民用住宅负荷计算系数取值的探讨论文

　　摘要：目前我国居民的生活水平不断提高，用电量更是飞速上升，其中不容忽视的是负荷计算的问题，而影响负荷量的首要因素是负荷系数取值得问题。本文针对民用住宅负荷计算系数的取值，分析现行住户的用电情况，对负荷系数进行探讨，为今后住宅电气设计提供参考。
　　关键词：住宅论文，负荷论文，系数，用电量
　　1、前言
　　进入21世纪以来，居民的住宅及小区建设飞速发展,对于生活质量也有了更高的要求,随之而来的是现代建筑供配电成为一个值得深入研讨的课题，调配好电能来也成为当今突出的用电矛盾，但是，国家针对居民住宅及小区用电负荷计算的具体规范却始终未见出台，面对当前的用电形式，把握好负荷计算和配电这一环节，做到合理配电，又是必须做好的，而对于负荷计算，尤其是其中的需要系数如何确定，给电气工程设计人员的工作带来很大的不便，笔者基于此目的，结合自己多年工作经验，建立在参考大量相关研究论文的基础之上，对负荷计算中需要系数的问题进行分析探讨，以供同行的参考。
　　2、负荷系数的现状论文
　　所谓“负荷系数”即是实际计算负荷容量与额定负荷容量的比值，需要系数是在一定的条件下，根据统计方法得出的，它与用电设备的工作性质、设备效率、设备数量、线路效率以及生产组织和工艺设计等诸多因素有关。将这些因素综合为一个用于计算的系数，即需要系数。显然在不同地区、不同类型的建筑屋内，对于不同的用电设备组，用电负荷的需要系数也不相同，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，关系到变压器容量的选择，需要系统的选择不同，变压器容量可能相差一个等级，甚至更大，而需要系数的确定极为是繁琐、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、迷糊，有一些不尽合理的地方，如一些手册中推荐，住宅需要系数（K值）选取方法为，“20户以下，取0.6以上；20户~50户，取0.5~0.6；50户~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不确定性过强；可能导致反常结果，我认为其根源就在于需要系数（K值）的不确定性。
　　设计手册关于需要系数Kx选择所提供的参数（见表1）
　　
　　注：户数为同一相电源上的户数。上述表中，对于Kx≤0.6的范围，我们在实践中认为是比较合适的，而对于Kx＞0.7乃至Kx=1的范围，笔者则要提出个人不同的看法，对这个区间内的Kx值应该认真深入地调研，从不同层面加以分析，力求得到一个合理的系数，使电力资源、设备资源得到有效利用[1]。
　　3、需要系数的分析论文
　　Kx：设备的需要系数，它表示不同性质的民宅对电器负荷的需要和同时使用一个系数，与用电设备的工作性质、使用效率、数量等因素有关，现代住宅配电系统负荷计算取决于需要系数Kx的选择，Kx的取值范围必须进行深层面的分析，求得一个合理的参数，不同类别的住宅建筑应区别对待[2][3]。
　　3.1一般住宅需要系数的分析
　　为了客观的模拟实际工程情况，可以采用数学关系来推想需要系数的取值，把住宅户数与需要系数建立数学关系式，属于把数学和经验的良好结合，这样能提高模拟精度，并且大大方便了工程设计，很值得大家学习和应用。在以下分析中，户数用N来表示，需要系数用K来表示，Kx是户数N对应的K值，对应的探索模拟公式之前，有三点规律值得工作人员重视：
　　1、N较少时，K=1；
　　2、K随着N值增大而逐渐减小，即Kx≤Kx-1,减小速率先急后缓；
　　3、每户安装功率P相同时，小户数总计算负荷恒小于大户数总计算负荷，即
　　（N-1）•P•Kx-1<N•P•Kx，或Kx>Kx-1•[(N-1)/N]；
　　基于以上分析，当户数N≤6时，K0=1,其后，每递增3户，K值作一次调整，调整后之K值，等于调整系数乘以调整前之K值，根据数学的规律，令N为3的整数倍，且N≥9，则因Kx>Kx-1•[(N-1)/N]，
　　故有Kx-2>Kx3•[(N-3)/(N-2)]；
　　又根据约定可知，Kx-2=Kx-1=Kx,
　　故有Kx>Kx-3•[(N-3)/(N-2)]；
　　因（N-1)/N>(N-3)/(N-2),故不妨令Kx=Kx-3•[(N-1)/N)],亦即调整系数取为(N-1)/N；
