营区配电与建筑电气
主讲：张晓清
电力系统及其自动化专业
64学时
教学内容：
1、营区供配电系统的组成
2,10KV变配电所的结构形式
3、建筑配电系统负荷计算
4、建筑电气系统的内容及其工作原理
5、建筑电气工程设计的内容和方法
教学目的：
1、了解营区供配电系统的组成形式
2、熟悉建筑电气系统的内容及其工
作原理
3、了解建筑电气工程施工组织方法
5、掌握建筑电气工程设计基本技能
4、熟悉建筑电气工程设计常用规范
教材：
1,,高层建筑电气工程,
丁明往 主编 水利电力出版社
2,,建筑的电气照明,
沈旦五 主编 高等教育出版社,
考 核,平时作业 50% 考 试 50%
参考书：
1,,民用建筑电气技术与设计,
胡乃定 主编 清华大学出版社
2,,工厂供电,
刘介材 主编 机械工业出版社
绪 论
一、现代建筑的基本知识
二、现代建筑电气工程的特点
三、建筑电气系统及基本功能
1、现代建筑的分类：
一, 现代建筑的基本知识
按用途分
住宅建筑 可有一层门面 （单间面积不大于 500m2)
旅游宾馆
商业楼宇
办公大楼
综合大楼
工业厂房
按高度分
100米以上 特高层建筑
50~100米 一类高层
24~50米 二类高层
24米以下 多层
2、高层建筑的定义：
我国,十层及十层以上的住宅和二十四米以上的其
它民用建筑属于高层建筑。
一, 现代建筑的基本知识
美国,7层,22米
日本,8层,31米
法国,住宅 50米、其它 28米
3、定义高层建筑起始高度的依据：
（ 1） 国家经济实力
（ 2） 国家现有消防器材灭火能力
二,现代建筑电气工程的特点
1、消防要求高
2、用电负荷大，供电可靠性要求高
3、电气设施功能复杂
1、供配电系统
三,现代建筑电气系统及其基本功能
2、电气照明系统
3、火灾自动报警与自动消防系统
4、共用天线电视系统
5、自动控制系统
6、电话通讯系统
7、电声广播系统
8、信号系统
9、计算机管理系统
10、防雷接地系统
四,建筑电气设计常用规范
1,民用建筑电气设计规范 JGJ/116-92
2,高层民用建筑防火设计规范 GB50045-95
3,火灾自动报警系统设计规范
4,重庆市住宅电气设计规程
5,住宅设计规范
6,建筑物防雷设计规范
7,汽车库, 修车库, 停车库设计防火规范
五,建筑电气工程识图
1,看设计说明, 了解设计思路及施工要求
2,看设备材料表, 熟悉图形符号
3,看配电系统图 （ 高压系统图, 低压系统图,
干线系统图以及弱电系统图 ） 了解系统概况
4,看设备层电气平面图, 弄清变配电 （ 弱电 ）
设备的布局, 进出线的走向, 敷设方式
5,看各楼层电气平面图, 重点关注配电箱位置,
出线回路编号, 线路穿墙点, 分析管线敷设高
度 。
?1-1 负荷分析
变压器容量
建筑面积装机密度 = （ VA/m2)
变压器容量
住户户数装机密度 = （ VA/户 )
建筑设计三步曲：
规划设计
扩大初步设计
施工图设计
重庆市目前设计标准
住宅楼 写字楼 商业楼
2.5~4KVA/户 90~110VA/ m2 100~130VA/ m2
Chapter 1 高压供电
一、负荷估算,用于规划设计
二、高层建筑的负荷分布,
空 调
照 明
水 泵
电 梯
通风机
扶梯等
40%~50%
30%~35%
5%
5%
10%
40层以下
底层
各层平均
底层
顶层
商场层
40层以上
底层、中间设备层
各层平均
底层、中间设备层
顶层、中间设备层
商场层
?1-1 负荷分析
?1-1 负荷分析
三、负荷等极,
消防负荷、楼道照明：
一类高层为一级负荷，其它建筑为二级负荷
停电不允许超过 15秒，并要求双电源在负荷末端
自动切换
生活水泵、商场照明为二级负荷
火灾时应断电，停电事故时应能用自备电源供电
其它负荷为三级负荷
火灾时应断电，发生事故时也可以停电
一、负荷计算原则,
1、反复短时负荷 （反复起动的电动机负荷）
计算总负荷时 按其额定容量 P100%统计
单负荷计算时 应进行折算 P25%=2P100%
2、火灾事故时才使用的消防设备负荷不计入总容量
3、冬夏轮用的两套设备，按较大容量计入总容量
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
二、负荷计算方法,
