淺析住宅建筑的電力負(fù)荷的計(jì)算

那成東

（哈爾濱市阿城電業(yè)局，黑龍江 哈爾濱 150300）

住宅建筑的電氣負(fù)荷計(jì)算，影響著住宅各種配電設(shè)施的合理選擇，關(guān)系著千家萬(wàn)戶的用電安全與電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行。為了使電能合理，規(guī)范的應(yīng)用到實(shí)際生活生產(chǎn)之中，利用各種分析方法解決電力供應(yīng)與負(fù)荷合理應(yīng)用便成為了重中之重的問(wèn)題，它不僅從理論上全面闡述了負(fù)荷用電的適當(dāng)性，而且對(duì)實(shí)際用電設(shè)備的選擇有了指導(dǎo)性意義。

1 電力負(fù)荷計(jì)算方法

對(duì)于電力負(fù)荷的計(jì)算，針對(duì)不同的用電對(duì)象，其計(jì)算方式很多，一般我們能夠接觸到的有：二項(xiàng)式法、單位面積法、需要系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、利用系數(shù)法等，下面我們主要介紹三種。

1.1 二項(xiàng)式法：計(jì)算公式為Q=b*TN+cTx，b，c，TN為用電設(shè)備的額定容量之和，Tx為x臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘俊Ｆ渲饕獞?yīng)用于涉及電氣設(shè)備少，而且用電設(shè)備的功率容量相差較大時(shí)使用。

1.2 需要系數(shù)法：計(jì)算公式為Q=a*∑TN，a為需要系數(shù)，∑PN為所有設(shè)備的額定容量之和。此種方法因?yàn)橛?jì)算簡(jiǎn)單、便捷，因此主要應(yīng)用于日常民用建筑和生活區(qū)。

1.3 利用系數(shù)法：利用已知的一些系數(shù)求出最大系數(shù)，同時(shí)求出最大負(fù)荷的平均值，還要考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法計(jì)算進(jìn)程稍繁，目前利用系數(shù)法的有關(guān)資料均為工業(yè)方面，故在民用建筑方面很少。

表1 《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096-1999普通住

表2 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JCJ/16-92住宅負(fù)荷需要系數(shù)

2 住宅建筑用電負(fù)荷及計(jì)算的現(xiàn)狀

住宅建筑內(nèi)住戶的負(fù)荷等級(jí)按《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50052-95）第2.0.1條一般是屬于三級(jí)負(fù)荷，一般為了方便經(jīng)濟(jì)，在多層住宅的配電方式都采用放射式供電，現(xiàn)在的高層住宅，由于落差大，一般采用混合式配電方式，即采用樹(shù)干式和放射式相結(jié)合。

國(guó)內(nèi)計(jì)算負(fù)荷最常用的是需要系數(shù)法，其有很大的經(jīng)驗(yàn)成分，甚至隨意性很大。比如圖1.5列出了某小區(qū)兩棟戶數(shù)為36戶、用電負(fù)荷指標(biāo)為6KW的負(fù)荷情況，因需要系數(shù)的值設(shè)的不同，造成了計(jì)算負(fù)荷、計(jì)算電流、所選擇的配電設(shè)施以及初期投資上有很大不同。1.5圖

?

可以看出，1#增加了用戶投資，而且也降低了變壓器的負(fù)荷率，增加了今后變壓器運(yùn)行的有功損耗和無(wú)功損耗。造成這些問(wèn)題的原因不僅在于電氣設(shè)計(jì)人員主觀因素，而且在于設(shè)計(jì)的規(guī)范中存在的缺陷。

3 住宅電力負(fù)荷需要系數(shù)的分析與研究

3.1 需要系數(shù)的分析

需要系數(shù)是很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，對(duì)于計(jì)算結(jié)果起著至關(guān)重要的影響。在現(xiàn)代成片的、規(guī)模較大的住宅小區(qū)，在進(jìn)行變壓器容量選擇時(shí)，對(duì)于不同的需要系數(shù)，可能就會(huì)選擇不同等級(jí)的變壓器，而這種差別可能很大，這就會(huì)導(dǎo)致很多后續(xù)問(wèn)題。當(dāng)然準(zhǔn)確的需要系數(shù)固然重要，但是在實(shí)際確定時(shí)這項(xiàng)工作確實(shí)相當(dāng)麻煩的，盡管可以通過(guò)查詢標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)或者經(jīng)驗(yàn)判斷，但是需要系數(shù)卻始終是很模糊的，最后確定的值都不是太理想。

需要系數(shù)是用電設(shè)備實(shí)際所需要的功率與額定負(fù)載時(shí)所需的功率的比值，用公式表示為

Kc=Psb/Psn

式中：Psb-用電設(shè)備實(shí)際所需功率。

Psn--用電設(shè)備額定功率。

需要系數(shù)的大小要綜合考慮用電設(shè)備的負(fù)荷狀態(tài)、工作制(連續(xù)、短時(shí)、重復(fù)短時(shí)工作)和該類設(shè)備的同時(shí)工作幾率等方面的因素。一般是根據(jù)實(shí)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)后取平均值。

模擬公式的推導(dǎo)基于以下三條規(guī)律：①：戶數(shù)(N)較少時(shí)，需要系數(shù)(K)為 1；②需要系數(shù)(K)隨戶數(shù)(N)增大而減小，即KN≤KN-1，且減少速率先急后緩；③每戶安裝功率相同時(shí)，小戶數(shù)的計(jì)算功率恒大于大戶數(shù)的，即（N-1）*KN-1*PKN-1*[(N-1)/N]，故 KN-2>KN-3*[(N-3)/(N-2)]，根據(jù)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]，即調(diào)整系數(shù)等于(N-1)/N。

即需要系數(shù)Kr=KT*KNηE*ηP

3.2 需要系數(shù)的研究

在住宅建筑負(fù)荷中，需要系數(shù)可以通過(guò)已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)方式來(lái)擬合住宅戶數(shù)與需要系數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)聯(lián)來(lái)最終確定。

其擬合指數(shù)關(guān)系為：Kx=0.312+0.655*0.659X。

依據(jù)此關(guān)聯(lián)式對(duì)照已有的樣本數(shù)據(jù)和擬合數(shù)據(jù)可以得出下表：

?

不難看出當(dāng)戶數(shù)為21戶時(shí)，此時(shí)的誤差是最大的，但是這種誤差在住宅建筑負(fù)荷計(jì)算中是允許的，因?yàn)楫?dāng)每戶用戶計(jì)算負(fù)荷為6KW時(shí)，此時(shí)計(jì)算總負(fù)荷時(shí)，若需要系數(shù)為0.4，則計(jì)算的總負(fù)荷為151.2KW，若需要系數(shù)按所擬合的數(shù)據(jù)則所計(jì)算的結(jié)果為138.4KW，兩者相差12.8KW，說(shuō)明擬合函數(shù)的數(shù)據(jù)還是較為準(zhǔn)確的。

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