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典型住宅類小區(qū)報裝容量之配置系數KP合理取值分析李朝順，付沄，龔樹東，劉寶紅，劉宇（沈陽電力勘測設計院）【摘 要】本文首先對住宅小區(qū)概況進行分析，并通過對住宅小區(qū)入住率、商住比例以及現有配電設備的統計，綜合分析用電量情況及最大利用小時數等指標，結合變壓器經濟運行的技術要求，討論得出現狀與飽和年需用系數分析結果及建議。達到滿足各層次小區(qū)不同的用電需求，科學、合理的利用公用資源，節(jié)約投資的目的。【關鍵詞】住宅類小區(qū) 報裝容量 安裝容量 配置系數KP 變壓器經濟運行。0引言配置系數KP的定義為負荷率與同時率乘積，其取值大小的選擇對電力設備型號、容量的選擇起著重要作用。特別對于一些大面積的住宅小區(qū)，配置系數KP的不同，對電力設備，尤其是變壓器容量的選擇差異很大，不僅會使小區(qū)安裝的配電變壓器型號、數量發(fā)生變化。更會影響小區(qū)電力安裝總容量，進一步影響工程造價。目前，我市小區(qū)配電網建設初期，低壓柜及所屬設備均按飽和年用電負荷一次配置到位，以避免電氣設備短期更換及改造帶來重復投資。并且，有些低壓柜還有備用設備及預留一定的擴展空間，這些無疑都增加了小區(qū)初期建設投資，也使得小區(qū)配置系數KP取值的合理性變得越來越重要。1 典型住宅小區(qū)基本指標分析1.1典型小區(qū)入選條件本次調查入選的10個典型住宅小區(qū)多分布在沈陽市和平、皇姑、鐵西、東陵、于洪、渾南等地區(qū)。各小區(qū)共性特點為總建筑面積較大，入住率較高，入住時間較長，入住年限基本在2004-2011年之間。戶型特點以中、大戶型為主，小區(qū)居民生活水平位居沈陽市中等水平偏上。1.2建筑面積及入住率本次統計的住宅小區(qū)總建筑面積均在10-35萬平方米之間，最大的新世界花園達到了73萬平方米。小區(qū)的建筑風格、園區(qū)綠化等呈現多樣化的特點,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居民入住率入住時間所在區(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號第五大道2453307726390.752009年8月東陵區(qū)文化東路17號佳和小區(qū)26940912846150.692004年4月東陵區(qū)方家蘭路41號依云北郡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號坤泰新界1136645522650.542009年12月渾南新區(qū)渾南中路9號新世界花園7340128927480.882011年6月和平區(qū)南三好街東匯寶國際72000027871690.882005年5月皇姑區(qū)華山路1.3住宅小區(qū)年飽和年時間飽和年時間統計以巴塞羅那、第五大道、SR新城、匯寶國際小區(qū)為例，各小區(qū)建成時間在4-8年之間，均屬較成熟小區(qū)。其入住率、年供電量等指標較具代表性。如表2所示：553表2 部分小區(qū)年用電量隨時間變化數據統計表單位：kWh入住時間巴塞羅那小區(qū)年用電量第五大道小區(qū)年用電量SR新城小區(qū)年用電量匯寶國際小區(qū)年用電量200590384002006174472002007208654002008124200219832002009340200056412003487920240626002010650592095577601080288026530000201177842809764400129817202687480020128593800104654401409640028253400表中數據填寫第一年為該小區(qū)入住起始年通過表2可得到部分典型小區(qū)年用電量隨時間變化曲線，如圖1所示：圖1：部分小區(qū)年用電量隨時間變化曲線通過圖1可以看出，巴塞羅那、第五大道、SR新城三個小區(qū)，盡管入住時間僅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)。而匯寶國際小區(qū)入住時間較長，總戶數較多，小區(qū)環(huán)境、生活設施等較獲居民認可，具備成熟小區(qū)特性。其用電量也遠大于其它三個小區(qū)。2009-2012年之間，該小區(qū)用電量差異不大，趨于穩(wěn)定，可視為進入飽和年。