現(xiàn)代住宅配電系統(tǒng)需要系數(shù)Kx的取值

1、摘要:現(xiàn)代住宅配電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算取決于需要系數(shù)Kx的選擇，Kx的取值范圍必須進(jìn)行深層面的分析，求得一個(gè)合理的參數(shù)，不同類別的住宅建筑應(yīng)區(qū)別對(duì)待。對(duì)于一些手冊、圖集和地方規(guī)定的取值范圍，提出了筆者的觀點(diǎn)。在滿足用電高峰需求的同時(shí)，還應(yīng)考慮電網(wǎng)變壓器的運(yùn)行效率及投資成本，使供、配、用電整個(gè)鏈條收到相得益彰的效果。關(guān)鍵詞:負(fù)荷計(jì)算  需要  系數(shù)節(jié)能進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們的居住面積不斷增加，對(duì)于生活質(zhì)量有了更高的要求。因此，用電量比起20世紀(jì)末有了較大幅度的增長，一些南方大城市出現(xiàn)了廈季鬧電荒的情況。為了解決好當(dāng)前的供電需求問題，只有在大力發(fā)展電力生產(chǎn)的同時(shí)，還要從節(jié)約電能人手研發(fā)

2、和使用節(jié)能產(chǎn)品，并且調(diào)配好電能來解決好當(dāng)今突出的用電矛盾。所以，現(xiàn)代建筑供配電是一個(gè)值得深入研討的課題。應(yīng)把握好設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算和配電這一環(huán)節(jié)，做到精心設(shè)計(jì)，合理配電。筆者基于此目的，提出了負(fù)荷計(jì)算中需要系數(shù)的問題與同行探討。1 設(shè)計(jì)手冊和一些地區(qū)文件關(guān)于需要系數(shù)Kx選擇所提供的參數(shù)（見表1、表2）注：戶數(shù)為同一相電源上的戶數(shù)。上述表中，對(duì)于Kx0.6的范圍，我們在實(shí)踐中認(rèn)為是比較合適的，而對(duì)于Kx0.7乃至Kx=1的范圍，筆者則要提出個(gè)人不同的看法，對(duì)這個(gè)區(qū)間內(nèi)的Kx值應(yīng)該認(rèn)真深入地調(diào)研，從不同層面加以分析，力求得到一個(gè)合理的系數(shù)，使電力資源、設(shè)備資源得到有效利用。2  目前住宅家居用

3、電負(fù)荷情況的分析20世紀(jì)80年代，我國普通住宅每戶一般負(fù)荷在1-2KW左右（設(shè)計(jì)指標(biāo)每戶按2KW計(jì)算）；20世紀(jì)末用電負(fù)荷有了很大的增長，大多數(shù)家庭增加了空調(diào)、電熱水器、計(jì)算機(jī)、電磁爐、飲水機(jī)等。建設(shè)部相繼發(fā)布了小康住宅的用電標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)負(fù)荷增加到4-8KW，甚至更高一些，電能的需求翻了兩翻?，F(xiàn)在一般三口之家為例，二室二廳住宅建筑面積在100-120m2之間，具體用電負(fù)荷見表3。以一個(gè)家庭為例，在使用高峰期夏季下班后下午5：30-8：30或6：30-9：30常用負(fù)荷為：空調(diào)1800W（3小時(shí)），電熱水器1500W（1.5小時(shí)），電飯煲（或電磁爐）800-1200W（1小時(shí)），彩電100W（3小時(shí)

4、），實(shí)際用電功率合計(jì)：約為4.13-4.5KW。在上述時(shí)間內(nèi)也有用電負(fù)荷較小的家庭，只開空調(diào)、冰箱、電視、照明負(fù)荷大約在2KW左右，筆者通過調(diào)查，一般家庭基本用電負(fù)荷無論在冬季或夏季，高峰時(shí)段平均值大致在3.0-4.0KW.筆者居住的小區(qū)（多層住宅）一般家庭月用電費(fèi)在60-80元之間，只有個(gè)別住宅電費(fèi)為120-160元，每Kwh按0.5元計(jì)算，每日耗電量在4-6Kwh之間，個(gè)別戶在8-12Kwh。80%的用電都集中在下班后三個(gè)小時(shí)的時(shí)段上，不難看出，吉林省住戶用電耗電水平，在高峰時(shí)不超過2.0-3.0KW。南方由于夏季炎熱，冬季陰冷潮濕空調(diào)耗電要占用戶用電的60%左右，加上這個(gè)因素，在東北2.

