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典型住宅類小區(qū)報(bào)裝容量之配置系數(shù)KP合理取值分析李朝順，付沄，龔樹東，劉寶紅，劉宇（沈陽(yáng)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）【摘 要】本文首先對(duì)住宅小區(qū)概況進(jìn)行分析，并通過(guò)對(duì)住宅小區(qū)入住率、商住比例以及現(xiàn)有配電設(shè)備的統(tǒng)計(jì)，綜合分析用電量情況及最大利用小時(shí)數(shù)等指標(biāo)，結(jié)合變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)要求，討論得出現(xiàn)狀與飽和年需用系數(shù)分析結(jié)果及建議。達(dá)到滿足各層次小區(qū)不同的用電需求，科學(xué)、合理的利用公用資源，節(jié)約投資的目的?！娟P(guān)鍵詞】住宅類小區(qū) 報(bào)裝容量 安裝容量 配置系數(shù)KP 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。0引言配置系數(shù)KP的定義為負(fù)荷率與同時(shí)率乘積，其取值大小的選擇對(duì)電力設(shè)備型號(hào)、容量的選擇起著重要作用。特別對(duì)于一些大面積的住宅小區(qū)，配置系數(shù)KP的不同，對(duì)電力設(shè)備，尤其是變壓器容量的選擇差異很大，不僅會(huì)使小區(qū)安裝的配電變壓器型號(hào)、數(shù)量發(fā)生變化。更會(huì)影響小區(qū)電力安裝總?cè)萘?，進(jìn)一步影響工程造價(jià)。目前，我市小區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)初期，低壓柜及所屬設(shè)備均按飽和年用電負(fù)荷一次配置到位，以避免電氣設(shè)備短期更換及改造帶來(lái)重復(fù)投資。并且，有些低壓柜還有備用設(shè)備及預(yù)留一定的擴(kuò)展空間，這些無(wú)疑都增加了小區(qū)初期建設(shè)投資，也使得小區(qū)配置系數(shù)KP取值的合理性變得越來(lái)越重要。1 典型住宅小區(qū)基本指標(biāo)分析1.1典型小區(qū)入選條件本次調(diào)查入選的10個(gè)典型住宅小區(qū)多分布在沈陽(yáng)市和平、皇姑、鐵西、東陵、于洪、渾南等地區(qū)。各小區(qū)共性特點(diǎn)為總建筑面積較大，入住率較高，入住時(shí)間較長(zhǎng)，入住年限基本在2004-2011年之間。戶型特點(diǎn)以中、大戶型為主，小區(qū)居民生活水平位居沈陽(yáng)市中等水平偏上。1.2建筑面積及入住率本次統(tǒng)計(jì)的住宅小區(qū)總建筑面積均在10-35萬(wàn)平方米之間，最大的新世界花園達(dá)到了73萬(wàn)平方米。小區(qū)的建筑風(fēng)格、園區(qū)綠化等呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn),大部分住宅小區(qū)為26層以上高層住宅，局部或部分小區(qū)高、多層住宅搭配。這10個(gè)典型住宅小區(qū)入住率大部分在70%以上，入住率較高。其中，新世界花園、匯寶國(guó)際花園入住率均接近90%。表1 入選典型住宅小區(qū)基本概況單位：m2;戶；小區(qū)名稱建筑面積總戶數(shù)居民入住率入住時(shí)間所在區(qū)域商業(yè)居民巴塞羅那24939721932170.712008年12月鐵西區(qū)北四路云峰街歐尚一品17841222224730.782010年5月鐵西區(qū)北三東路26號(hào)第五大道2453307726390.752009年8月東陵區(qū)文化東路17號(hào)佳和小區(qū)26940912846150.692004年4月東陵區(qū)方家蘭路41號(hào)依云北郡3419618056550.812008年12月于洪區(qū)白山路6212亞都茗苑2916077024610.692005年10月于洪區(qū)北陵鄉(xiāng)大韓村SR新城2213524154130.682005年9月渾南新區(qū)彩霞街1號(hào)坤泰新界1136645522650.542009年12月渾南新區(qū)渾南中路9號(hào)新世界花園7340128927480.882011年6月和平區(qū)南三好街東匯寶國(guó)際72000027871690.882005年5月皇姑區(qū)華山路1.3住宅小區(qū)年飽和年時(shí)間飽和年時(shí)間統(tǒng)計(jì)以巴塞羅那、第五大道、SR新城、匯寶國(guó)際小區(qū)為例，各小區(qū)建成時(shí)間在4-8年之間，均屬較成熟小區(qū)。