计算负荷 P30= （ KW)
1、负荷密度法,（适于扩大初步设计或施工图设计）
KS?S
1000
S --面积
KS--负荷密度
计算负荷 P30= （ KW)
单位指标法：
Kn?N
1000
N --数量
Kn --单位密度
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
二、负荷计算方法,
计算负荷 P30= KC ??PC （ KW)
2、需要系数法,（适于施工图设计）
KC --需要系数
PC --设备组安装容量
总计算负荷 PJ= KT ? ? P30（ KW)
总负荷计算：
KT --同期系数
(0.85~1)
P30--各设备组计
算负荷
重庆地区各类住宅综合用电负荷
户 型 综合用电负荷 (kW)
多层住宅 高居住宅 全电气化住宅
二室户 3.4 3.5~4.5 7~8
三, 四室户 4.5 4.5~5.5 8~9
负荷计算需要系数
户数 (户 ) 需 要 系 数 kx
多层住宅 高层住宅 全电气化住宅
1～ 10 1～ 0,8 1～ 0,8 1～ 0,93
10～ 20 0,7～ 0,8 0,75～ 0,85 0,93～ 0,91
21～ 100 0,6～ 0,54 0,63～ 0,55 0,85～ 0,45
100～ 200 0,54～ 0,46 0,55～ 0,d5 0,38～ 0,32
200及以上 0,46～ 0,42 0,45～ 0,43 0,32～ 0,30
重庆地区变电所计算负荷
项 目 — 般住宅地区 全电气化住宅地区
户均人口 (人 )
近期户均指标 (kW)
远期户均指标 (kW)
2,9
1,3
1,8
2,9
2,3
2,8
自然 cos?平均值 0,62 0,72
无 cos?补偿时
近期户均变压器容量 (kvA)
远斯户均变压器容量 (kVA)
2,1
2,9
3,2
3,9
cos? ＝ 0,85时
近期户均变压器容量 (kvA)
远期户均变压器容量 (kVA)
1,5
2,1
2,7
3,3
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
三、变压器容量选择：
变压器容量 S= （ KVA)PJ??COS?
PJ ----总计算负荷
? ----负荷率 ( 0.55~0.8)
COS ?--无功补偿后的功率因数
（要求达到 0.95以上）
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
四、补偿电容的容量：
QC=? ? PJ(tg ?1－ tg ?2 ）（ Kvar)
PJ ----总计算负荷（ KW）
? ----平均负荷因数 ( 0.8~0.9)
? 2＝Ｃ OS-1? 2 ---无功补偿后的功率因数
（要求达到 0.95以上）
? 1＝Ｃ OS-1?1 ---无功补偿前的负荷功率因数
白炽灯 Ｃ OS?＝ 1
荧光灯 Ｃ OS?＝ 0.5 可取 Ｃ OS? 1 ＝ 0.8
电动机 Ｃ OS?＝ 0.8
某高层综合楼
负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW
1~3层商场 每层 1500m2 楼道照明 20KW
4~15层住宅 每层 8户 每户 100m2 消防中心 20KW
生活水泵 2*22KW（一备一用）
消火栓泵 2*30KW（一备一用）
喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆
解：
一、负荷分组
电
源
PJ
一
层
动
力
P1
二
层
动
力
P2
三
层
动
力
P3
4-6
层
照
明
P4
7-9
层
照
明
P5
10-
12
照
明
P6
13-
15
照
明
P7
车
库
楼
道
P9
电
梯
P10
泵
房
P11
消
防
中
心
P12
1-3
层
照
明
P8
电
容
补
偿
例题 1：
某高层综合楼
负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW
1~3层商场 每层 1500m2 楼道照明 20KW
4~15层住宅 每层 8户 每户 100m2 消防中心 20KW
生活水泵 2*22KW（一备一用）