綜上，我們定義入住時間超過5年以上，可視為進入用電飽和年。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表3可知，除SR新城小區(qū)外，其余9個住宅小區(qū)10kV供電電源均為單電源。各小區(qū)中心開閉站及箱變也同為單電源，無轉帶能力，供電可靠性較低。小區(qū)容載比是合理選擇小區(qū)用電設備容量的重要指標之一，當容載比取值增加時，在相同負荷需求下，小區(qū)變壓器總容量增加，電網建設投資增大；電網運行成本增高；電網設備資源利用率低，經濟性較差。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數及容量最大負荷容載比臺數總容量巴塞羅那勸南甲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匯寶國際鯤鵬線594455058547.6根據電力變壓器經濟運行GB/T12462-2008中得知，小區(qū)容載比在1.33-4.3之間為合理范圍。而在本次數據統計中，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）、匯寶國際（7.6）、歐尚一品（7.0）。適當調整小區(qū)容載比在合理范圍內，會使電網設備配置更經濟、合理，減少資金和能源的浪費。2變壓器最佳經濟運行指標根據電力變壓器經濟運行（GB/T12462-2008）中，有關經濟運行區(qū)劃分規(guī)定得知：變壓器在額定負載運行為經濟運行區(qū)上限，與上限額定綜合功率損耗率相等的另一點為經濟運行區(qū)下限。圖2 雙繞組變壓器綜合功率運行區(qū)間劃分注:Pz %=f()為變壓器綜合功率損耗率與平均負載系數的函數特性曲線。變壓器綜合功率運行區(qū)間的范圍劃分為，經濟運行區(qū)為1.33JZ0.75 由變壓器特性曲線關系式：式中：變壓器平均負載系數;KT負載波動損耗系數；PO變壓器綜合功率空載損耗；PK變壓器綜合功率額定負載功率損耗。推算，以容量為630kVA配電變壓器為例，結合已知的空載及負載損耗，可計算出變壓器最佳經濟運行區(qū)間在25%-75%之間。變壓器最佳經濟運行區(qū)配置系數KP取值，如表4所示：表4變壓器最佳經濟運行區(qū)配置系數KP取值單位：kVA；kWh；序號小區(qū)名稱飽和年最大負荷配變容量報裝容量配置系數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匯寶國際9926 13235 43158 90918 0.15 0.47 平均0.20 0.64 注：根據電力變壓器經濟運行，變壓器最佳經濟運行平均負載系數在0.23-0.75之間。從表4可知，10個典型住宅小區(qū)在變壓器最佳經濟運行負載系數上限和下限時，對應的配置系數KP取值區(qū)間為0.20-0.64之間。即當小區(qū)飽和年用電最大負荷確定后，最佳經濟運行負載系數為最大（0.75）時，需安裝的配電變壓器容量最小，此時，10個典型小區(qū)配置系數KP平均取值為0.20；最佳經濟運行負載系數為最小（0.23）時，需安裝的配電變壓器容量最大，此時，10個典型小區(qū)配置系數KP平均取值為0.64。3住宅小區(qū)配置系數KP的取值3.1飽和年最大負荷預測根據“十一五”期間沈陽地區(qū)居民生活用電量年均增長8.6%；地區(qū)最大負荷年均增長8.5%。預測出本次入選小區(qū)飽和年居民用電量及最大負荷增長指標。全部入住的小區(qū)最大負荷計算方法：戶均用電量=全年用電量/實際用電戶數；全部入住的年用電量=戶均用電量總戶數；全部入住的最大負荷=全部入住的年用電量/最大利用小時數。飽和年最大負荷計算方法： 飽和年最大負荷=全部入住的最大負荷（1+8.5%）5（飽和年計算時間為5年）3.2調整后負載率及安裝容量負載率計算公式：負載率=最大負荷/安裝容量隨著小區(qū)用電戶數的增多，小區(qū)用電負荷必然有所增長，當到達飽和年之后，負荷需求的增長逐漸趨于穩(wěn)定。由統計數據可知，即便考慮到飽和年負荷的增長，入選小區(qū)實際安裝容量仍遠大于所需安裝容量，存在較大可節(jié)省空間，如圖3所示。圖3 小區(qū)安裝容量調整前后對比圖圖2中綠色柱代表可節(jié)省的安裝容量。這一數值較大，合理利用，將有良好的經濟價值。因此，住宅小區(qū)報裝容量及配、變電設備容量的科學確定是十分必要的。