其入住率、年供電量等指標(biāo)較具代表性。如表2所示：553表2 部分小區(qū)年用電量隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表單位：kWh入住時(shí)間巴塞羅那小區(qū)年用電量第五大道小區(qū)年用電量SR新城小區(qū)年用電量匯寶國(guó)際小區(qū)年用電量200590384002006174472002007208654002008124200219832002009340200056412003487920240626002010650592095577601080288026530000201177842809764400129817202687480020128593800104654401409640028253400表中數(shù)據(jù)填寫第一年為該小區(qū)入住起始年通過(guò)表2可得到部分典型小區(qū)年用電量隨時(shí)間變化曲線，如圖1所示：圖1：部分小區(qū)年用電量隨時(shí)間變化曲線通過(guò)圖1可以看出，巴塞羅那、第五大道、SR新城三個(gè)小區(qū)，盡管入住時(shí)間僅4-5年，但2012年用電量與上一年度相比變化不大，趨于平穩(wěn)。而匯寶國(guó)際小區(qū)入住時(shí)間較長(zhǎng)，總戶數(shù)較多，小區(qū)環(huán)境、生活設(shè)施等較獲居民認(rèn)可，具備成熟小區(qū)特性。其用電量也遠(yuǎn)大于其它三個(gè)小區(qū)。2009-2012年之間，該小區(qū)用電量差異不大，趨于穩(wěn)定，可視為進(jìn)入飽和年。綜上，我們定義入住時(shí)間超過(guò)5年以上，可視為進(jìn)入用電飽和年。但不同小區(qū)之間存在一定的差異性。1.4供電方式及容載比通過(guò)表3可知，除SR新城小區(qū)外，其余9個(gè)住宅小區(qū)10kV供電電源均為單電源。各小區(qū)中心開(kāi)閉站及箱變也同為單電源，無(wú)轉(zhuǎn)帶能力，供電可靠性較低。小區(qū)容載比是合理選擇小區(qū)用電設(shè)備容量的重要指標(biāo)之一，當(dāng)容載比取值增加時(shí)，在相同負(fù)荷需求下，小區(qū)變壓器總?cè)萘吭黾?，電網(wǎng)建設(shè)投資增大；電網(wǎng)運(yùn)行成本增高；電網(wǎng)設(shè)備資源利用率低，經(jīng)濟(jì)性較差。表3 入選典型住宅小區(qū)供電概況單位：kVA；kWh；小區(qū)名稱10kV供電線路名稱配變臺(tái)數(shù)及容量最大負(fù)荷容載比臺(tái)數(shù)總?cè)萘堪腿_那勸南甲181239520786歐尚一品歐尚五大道南東線141601524256.6佳和小區(qū)佳和線221914523568.1依云北郡北郡線352232548154.6亞都茗苑亞都線282066529796.9SR新城榆東線、新城線403296049366.7坤泰新界新界線1211780105711.1新世界花園新園甲、乙線442791047805.8匯寶國(guó)際鯤鵬線594455058547.6根據(jù)電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行GB/T12462-2008中得知，小區(qū)容載比在1.33-4.3之間為合理范圍。而在本次數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，各小區(qū)容載比普遍偏高。如：坤泰新界（11.1）、佳和小區(qū)（8.1）、匯寶國(guó)際（7.6）、歐尚一品（7.0）。適當(dāng)調(diào)整小區(qū)容載比在合理范圍內(nèi)，會(huì)使電網(wǎng)設(shè)備配置更經(jīng)濟(jì)、合理，減少資金和能源的浪費(fèi)。