淺析住宅建筑的電力負荷的計算

那成東

（哈爾濱市阿城電業(yè)局，黑龍江 哈爾濱 150300）

住宅建筑的電氣負荷計算，影響著住宅各種配電設施的合理選擇，關系著千家萬戶的用電安全與電氣設備的可靠運行。為了使電能合理，規(guī)范的應用到實際生活生產(chǎn)之中，利用各種分析方法解決電力供應與負荷合理應用便成為了重中之重的問題，它不僅從理論上全面闡述了負荷用電的適當性，而且對實際用電設備的選擇有了指導性意義。

1 電力負荷計算方法

對于電力負荷的計算，針對不同的用電對象，其計算方式很多，一般我們能夠接觸到的有：二項式法、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 二項式法：計算公式為Q=b*TN+cTx，b，c，TN為用電設備的額定容量之和，Tx為x臺最大容量的設備總?cè)萘?。其主要應用于涉及電氣設備少，而且用電設備的功率容量相差較大時使用。

1.2 需要系數(shù)法：計算公式為Q=a*∑TN，a為需要系數(shù)，∑PN為所有設備的額定容量之和。此種方法因為計算簡單、便捷，因此主要應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)，同時求出最大負荷的平均值，還要考慮設備臺數(shù)和功率差異，乘以與有效臺數(shù)有關的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法計算進程稍繁，目前利用系數(shù)法的有關資料均為工業(yè)方面，故在民用建筑方面很少。

表1 《住宅設計規(guī)范》GB50096-1999普通住

表2 《民用建筑電氣設計規(guī)范》JCJ/16-92住宅負荷需要系數(shù)

2 住宅建筑用電負荷及計算的現(xiàn)狀

住宅建筑內(nèi)住戶的負荷等級按《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB 50052-95）第2.0.1條一般是屬于三級負荷，一般為了方便經(jīng)濟，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，即采用樹干式和放射式相結(jié)合。

國內(nèi)計算負荷最常用的是需要系數(shù)法，其有很大的經(jīng)驗成分，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、用電負荷指標為6KW的負荷情況，因需要系數(shù)的值設的不同，造成了計算負荷、計算電流、所選擇的配電設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荷率，增加了今后變壓器運行的有功損耗和無功損耗。造成這些問題的原因不僅在于電氣設計人員主觀因素，而且在于設計的規(guī)范中存在的缺陷。

3 住宅電力負荷需要系數(shù)的分析與研究

3.1 需要系數(shù)的分析

需要系數(shù)是很關鍵的數(shù)據(jù)，對于計算結(jié)果起著至關重要的影響。在現(xiàn)代成片的、規(guī)模較大的住宅小區(qū)，在進行變壓器容量選擇時，對于不同的需要系數(shù)，可能就會選擇不同等級的變壓器，而這種差別可能很大，這就會導致很多后續(xù)問題。當然準確的需要系數(shù)固然重要，但是在實際確定時這項工作確實相當麻煩的，盡管可以通過查詢標準手冊或者經(jīng)驗判斷，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)是用電設備實際所需要的功率與額定負載時所需的功率的比值，用公式表示為

Kc=Psb/Psn

式中：Psb-用電設備實際所需功率。

Psn--用電設備額定功率。

需要系數(shù)的大小要綜合考慮用電設備的負荷狀態(tài)、工作制(連續(xù)、短時、重復短時工作)和該類設備的同時工作幾率等方面的因素。一般是根據(jù)實經(jīng)驗統(tǒng)計后取平均值。

模擬公式的推導基于以下三條規(guī)律：①：戶數(shù)(N)較少時，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，小戶數(shù)的計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

在住宅建筑負荷中，需要系數(shù)可以通過已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)，采用數(shù)學方式來擬合住宅戶數(shù)與需要系數(shù)的數(shù)學函數(shù)關聯(lián)來最終確定。

其擬合指數(shù)關系為：Kx=0.312+0.655*0.659X。

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

?

不難看出當戶數(shù)為21戶時，此時的誤差是最大的，但是這種誤差在住宅建筑負荷計算中是允許的，因為當每戶用戶計算負荷為6KW時，此時計算總負荷時，若需要系數(shù)為0.4，則計算的總負荷為151.2KW，若需要系數(shù)按所擬合的數(shù)據(jù)則所計算的結(jié)果為138.4KW，兩者相差12.8KW，說明擬合函數(shù)的數(shù)據(jù)還是較為準確的。

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