3.3配置系數KP取值區(qū)間配置系數KP涵義目前，我公司小區(qū)配置系數KP統一取值為0.49，通過相關數據的分析及配置系數KP定義，可計算出飽和年配置系數KP取值，計算公式為：配置系數KP=負荷率同時率其中，根據電力系統設計手冊，日常生活用電同時率實際取0.92，飽和年取1經計算得出的飽和年配置系數KP取值如圖4所示，從圖4可以看出其取值遠大于實際配置系數KP，但與現取值0.49相比仍相差較大。圖4 小區(qū)配置系數KP調整前后對比圖KP取值區(qū)間由計算數據可知，典型住宅小區(qū)配置系數KP的合理取值在0.22-0.40之間，平均值為0.30，該值遠小于以前KP的取值，說明以前取值過大。根據上述分析結論，考慮各種綜合因素后，本報告認為：配置系數KP以平均值0.30為基準值，在0.22（最小值）至0.40（最大值）之間浮動取值比較合理。這一結果充分考慮了小區(qū)飽和年最大負荷需求，及小區(qū)配電變壓器最佳經濟運行區(qū)間的要求。4結論與經濟核算4.1配置系數KP的取值結論根據上述論證結果，并綜合考慮各方面因素，本報告建議配置系數KP的合理取值如表5所示：表5配置系數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)高級住宅、別墅全市年居民住房平均銷售單價1倍及以下1-2倍2倍及以上無直接關系配置系數KP取值0.270.300.35根據實際需要確定注：住宅小區(qū)檔次定位是根據其銷售價格與全市年居民住房平均銷售單價相比較制定的。根據表5所示，本報告結論如下：原有配置系數KP取值為0.49，這一數值經論證取值偏大，有調整的必要?，F按小區(qū)建設檔次，分為三個等級調整如下：0.27、0.30、0.35。盡管不同等級的KP取值，符合各檔次小區(qū)實際用電需求。但是，目前小區(qū)檔次分類暫無明確定義，故配置系數KP的取值暫按分類上限0.35取值。4.2經濟核算直接經濟價值以小區(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)省投資統計表單位：kVA；元；萬元序號小區(qū)名稱安裝容量每kVA容量造價節(jié)省投資調整前調整后節(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匯寶國際4455020258 24292 225 110 547 267 合計217645 131555 86090 1937 947 注：干式變壓器每kVA容量造價225元，油浸式變壓器每kVA容量造價110元。通過表6可知，以干式變壓器為例，每kVA容量造價為225元。上述10典型住宅個小區(qū)，因配變減容而節(jié)省的投資約1937萬元。此外，配置系數KP的改變，會使小區(qū)安裝總容量下降，小區(qū)配電變壓器型號選擇也會發(fā)生變化、數量會減少。這會進一步降低小區(qū)工程造價。配置系數KP的優(yōu)化，會使小區(qū)安裝總容量下降，從而降低小區(qū)工程造價。以第五大道小區(qū)為例，從配置系數KP調整前后基本數據變化可知，KP取值調整后，第五大道小區(qū)所需安裝配變容量為5800kVA，比調整前的9500kVA，節(jié)省3700kVA，配變臺數為8臺。比調整前的13臺，節(jié)省5臺。而相應的部分小區(qū)配套電纜線徑可由300mm2調整為240mm2。經統計計算，我們得知KP取值調整后，該小區(qū)大致可節(jié)約電力建設資金133萬。第五大道小區(qū)綜合用電指標接近這10個入選小區(qū)的平均水平，按10倍綜合用電指標忽略計算，上述10個入選小區(qū)因KP取值的調整，大約可再節(jié)省直接建設資金1330萬元。綜上，改變配置系數KP取值后，這10個入選居民小區(qū)，較之以前核算方式共節(jié)約投資3267萬元。每個小區(qū)節(jié)約的投資費用大約估算為其總投資的15%左右，其經濟效益十分明顯。5效果預期展望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KP取值優(yōu)化調整后，住宅小區(qū)報裝容量能科學、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)約建設投資。5.2小區(qū)負荷預測及電力設備選型更具合理性1）在負荷預測方面，通過對住宅小區(qū)負荷數據的統計、計算，準確把握小區(qū)建設初期至入住飽和年時，用電負荷的實際增長情況，合理確定其報裝容量