消火栓泵 2*30KW（一备一用）
喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆
解：
一、负荷分组
二、计算负荷
例题 1：
P1(P2.P3) =1500m2?0.09KW/m2?0.8=108KW
负荷密度 需要系数面积 表 1-17
P8 =3 ? 1500m2?0.03KW/m2?0.8=108KW
P4(P5.P6,P7)=24户 ?6KW/户 ?0.48=66KW 表 1-12
P9 =1100m2?0.01KW/m2 +20=31KW
P10 =2?15KW=30KW
导线选择 P’10 = 2? 2?15KW=60KW
P11 =2?22KW ? 0.5=22KW
导线选择 P’11 = 55+30=85KW
P12 =20KW
解：
一、负荷分组
二、计算负荷
电
源
PJ
一
层
动
力
P1
二
层
动
力
P2
三
层
动
力
P3
4-6
层
照
明
P4
7-9
层
照
明
P5
10-
12
照
明
P6
13-
15
照
明
P7
车
库
楼
道
P9
电
梯
P10
泵
房
P11
消
防
中
心
P12
1-3
层
照
明
P8
电
容
补
偿
701 108 108 108 66 66 66 66 108 31 60 22 20
三、总计算负荷 PJ =（ 4 ? 108+4 ? 66+31+30+22） ?0.9 =701KW
四、变压器容量 S= = =924(KVA)PJ??COS? 7010.8 ?0.95
五、补偿容量 QC=? ? PJ(tg ?1－ tg ?2 ）
=0.85 ? 701{tg(cos-10.8) － tg(cos-10.95)}
=241(Kvar)
一、高压开关设备,
开关柜
固定式
手车式
环网式
交流操作
直流操作
变压器
矿油变压器
硅油变压器
干式变压器
环氧树脂浇注变压器 高层建筑
断路器
多油断路器 户外
少油断路器 非高层户内
六氟化硫断路器
真空断路器 高层户内
?1-4 高压供电设备选型及布置
主讲：张晓清
电力系统及其自动化专业
64学时
教学内容：
1、营区供配电系统的组成
2,10KV变配电所的结构形式
3、建筑配电系统负荷计算
4、建筑电气系统的内容及其工作原理
5、建筑电气工程设计的内容和方法
教学目的：
1、了解营区供配电系统的组成形式
2、熟悉建筑电气系统的内容及其工
作原理
3、了解建筑电气工程施工组织方法
5、掌握建筑电气工程设计基本技能
4、熟悉建筑电气工程设计常用规范
教材：
1,,高层建筑电气工程,
丁明往 主编 水利电力出版社
2,,建筑的电气照明,
沈旦五 主编 高等教育出版社,
考 核,平时作业 50% 考 试 50%
参考书：
1,,民用建筑电气技术与设计,
胡乃定 主编 清华大学出版社
2,,工厂供电,
刘介材 主编 机械工业出版社
绪 论
一、现代建筑的基本知识
二、现代建筑电气工程的特点
三、建筑电气系统及基本功能
1、现代建筑的分类：
一, 现代建筑的基本知识
按用途分
住宅建筑 可有一层门面 （单间面积不大于 500m2)
旅游宾馆
商业楼宇
办公大楼
综合大楼
工业厂房
按高度分
100米以上 特高层建筑
50~100米 一类高层
24~50米 二类高层
24米以下 多层
2、高层建筑的定义：
我国,十层及十层以上的住宅和二十四米以上的其
它民用建筑属于高层建筑。
一, 现代建筑的基本知识
美国,7层,22米
日本,8层,31米
法国,住宅 50米、其它 28米
3、定义高层建筑起始高度的依据：
（ 1） 国家经济实力
（ 2） 国家现有消防器材灭火能力
二,现代建筑电气工程的特点
1、消防要求高
2、用电负荷大，供电可靠性要求高
3、电气设施功能复杂
1、供配电系统
三,现代建筑电气系统及其基本功能
2、电气照明系统
3、火灾自动报警与自动消防系统
4、共用天线电视系统
5、自动控制系统
6、电话通讯系统
7、电声广播系统
8、信号系统
9、计算机管理系统
10、防雷接地系统
四,建筑电气设计常用规范
1,民用建筑电气设计规范 JGJ/116-92
2,高层民用建筑防火设计规范 GB50045-95
3,火灾自动报警系统设计规范
4,重庆市住宅电气设计规程
5,住宅设计规范
6,建筑物防雷设计规范
