任務三照明線路計算適用班級：電氣18862019年5月15-17日第21-22次課項目4教學樓D座四樓照明工程電氣設計P378-381知識回顧：1、照明對電源電壓質量的要求：電壓大小的要求：一般照明220V；≥1500W的HID燈；移動或手提燈：干燥場所≤50V，潮濕場所≤25V。電壓質量的要求：電壓偏移、電壓波動改善電壓質量的措施：照明與電力線路分開、減少線路阻抗、合理進行無功補償、盡量三相平衡等。2、照明對供電可靠性的要求：一級負荷：兩個獨立電源供電，特別重要的負荷須增設應急電源二級負荷：兩臺變壓器供電3、照明工程配電網絡：基本構成：低壓配電屏→饋電線→總箱→干線→分配電箱→分支線三種配電形式：放射式、樹干式、混合式民用建筑低壓配電系統(tǒng)三種接地形式：TN-C、TN-S、TN-C-S4、照明供電網絡的設計原則三相照明配電干線的各相負荷宜分配平衡配電箱宜設置在負荷的中心室內每一條分支回路，其一般燈具時電流≯16A，組合燈具時≯25A，HID燈具時≯30A

所接光源數：一般≯25個，連接建筑組合燈具時≯60個最大相≯三相平均值的115%最小相≮三相平均值的85%分支回路的長度：三相220/380V線路≯100m

單相220V線路≯35m插座回路應裝設剩余電流動作保護器，且插座與照明宜接于不同分支回路，每一分支回路數量≯10個（組）；用于計算機電源的插座數量不宜超過5個(組)，并應用安全型剩余電流動作保護裝置疏散照明和備用照明回路不應設置插座知識回顧：任務一照明工程電氣設計任務分析2學時項目4教學樓D座四樓電氣照明工程設計任務二照明供電與配電2學時任務三照明線路計算（本次課學習）

2學時任務四導線選擇及線纜敷設2學時任務五照明工程配電電器及其選擇2學時任務六照明工程保護電器及其選擇2學時教學時數：14學時思考：照明線路選擇時，應該依據什么？照明支路導線的電流怎么求？以本教室為例求燈具總功率，直接把各燈具的功率相加可否？為什么？影響需要系數的因素都有什么？試比較一下本房間的需要系數與本教學樓的需要系數哪個大？任務三照明線路計算任務描述照明負荷的計算就是計算照明電路所消耗功率的大小，也可以說是求照明線路電流的大小，但并不是求功率和電流的實際值，而是求“計算功率”和“計算電流”，二者均被稱作“計算負荷”。求照明負荷的目的是為了合理地選擇供電導線、變壓器和開關設備等，使電氣設備和材料得到充分的利用，同時也是確定電壓損失的依據。照明負荷計算的方法通常采用:需要系數法和負荷密度法任務三照明線路計算任務三照明線路計算項目4教學樓D座四樓照明工程電氣設計一、照明負荷計算二、照明線路電壓損失計算主要學習內容：重點《民規(guī)》JGJ16-2008：負荷計算的內容包括：

1、計算負荷，作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導體及電器的依據，并用來計算電壓損失和功率損耗。在工程上為方便計，亦可作為電能消耗量及無功功率補償的計算依據。

2、尖峰電流，用以校驗電壓波動和選擇保護電器。

3、一級負荷、二級負荷，用以確定備用電源或應急電源。

4、季節(jié)性負荷，從經濟運行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數和容量。

“負荷計算”就是求“計算負荷”計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。1、基本概念“計算負荷”：指消耗電能最多的半個小時的平均功率。用Pc、Qc、Sc、Ic表示，工程上一般用Pjs、Qjs、Sjs

