需要系数法介绍

需要系数法介绍
需要系数是一个至关重要的数据，直接影响到负荷的计算结果，关系到变压器容量的选择，特别对于一些大面积的住宅小区，需要系数的选择不同，变压器容量可能相差一个等级，甚至更大。

而需要系数的确定又是极为繁琐、经验的事，虽然在现行的各种设计手册上都有数据可查，但表述比较笼统、模糊，有一些不尽合理的地方。

如有的手册规定50户~100户，需要系数取0.4~0.5，100户以上取0.4以下，先假定每户安装容量为6KW，95户取需要系数0.43，100户时取为0.4，则95户的Pjs=95*6*0.43= 245.1KW，而100户的Pjs=100*6*0.4=240KW，这很明显不合理。

模拟公式的推导
模拟公式的推导基于以下三条规律：
①户数(N)较少时，需要系数(K)为1；
②需要系数(K)随户数(N)增大而减小，即KN≤KN-1 （KN是N所对应K值），且减少速率先急后缓；
③每户安装功率相同时，小户数的计算功率恒小于大户数的，即（N-1）*KN-1*P< N*KN*P。

基于以上三条规律：可以假定N ≤6时，K0=1，其后，每增加3户，K值做一次调整，调整后的K 值等于调整前的K值乘以调整系数。

下面介绍怎样确定调整系数。

假设N为3的倍数且N≥9，因KN>KN-1*[(N-1)/N]，故KN-2>KN-3*[(N-3)/(N-2)]，根据前面假定可知：KN-2=KN-1=KN，所以KN>KN-3*[(N-3)/(N-2)]，因(N-1)/N
恒大于(N-3)/(N-2)，故不妨令KN=KN-3*[(N-1)/N]，即调整系数等于(N-1)/N。

举例说明
当N=7、8、9时，K1=K0*(9-1)/9=8/9，当N=10、11、12时，K2=K1*(12-1)/12=(8/9)*(11/12)……
需要系数法
需要系数是用电设备实际所需要的功率与额定负载时所需的功率的比值，用公式表示为
Kc=Psb/Psn
式中：Psb——用电设备实际所需功率。

Psn——用电设备额定功率。

需要系数的大小要综合考虑用电设备的负荷状态、工作制(连续、短时、重复短时工作)和该类设备的同时工作几率等方面的因素。

一般是根据实经验统计后取平均值。

电气设计的负荷计算方法及其应用范围电气负荷计算方法有：需要系数法，利用系数法，二项式系数法，单位面积功率计算法，单位产品功率计算法等。

(1)、需要系数法：用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷；
(2)、利用系数法：采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台娄和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数求得计算负荷；
(3)、二项式系数法：将负荷分为基本负荷和附加负荷，后者考虑一定数量大容量设备影响；
(4)、单位面积功率法，单位指标法，单位产品耗电量法等，可用于初步设计用电量指标的估算，对于住宅建筑，在设计各阶段均可使用单位面积功率法。

它们的应用范围各不一样，按《民用建筑电气设计规范》3.4.2.1。

"在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段,宜采用需要系数法。

"可见：民用建筑电气计算负荷推荐采用需要系数法；这是因为民用建筑中电气设备很少有特别突出的大功率设备，而按照需要系数法简单易行；而在工业建筑中，由于各设备的用电量存的很大差异，用需要系数法进行计算与实际就存在很大出入。

例如：某车间用电设备如下：电焊机25台，功率分别为：3.0KVA*8；8KVA*6；16KVA*5；30KVA*2；180KVA*2；
200KVA*2；ε=50% 风机：50台，功率均为：2.2KW 机床：66台，功率分别为：7.5Kw*30；15KW*30；30KW*2；45KW*2；90KW*2 吊车：2台，分别为15KW，22KW。

本车间的总配电计算负荷用上述(1)，(2)，(3)分别如下：
(一)、采用需要系数法：电焊机，Kx=0.35，Pjs=Kx*Pe =0.35*972**cosΦ=0.35*972**0.7=168.39Kw Qjs=Pjs*tgΦ
=1.02*168.39=171.76Kvar 风机：Kx=0.75
Pjs=Kx*Pe=0.75*50*2.2=82.5KW Qjs=Pjs*tgΦ
=0.75*82.5=61.9Kvar 机床：Kx=0.12
Pjs=Kx*Pe=0.12*1005=120.6KW Qjs=Pjs*tgΦ
=1.73*120.65=208.6Kvar 吊车：Kx=0.1
Pjs=Kx*Pe=0.1*37=3.7KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*3.7=6.4Kvar P ∑=K∑p*∑Pjs=0.9*374.8=375.19KW Q∑=K∑q*∑
Qjs=0.95*374.8=448.66KW S∑==584.86KVA cosΦ∑=0.505 Ijs==888.6A
(二)、采用利用系数法：焊机，Kp=0.25，Pp=Kp*Pe
=0.25*972**cosΦ=0.25*972**0.7=120.28Kw Qjs=Pjs*tgΦ=1.02*120.28=122.68Kvar 风机：Kx=0.55
Pjs=Kp*Pe=0.55*50*2.2=60.5KW Qjs=Pjs*tgΦ
=0.75*60.5=43.4Kvar 机床：Kp=0.1
Pjs=Kp*Pe=0.1*1005=100.5KW Qjs=Pjs*tgΦ
=1.73*100.5=173.87Kvar 吊车：Kp=0.15
Pjs=Kp*Pe=0.15*37=5.55KW Qjs=Pjs*tgΦ
=1.73*5.55=9.6Kvar P∑=∑Pp=229.73KW Q∑=∑
Qp=349.55KW ∑Pe=1839.3KW K1p==0.125
设备有效利用台数：nyx，是将不同设备和工作制的用电设备台数换处为相同设备和工作制的有效值，nyx= 当设备台数较多时，可用计算结果不大于10%的下列简化方法计算：1)、当有效台数为4台及以上时，且最大一台设备功率与最小一台设备功率之比m≤3时，取nyx=n；确定nyx时，可将组内总功率不超过全组总设备功率5%的一些最小设备略去。

2)、当m>3和K1p≥0.2取
nyx= 3)，当M>3和K1p<0.2取nyx=≈式中：n为用电设备总台数n1为用电设备中单台功率不小于最大一台设备功率一半的台数；∑Pe 为各用电设备组功率之和Pn1——n1台设备的设备功率之和有：nyx=≈==33.84 按nyx及K1p的值查下表可求出最大利用系数Km
计算公式矩阵
将各产品部门的需要消耗系数用表的形式表现出来，就是需要消耗系数表或完全消耗系数矩阵，通常用字母B表示。

需要消耗系数的计算公式为:式中的第一项aij表示第j产品部门对第i产品部门的直接消耗量；式中的第二项表示第j产品部门对第i产品部门的第一轮间接消耗量；式中的第三项为第二轮间接消耗量；式中的第四项为第三轮间接消耗量；依此类推，第n+1项为第n轮间接消耗量。

按照公式所示，将直接消耗量和各轮间接消耗量相加就是完全消耗系数完全消耗系数矩阵可以在基础上计算得到的，利用直接消耗系数矩阵计算完全消耗系数矩阵的公式为：B= (I−A) −I式中的A为直接消耗系数矩阵，I为单位矩阵，B为完全消耗系数矩阵。