中财网手机版饥荒海难:需要系数、同时系数介绍
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/28 02:13:40
几个定义：
【安装容量】所连接的设备铭牌容量之和。国外叫TCL，total connected load。
这里有争论了，备用设备算不算安装容量呢？国内有两种处理方式，其一是算上，按照运行方式取合适的需要系数，比如一用一备，就取需要系数0.5。第二种方案是不计入TCL，负荷表上单独列一栏“备用”。依照笔者海外经验，国外按照第二种方式处理。
【计算容量】依照设备实际使用率打折的容量，是30分钟用电设备的最大容量。所以，一般老同志画图不写Pjs,Qjs，Sjs，而是写P30，Q30,S30之类。国外叫MD，maximum demand，或者diversity load。
【需要系数】需要系数Kx=计算容量MD/安装容量TCL。国外的称呼也很直观DF,demand factor或者diversity factor。
【同时系数】同时系数用于干线或者变电所，Kt=系统各部分最大需量之和/整个系统最大需求量。
国外没有同时系数的概念，只有需要系数的概念，实际也没必要那么折腾，在负荷表上可以看到它就是国内的需要系数。只不过，从终端配电箱，到二级配电箱，再到母线乃至主配电盘，各级的需要系数取不同值罢了。
各级需要系数的取值很有讲究，如果很粗糙，不加分析的乱用，会造成计算负荷很大，保护电器和导线越往上级越放大很多。所以，很多需要系数法计算结果都偏大。大家可以参考朱甫泉老先生在《建筑电气》上一篇文章，谈到需要系数法计算负荷的问题，还列举了很多工程实例。
需要系数的取值，需要大量的进行工程调研，从而总结出一个合理的值。
用电设备的额定功率Pe是指这个设备的输出容量，它与输入容量之间有一个效率n1；用电设备不一定满载工作，存在一个负荷系数Ks；用电设备组的全部设备并不同时运行，存在同时运行系数Kt；向用电设备供电的线路有损耗，存在线路效率n2。
所以用电设备的有功功率需要量为 P30=Pe*Ks*Kt/(n1*n2)
我们令需要系数 Kx＝Ks*Kt/(n1*n2
需要系数的值总小于1，它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗有关，而且与维护管理水平等因素也有关系。
一般同类型建筑、同类型用电设备（组），需要系数很接近，可通过实测统计用一个典型值来表征
实际上应该说同时系数隶属于需要系数，是为了考虑设备组之间的同时使用，用于计算干线负荷。
二者的关系：
需要系数=(k1xk2)/(q1xq2)
q1：设备输出容量与输入容量之间的效率
q2：用电设备不一定满载工作，之间存在的复合系数
k1：同时运行系数
k2：用电设备有线路损耗，线路效率
这个值总小于1，不仅与设备的符合率、效率、台数、工作情况和线路损耗有关，还与维护管理水平等因素有关。
单栋楼的话，只需考虑需要系数（5楼给的就是需要系数）；而同时系数是在计算变压器容量等，建筑群的时候考虑的东西。可取0.9左右。
进行住宅电气设计时，对于负荷计算，尤其是其中的需要系数如何确定，每个电气设计人员都不可回避的，需要系数是一个至关重要的数据，直接影响到负荷计算结果。而恰恰就是这个关键系数，在现行电气设计手册中，表述得较为笼统、模糊。如一些手册中推荐，住宅需要系数Ｋ选取方法为:“20户以下,取0.6以上;20～50户,取0.5～0.6;50～100户,取0.4～0.5;100户以上,取0.4以下”。该方法有以下不足之处:(1)不确定性过强。如95户、200户时,Ｋ值分别应为多大?无从得知。(2)可能导致反常结果。例如,按上述方法,95户、100户时,Ｋ值分别可取0.43、0.4,每户安装功率取6ｋＷ,则95户时的Ｐｊｓ=95×6×0.43=245.1ｋＷ,而100户时的Ｐｊｓ=100×6×0.4=240ｋＷ。即95户计算功率反而大于100户计算功率,这显然是不合常规的，而其根源就在于需要系数Ｋ的不确性。