和Ijs表示。2、計算目的：合理選擇供電系統(tǒng)中的變壓器、導線和開關設備；

照明設備電能計量、無功補償；照明線路電壓損

失和功率損耗計算等。

任務三照明線路計算一、負荷計算的基本概念如何理解這句話？本頁PPT主要講：“負荷計算”都求啥？“負荷計算”有啥用？任務三照明線路計算3、計算方法：常用方法：需要系數法和單位指標法/負荷密度法《民用建筑電氣設計規(guī)范》：“在方案設計階段可采用單位指標法；在初步設計階段，宜采用需要系數法?！薄锸且环N比較精確的計算方法?！镏饕糜诔醪皆O計和施工圖設計階段?！锸窍鄬Ρ容^粗略的計算方法?！锒嘤糜诳尚行匝芯亢头桨冈O計階段。一、負荷計算的基本概念

需要系數法的總體思路：

任務三照明線路計算二、需要系數法照明支路負荷計算公式：PN→Pe→Pc→IcPc=Kd*Pe（Kd取1）每條照明或插座回路用戶開關箱負荷計算公式：Pc=Kd*（∑Pe）（Kd取1）每家每戶進線回路單元配電箱負荷計算公式：Pc=Kd*（∑Pe）

（Kd取0.7-0.9）單元總干線回路樓總配電箱負荷計算公式：Pc=Kd*（∑Pe）

（Kd取0.4-0.7）住宅建筑進戶線回路干線支干線支路低壓配電屏負荷計算公式：Pc=K∑p*（∑Pc）

（K∑p取0.8-0.9）變壓器低壓出口處線路饋電線計算位置計算順序最基本公式需要系數法的基本計算思路：

PN→Pe→Pc→Ic額定功率設備功率計算功率計算電流

確定照明分支線路的設備容量Pe→分支線路的計算負荷Pc（l）→照明干線上的計算負荷Pc（L）→進戶線、低壓總干線的計算負荷Pc任務三照明線路計算二、需要系數法《民規(guī)》JGJ16-2008：照明用電設備的設備功率為：

1）白熾燈、高壓鹵鎢燈是指燈泡標出的額定功率。

2）低壓鹵鎢燈除燈泡功率外，還應考慮變壓器的功率損耗。

3）氣體放電燈、金屬鹵化物燈除燈泡的功率外，還應考慮鎮(zhèn)流器的功率損耗。任務三照明線路計算二、需要系數法可以看出：求照明負荷的設備功率是用需要系數法進行照明負荷計算的重要步驟。

（1）熱輻射光源和電子鎮(zhèn)流器的氣體放電光源：

Pe=PN

（2）帶有耗電附件的氣體放電光源：

Pe=（1+α）PN

（3）插座每組按Pe=100W計算

以上是對于每個照明設備的計算，在此基礎上求出各相之和。1、照明設備容量Pe的確定任務三照明線路計算二、需要系數法光源的種類或名稱功率損耗值（α）光源的種類或名稱功率損耗值（α）普通熒光燈0.2金屬鹵化物燈0.14-0.23高壓汞燈0.08-0.3高壓鈉燈0.12-0.2自鎮(zhèn)流的高壓汞燈0.08-0.15低壓鈉燈本頁PPT主要講：求不同照明設備的設備功率各相總設備功率可能不同。《民規(guī)》JGJ16-2008：單相負荷應均衡分配到三相上，當單相負荷的總計算容量小于計算范圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時，全部按三相對稱負荷計算；當超過15%時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，再與三相負荷相加，等效三相負荷可按下列方法計算：

1、只有相負荷時，等效三相負荷取最大相負荷的3倍。

2、只有線間負荷時，等效三相負荷為：單臺時取線間負荷的倍；多臺時取最大線間負荷的倍加上次大線間負荷的倍。

3、既有線間負荷又有相負荷時，應先將線間負荷換算為相負荷，然后各相負荷分別相加，選取最大相負荷乘3倍作為等效三相負荷任務三照明線路計算二、需要系數法如何計算單相負荷占比？如何將單相負荷等效為三相負荷？

