再议民用住宅负荷计算需要系数取值_旺点电气网的空间_百度空间
       摘要指出别墅的设计容量偏大,其需要系数K :1或0.95与实际不符,会导致负荷计算进一步偏大。引用有关研究文章后,提出别墅需要系数Kx应根据建筑面积及不同地域进行修正, 以使用电能接近实际并能引起专业人士及《全国民用建筑设计技术措施 节能专篇》(电气分册)编者的xx。
        关键词 节能 负荷计算 需要系数 负荷密度 别墅
         1 问题再议
        2007年《全国民用建筑设计技术措施 节能专篇》(电气分册,以下简称《节能专篇》)中对民用住宅负荷计算需要系数Kx的取值还是原封不动地沿用历来版本的参数,对于每相供电l~3户K =l,4户K =0.95,与其节能篇的主题大相径庭。负荷计算的需要系数取值一直受到广大设计人员和业内人士的xx。近几年也有大量文章论述.并期待着一个符合一l J‘~[3政策、符合用电实际的参数出台。可是.《: 能专篇》中的部分参数值不能令笔者信服。用它去计算负荷谈何节能.又如何节约?
          笔者曾在2005年《建筑电气》2期撰写专文《现代住宅配电系统需要系数 选择的探讨》,通过对需要系数的内涵不同层面分析,对当今住宅用电负荷及设备.若干小区每户用电量及电费的调查,以及对今后能源消耗、节能前景的展望,对疋>0.8以上的取值,较充分地谈了自己的观点。关于此类文章有不少同仁也进行了探究。在2005年全国建筑电气设计技术协作及情报交流网《现代建筑电气设计技术》一书中,北京市建筑设计研究院李逢元先生撰写的《住宅用电负荷实例与分析》一文通过连续三年的考证 以大量的数据统计证实了每相2~4户的需要系数,三年共9项,8项在0.62以下,只有一项为0.84,都远远小于0.95~1的值。按照《节能专篇》的参数值去计算负荷,将会占有过多的电力资源,变压器始终处于低负载运行状态。会造成很大的无功损耗,同时在建设成本上增加了投资。笔者就此再次予以论证发表自己的意见,以引起专业人士和《节能专篇》编者的xx,共同来讨论这个问题,使之得到一个符合实际、科学合理的需要系数值。
         2 几点看法
        需要系数取值对于K =1、K =0.95,按标准中的对象实际上只有单体、双拼和连排别墅才适用,对于一般多层、高层住宅是毫无意义的,所以笔者就上述别墅建筑物进行剖析。
         2.1目前别墅的设计容量偏大
        从单体、双拼和连排别墅设计容量谈起,它们的设计容量大都采用单位容量法(估算),单体、双拼别墅一般选用1 5 kW、20 kW、25 kW、大到35 kW。连排别墅10~15 kW。上述设计容量中大部分远远大于用户的实际用电量,负荷密度高达50~70V·A/m , 与我国的国情是不相符的。就以家电的配置而言,一户二代三口之家(大部分家庭成员状况),最多三代五口的家庭,所占有家电主要设备以南方为例,2~3台空调(3~5 kW)、热水器(2 kW)、电炊设备(1.5 kW)、冰箱及冰柜(0.3kW)、电视、电脑2~3台(0.6kW)、洗衣机(0.2kW)、照明负荷0.2 kW 等,总计容量8~10 kW。这就是一般连排别墅每户用电的基本情况。设计容量采用1O~12 kW 是合适的,15 kW 就显得不实际
了。而在实际设计中,单体、双拼别墅设计容量一般采用15~30 kW,对于一些豪宅竟达到35 kW。笔者认为对于20 kW 以上的设计容量依据是不充分的,负荷密度超过5O V·A/m 就显得过高,即使部分别墅设计了小型中央空调(三相电源供电)容量大致在6~10 kW,它占到别墅负荷一半以上,除此之外还有什么负荷之和能大于1O kW 呢?上述的设计负荷是缺乏真实性的。单位容量是负荷计算的基础,应把负荷密度这个概念引入负荷容量的确定中。计算基数不实,加上需要系数采用0.95~1,无疑其计算结果是脱离实际的。我国El前人们对家电的拥有量已经达到了较高的水平,基本家电都已具备,从发展的角度来看不会有大的增长。随着新型家电的研发和创新,能耗将会不断的降低,这就是我国民用住宅别墅用电量的基本状况。
          2.2从家庭实际用电情况调查数据来看,存在着较大的节电空间
        李逢元先生在《住宅用电负荷实例与分析》一文中通过调查取样,以大量的数据说明了我国El前每户用电的实际状况有以下的特点:
         a.无论是一居、二居、三居室的用户,月用电量的差异不大。以月用电量{zd0}前2O户统计,月平均值分别为312kW·h、366kW·h和373kW·h。一居室El前{zd0}用电量为600 kW ·h,而三居室仅为655kW·h. 这一组数据说明了这样一个事实:居住面积大不等于用电量成比例增长:居室少的负荷密度大,多居室则负荷密度小:它与使用家电的人的多少是息息相关的,在设计中,应充分考虑这一因素。
         b.{zd0}用户实际用电量约为5 kW 左右,一般用户都在2.5 kW 左右,这是指一般多层住宅普遍用电状况。