以下是推导数据，属“经验型”与“数学型”之结合的结果，能较客观地虚拟了实际工程情况，提供了较高的模拟精度，方便工程设计。例如，某住宅小区共有1000户，拟由两台变压器供电，每台大致承担500户的负荷，则在负荷计算时，宜选取表中Ｎ=500、Ｋ=0.24这组数据，而不是Ｎ=1000、Ｋ=0.19。
表1需要系数参照表
户 数(Ｎ)≤6 9 12 15 18 21 24 27
需要系数(Ｋ)1 0.89 0.82 0.76 0.72 0.68 0.66 0.63
户 数(Ｎ)30 34 38 42 46 50 54 58
需要系数(Ｋ)0.61 0.58 0.56 0.55 0.52 0.51 0.50 0.49
户 数(Ｎ)62 66 70 74 78 82 90 95
需要系数(Ｋ)0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42
户 数(Ｎ)100 110 120 130 140 150 160 180
需要系数(Ｋ)0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34
户 数(Ｎ)200 220 240 260 280 300 330360
需要系数(Ｋ)0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27
户 数(Ｎ)400 450 500 600 700 800 900 1000
需要系数(Ｋ)0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19
确定住户安装功率时,可遵循两条原则:(1)遵照当地供电部门的相关规定;(2)满足若干年限(如15年)内,该地区大多数(而不是全部)住户最大可能达到的用电高峰需要。例如,目前深圳地区普通用户的安装功率一般取4～10ｋＷ/户,具体值视户型而定,其中尤以取值6ｋＷ最为常见。住户进户开关的选择对应于安装功率为4、6、7、10ｋＷ,户配电箱的总开关额定电流可分别选择为20Ａ、32Ａ、40Ａ、50Ａ(在此,均指单相值)。当然,此作法与《民用建筑电气设计规范》3.3.11.2条存在部分“冲突”。该条规定:“由地区公共低压电网供电的220Ｖ照明负荷,线路电流不超过30Ａ时,可用220Ｖ单相供电,否则应以220/380Ｖ三相四线制供电”。不过,在实际设计工作中,适时“突破”(即优先采用单相而不是三相供电)该条规定已是屡见不鲜,原因如下:(1)该条规范规定的本意是为了降低三相低压配电系统的不对称度;只要设计时,保证了某个门栋乃至整幢住宅负荷就地三相平衡(不平衡度≤15%),则线路单相电流不超过50Ａ时,均以220Ｖ单相供电,似仍是可行的。(2)与住户单相总开关比较,住户三相总开关与分开关之间的整定配合较为不易,即配电灵活性较差。(3)以三相电表计量单相负荷,结果不够理想,且三相电表及三相开关的成本都显著抬高。
（本文忽略了一个实际情况：当用户增加到一定数后，需要系数不能再减小了，如用户为200户时需要系数为0.33,超过200户时需要系数也不能再减小了,因为此时用户的用电概率不会再减了）