對《民規(guī)》的解讀：

在計算范圍內的單相負荷容量的和小于或等于總容量的15％時，按三相平衡負荷確定，即：

Pe=Pea+Peb+Pec；若單相設備容量的和大于總容量的15％時，取三相中最大的3倍，即：

Pe=3Pmax在實際照明工程中要做到三相負荷平衡是很困難的，即上述條件較難滿足，這時照明干線的計算負荷應按三相負荷中負荷最大的一相進行計算，即認為三相等效負荷為最大相單相負荷的三倍，即：

Pe=3Pmax任務三照明線路計算二、需要系數法本頁PPT主要講：單相照明設備組成三相負荷，如何求這個三相總設備功率“三相平衡”和“三相不平衡”也可用“相不平衡率η”來衡量。

式中Pmax、Pmin------三相中最大的和最小的設備功率；

Pav------三相平均單相設備功率，即：

Pav=（PeA+PeB+Pec）/3當η≤15%時，按三相平衡計算即：

Pc（L）=Kd（L）×(PeA+PeB+Pec)當η﹥15%時，按三相不平衡計算即：

Pc（L）=3Kd（L）·Pem任務三照明線路計算二、需要系數法結合后面內容再理解2、求計算負荷負荷計算用到的基本公式：

任務三照明線路計算二、需要系數法由設備功率求有功計算功率由有功計算功率求無功計算功率由有功計算功率和無功計算功率求視在計算功率計算范圍內出現2種及以上功率因數值時，求計算電流公式計算范圍內只有1個功率因數值時，求計算電流公式2、求計算負荷基本公式：Pc=Kd·Pe

（1）照明分支線路的計算負荷：Pc=Pe（Kd=1）特別地，當多種光源存在于同一支路時計算步驟：求出每種光源的Ic值→求出每種光源的Ic值的有功及無功分量

（Icp=Ic·cosφIcq=Ic·sinφ）→求總計算電流Ic的值PN→Pe→Pc→Ic任務三照明線路計算二、需要系數法該支路所有照明設備的設備功率之和【例1】某生產建筑物中的三相供電線路上接有250W熒光高壓汞燈和白熾燈兩種光源，各相負荷分配見下表：相序250W高壓汞燈白熾燈L1（A相）4盞1KW2KWL2（B相）8盞2KW1KWL3（C相）2盞0.5KW3KW試求：線路的計算電流。解：查表得：Kd=0.95，①求每相高壓汞燈的有功計算功率：

A相:1000×（1+0.2）=1200WB相:2000×（1+0.2）=2400WC相:500×（1+0.2）=600W②求每相白熾燈的有功計算功率：

A相:2000WB相:1000WC相:3000W③求每相高壓汞燈的有功計算電流：

A相:1200/220=5.45AB相:2400/220=10.91AC相:600/220=2.73A④求每相高壓汞燈的無功計算電流：

A相:5.45×1.48=8.07AB相:10.91×1.48=16.15AC相:2.73×1.48=4.04A⑤求每相白熾燈的計算電流：

A相:2000/220=9.09AB相:1000/220=4.55AC相:3000/220=13.64A⑥求線路總的計算電流：藍色：電流有功分量橙色：電流無功分量2、求計算負荷（2）照明支干線上的計算負荷：Pc=Kd·∑Pe

若要求Ic，則：單相：三相：

任務三照明線路計算二、需要系數法該干線所有照明設備的設備功率之和也可以是每相總設備功率之和可以是樓層配電箱進線可以是單元配電箱進線前提：三相均衡分配負荷【例2】某照明配電系統(tǒng)圖如圖所示，已知：照明干線上的需要系數Kd=0.7，功率因數cosφ=0.9，試求：照明干線上的計算負荷。2、求計算負荷