7,汽车库, 修车库, 停车库设计防火规范
五,建筑电气工程识图
1,看设计说明, 了解设计思路及施工要求
2,看设备材料表, 熟悉图形符号
3,看配电系统图 （ 高压系统图, 低压系统图,
干线系统图以及弱电系统图 ） 了解系统概况
4,看设备层电气平面图, 弄清变配电 （ 弱电 ）
设备的布局, 进出线的走向, 敷设方式
5,看各楼层电气平面图, 重点关注配电箱位置,
出线回路编号, 线路穿墙点, 分析管线敷设高
度 。
?1-1 负荷分析
变压器容量
建筑面积装机密度 = （ VA/m2)
变压器容量
住户户数装机密度 = （ VA/户 )
建筑设计三步曲：
规划设计
扩大初步设计
施工图设计
重庆市目前设计标准
住宅楼 写字楼 商业楼
2.5~4KVA/户 90~110VA/ m2 100~130VA/ m2
Chapter 1 高压供电
一、负荷估算,用于规划设计
二、高层建筑的负荷分布,
空 调
照 明
水 泵
电 梯
通风机
扶梯等
40%~50%
30%~35%
5%
5%
10%
40层以下
底层
各层平均
底层
顶层
商场层
40层以上
底层、中间设备层
各层平均
底层、中间设备层
顶层、中间设备层
商场层
?1-1 负荷分析
?1-1 负荷分析
三、负荷等极,
消防负荷、楼道照明：
一类高层为一级负荷，其它建筑为二级负荷
停电不允许超过 15秒，并要求双电源在负荷末端
自动切换
生活水泵、商场照明为二级负荷
火灾时应断电，停电事故时应能用自备电源供电
其它负荷为三级负荷
火灾时应断电，发生事故时也可以停电
一、负荷计算原则,
1、反复短时负荷 （反复起动的电动机负荷）
计算总负荷时 按其额定容量 P100%统计
单负荷计算时 应进行折算 P25%=2P100%
2、火灾事故时才使用的消防设备负荷不计入总容量
3、冬夏轮用的两套设备，按较大容量计入总容量
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
二、负荷计算方法,
计算负荷 P30= （ KW)
1、负荷密度法,（适于扩大初步设计或施工图设计）
KS?S
1000
S --面积
KS--负荷密度
计算负荷 P30= （ KW)
单位指标法：
Kn?N
1000
N --数量
Kn --单位密度
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
二、负荷计算方法,
计算负荷 P30= KC ??PC （ KW)
2、需要系数法,（适于施工图设计）
KC --需要系数
PC --设备组安装容量
总计算负荷 PJ= KT ? ? P30（ KW)
总负荷计算：
KT --同期系数
(0.85~1)
P30--各设备组计
算负荷
重庆地区各类住宅综合用电负荷
户 型 综合用电负荷 (kW)
多层住宅 高居住宅 全电气化住宅
二室户 3.4 3.5~4.5 7~8
三, 四室户 4.5 4.5~5.5 8~9
负荷计算需要系数
户数 (户 ) 需 要 系 数 kx
多层住宅 高层住宅 全电气化住宅
1～ 10 1～ 0,8 1～ 0,8 1～ 0,93
10～ 20 0,7～ 0,8 0,75～ 0,85 0,93～ 0,91
21～ 100 0,6～ 0,54 0,63～ 0,55 0,85～ 0,45
100～ 200 0,54～ 0,46 0,55～ 0,d5 0,38～ 0,32
200及以上 0,46～ 0,42 0,45～ 0,43 0,32～ 0,30
重庆地区变电所计算负荷
项 目 — 般住宅地区 全电气化住宅地区
户均人口 (人 )
近期户均指标 (kW)
远期户均指标 (kW)
2,9
1,3
1,8
2,9
2,3
2,8
自然 cos?平均值 0,62 0,72
无 cos?补偿时
近期户均变压器容量 (kvA)
远斯户均变压器容量 (kVA)
2,1
2,9
3,2
3,9
cos? ＝ 0,85时
近期户均变压器容量 (kvA)
远期户均变压器容量 (kVA)
1,5
2,1
2,7
3,3
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
三、变压器容量选择：
变压器容量 S= （ KVA)PJ??COS?