2變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)根據(jù)電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（GB/T12462-2008）中，有關(guān)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)劃分規(guī)定得知：變壓器在額定負(fù)載運(yùn)行為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)上限，與上限額定綜合功率損耗率相等的另一點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)下限。圖2 雙繞組變壓器綜合功率運(yùn)行區(qū)間劃分注:Pz %=f()為變壓器綜合功率損耗率與平均負(fù)載系數(shù)的函數(shù)特性曲線。變壓器綜合功率運(yùn)行區(qū)間的范圍劃分為，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)為1.33JZ0.75 由變壓器特性曲線關(guān)系式：式中：變壓器平均負(fù)載系數(shù);KT負(fù)載波動(dòng)損耗系數(shù)；PO變壓器綜合功率空載損耗；PK變壓器綜合功率額定負(fù)載功率損耗。推算，以容量為630kVA配電變壓器為例，結(jié)合已知的空載及負(fù)載損耗，可計(jì)算出變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間在25%-75%之間。變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)配置系數(shù)KP取值，如表4所示：表4變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)配置系數(shù)KP取值單位：kVA；kWh；序號(hào)小區(qū)名稱飽和年最大負(fù)荷配變?nèi)萘繄?bào)裝容量配置系數(shù)KP最小最大最小最大1巴塞羅那4389 5852 19083 25296 0.23 0.75 2歐尚一品2733 3643 11881 20204 0.18 0.59 3第五大道4848 6464 21077 32684 0.20 0.64 4佳和小區(qū)5154 6872 22407 39071 0.18 0.57 5依云北郡8945 11927 38891 45561 0.26 0.85 6亞都茗苑6469 8625 28126 42173 0.20 0.67 7SR新城10966 14621 47677 67265 0.22 0.71 8坤泰新界2921 3894 12699 24041 0.16 0.53 9新世界花園8112 10816 35270 56959 0.19 0.62 10匯寶國(guó)際9926 13235 43158 90918 0.15 0.47 平均0.20 0.64 注：根據(jù)電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行平均負(fù)載系數(shù)在0.23-0.75之間。從表4可知，10個(gè)典型住宅小區(qū)在變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載系數(shù)上限和下限時(shí)，對(duì)應(yīng)的配置系數(shù)KP取值區(qū)間為0.20-0.64之間。即當(dāng)小區(qū)飽和年用電最大負(fù)荷確定后，最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載系數(shù)為最大（0.75）時(shí)，需安裝的配電變壓器容量最小，此時(shí)，10個(gè)典型小區(qū)配置系數(shù)KP平均取值為0.20；最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載系數(shù)為最?。?.23）時(shí)，需安裝的配電變壓器容量最大，此時(shí)，10個(gè)典型小區(qū)配置系數(shù)KP平均取值為0.64。3住宅小區(qū)配置系數(shù)KP的取值3.1飽和年最大負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)“十一五”期間沈陽(yáng)地區(qū)居民生活用電量年均增長(zhǎng)8.6%；地區(qū)最大負(fù)荷年均增長(zhǎng)8.5%。預(yù)測(cè)出本次入選小區(qū)飽和年居民用電量及最大負(fù)荷增長(zhǎng)指標(biāo)。