今天牛哥来聊一下住宅小区负荷计算的一个常见错误。在目前的电力体制下，通常居民住宅由供电局采用公用变压器供电，直抄到户。在业扩报装的容量计算和电气设计的负荷计算中通常采用单位面积负荷密度法或者单位指标法。无论是单位面积还是单位指标，差别都不大，一个是按每平方米多少kW，一个是按每户多少kW，最后都要乘以一个需要系数。牛哥发现很多技术人员在计算户数的需要系数常常理解错误。以广东电网公司《业扩管理细则》为依据，我们来举例说明如何计算一个住宅小区的负荷。
《业扩管理细则》统建住宅小区用电负荷计算表
客户类型 | 用电功率或负荷密度 | |
住宅 | 建筑面积≤80 m2 | 4 kW/套 |
建筑面积81-120 m2 | 6 kW/套 | |
建筑面积121-150 m2 | 8-10kW/套 | |
建筑面积＞150 m2的高档住宅、别墅 | 12-20kW/套 | |
商用 | 按100-120W/ m2，特殊设备按实际负荷进行计算 | |
办公 | 按80-100W/ m2计算 | |
需要系数表
用户数 | 需要系数（Kd） |
1-3户 | 1 |
4-8户 | 0.9 |
9-12户 | 0.65 |
13-24户 | 0.5 |
25-124户 | 0.45 |
125-259户 | 0.4 |
260户及以上 | 0.3 |
小区配套公共用电 | 0.5 |
商用客户 | 0.7-0.85 |
办公客户 | 0.7-0.8 |
假定某楼盘共有16栋30层的住宅楼，每层2户，每户150平米，则共有16*30*2=960户，960*150=144000平方米。按照以上的表，参照提高型住宅60W/平米，每户取9kW，功率因数0.9，计算总需求变压器容量为960*9*0.3/0.9=2880kVA，按照单台变压器1000kVA考虑，则需要3台1000kVA的变压器。
这个计算问题出在哪里呢？我们来看看《实施细则》系数表的引用来源《住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011》：
按单相配电计算时 所连接的基本户数 | 按三相配电计算时 所连接的基本户数 | 需要系数 |
1~3 | 3-9 | 1 |
4~8 | 12-24 | 0.9 |
9~12 | 27-36 | 0.65 |
13~24 | 39-72 | 0.5 |
25~124 | 75-372 | 0.45 |
125~259 | 375-777 | 0.4 |
260~300 | 780-900 | 0.3 |
发现了没有，在需要系数的选取上，《实施细则》仅引用了单相配电这一列，而单相配电和三相配电系数相差刚好3倍，为什么《实施细则》只引用了单相配电的系数，而把三相配电忽略呢？牛哥猜想那位编写人员以为使用三相供电的才会用到这个数据，而普遍的居民用电都是单相供电，所以就不放下去复杂了。嗯！我承认我诛心了，我也是反复思考了很久，查了大量的规程才觉得弄明白的。来，我们先不要管这个字面上的意思，跟着牛哥回忆一下单相负荷如何运行。
ABC三相电流从变压器低压侧出来后，通过低压柜的母排、低压电缆来到表箱，表箱的电表位数是3的整数倍，ABC三相在每个表箱平均分配给各个电表（用户），每户都是单相供电，但每个表箱基本能达到三相平衡，可视为等效三相负荷。书上说了，计算负荷时要换算为等效三相负荷，所以3个单相用户相当是1个三相用户。嗯！我知道这么说还是不好理解，换另一种试试。
从安全电流的角度来看，还是上面的栗子，假如1根4芯电缆供1栋楼共60户，分为10个表箱，每个表箱6个电表，按照表箱平分三相的设置，这根电缆应该是每一相供20户，我们看A相的相电流，20*9kW/0.22V=818A（假定功率因数为1），这20个用户用电时间和用电情况的差别导致A相电流不可能达到818A，即存在同时率的关系，按上表应该乘以0.5的系数，409A就是理论上A相最大电流，在三相平衡的情况下另外2相同理也是如此，每一相的相电流一样都是409A。我们知道户数越多同时系数可以越低，但是用户接在A相上就不可能接在B相或C相，所以，A相上的这20户没有办法与其他相上的用户共享同时系数。我们再来对照一下系数表，是不是这栋楼60户只能取0.5的系数（单相配电20户或者三相配电60户），而不是按单相配电60户取0.45。现在来理解“按单相配电计算时所连接的基本户数”，就是指一相上所连接的户数；“按三相配电计算时所连接的基本户数”，指平均分配在三相上的所有单相用户数。2种理解的计算结果一样，那么为何还要区分2种算法呢？我想是方便设计人员查表吧，不用每次都先换算为每一相上有多少户，像例题的情况，60户直接查三相配电这一列。假如，ABC相分别供3栋楼，每栋楼只有一相，在计算这栋楼的负荷时直接查单相配电的这一列，但这种做法容易出现三相不平衡，现实中除了农网地区很少应用。