（3）建筑進戶線的計算負荷Pc

若要求Ic，則：

任務三照明線路計算二、需要系數法各個單元的設備功率和

民用建筑照明負荷需要系數建筑類別需要系數Kd建筑類別需要系數Kd建筑類別需要系數Kd住宅樓0.4～0.7圖書館閱覽室0.8病房樓0.5～0.6科研樓0.8～0.9實驗室變電室0.7～0.8劇院0.6～0.7商店0.85～0.95單身宿舍0.6～0.7展覽館0.7～0.8門診樓0.6～0.7辦公樓0.7～0.8事故照明1影院0.7～0.8教學樓0.8～0.9托兒所0.55～0.65體育館0.65～0.75社會旅館0.7～0.8建筑物類別需要系數kd建筑物類別需要系數kd應急照明1汽機房0.9生產建筑0.95廠區(qū)照明0.8圖書館0.9教學樓0.8～0.9多跨廠房0.85實驗樓0.7～0.8大型倉庫0.6生活區(qū)0.6～0.8鍋爐房0.9道路照明1照明干線回路的需要系數【例3】已知某建筑照明配電干線系統(tǒng)圖如下圖所示，若給定Kd=0.6，求：π接箱進線處的計算負荷Pjs、Qjs、Sjs和Ijs。2、求計算負荷

（4）饋電線、低壓總干線的計算負荷Pc

若要求Ic，則還需由每個建筑的Qc求出總Qc：

進而求出饋電線處總Sc：

則：

任務三照明線路計算二、需要系數法各個進戶線的有功計算負荷有功功率同時運行系數,取值0.9左右，計算范圍越大取值越小各個進戶線的無功計算負荷無功功率同時運行系數,取值0.95左右，計算范圍越大取值越小1-分支線2-設備組3-低壓干線4-低壓母線5-高壓母線6-總變低壓母線7-總變高壓母線可能有補償【例4】拔高題：工廠用電負荷計算負荷密度法公式：

式中，Po---單位面積功率，即負荷密度，W/㎡；

A---建筑面積，㎡。是一種估算方法，適用于初步設計階段。任務三照明線路計算三、負荷密度法單位建筑面積照明用電計算負荷建筑物名稱單位建筑面積計算負荷（W/㎡）建筑物名稱單位建筑面積計算負荷（W/㎡）白熾燈熒光燈白熾燈熒光燈一般住宅6～12餐廳8～16高級住宅10～20高級餐廳15～30一般辦公樓8～10旅館、招待所11～18高級辦公樓15～23高級賓館26～35科學研究樓12～18文化館15～18教學樓11～15電影院12～20圖書館8～15劇場12～27大中型商場10～17體育練習館12～24展覽廳16～40門診樓12～25鍋爐房5～8病房樓8～10車房4～9車庫57單位指標法公式：式中，Pe′---有功負荷的單位指標，

W/床、W/戶、W/人。

N---核算單位的數量。床、戶、人等。適用于：方案設計階段任務三照明線路計算三、單位指標法注：本數據摘自《住宅建筑電氣設計規(guī)范》（JGJ242-2011）應用以上方法計算負荷時，還應結合工程具體情況，乘以不同的同時系數。任務三照明線路計算三、單位指標法負荷計算方法的比較方法優(yōu)點缺點適用需要系數法計算方便接近實際未考慮設備組中主次設備，計算結果偏小方案設計、初步設計、民用建筑施工設計、工廠大型車間變電所的施工設計二項式法（沒講）考慮設備組中大容量的影響計算繁瑣計算結果偏大機械加工行業(yè)的低壓分支或干線的負荷計算，設備臺數較少，且容量差別有太大時的低壓干線和低壓支線的負荷計算單位指標負荷密度最簡單準確度低工程方案設計階段進行負荷計算用戶總負荷計算程序

1.求各用電設備的設備容量

2.用需要系數法逐級計算

3.在配電點要考慮同時系數

PC=K∑P*∑PCiQC=K∑Q*∑QCi

4.在變壓器的安裝處要考慮變壓器的損耗

PC2=PC1+△PTQC2=QC1+△QT

5.線路中的損耗原則可不考慮

6.在并聯(lián)電容安裝處，要考慮補償容量

PC3=PC2QC3=QC2-QCC

下學期學習《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-20083.5負荷計算3.5.1負荷計算的內容包括：

