提高需用系數取值的科學性與合理性
引言
眾所周知,我國是一個能源匱乏和能源消耗的大國,節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低能耗是我國的一個艱巨任務與目標,建設節(jié)約型社會、發(fā)展節(jié)約型經濟是我國經濟迅速發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。因此,各地大力推廣節(jié)能型建筑,而建筑電氣節(jié)能設計是實現建筑節(jié)能標準的第一步。建筑電氣節(jié)能能夠促進能源節(jié)約和合理利用,同時也能夠緩解我國能源緊張,對加快發(fā)展經濟有著很重要的作用。因此,建筑電氣節(jié)能就顯得尤為重要。而建筑供配電是建筑電氣節(jié)能的重要組成部分,由于影響到建筑供配電的因素繁多,需用系數的取值就容易在設計中被疏忽,而科學合理的需用系數取值對建筑節(jié)能也有著至關重要的作用,所以研究需用系數的取值,具有重大意義。
1需用系數在實際工程中的應用
在實際建筑供配電工程中電氣設備銘牌數據不能直接參與系統(tǒng)設計。為了完成系統(tǒng)設計,必須根據實際建筑功能間中電氣設備的布置情況統(tǒng)計負荷量。統(tǒng)計電力負荷的目的是為供電系統(tǒng)設計提供必要的正常狀態(tài)下系統(tǒng)理論數據(又叫計算數據),以這些數據為依據來選擇設計一二次系統(tǒng),即選設備、選導線、進行二次系統(tǒng)整定。統(tǒng)計電力負荷即就是如何將設備銘牌數據科學地轉化為系統(tǒng)理論數據,并包括系統(tǒng)損耗與尖峰電流的計算。用系統(tǒng)計算數據選擇的導線、設備比較科學、經濟、合理,重要的是能夠承受系統(tǒng)電流產生的最大熱效應,保證其正常使用壽命,保證整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
實際工程中統(tǒng)計負荷量的方法有多種,需用系數法是其中一種,且在民用建筑中應用最廣泛。需用系數法是以設備容量為基本量,以需用系數為關鍵系數,以發(fā)熱安全為依據,考慮到安全、科學、經濟、合理等諸多因素,廣泛應用于民用建筑的一種統(tǒng)計負荷量的方法。
2需用系數的物理意義
供配電系統(tǒng)在實際運行中的負荷容量往往小于其銘牌容量,這是由于系統(tǒng)設備工作的同時率是隨機變化的,且設備的負荷情況、工作方式不同。因此,考慮到上述三種情況及系統(tǒng)設備的工作效率,在統(tǒng)計系統(tǒng)負荷量時引入一科學的計算系數瓦,稱為需用系數。其定義為:
式中,Pjs 是系統(tǒng)實際運行的最大有功負荷(W);Ps為系統(tǒng)設備容量(W);Kx 為系統(tǒng)需用系數,其物理意義為 :
式中,K為系統(tǒng)用電設備同時系數;Kl是負荷系數;〃n是電氣設備組平均效率;n為供電線路傳輸效率。
3如何提高需用系數取值的科學性與合理性
由需用系數的物理意義可知,實際工程中利用需用系數法統(tǒng)計一組系統(tǒng)理論數據(工程中叫計算數據)參與系統(tǒng)設計,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。需用系數則是需用系數法中關鍵系數,它的實質是表征某用電場所對電能的需求程度。需用系數與系統(tǒng)電氣設備工作的同時率、負荷情況、工作效率以及系統(tǒng)電網傳輸效率有關。所以綜合考慮上述幾種因素,認真分析,找到在滿足系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行條件下能夠做到安全、科學、經濟、合理、節(jié)能的需用系數取值。
3.1影響需用系數取值的系統(tǒng)用電設備同時系數Kz
影響需用系數取值的因素一:系統(tǒng)用電設備同時系數姻。用電設備組的設備并非同時都運行,該設備組在最大負荷時工作著的用電設備容量與該組用電設備總容量之比即為同時系數,Kz<1。在實際工程設計中,應充分考慮到不同建筑功能間用電設備同時系數不同,需用系數取值不同。如相同的一棟樓做職工宿舍或做旅店顯然用電同時率不同,需用系數取值就不同。而同樣是酒店,客房數不同,房間數多的顯然同時用電率小于房間數少的,需用系數前者取值應相對小。民用建筑電氣設計規(guī)范中,住宅的需用系數是隨著戶數的遞增而減小的。同理,酒店、寫字樓、職工宿舍樓也應考慮。
3.2影響需用系數取值的負荷系數Kl
影響需用系數取值的因素二:負荷系數Kl。運行設備并非全滿載,設備組在系統(tǒng)出現最大負荷時運行設備實際功率與設備組總Ps之比即為負荷系數,一般情況下Kl<1。負荷系數用來衡量在規(guī)定時間內負荷變動情況,以及考核電氣設備的利用程度。電氣設備的負荷率對建筑工地電氣設備群、車間的電氣設備群、酒店與辦公樓空調等有著重大意義。應對電氣
3.3影響需用系數取值的電氣設備組平均效率h
影響需用系數取值的因素三:電氣設備組平均效率用電設備在運行時要產生功率損耗,用電設備(如電動機)輸出的功率與實際輸入的功率之比即為用電設備的效率,〃N<1。實際工程中力求提高電氣設備的工作效率,例如提高電氣設備功率因數,減小電氣設備損耗,減小系統(tǒng)諧波,提高電氣設備的制造工藝等,均可改善電氣設備的電能與其他能之間的轉換效率。這樣可以減小系統(tǒng)需用系數取值,從而實現節(jié)能目的。
3.4影響需用系數取值的供電線路傳輸效率如
影響需用系數取值的因素四:供電線路傳輸效率〃L。電功率通過電力線路在線路上要產生功率損耗,所以末端功率小于始端功率。其線路末端功率與始端功率之比稱線路供電效率,一般為0.95~0.98。實際工程設計中,由系統(tǒng)負荷實際分布情況確定系統(tǒng)供電負荷中心,即系統(tǒng)電源位置;選擇最佳供電路徑,力求在保證電網正常運行條件下減小電網總長度;使用電阻率小的銅芯輸電導線,減小電網輸電損耗;提高電力系統(tǒng)供電電源電能質量。這些措施最終均可達到提高系統(tǒng)電網傳輸效率目的,從而減小系統(tǒng)需用系數取值,實現系統(tǒng)節(jié)能。
4結語
提高需用系數取值的科學性與合理性,可以在實際工程中用需用系數法統(tǒng)計出系統(tǒng)設計必須的一組系統(tǒng)理論數據(工程中稱計算數據)參與系統(tǒng)設計,進而保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。需用系數則是需用系數法中關鍵系數,其本身取值直接關系到系統(tǒng)安全、科學、經濟、合理、節(jié)能。提高需用系數取值的科學性與合理性是實現系統(tǒng)節(jié)能的重要措施。
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