如果出现三相供电的用户（例如别墅或者几百平米的豪宅）如何计算呢？牛哥认为还是按照三相配电这一列来计算，但1户要换算为3户，因为居民用电设备仍然是以单相为主，即使三相电进户，用电设备在用电时依然是A相归A相，B相归B相，C相归C相，A相的负荷与其他用户的A相共享同时系数，跟其他相没关系。土豪家里无非是用电设备多，1户算做3户，好理解吧？或者说三相用户可以安装3只单相表达到同等效果。
回到例题上来，960户平分到三相上，每一相是320户，按照《住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011》不管是不是套单相还是三相配电，都达到上限0.3。那么是不是就没问题呢？错！你看，按计算需要3台1000kVA的变压器，就是说960户是需要分成3份，每台变压器供320户。你想到了吧，既然相与相之间没有方法共享同时系数，变压器与变压器之间肯定也不行的，即需要系数对应的户数只能限定在同一台变压器的供电范围内，（当然变压器之间的同时系数也是有的，那是上一级电源的算法了）。所以这里要重新计算，先假定3台变压器供电，320户取0.45的系数，P=320*9kW*0.45/0.9=1440kVA。哎呀糟糕，超过1250kVA了，还有规定公用变压器最大只能1250kVA，所以需要再增加变压器。现在假定4台变压器供电，每台承担240户，查系数表，一样还是0.45，P=240*9kW*0.45/0.9=1080kVA。总数的配变容量需要4*1080=4320kVA，相比一开始的算法2880kVA多了50%。这是变压器容量的误差，在计算低压电缆的截面时这个误差同样存在。例如：一回三相电缆电缆供30户，如果错误的应用单相配电30户，选取的系数是0.45，计算电流I=30*9*0.45/1.732/0.38=184A，而正确的系数应该是0.65，计算电流I=30*9*0.65/1.732/0.38=267A，误差1.44倍。如此大的误差可能造成电缆在运行中过载，造成安全隐患。
所以，虽然是应用相对简单的单位指标法计算负荷，但如果不能理解规范，尤其是用错规范，就导致计算负荷天差地别。牛哥为了简化计算，例题设定简化了，实际的业扩报装不会每户都一样大，还有200、300平米的豪宅啦，还有30-40的公寓啦，这些在计算时都有特殊的要求。但这些管理规定并没有说清楚，通常负荷计算是由供电局业扩人员在计算，而且是由开发商先提供总用户数和面积，这种简单粗暴的计算就容易产生前文所举的错误，对后续根据供电方案进行的设计也造成影响。由于把每台配变容量和总数量确定了，但没考虑各台变压器的供电范围，容易造成有的变压器负担过大，有的又过小。窃以为，负荷计算应该在业扩报装前由专业设计人员依据每一户、每一梯、每一栋，从最末端的电缆开始，分支线、主干线，按照不同的系数层层计算汇总，然后根据配电站的布点，每台变压器的供电区域，确定变压器的数量和容量，有了详细的计算依据来报装，业扩人员核算正确后才能确定供电方案。说白了，就是要先做初步设计再谈供电方案。
吐槽时刻：
《住宅建筑电气设计规范》（JGJ242-2011）编的有点烂，尤其是负荷计算需要系数表，系数级差不合理，例如8户到9户，系数从0.9跳到0.65，大甩卖呀？！还有，条文说明的计算例题居然算错了，牛哥算了三遍都开始怀疑人生了，幸好天可怜见，找到勘误。而且，这张表不在规范中，而是在条文说明里，并且申明不具备与标准正文同等的法律效力，仅作为理解和把握规范的参考。辣鸡！搞不懂广东电网公司为啥要引用，还把单、三相配电的说明给拿掉？明明有更详细更严谨的《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16－2008 ），还有电气设计人员人手必备的“配三”，偏偏不引用，有兴趣的同学可以自己去比较。
再吐槽一下，同样是最新版的制度，2014版的南网业扩技术导则在住宅负荷计算的规定里并没有给出需要系数表，但规定“变压器的需要系数是根据居住区内居民住宅总户数的多少来确定，户数越少则需要系数选择越大，户数越多则需要系数选择相应递减，但最少不得小于0.45'，这个0.45对省表的0.3还是能起到一些补救作用，只是不清楚到了地市供电局究竟是听谁的。
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