5、0-3.0KW基礎(chǔ)上，每戶用電可上升到3.5-5.0KW。好多大城市實(shí)行了用電峰、平、谷調(diào)劑價(jià)格，住戶更會(huì)使一些大負(fù)荷設(shè)備躲峰使用。3 住宅需要系數(shù)選擇的意義首先讓我們分析住宅需要系數(shù)的內(nèi)涵，它有以下三層意思：A每一戶的設(shè)計(jì)用電點(diǎn)（設(shè)備）在使用時(shí)（指峰值負(fù)荷），僅占總數(shù)的一部分，一般在0.6-0.8(a因素)之間。B就每一臺(tái)用電設(shè)備而言（如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電磁爐、電飯煲等），其輸出功率因溫度設(shè)置、負(fù)荷大小不同達(dá)不到額定值，輸出功率一般在0.8-0.9(b因素)之間。C每棟住宅（負(fù)荷計(jì)算單位）內(nèi)，各戶實(shí)際用電量有差異，部分住戶達(dá)不到最大用電量。還有個(gè)別家庭因出差、旅游和閑置時(shí)，用電量為零，所

6、以它們存在著可調(diào)節(jié)性和互補(bǔ)性。比如：50%住戶為大負(fù)荷，40%住戶為一般負(fù)荷，10%家庭負(fù)荷為0，此時(shí)，用電量僅為全部大負(fù)荷電量的0.7；(加權(quán)系數(shù)值)我們把它介定在0.7-0.8(c因素)之間。以上三個(gè)因素之積，就決定了住宅配電中需要系數(shù)Kx值的結(jié)果。絕對(duì)不能達(dá)到0.75-1。它的下限值為：0.6×0.8×0.7=0.33，中間值為：0.7×0.85×0.75=0.44，上限值為：0.8×0.9×0.8=0.57。不難看出設(shè)計(jì)中參照?qǐng)?zhí)行的Kx0.7以上的取值偏大。計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。需要系數(shù)Kx的選擇合理與否，在負(fù)荷計(jì)算中關(guān)

7、系到一系列參數(shù)的變化。我們在幾個(gè)別墅小區(qū)設(shè)計(jì)中就遇到這樣的問題。單體獨(dú)立別墅、連體別墅、連排疊加別墅的需要系數(shù)選擇在目前規(guī)范沒有確定，僅在一些設(shè)計(jì)手冊或地方法規(guī)中參照表1、表2執(zhí)行，Kx只能選擇在0.9-1之間。近期一些出版、發(fā)行的圖集，以及相關(guān)資料也按Kx=0.9取值計(jì)算。單體別墅因?yàn)槊娣e大，用電單位容量指標(biāo)高；豪華別墅有三相負(fù)荷，一般采用三相供電，單相負(fù)荷每一層Kx只能為1；連體別墅也是一相一戶；連排疊加別墅最多做到12戶，三相供電，每相4戶，表中Kx=0.93。2003年我們設(shè)計(jì)了長春市凈月旅游開發(fā)區(qū)森林華墅小區(qū)（全部單體別墅）和凈月香墅街小區(qū)（連體、連排別墅）。在連體別墅中，我們按中檔

8、水平每戶以10KW計(jì)算，Kx=1，cos=0.9，那么Ijs=50.5A，選斷路器2P-63A，斷路器后的導(dǎo)線應(yīng)選BV25mm2，電源線至少要選到VV2225mm2；如果按Kx=0.6取值，cos=0.9,則Ijs=30A，微斷可選2P-63/40A，導(dǎo)線可選BV10mm2，電源線可降到VV2216m2，電度表：10（40A），這樣才能符合實(shí)際，單位容量與電氣開關(guān)導(dǎo)線截面、電度表相匹配。沒有大馬拉小車的感覺。以上實(shí)例不難看出，Kx系數(shù)的選擇必須做到精細(xì)，要用末級(jí)單位負(fù)荷逆向計(jì)算看結(jié)果是否合理。如果一個(gè)用電單位就有較大的泡沫，那么一個(gè)小區(qū)對(duì)于電量的需求將是一個(gè)很大數(shù)量。按Kx=1或0.9時(shí)，每4