经常可以看到网上有同行在讨论住宅的需要系数问题，这个问题涉及的方面比较多。首先，需要系数是一个经验数据，来源于大量实际测量数据的积累。以北京院电气技术措施中所用数据来说，是北京院住宅所和北京市供电局联合对北京地区有代表性的多个住宅小区进行了多年实地监测、记录，积累了大量的第一手数据进行归纳分析而得到的。尽管这样工作量很大，但是直到现在这项工作仍然在持续进行。第二，需要系数不是固定通用的数据，它随家庭用电需求的变化、经济发展水平与电费负担能力的变化、各地方自然气候条件的不同、各地区生活习惯的不同等条件而改变。第三，测量出的需要系数是一个弹性较大的数据，存在一定的分布范围，编制者要考虑到一定的发展余量，又没有严格的标准可以参照，因此往往比较保守，选取值较高。那么使用这些需要系数进行住宅负荷计算，与实际测量结果相比，通常存在会正误差，也就是计算值偏大，这也是正常现象。第四，需要系数与住宅用电指标存在一定的关系。如果某地区住宅用电指标定的偏高，那么相应的需要系数就应该偏低一些。反之亦然。第五，采用各类手册上的需要系数来计算变压器装机容量，应该注意是仅仅针对单台变压器（或是针对两台n-1备用的存在低压母联的变压器）。对于多台变压器或多个变电站不存在统一的“需要系数”概念。
当然，不考虑需要系数，拿住宅用电指标直接累加来算变压器装机容量是不成立的，任何一个有点电气常识的人都不会这么做。但在这个问题上，供电部门与设计部门的观点不太一致，双方的着眼点不一样。
北京市供电局在2002年发过一个173号文《关于调整住宅用电指标和配置住宅配电变压器标准的通知》，我实在打字太慢，只好摘录其中关键部分做个例子：
用电指标：
1. 普通住宅用电指标平均6kW/户，当住户数不确定时取60W/建筑平方米；
2. 高档住宅楼、高级公寓、商住、别墅区等（不含分散式电采暖）为10kW/户；
5. 当集中式电锅炉既作电采暖又在夏季（将该部分用电）用于集中制冷时，住宅用电指标为平均3kW/户；
6. 住户建筑面积小于50平方米时，平均4kW/户；
7. 住宅区内配套公建（小型超市、学校、社区服务业等）在没有明确用电设备及计算负荷时，取50W/建筑平方米；
同时系数：
1. 普通住宅同时系数取0.2；
2. 高档公寓、高档住宅、别墅等200户以上时取0.15，200户以下取0.2；
6. 建筑面积小于50平方米的特殊住宅，同时系数取0.2；
7. 住宅区内配套公建同时系数取0.6；
配电变压器容量计算方法：S=P/cos0/K2
其中：S为配电变压器容量，kVA；
P为住宅、公寓、配套公建等折算到配电变压器的计算负荷，即用电指标x户数（或建筑平方米）x对应的同时系数，kW；
K2为所带变压器负载率65%
cos0为功率因数，取0.85；
10kV开闭站可带出小区配电变压器容量：S=根号3*I*U*K1/K2/K3
其中：I为开闭站一路电源电缆额定载流量，600A；
U为额定电压10kV；
K1为开闭站一路电源电缆负载率取0.5；
K2为所带配电变压器负载率为65%，近期（5-10年）配电变压器负载率较低取50%；
K3为小区配电变压器的最大负荷的同时系数取0.8。
即S（最终）=20000kVA，S（近期）=26000kVA。
我在这里不评价这份技术文件正确与否，因为反正是要执行的，但相信每个人看后会有自己不同的看法。也不要计较“需要系数”和“同时系数”的用词区别，虽然它们是有不同含义的。我只拿它说明几个问题：每建筑平方米60W显然是很高的数，这应该是前些年北京供电局把自己定高了，现在明白过来不好意思反过来拆自己的台，所以取了一个偏低的系数0.2，不过对保证一户用电量来说也有一定的道理；现代住宅一室户、两室户、三室户等的用电量并没有想象中的那么大区别，这可以从每户的电度表读数看出来，因此采暖/制冷方式和户数对最终变压器的计算结果起了决定性作用；任何一项要求都不是凭空冒出来的，不断的调整正说明我们大家同样以负责任的态度对待这个问题；供电部门同样关心过大的需要系数和供电指标所造成的投资浪费和电能浪费，但他们是站在供电的角度，而我们设计方是站在用户的角度。