全部入住的小區(qū)最大負(fù)荷計(jì)算方法：戶均用電量=全年用電量/實(shí)際用電戶數(shù)；全部入住的年用電量=戶均用電量總戶數(shù)；全部入住的最大負(fù)荷=全部入住的年用電量/最大利用小時(shí)數(shù)。飽和年最大負(fù)荷計(jì)算方法： 飽和年最大負(fù)荷=全部入住的最大負(fù)荷（1+8.5%）5（飽和年計(jì)算時(shí)間為5年）3.2調(diào)整后負(fù)載率及安裝容量負(fù)載率計(jì)算公式：負(fù)載率=最大負(fù)荷/安裝容量隨著小區(qū)用電戶數(shù)的增多，小區(qū)用電負(fù)荷必然有所增長(zhǎng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)飽和年之后，負(fù)荷需求的增長(zhǎng)逐漸趨于穩(wěn)定。由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，即便考慮到飽和年負(fù)荷的增長(zhǎng)，入選小區(qū)實(shí)際安裝容量仍遠(yuǎn)大于所需安裝容量，存在較大可節(jié)省空間，如圖3所示。圖3 小區(qū)安裝容量調(diào)整前后對(duì)比圖圖2中綠色柱代表可節(jié)省的安裝容量。這一數(shù)值較大，合理利用，將有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，住宅小區(qū)報(bào)裝容量及配、變電設(shè)備容量的科學(xué)確定是十分必要的。3.3配置系數(shù)KP取值區(qū)間配置系數(shù)KP涵義目前，我公司小區(qū)配置系數(shù)KP統(tǒng)一取值為0.49，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析及配置系數(shù)KP定義，可計(jì)算出飽和年配置系數(shù)KP取值，計(jì)算公式為：配置系數(shù)KP=負(fù)荷率同時(shí)率其中，根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，日常生活用電同時(shí)率實(shí)際取0.92，飽和年取1經(jīng)計(jì)算得出的飽和年配置系數(shù)KP取值如圖4所示，從圖4可以看出其取值遠(yuǎn)大于實(shí)際配置系數(shù)KP，但與現(xiàn)取值0.49相比仍相差較大。圖4 小區(qū)配置系數(shù)KP調(diào)整前后對(duì)比圖KP取值區(qū)間由計(jì)算數(shù)據(jù)可知，典型住宅小區(qū)配置系數(shù)KP的合理取值在0.22-0.40之間，平均值為0.30，該值遠(yuǎn)小于以前KP的取值，說(shuō)明以前取值過(guò)大。根據(jù)上述分析結(jié)論，考慮各種綜合因素后，本報(bào)告認(rèn)為：配置系數(shù)KP以平均值0.30為基準(zhǔn)值，在0.22（最小值）至0.40（最大值）之間浮動(dòng)取值比較合理。這一結(jié)果充分考慮了小區(qū)飽和年最大負(fù)荷需求，及小區(qū)配電變壓器最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間的要求。4結(jié)論與經(jīng)濟(jì)核算4.1配置系數(shù)KP的取值結(jié)論根據(jù)上述論證結(jié)果，并綜合考慮各方面因素，本報(bào)告建議配置系數(shù)KP的合理取值如表5所示：表5配置系數(shù)KP取值區(qū)間表小區(qū)檔次普通住宅小區(qū)中檔次住宅小區(qū)高檔次住宅小區(qū)高級(jí)住宅、別墅全市年居民住房平均銷售單價(jià)1倍及以下1-2倍2倍及以上無(wú)直接關(guān)系配置系數(shù)KP取值0.270.300.35根據(jù)實(shí)際需要確定注：住宅小區(qū)檔次定位是根據(jù)其銷售價(jià)格與全市年居民住房平均銷售單價(jià)相比較制定的。根據(jù)表5所示，本報(bào)告結(jié)論如下：原有配置系數(shù)KP取值為0.49，這一數(shù)值經(jīng)論證取值偏大，有調(diào)整的必要?，F(xiàn)按小區(qū)建設(shè)檔次，分為三個(gè)等級(jí)調(diào)整如下：0.27、0.30、0.35。盡管不同等級(jí)的KP取值，符合各檔次小區(qū)實(shí)際用電需求。但是，目前小區(qū)檔次分類暫無(wú)明確定義，故配置系數(shù)KP的取值暫按分類上限0.35取值。