         c.作者对单相供电2~4户中。对1999年、2000年、2001年,通过采集多户样本计均值的方法,对K 的取值采用多户测点处的日有功功率{zd0}值除以其所含各户日使用有功功率{zd0}值之和。其计算定义为:上述数据是李逢元先生的部分研究成果, 它说明了一个基本事实:2~4户的配电需要系数不可能达到0.95~1。分析其原因:首先它是由于负荷的有功功率不可能达到100%,每个电器设备因所带的负荷大小不同,设置的温度高低差异,视屏的亮度及声响大小各异等所致;其二每户的用电设备不可能全部在同一时间段内使用:其三各户之间用电量的多与少.时间段的不同有着一定调节和互补的空间。加之人们渐渐懂得合理用电、节约用电的方法,所以其用电量不可能在同一时段达到设计负荷的{zd0}值0.95~1,诸多因素决定了实际的需要系数大约在0.7左右。
         2.3 K =1或0.95导致配电线路选材偏大
        采用需要系数K =1或K =0.95时所计算的结果使整个配电系统的设备选型大、开关大、导线截面大、保护管径大,造成很大的浪费。以单体别墅为例: 建筑面积S=450 m , 设计容量ee=30 kW,采用三相供电。其计算负荷、参数选定、管材选择见表2。
         通过表2、表3的数据可以看出:当K 采用适当的系数0.7时,从断路器、导线、保护管都要小1~ 2个标量级别。变压器的运行负载率为0.7~0.85。如果按K =1计算负荷,结果一台500 kV·A的变压器只能供给单体或双拼别墅15~16户,变压器将始终处于低负荷状态运行;按K m-0.7计算可以供21~23户以上,效率提高了40%,在实际运行中500 kV·A变压器可以供30户以上。不难看出,计算负荷中的需要系数K 的正确选择有着极大的节能(减少无功损耗)和节约(降低建设投资)的意义。
         2、4节能降耗有国家政策和技术上的支持
        从国家相关的政策层面上看,节能降耗是国家可持续发展的永恒主题。国家已就建筑物空调设定温度作了强制性规定:夏季室温{zd1}从24℃ 提高到26℃ ,冬季取暖不高于20℃。这个指标对于每个用电单位(包括住宅、别墅)的负荷计算的需要系数将是一种限制。从耗能(用电量)的意义来讲,说明空调主机的额定功率不可能达到100% ,只有额定值的0.7~0.8。对每一用户来说, 尤其是南方的用户,空调负荷占全部负荷的一半以上,这一强制性的规定为实际节电带来很大的空间。目前,国家在家电行业内倡导创新节能产品,限制高能耗产品,一批新型节能的空调、冰箱以及液晶、等离子电视、微电子产品、节能光源的问世,这种产业导向的结果无疑是我国节能工作一个强有力的政策和技术支撑,同时为设计中的负荷计算的需要系数取值的降低带来了空间。
         3 几点建议
         笔者近几年对负荷计算的需要系数取值进行较深入的探讨,认为《节能专篇》中需要系数部分参数应加以修正。选用一个能满足用户电能需求、供配电安全、经济合理的参数,是符合《节能专篇》的主题所在。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:
        a.单体、双拼以及连排别墅K 取值建议基本数值为0.7。此值基本接近上述建筑物的用电特点。
        b.根据设计容量选择不同的加权系数K.进行{dy}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。K.的取值见表4。c . 在标准中规定一个参数值要覆盖全国各地,跨越四个气候带(北纬18。~54。)不是一种科学求是的方法,笔者认为标准中应把全国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。东北、西北为I类地区(冬季有供暖、夏季不太炎热)。华北、黄河流域为II类地区(冬季供暖、夏季较炎热),长江以南为III类地区(冬季无供暖、夏季炎热),三个地区人们对电能的需求差异很大,应以充分重视。K:的取值及修正后的Kx见表5。从表中可以看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,{zd0}值为0.77。用它来计算负荷,更能接近实际,各类别墅的负荷密度将接近正常值4JD~50 V·A/mz范围内,大大提高电网的效率,达到节能、降耗的目的。
         4 结语
         负荷计算的基本要素首先是设计容量的确定,其次是需要系数K 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。在设计容量和K 需要系数两个方面应重新审视和评估,使之贴近用电实际;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。为此,笔者再议K 的取值与《节能专篇》的编者商榷,提出用系数修正的方法和负荷密度的双控指标做好负荷计算。使单体建筑物配电和供电环节保持平衡、实现节能、节约之目的。

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