我个人的建议是，坚持我们合理的设计要求，但要尽可能的听取供电部门的意见。很多时候你换一个角度看问题，就可能得出不同的结论。
【安装容量】所连接的设备铭牌容量之和。国外叫TCL，total connected load。
这里有争论了，备用设备算不算安装容量呢？国内有两种处理方式，其一是算上，按照运行方式取合适的需要系数，比如一用一备，就取需要系数0.5。第二种方案是不计入TCL，负荷表上单独列一栏“备用”。依照笔者海外经验，国外按照第二种方式处理。
【计算容量】依照设备实际使用率打折的容量，是30分钟用电设备的最大容量。所以，一般老同志画图不写Pjs,Qjs，Sjs，而是写P30，Q30,S30之类。国外叫MD，maximum demand，或者diversity load。
【需要系数】需要系数Kx=计算容量MD/安装容量TCL。国外的称呼也很直观DF,demand factor或者diversity factor。
【同时系数】同时系数用于干线或者变电所，Kt=系统各部分最大需量之和/整个系统最大需求量。
国外没有同时系数的概念，只有需要系数的概念，实际也没必要那么折腾，在负荷表上可以看到它就是国内的需要系数。只不过，从终端配电箱，到二级配电箱，再到母线乃至主配电盘，各级的需要系数取不同值罢了。
各级需要系数的取值很有讲究，如果很粗糙，不加分析的乱用，会造成计算负荷很大，保护电器和导线越往上级越放大很多。所以，很多需要系数法计算结果都偏大。大家可以参考朱甫泉老先生在《建筑电气》上一篇文章，谈到需要系数法计算负荷的问题，还列举了很多工程实例。
需要系数的取值，需要大量的进行工程调研，从而总结出一个合理的值。
用电设备的额定功率Pe是指这个设备的输出容量，它与输入容量之间有一个效率n1；用电设备不一定满载工作，存在一个负荷系数Ks；用电设备组的全部设备并不同时运行，存在同时运行系数Kt；向用电设备供电的线路有损耗，存在线路效率n2。
所以用电设备的有功功率需要量为 P30=Pe*Ks*Kt/(n1*n2)
我们令需要系数 Kx＝Ks*Kt/(n1*n2
需要系数的值总小于1，它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗有关，而且与维护管理水平等因素也有关系。
一般同类型建筑、同类型用电设备（组），需要系数很接近，可通过实测统计用一个典型值来表征
实际上应该说同时系数隶属于需要系数，是为了考虑设备组之间的同时使用，用于计算干线负荷。
二者的关系：
需要系数=(k1xk2)/(q1xq2)
q1：设备输出容量与输入容量之间的效率
q2：用电设备不一定满载工作，之间存在的复合系数
k1：同时运行系数
k2：用电设备有线路损耗，线路效率
这个值总小于1，不仅与设备的符合率、效率、台数、工作情况和线路损耗有关，还与维护管理水平等因素有关。
单栋楼的话，只需考虑需要系数（5楼给的就是需要系数）；而同时系数是在计算变压器容量等，建筑群的时候考虑的东西。可取0.9左右。
进行住宅电气设计时，对于负荷计算，尤其是其中的需要系数如何确定，每个电气设计人员都不可回避的，需要系数是一个至关重要的数据，直接影响到负荷计算结果。而恰恰就是这个关键系数，在现行电气设计手册中，表述得较为笼统、模糊。如一些手册中推荐，住宅需要系数Ｋ选取方法为:“20户以下,取0.6以上;20～50户,取0.5～0.6;50～100户,取0.4～0.5;100户以上,取0.4以下”。该方法有以下不足之处:(1)不确定性过强。如95户、200户时,Ｋ值分别应为多大?无从得知。(2)可能导致反常结果。例如,按上述方法,95户、100户时,Ｋ值分别可取0.43、0.4,每户安装功率取6ｋＷ,则95户时的Ｐｊｓ=95×6×0.43=245.1ｋＷ,而100户时的Ｐｊｓ=100×6×0.4=240ｋＷ。即95户计算功率反而大于100户计算功率,这显然是不合常规的，而其根源就在于需要系数Ｋ的不确性。