9、5戶（10-12KW）就要占有500KVA變壓器，而實(shí)際用電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到變壓器的額定功率；如果按Kx=0.6計(jì)算，500KVA的箱變可以承擔(dān)70戶以上的用電量，這將減小投資的一半，而且讓變壓器始終在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。4  關(guān)于住宅需要系數(shù)選擇的建議4.1 多層住宅及高層住宅的Kx值對(duì)于多層住宅及高層住宅，都是三相電源供電，每相超過了8-10戶，Kx=0.6；超過12戶Kx=0.5（手冊中的取值），以及高層建筑每相超過25戶Kx=0。4，都是比較合適的。通過三個(gè)因素的分析計(jì)算，在系數(shù)中已經(jīng)留有充分的裕度，筆者認(rèn)為Kx=0.4為最底線較為合理。4.2單體別墅、連體別墅、連排疊加別墅的Kx值

10、單體獨(dú)立別墅、連體別墅（1-2戶），是高標(biāo)準(zhǔn)的家居，其特點(diǎn)是面積大（300-800m2），人均占有面積都在100-150m2左右。因此單位估算容量大，一般在16-30KW（豪華別墅設(shè)中央空調(diào)、電梯容量在內(nèi)）。但居住人口基本二代三口之家或三代五口之家，人均使用電量（同時(shí)使用的用電設(shè)備）與一般小康家居差別不大（除中央空調(diào)外），其占用容量不會(huì)超過6-7KW，所以，需要系數(shù)也只在0.4-0.5之間。筆者認(rèn)為別墅面積越大，單位容量指標(biāo)大，人均占有的用電指標(biāo)越大，但其實(shí)際使用量（按常規(guī)）與設(shè)計(jì)容量之比越小，Kx系數(shù)可以選取低一些。當(dāng)然在具體計(jì)算時(shí)還應(yīng)留有一定的安全裕度。并應(yīng)考慮各地區(qū)（尤其是炎熱南方）的差

11、異。比如，別墅中的空調(diào)，在設(shè)計(jì)容量中占有很大的比例，在北方夏季高溫超過30的天數(shù)一般在10-15天，有的年份（2003年）3-5天即逝，Kx在0.55比較適當(dāng)；在南方空調(diào)用電占60%份額，夏季制冷，冬季采暖，而且時(shí)間較長，所以Kx可選0.65為宜。連排疊加別墅，建筑面積、人均使用電量指標(biāo)，比單體、連體別墅要低一個(gè)檔次，設(shè)計(jì)時(shí)每戶按10KW單位容量計(jì)算，完全能滿足一家3-5口人的用電需求。前面的案例，已分析過每戶高峰時(shí)用電可在4.5-6KW之間，所在需要系數(shù)可在0.5-0.6之間，南方可放到0.65，它的取值可與單體獨(dú)立和連體別墅持平。筆者以表4闡述選用Kx的觀點(diǎn)。注:Kx=abc其中a設(shè)計(jì)容量

12、與實(shí)際峰值負(fù)荷之比（0.6-0.8）；b每一臺(tái)用電設(shè)備實(shí)際耗電量與額定功率之比（0.8-0.9）；c一個(gè)電源負(fù)荷計(jì)算單位各戶之間實(shí)際用電的百分比（0.7-0.8）。推薦Kx系數(shù)值中括號(hào)內(nèi)為炎熱地區(qū)值。從上表的具體分析和計(jì)算可以看出按表中Kx值，每戶的計(jì)算功率完全滿足用戶用電的需要。高層或多層個(gè)別用戶可能短時(shí)突破這個(gè)值，但戶數(shù)基數(shù)大，它們之間是可以互補(bǔ)的，在總?cè)萘績?nèi)是可以調(diào)節(jié)的。（在大部分住宅小區(qū)內(nèi)供電公司一般按每戶2KW配置變壓器、供電效果很好）。在設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮了短時(shí)過負(fù)荷因素，每戶按10KW計(jì)算，無論在導(dǎo)線、電度表、開關(guān)諸方面均可滿足安全用電的需求。就目前住宅及別墅設(shè)計(jì)的單位容量法的指標(biāo)，筆者認(rèn)為在20-30年內(nèi)仍是可行的。由于我國目前人民生活水平的提高，家用電器的使用無論從量和品種上已有較高水平，總的趨勢應(yīng)處于平穩(wěn)，再上升的幅