑荷载参数。
1、负荷类别占比。用电设备分为照明负荷和动力负荷,不同类型的建筑所占负荷比例不同,一般以照明及插座、空调机组占比较大,见表2.2.3-1。
2、办公楼。包括各级党委、政府、企事业单位、团体、社区等办公楼,通常由办公室、会议室、计算机房、配套用房(餐厅、车库等)等组成。
1)负荷特性:用电负荷按正常工作时间计算,工作时间为周一至周五,工作时间为早8点至晚5点,空调负荷占总用电负荷的1/4~1/3,用电负荷受温度变化影响较大,但持续用电时间相对较短。
表2.2.3-1 荷载类别百分比表(%)
2)符合参数:照明设计应满足《建筑照明设计标准》GB 50034-2004关于办公建筑照明功率密度值的要求。
智能办公建筑应按照《智能建筑设计标准》GB/T 50314-2000进行负荷计算,其他办公建筑、综合建筑可按表2.2.3-2进行负荷估算。
表2.2.3-2 办公建筑负荷密度表
续表2.2.3-2
3、医疗建筑,包括综合医院、专科医院、康复中心、急救中心、疗养院等。
1)建筑特征:综合医院按床位规模可分为300、400、500、600、800、1000张;按医院等级可分为三级、二级、一级医院,目前经常涉及的医院一般为二级及以上。
医院一般分为门诊部、医技部、住院部、行政部、后勤部等,综合医院布局可采用分散式、集中式、半集中式恒温恒湿机品牌,考虑到节能、使用方便,多采用半集中式布局。
2)负荷参数:照明设计应满足《建筑照明设计标准》GB 50034-2004关于医院建筑照明功率密度值的要求。
医院用电负荷主要由空调负荷和照明负荷组成,其中空调制冷占用电负荷的45%~55%,照明占30%,动力及医疗设备用电占15%~25%。
医院虽然属于功能性民用建筑,用电设备较多,但其照明标准相对于商业建筑、写字楼较低,用电负荷不高(北京供电规划8V·A/m2即可满足要求),医院变压器安装指标一般在65~75V·A/m2之间。
随着医学科技的发展,医院临床诊疗中医用电气设备、医用电子仪器越来越多,其主要负荷分布如下:
①放射科主要包括ECT室、CT室、X光室,电源应从变电所专用电路中引出,为避免干扰,三者的电源应分开设置。ECT的设备容量约150kV·A,CT的设备容量为35~50kV·A,各设专用稳压器。在相应机房内设配电箱,设备自带控制箱。每台X光机容量约50kV·A,一般医院有5~6台机,总用电量约250kV·A,但需求系数仅为0.2左右。每台机均设配电箱。
②血透室专用电器设备较多,反渗透制水设备用电量约380V、40A,应设单独配电箱。每床位设1台血透机,均为移动式,用电量约220V、5A,需设稳压装置。为防止血透机间相互干扰,每台机器应设1个电源,并应增设临时仪器仪表。每床位应设2套单相三极加二极暗装插座。血透室恒温恒湿机用电量约220V、6A。
③手术室是医院的心脏,供电不能中断,除设置两路10kV电源外,还必须设置应急自备柴油发电机组,低压配电室设置应急母线段,末端有自动切换。每间手术室设置独立的电源控制箱和剩余电流检测装置,但不应设置剩余电流保护器。手术室内的设备包括内墙(多为钢板)均为厂家配套,设备供应商自带控制箱(包括无影灯控制开关)恒温恒湿机价格,电气设计时只需预留接口即可。
④实验室、理疗科等医疗设备对电源电压的稳定性要求较高,插座或插座箱的电源应来源于稳压器或设备自身的稳压器。
⑤医院其他设备大多为移动式单相电器设备,耗电量一般不超过25A,采用插座或插座箱供电。
4、文化建筑,包括剧场、电影院、图书馆、博物馆、档案馆、文化馆、展览馆、音乐厅等。
1)负荷特性:用电负荷按工作小时计算,随服务对象不同而变化,空调负荷约占总用电负荷的1/4~1/3,受温度变化影响较大,但持续用电时间相对较短。