以下是推导数据，属“经验型”与“数学型”之结合的结果，能较客观地虚拟了实际工程情况，提供了较高的模拟精度，方便工程设计。例如，某住宅小区共有1000户，拟由两台变压器供电，每台大致承担500户的负荷，则在负荷计算时，宜选取表中Ｎ=500、Ｋ=0.24这组数据，而不是Ｎ=1000、Ｋ=0.19。
表1需要系数参照表
户 数(Ｎ)≤6 9 12 15 18 21 24 27
需要系数(Ｋ)1 0.89 0.82 0.76 0.72 0.68 0.66 0.63
户 数(Ｎ)30 34 38 42 46 50 54 58
需要系数(Ｋ)0.61 0.58 0.56 0.55 0.52 0.51 0.50 0.49
户 数(Ｎ)62 66 70 74 78 82 90 95
需要系数(Ｋ)0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42
户 数(Ｎ)100 110 120 130 140 150 160 180
需要系数(Ｋ)0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34
户 数(Ｎ)200 220 240 260 280 300 330360
需要系数(Ｋ)0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27
户 数(Ｎ)400 450 500 600 700 800 900 1000
需要系数(Ｋ)0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19
确定住户安装功率时,可遵循两条原则:(1)遵照当地供电部门的相关规定;(2)满足若干年限(如15年)内,该地区大多数(而不是全部)住户最大可能达到的用电高峰需要。例如,目前深圳地区普通用户的安装功率一般取4～10ｋＷ/户,具体值视户型而定,其中尤以取值6ｋＷ最为常见。住户进户开关的选择对应于安装功率为4、6、7、10ｋＷ,户配电箱的总开关额定电流可分别选择为20Ａ、32Ａ、40Ａ、50Ａ(在此,均指单相值)。当然,此作法与《民用建筑电气设计规范》3.3.11.2条存在部分“冲突”。该条规定:“由地区公共低压电网供电的220Ｖ照明负荷,线路电流不超过30Ａ时,可用220Ｖ单相供电,否则应以220/380Ｖ三相四线制供电”。不过,在实际设计工作中,适时“突破”(即优先采用单相而不是三相供电)该条规定已是屡见不鲜,原因如下:(1)该条规范规定的本意是为了降低三相低压配电系统的不对称度;只要设计时,保证了某个门栋乃至整幢住宅负荷就地三相平衡(不平衡度≤15%),则线路单相电流不超过50Ａ时,均以220Ｖ单相供电,似仍是可行的。(2)与住户单相总开关比较,住户三相总开关与分开关之间的整定配合较为不易,即配电灵活性较差。(3)以三相电表计量单相负荷,结果不够理想,且三相电表及三相开关的成本都显著抬高。
（本文忽略了一个实际情况：当用户增加到一定数后，需要系数不能再减小了，如用户为200户时需要系数为0.33,超过200户时需要系数也不能再减小了,因为此时用户的用电概率不会再减了）