1計算負荷，作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導體及電器的依據，并用來計算電壓損失和功率損耗。在工程上為方便計，亦可作為電能消耗量及無功功率補償的計算依據。

2尖峰電流，用以校驗電壓波動和選擇保護電器。

3一級負荷、二級負荷，用以確定備用電源或應急電源。

4季節(jié)性負荷，從經濟運行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數和容量。3.5.2在方案設計階段可采用單位指標法；在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數法。《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-20083.5.3進行負荷計算時，應按下列規(guī)定計算設備功率：

1對于不同工作制的用電設備的額定功率應換算為統(tǒng)一的設備功率。

1）連續(xù)工作制電動機的設備功率等于額定功率。

2）斷續(xù)或短時工作制電動機的設備功率，當采用需要系數法計算時，是將額定功率統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率為25%時的有功功率。

3）電焊機的設備功率是指將額定功率換算到負載持續(xù)率為100%時的有功功率。

2照明用電設備的設備功率為：

1）白熾燈、高壓鹵鎢燈是指燈泡標出的額定功率。

2）低壓鹵鎢燈除燈泡功率外，還應考慮變壓器的功率損耗。

3）氣體放電燈、金屬鹵化物燈除燈泡的功率外，還應考慮鎮(zhèn)流器的功率損耗。

3整流器的設備功率是指額定交流輸入功率。

4成組用電設備的設備功率，不應包括備用設備?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》JGJ16-20083.5.4當消防用電的計算有功功率大于火災時可能同時切除的一般電力、照明負荷的計算有功功率時，應按未切除的一般電力、照明負荷加上消防負荷計算低壓總的設備功率、計算負荷。否則計算低壓總負荷時，不應考慮消防負荷。當消防負荷中有與平時兼用的負荷時，該部分負荷尚應計入一般電力、照明負荷。3.5.5應急發(fā)電機的負荷計算應滿足：

1當應急發(fā)電機僅為消防用電設備供電時，應以消防用電設備的計算容量作為選用應急發(fā)電機容量的依據。

2當應急發(fā)電機為消防用電設備及其它重要負荷供電時，應將消防用電設備及其它重要負荷分組，取其中較大的一組的計算負荷作為選用應急發(fā)電機容量的依據?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》JGJ16-2008

3.5.6單相負荷應均衡分配到三相上，當單相負荷的總計算容量小于計算范圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時，全部按三相對稱負荷計算；當超過15%時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，再與三相負荷相加，等效三相負荷可按下列方法計算：

1只有相負荷時，等效三相負荷取最大相負荷的3倍。

2只有線間負荷時，等效三相負荷為：單臺時取線間負荷的倍；多臺時取最大線間負荷的倍加上次大線間負荷的倍。

3既有線間負荷又有相負荷時，應先將線間負荷換算為相負荷，然后各相負荷分別相加，選取最大相負荷乘3倍作為等效三相負荷《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008

3.5.7對用電設備進行分組計算時，應按下列條件考慮：

1三臺及以下的用電設備，計算負荷等于其設備功率的總和：三臺以上時，其計算負荷應通過計算確定。

2類型相同的用電設備，其總設備容量可以取其代數和。

3類型不同的用電設備，其總設備容量應按有功和無功負荷分別相加確定。3.5.8當采用需要系數法計算負荷時，應將配電干線范圍內的用電設備按類型統(tǒng)一劃組。配電干線的計算負荷為各用電設備組的計算負荷之和再乘以同時系數。變電所或配電所的計算負荷，為各配電干線計算負荷之和再乘以同時系數。計算變電所10、35kV側負荷時，應加上變壓器的功率損耗。任務三照明線路計算四、電壓損失計算

線路上的電壓損失△U=電源端輸出電壓U1－負載端得到電壓U2

相對電壓損失△U％=×100％

U1-U21000UN單位:v單位:kv

每相的電壓損失：△Up=IRcosφ+IXsinφ=[（IRcosφ+IXsinφ）U