①图书馆、博物馆、美术馆、展览馆等建筑的功能和照明要求基本相同,但局部照明和重点照明有所不同。图书馆建筑照度要求较高的场所,应设置局部照明。珍稀图书存放场所不宜使用紫外线照射强的光源。阅览室荧光灯宜采用无噪音电子镇流器,书库照明宜采用书库专用灯具。
②展览建筑照明分为一般照明、展示照明(橱窗照明)和投射照明,注意以下几点:
a.一般室内照明应低于展品的照度,以便参观者集中注意力;
b.照明设置应防止眩光;
c.采用显色指数较高的光源(Ra≥85),使观看者能正确识别展品的颜色;
d.防止室内镜面反射,提高展柜内的照度。
③剧场照明主要包括观众厅、休息室、门厅、放映室、舞台及辅助用房的照明。舞台照明比较特殊,需有专门的灯光、调光设备。
2)负荷参数:展厅的照明标准可参见《建筑照明设计标准》GB 50034-2004中表5.2.9展厅标准照明值。
展厅展品照明应根据展品类别选择相应的照明标准,博物馆建筑展厅展品照明标准值见《建筑照明设计标准》GB 50034-2004表5.2.8。
5、商业建筑,包括百货商场、超市、菜市场、宾馆、饭店、饮食店、洗浴中心、美容中心等。
1)负荷特性:用电负荷以工作小时计算,随服务对象不同而变化,空调负荷约占总用电负荷的1/4~1/3,受温度变化影响较大,但持续用电时间较短。
商业建筑的整体照明应根据业态特点进行配置,分为店面照明、大堂照明、橱窗照明、店面照明和整个建筑的立面(外部)照明,做到既区分又协调。
2)负荷参数:照明设计应满足《建筑照明设计标准》GB 50034-2004关于商业建筑照明功率密度值的要求。
商业照明系统显著的特点是相位不平衡度较大,应安装分相无功自动补偿装置,以提高功率因数和供电质量。
各类商业建筑的一般照明,距地面0.75m处的参考水平工作面的照度推荐值应按照《建筑照明设计标准》GB 50034-2004的规定执行。
6、体育建筑,包括体育场、体育馆、游泳池、健身房等。
1)负荷特点:体育建筑的用电负荷应根据具体使用要求区别对待,仅在比赛时使用的大型用电设备应采用单独的变压器供电。确定变压器台数时,应考虑体育建筑用电负荷的特点和经济运行条件,以及供电系统的可靠性,宜选择多台小容量变压器的供电方案。大型体育场馆还应预留一定的备用容量,作为场馆内举行的其他活动的临时供电。
①体育建筑照明设计应满足不同体育赛事和观众的要求;当有电视转播时,应满足电视转播的照明要求,减少阴影和眩光。
②体育建筑照明分为室内和室外两大类,室内照明可采用泛光灯与吸顶灯组合使用,室外体育场馆一般采用泛光灯。光源应根据体育赛事随时改变光源的光色和显色性。
③天花板较低的健身房一般采用荧光照明,灯具应与视线平行,以减少眩光。
④层高较高的体育馆,一般采用高强度气体放电灯,有时也采用混合光照明灯具,以满足显色指数和光色的要求。
①室外足球场一般采用四角投光灯,灯杆高度不得小于球场总宽度的1/4。
2)负荷参数:体育建筑比赛场馆照度标准应符合《建筑照明设计标准》GB 50034-2004的规定。
甲级及以上体育建筑还应符合有关国际单项运动组织的规定,其他场所照明照度标准见表2.2.3-3。
表2.2.3-3 体育建筑其他场所照明照度标准
7.教育建筑。包括托儿所、幼儿园、中小学、大专院校、职业学校、特殊教育学校等。主要由教室(阶梯教室)、实验室、办公室、阅览室等组成。
1)负荷特性:主要为照明负荷。一般教室照明采用荧光灯,美术教室宜采用高光度的光源。为避免光幕反射,减少眩光,荧光灯长轴应与黑板垂直,灯具距桌面高度不小于1.7m。黑板应设专用照明设施,其平均垂直照度不小于2001x。其他功能室设计要点,见其他章节。