经常可以看到网上有同行在讨论住宅的需要系数问题，这个问题涉及的方面比较多。首先，需要系数是一个经验数据，来源于大量实际测量数据的积累。以北京院电气技术措施中所用数据来说，是北京院住宅所和北京市供电局联合对北京地区有代表性的多个住宅小区进行了多年实地监测、记录，积累了大量的第一手数据进行归纳分析而得到的。尽管这样工作量很大，但是直到现在这项工作仍然在持续进行。第二，需要系数不是固定通用的数据，它随家庭用电需求的变化、经济发展水平与电费负担能力的变化、各地方自然气候条件的不同、各地区生活习惯的不同等条件而改变。第三，测量出的需要系数是一个弹性较大的数据，存在一定的分布范围，编制者要考虑到一定的发展余量，又没有严格的标准可以参照，因此往往比较保守，选取值较高。那么使用这些需要系数进行住宅负荷计算，与实际测量结果相比，通常存在会正误差，也就是计算值偏大，这也是正常现象。第四，需要系数与住宅用电指标存在一定的关系。如果某地区住宅用电指标定的偏高，那么相应的需要系数就应该偏低一些。反之亦然。第五，采用各类手册上的需要系数来计算变压器装机容量，应该注意是仅仅针对单台变压器（或是针对两台n-1备用的存在低压母联的变压器）。对于多台变压器或多个变电站不存在统一的“需要系数”概念。
当然，不考虑需要系数，拿住宅用电指标直接累加来算变压器装机容量是不成立的，任何一个有点电气常识的人都不会这么做。但在这个问题上，供电部门与设计部门的观点不太一致，双方的着眼点不一样。
北京市供电局在2002年发过一个173号文《关于调整住宅用电指标和配置住宅配电变压器标准的通知》，我实在打字太慢，只好摘录其中关键部分做个例子：
用电指标：
1. 普通住宅用电指标平均6kW/户，当住户数不确定时取60W/建筑平方米；
2. 高档住宅楼、高级公寓、商住、别墅区等（不含分散式电采暖）为10kW/户；
5. 当集中式电锅炉既作电采暖又在夏季（将该部分用电）用于集中制冷时，住宅用电指标为平均3kW/户；
6. 住户建筑面积小于50平方米时，平均4kW/户；
7. 住宅区内配套公建（小型超市、学校、社区服务业等）在没有明确用电设备及计算负荷时，取50W/建筑平方米；
同时系数：
1. 普通住宅同时系数取0.2；
2. 高档公寓、高档住宅、别墅等200户以上时取0.15，200户以下取0.2；
6. 建筑面积小于50平方米的特殊住宅，同时系数取0.2；
7. 住宅区内配套公建同时系数取0.6；
配电变压器容量计算方法：S=P/cos0/K2
其中：S为配电变压器容量，kVA；
P为住宅、公寓、配套公建等折算到配电变压器的计算负荷，即用电指标x户数（或建筑平方米）x对应的同时系数，kW；
K2为所带变压器负载率65%
cos0为功率因数，取0.85；
10kV开闭站可带出小区配电变压器容量：S=根号3*I*U*K1/K2/K3
其中：I为开闭站一路电源电缆额定载流量，600A；
U为额定电压10kV；
K1为开闭站一路电源电缆负载率取0.5；
K2为所带配电变压器负载率为65%，近期（5-10年）配电变压器负载率较低取50%；
K3为小区配电变压器的最大负荷的同时系数取0.8。
即S（最终）=20000kVA，S（近期）=26000kVA。
我在这里不评价这份技术文件正确与否，因为反正是要执行的，但相信每个人看后会有自己不同的看法。也不要计较“需要系数”和“同时系数”的用词区别，虽然它们是有不同含义的。我只拿它说明几个问题：每建筑平方米60W显然是很高的数，这应该是前些年北京供电局把自己定高了，现在明白过来不好意思反过来拆自己的台，所以取了一个偏低的系数0.2，不过对保证一户用电量来说也有一定的道理；现代住宅一室户、两室户、三室户等的用电量并没有想象中的那么大区别，这可以从每户的电度表读数看出来，因此采暖/制冷方式和户数对最终变压器的计算结果起了决定性作用；任何一项要求都不是凭空冒出来的，不断的调整正说明我们大家同样以负责任的态度对待这个问题；供电部门同样关心过大的需要系数和供电指标所造成的投资浪费和电能浪费，但他们是站在供电的角度，而我们设计方是站在用户的角度。
我个人的建议是，坚持我们合理的设计要求，但要尽可能的听取供电部门的意见。很多时候你换一个角度看问题，就可能得出不同的结论。