需要系数

需要系数、同时系

几个定义：【安装容量】所连接的设备铭牌容量之和。国外叫TCL，total connected load。这里有争论了，备用设备算不算安装容量呢？国内有两种处理方式，其一是算上，按照运行方式取合适的需要系数，比如一用一备，就取需要系数0.5。第二种方案是不计入TCL，负荷表上单独列一栏“备用”。依照笔者海外经验，国外按照第二种方式处理。【计算容量】依照设备实际使用率打折的容量，是30 分钟用电设备的最大容量。所以，一般老同志画图不写Pjs,Qjs，Sjs，而是写P30，Q30,S30 之类。国外叫MD，maximum demand，或者diversity load。【需要系数】需要系数Kx=计算容量MD/ 安装容量TCL 。国外的称呼也很直观DF,demand factor 或者diversity factor。【同时系数】同时系数用于干线或者变电所，Kt=系统各部分最大需量之和/整个系统最大需求量。国外没有同时系数的概念，只有需要系数的概念，实际也没必要那么折腾，在负荷表上可以看到它就是国内的需要系数。只不过，从终端配电箱，到二级配电箱，再到母线乃至主配电盘，各级的需要系数取不同值罢了。各级需要系数的取值很有讲究，如果很粗糙，不加分析的乱用，会造成计算负荷很大，保护电器和导线越往上级越放大很多。所以，很多需要系数法计算结果都偏大。大家可以参考朱甫泉老先生在《建筑电气》上一篇文章，谈到需要系数法计算负荷的问题，还列举了很多工程实例。需要系数的取值，需要大量的进行工程调研，从而总结出一个合理的值。用电设备的额定功率Pe 是指这个设备的输出容量，它与输入容量之间有一个效率n1；用电设备不一定满载工作，存在一个负荷系数Ks；用电设备组的全部设备并不同时运行，存在同时运行系数Kt；向用电设备供电的线路有损耗，存在线路效率n2。所以用电设备的有功功率需要量为P30=Pe*Ks*Kt/(n1*n2) 我们令需要系数Kx＝Ks*Kt/(n1*n2 需要系数的值总小于1，它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗有关，而且与维护管理水平等因素也有关系。一般同类型建筑、同类型用电设备（组），需要系数很接近，可通过实测统计用一个典型值来表征实际上应该说同时系数隶属于需要系数，是为了考虑设备组之间的同时使用，用于计算干线负荷。二者的关系：需要系数=(k1xk2)/(q1xq2) q1：设备输出容量与输入容量之间的效率q2：用电设备不一定满载工作，之间存在的复合系数k1：同时运行系数k2：用电设备有线路损耗，线路效率这个值总小于1，不仅与设备的符合率、效率、台数、工作情况和线路损耗有关，还与维护管理水平等因素有关。单栋楼的话，只需考虑需要系数（5 楼给的就是需要系数）；而同时系数是在计算变压器容量等，建筑群的时候考虑的东西。可取0.9 左右。进行住宅电气设计时，对于负荷计算，尤其是其中的需要系数如何确定，每个电气设计人员都不可回避的，需要系数是一个至关重要的数据，直接影响到负荷计算结果。而恰恰就是这个关键系数，在现行电气设计手册中，表述得较为笼统、模糊。如一些手册中推荐，住宅需要系数Ｋ选取方法为:“20 户以下,取0.6 以上;20～50 户,取0.5～0.6;50～100 户,取0.4～0.5;100 户以上,取0.4 以下”。该方法有以下不足之处:(1)不确定性过强。如95 户、200 户时, Ｋ值分别应为多大?无从得知。(2)可能导致反常结果。例如,按上述方法,95 户、100 户时,Ｋ值分别可取0.43、0.4,每户安装功率取6ｋＷ,则95 户时的Ｐｊｓ=95×6×0.43=245.1ｋＷ, 而100 户时的Ｐｊｓ=100×6×0.4=240ｋＷ。即95 户计算功率反而大于100 户计算功率,这显然是不合常规的，而其根源就在于需要系数Ｋ的不确性。以下是推导数据，属“经验型”与“数学型”之结合的结果，能较客观地虚拟了实际工程情况，提供了较高的模拟精度，方便工程设计。例如，某住宅小区共有1000 户，拟由两台变压器供电，每台大致承担500 户的负荷，则在负荷计算时，宜选取表中Ｎ=500、Ｋ=0.24 这组数据，而不是Ｎ=1000、Ｋ=0.19。表1 需要系数参照表户数(Ｎ)≤6 9 12 15 18 21 24 27 需要系数(Ｋ)1 0.89 0.82 0.76 0.72 0.68 0.66 0.63 户数(Ｎ)30 34 38 42 46 50 54 58 需要系数(Ｋ)0.61 0.58 0.56 0.55 0.52 0.51 0.50 0.49 户数(Ｎ)62 66 70 74 78 82 90 95 需要系数(Ｋ)0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42 户数(Ｎ)100 110 120 130 140 150 160 180

需要系数(Ｋ)0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34 户数(Ｎ)200 220 240 260 280 300 330 360 需要系数(Ｋ)0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27 户数(Ｎ)400 450 500 600 700 800 900 1000 需要系数(Ｋ)0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19 确定住户安装功率时,可遵循两条原则:(1)遵照当地供电部门的相关规定;(2)满足若干年限(如15 年)内,该地区大多数(而不是全部)住户最大可能达到的用电高峰需要。例如,目前深圳地区普通用户的安装功率一般取4～10ｋＷ/户,具体值视户型而定,其中尤以取值6ｋＷ最为常见。住户进户开关的选择对应于安装功率为4、6、7、10ｋＷ,户配电箱的总开关额定电流可分别选择为20Ａ、32Ａ、40Ａ、50Ａ(在此,均指单相值)。当然,此作法与《民用建筑电气设计规范》3.3.11.2 条存在部分“冲突”。该条规定:“由地区公共低压电网供电的220Ｖ照明负荷,线路电流不超过30Ａ时,可用220Ｖ单相供电,否则应以220/380Ｖ三相四线制供电”。不过,在实际设计工作中,适时“突破”(即优先采用单相而不是三相供电)该条规定已是屡见不鲜,原因如下:(1)该条规范规定的本意是为了降低三相低压配电系统的不对称度;只要设计时,保证了某个门栋乃至整幢住宅负荷就地三相平衡(不平衡度≤15%),则线路单相电流不超过50Ａ时,均以220Ｖ单相供电,似仍是可行的。(2)与住户单相总开关比较,住户三相总开关与分开关之间的整定配合较为不易,即配电灵活性较差。(3)以三相电表计量单相负荷,结果不够理想,且三相电表及三相开关的成本都显著抬高。（本文忽略了一个实际情况：当用户增加到一定数后，需要系数不能再减小了，如用户为200 户时需要系数为0.33,超过200 户时需要系数也不能再减小了,因为此时用户的用电概率不会再减了）