2)负荷参数:照明设计应满足《建筑照明设计标准》GB 50034-2004关于学校建筑照明功率密度值的要求。
2.2.4 居住建筑荷载参数。
1、负荷特点:住宅建筑分为住宅和宿舍,住宅包括经济适用房、普通住宅、高档住宅、公寓及别墅等;宿舍主要有教职工宿舍、职工公寓、学生宿舍、学生公寓等,由于其功能要求和设计标准不同,相应的设备配置和电力负荷也不同。
2、负荷参数:住宅单位应采用单相供电,有三相用电设备的家庭,仅用三相电源供设备使用,并按当地供电局有关规定安装计量电能表。
住宅用电指标可按每户3至8kW估算,视户型而定。当户数不确定时,可按15至50W/m2(乘以建筑面积)估算。
居民用电负荷宜采用需求系数法计算酒窖恒温恒湿机,需求系数可按表2.2.4-1选取,也可从居民用电需求系数曲线中选取。
1)多户住宅系数表见表2.2.4-1。
表2.2.4-1 多户住房需求系数表
2)居民电力需求系数曲线如图2.2.4所示。
图2.2.4 居民电力需求系数曲线
注:本曲线中的户数是指单相线路供电的用户数,若系统为三相供电系统,则应按单相线路供电的最大户数计算。供电线路中三间以上户数较多,一、二间户数较少的,需量系数可适当小一些,反之,需量系数可适当大一些。
3.各地相关规定。
1)北京地区:居民用电负荷见表2.2.4-2至表2.2.4-4。
2)上海地区:按上海市工程建设规范《居住设计标准》规定,计算每处用电负荷的功率不应小于表2.2.4-5的规定:
3)天津市:居民用电负荷见表2.2.4-6。
表2.2.4-2 不同类型居住建筑及配套公共建筑综合系数
表2.2.4-3 由两台配电变压器供电的普通高层及多层住宅建筑配电变压器容量
表2.2.4-4 居住区配电变压器容量
表2.2.4-5 居民用电负荷计算功率
注:当每个住宅单元的用电负荷小于或等于8kW时,应采用单相电源向该住户供电。
表2.2.4-6 居民用电负荷标准
4)重庆市:居民用电负荷执行地方标准(1997年),见表2.2.4-7。
表2.2.4-7 居民用电负荷标准
5)吉林省:居民用电负荷见表2.2.4-8。
表2.2.4-8 居民生活用电负荷标准(1998年讨论稿)
注:1998年吉林省统一技术办法规定,一般居住建筑容量分为3kW、4kW、5kW三个等级,对于配备空调、大型电灶的高档住宅,可考虑6kW、7kW、8kW。
6)广州:居民用电负荷执行当地规定(1997),见表2.2.4-9。
表2.2.4-9 居民用电负荷标准
7)新疆:小康住宅用电负荷执行地方标准(1998),见表2.2.4-10。
表2.2.4-10 居民用电负荷标准
2.2.5 工程实例。
1.项目概况。
北京某大型商场于1990年建成,原为亚运会配套商场,兼有中大型零售百货商场。1997年商场进行扩建改造,营业面积由扩大至约,加上其他辅助用房,总建筑面积约。根据前期负荷运行情况总结和扩建后负荷增加情况认真分析,决定继续使用原有容量为2×·A的变压器,用电指标仅为66.7V·A/m2。为保证商场安全运行,在低压配电系统加装负荷监控系统。
系统自1997年投运以来,运行稳定,未出现变压器过载现象,变压器负载率:夏季65%,冬季40%,达到了设计效果。
2.措施:
1)对负荷情况进行详细分析、严格计算,确保HVAC设备容量合理冗余。
2)选择技术参数优良、运行方式经济的变压器。
3)采取措施提高功率因数和抑制谐波,
4)改善变电站的通风冷却条件,控制变压器的运行温度。
5)配备能源管理系统,实现能耗跟踪、远程和本地控制。
3.结论:
1)工程设计中心认真分析、研究电气设备实际负荷及运行管理程序。
2)采取综合节能措施。
恒温恒湿机生产厂家:www.airkins.com