　　当N=7、8、9时，K值均相同，且此时K1=K0•（9-1）/9=1•(8/9)=8/9；
　　当N=10、11、12时，K2=K1•（12-1）/12=（8/9）•（11/12）；
　　当N=13、14、15时，K3=K2•（15-1）/15=（8/9）•（11/12）•（14/15）；……；当N=3n+4、3n+5、3n+6（n=1、2、3、4、……）时，
　　Kn=Kn-1•[(3n+5)/(3n+6)]=(8/9)•(11/12)•(14/15)•……•[(3n+2)/(3n+3)]•[(3n+5)/(3n+6)]=2•8•11•14•……•(3n+2)•(3n+5)/[3•(n+2)!]（1）
　　式（1）即为需要系数Kn由数学归纳法推导出来的模拟计算式[4]。
　　3.2对于多层住宅的分析论文
　　我国城市居民住宅用电水平发生了很大的变化，家用电器急剧增加，特别是空调、电热水器、电磁灶、微波炉等大功率家用电器进入普通家庭，家庭用电由原来纯照明发展为多功能全方位的用电格局，首先让我们分析住宅需要系数的内涵，每一户的设计用电设备在使用时，仅占总数的一部分，一般在0.6-0.8(a因素)之间；就每一台用电设备而言，其输出功率因温度设置、负荷大小不同达不到额定值，输出功率一般在0.8-0.9之间，对于多层住宅及高层住宅，都是三相电源供电，每相超过了8-10户，Kx=0.6；超过12户Kx=0.5（手册中的取值），以及高层建筑每相超过25户Kx=0.4，都是比较合适的。通过以上两个主要个因素的分析计算，在系数中已经留有充分的裕度，我认为Kx=0.4为最底线较为合理。
　　3.3对于别墅小区的分析
　　对于单体独立别墅、连体别墅、连排叠加别墅的需要系数选择在目前规范没有确定，仅在一些设计手册或地方法规中参照表1执行，Kx只能选择在0.9-1之间。近期一些出版、发行的图集，以及相关资料也按Kx=0.9取值计算[4]。
　　关于别墅K取值的思路是：首先根据别墅负荷特点确定一个较合适的基本参数值(中间值)，通过设计按容量大小不同乘以一个加权系数K进行调整，再按地域气候因素不同乘以修正系数K2进一步细化，使该建筑的K的取值更加贴近实际，使它的负荷密度在合理范围内。具体表达方式为：Kx=A.K1.K2
　　式中：
　　A— —基准参数值；
　　K1：——设计容量修正系数；
　　K2：——地域类别修正系数。
　　其步骤是：
　　1.单体、双拼以及连排别墅K取值建议基本数值为0．7。此值基本接近建筑物的用电特点。
　　2.根据设计容量选择不同的加权系数K．进行第一次修正。原则是：设计容量大的乘以小于1的系数，反之乘以大于1的系数。目的是利用修正系数校正由于采用单位容量法(估算)的偏差，设计容量小的予以补充。反之加以削减，实质上是调整负荷密度更加趋于合理。
　　3.在标准中规定一个参数值要覆盖全国各地，地域不同，供热也不同，我认为标准中应把全国按气候条件分为三个地域给出推荐值，或采用修正系数的形式进行调整。冬季有供暖、夏季不太炎热的华北、西北地区；冬季供暖、夏季较炎热华北、黄河流域；，冬季无供暖、夏季炎热长江以南地域。三个地区人们对电能的需求差异很大，应以充分重视,经过数学公式可以得出三个不同地域采用从0．95～1．05修正系数后，不同设计容量的建筑物K的值发生一些变化，经过二次修正后的最小值为0．6，最大值为0．77。用它来计算负荷，更能接近实际。
　　从上述分析可得，负荷系数的取值不同，最后得到的电量也不同，所以在实际工作中，需要认真对待[3]。
　　4、结语
　　负荷计算的基本要素首先是需要系数K的取值，其次是设计容量的确定，在K需要系数取值方面应重新审视和评估，使之贴近用电实际，所以负荷系数的取值在负荷计算中有着很大的影响，我们应以节能、节约的原则，创新求实的精神来认真研讨它的取值，还应考虑不同地域用电环境的差别，采用行之有效的方法，把这一计算参数确定好。这一小小的系数，它对结果的影响很大，选好了，选正确了，利国利民。
　　
　　参考文献
　　[1]夏国明.供配电技术[M]北京:中国电力出版社,2004181
　　[2]刘介才.工厂供电(第3版)[M]1北京:机械工业出版社,2003111
　　[3]刘思亮.建筑供配电[M]北京:中国建筑工业出版社,1998131
　　[4]王霜英.对当前住宅建筑电气设计的探讨[J]山西电子技术,1998,61