4.2經(jīng)濟(jì)核算直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值以小區(qū)公用變壓器節(jié)省的變電容量最為明顯，如表6所示。表6節(jié)省投資統(tǒng)計(jì)表單位：kVA；元；萬(wàn)元序號(hào)小區(qū)名稱安裝容量每kVA容量造價(jià)節(jié)省投資調(diào)整前調(diào)整后節(jié)省容量干式變壓器油浸式變壓器干式變壓器油浸式變壓器1巴塞羅那123958958 3437 225 110 77 38 2歐尚一品99005577 4323 225 110 97 48 3第五大道160159893 6122 225 110 138 67 4佳和小區(qū)1914510518 8627 225 110 194 95 5依云北郡2232518255 4070 225 110 92 45 6亞都茗苑2066513202 7463 225 110 168 82 7SR新城3296022379 10581 225 110 238 116 8坤泰新界117805961 5819 225 110 131 64 9新世界花園2791016555 11355 225 110 255 125 10匯寶國(guó)際4455020258 24292 225 110 547 267 合計(jì)217645 131555 86090 1937 947 注：干式變壓器每kVA容量造價(jià)225元，油浸式變壓器每kVA容量造價(jià)110元。通過(guò)表6可知，以干式變壓器為例，每kVA容量造價(jià)為225元。上述10典型住宅個(gè)小區(qū)，因配變減容而節(jié)省的投資約1937萬(wàn)元。此外，配置系數(shù)KP的改變，會(huì)使小區(qū)安裝總?cè)萘肯陆担^(qū)配電變壓器型號(hào)選擇也會(huì)發(fā)生變化、數(shù)量會(huì)減少。這會(huì)進(jìn)一步降低小區(qū)工程造價(jià)。配置系數(shù)KP的優(yōu)化，會(huì)使小區(qū)安裝總?cè)萘肯陆?，從而降低小區(qū)工程造價(jià)。以第五大道小區(qū)為例，從配置系數(shù)KP調(diào)整前后基本數(shù)據(jù)變化可知，KP取值調(diào)整后，第五大道小區(qū)所需安裝配變?nèi)萘繛?800kVA，比調(diào)整前的9500kVA，節(jié)省3700kVA，配變臺(tái)數(shù)為8臺(tái)。比調(diào)整前的13臺(tái)，節(jié)省5臺(tái)。而相應(yīng)的部分小區(qū)配套電纜線徑可由300mm2調(diào)整為240mm2。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，我們得知KP取值調(diào)整后，該小區(qū)大致可節(jié)約電力建設(shè)資金133萬(wàn)。第五大道小區(qū)綜合用電指標(biāo)接近這10個(gè)入選小區(qū)的平均水平，按10倍綜合用電指標(biāo)忽略計(jì)算，上述10個(gè)入選小區(qū)因KP取值的調(diào)整，大約可再節(jié)省直接建設(shè)資金1330萬(wàn)元。綜上，改變配置系數(shù)KP取值后，這10個(gè)入選居民小區(qū)，較之以前核算方式共節(jié)約投資3267萬(wàn)元。每個(gè)小區(qū)節(jié)約的投資費(fèi)用大約估算為其總投資的15%左右，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。5效果預(yù)期展望5.1滿足不同用電需求，合理利用公用資源，節(jié)約投資配置系數(shù)KP取值優(yōu)化調(diào)整后，住宅小區(qū)報(bào)裝容量能科學(xué)、合理的確定，這樣既能滿足各層次小區(qū)不同的用電需求，又能合理的利用公用資源，節(jié)約建設(shè)投資。5.2小區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力設(shè)備選型更具合理性1）在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面，通過(guò)對(duì)住宅小區(qū)負(fù)荷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，準(zhǔn)確把握小區(qū)建設(shè)初期至入住飽和年時(shí)，用電負(fù)荷的實(shí)際增長(zhǎng)情況，合理確定其報(bào)裝容量