PJ ----总计算负荷
? ----负荷率 ( 0.55~0.8)
COS ?--无功补偿后的功率因数
（要求达到 0.95以上）
?1-2 负荷计算及变压器容量选择
四、补偿电容的容量：
QC=? ? PJ(tg ?1－ tg ?2 ）（ Kvar)
PJ ----总计算负荷（ KW）
? ----平均负荷因数 ( 0.8~0.9)
? 2＝Ｃ OS-1? 2 ---无功补偿后的功率因数
（要求达到 0.95以上）
? 1＝Ｃ OS-1?1 ---无功补偿前的负荷功率因数
白炽灯 Ｃ OS?＝ 1
荧光灯 Ｃ OS?＝ 0.5 可取 Ｃ OS? 1 ＝ 0.8
电动机 Ｃ OS?＝ 0.8
某高层综合楼
负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW
1~3层商场 每层 1500m2 楼道照明 20KW
4~15层住宅 每层 8户 每户 100m2 消防中心 20KW
生活水泵 2*22KW（一备一用）
消火栓泵 2*30KW（一备一用）
喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆
解：
一、负荷分组
电
源
PJ
一
层
动
力
P1
二
层
动
力
P2
三
层
动
力
P3
4-6
层
照
明
P4
7-9
层
照
明
P5
10-
12
照
明
P6
13-
15
照
明
P7
车
库
楼
道
P9
电
梯
P10
泵
房
P11
消
防
中
心
P12
1-3
层
照
明
P8
电
容
补
偿
例题 1：
某高层综合楼
负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW
1~3层商场 每层 1500m2 楼道照明 20KW
4~15层住宅 每层 8户 每户 100m2 消防中心 20KW
生活水泵 2*22KW（一备一用）
消火栓泵 2*30KW（一备一用）
喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆
解：
一、负荷分组
二、计算负荷
例题 1：
P1(P2.P3) =1500m2?0.09KW/m2?0.8=108KW
负荷密度 需要系数面积 表 1-17
P8 =3 ? 1500m2?0.03KW/m2?0.8=108KW
P4(P5.P6,P7)=24户 ?6KW/户 ?0.48=66KW 表 1-12
P9 =1100m2?0.01KW/m2 +20=31KW
P10 =2?15KW=30KW
导线选择 P’10 = 2? 2?15KW=60KW
P11 =2?22KW ? 0.5=22KW
导线选择 P’11 = 55+30=85KW
P12 =20KW
解：
一、负荷分组
二、计算负荷
电
源
PJ
一
层
动
力
P1
二
层
动
力
P2
三
层
动
力
P3
4-6
层
照
明
P4
7-9
层
照
明
P5
10-
12
照
明
P6
13-
15
照
明
P7
车
库
楼
道
P9
电
梯
P10
泵
房
P11
消
防
中
心
P12
1-3
层
照
明
P8
电
容
补
偿
701 108 108 108 66 66 66 66 108 31 60 22 20
三、总计算负荷 PJ =（ 4 ? 108+4 ? 66+31+30+22） ?0.9 =701KW
四、变压器容量 S= = =924(KVA)PJ??COS? 7010.8 ?0.95
五、补偿容量 QC=? ? PJ(tg ?1－ tg ?2 ）
=0.85 ? 701{tg(cos-10.8) － tg(cos-10.95)}
=241(Kvar)
一、高压开关设备,
开关柜
固定式
手车式
环网式
交流操作
直流操作
变压器
矿油变压器
硅油变压器
干式变压器
环氧树脂浇注变压器 高层建筑
断路器
多油断路器 户外
少油断路器 非高层户内
六氟化硫断路器
真空断路器 高层户内
?1-4 高压供电设备选型及布置
