居住小區(qū)里的電力負荷計算及配電房設計

摘要：介紹了中小城市居民住宅及小區(qū)負荷計算與變壓器的選擇方式, 提出家庭住宅設備容量統(tǒng)計及用電負荷計算、居民小區(qū)用電負荷計算及配電變壓器選擇的方法。

關鍵詞：居住小區(qū) ，電力負荷計算，配電房設計

Abstract: the article introduces the small and medium-sized city residential and community load calculation and the choice of transformer way, put forward the family residential equipment capacity statistics and electricity load calculation and communities to electricity load calculation and the method of selection distribution transformer.

Keywords: residential area, electric power load calculation, distribution design

前言

隨著我國人民生活水平的不斷提高，人們在花十多萬、幾十萬購房及室內裝修不斷進步、新潮的同時，對住宅的要求已由滿足需要型向電氣化、信息化、舒適化轉變，作為建筑業(yè)的一個主要組成部分的電氣設計在如何提高，滿足時代的要求，也有了很大的發(fā)展。在傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)中主要強調過載、短路保護，其目的是保護用電設備、供電線路不受損壞。近年，已提出了人身安全的觀點，而作為小康住宅的電氣設計應按此新規(guī)范的設計思路及技術要求指導下進行。所以目前對于小康住宅的電氣設計首先是要考慮到人身的安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展的原則。

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一、住宅用電負荷計算假設某小區(qū)有3棟帶電梯的9層住宅樓(頂層為躍層式，每個單元一部電梯)，共計216戶，建筑面積33000m3，另外還有物業(yè)樓1棟，4棟樓均采用冰儲冷中央空調(單制冷)，冬季由城市集中供熱(通過熱交換器交換后)取暖�？紤]到小區(qū)供用電的安全性，整個小區(qū)采用了2臺箱式變壓器供電，一臺主要用于住宅樓及物業(yè)樓的正常供電；另一臺主要用于中央空調的正常供電，具體用電負荷計算及配變容量選擇如下：1、住宅樓及物業(yè)樓配變的負荷計算(1) 住宅樓：①照明及家用電負荷：按單位指標法計算：考慮到該花園中央空調由專用配變供電的實際情況，故照明及家用電負荷指標8000W/戶中應減去2000W/戶，每戶最大的用電負荷為6000W/戶。所以，Pjs=∑Pei×Ni÷1000=6000×216÷1000=1296(kW)小區(qū)實際最大負荷PM=Pjs×η=1296×0.33＝427.68(kW)+(考慮到216戶超出200戶不是太多，故式中的η取0.33，這樣所取的η值更為合理)。②電梯負荷：每部電梯用電負荷為10kW，共12部電梯，同時系數(shù)為0.48，則：PD=∑PDi×ηD=10×12×0.48=57.6(kW) 所以

該小區(qū)住宅樓總負荷為：Pjs+PD=485.28(kW)

(2) 物業(yè)樓：設計最大負荷為150kW。PWM=PWS×ηW=150×0.5=75(kW)(ηW取0.5，是考慮物業(yè)樓實際最大負荷出現(xiàn)在白天，與住宅樓晚上的負荷最大值不同步)(3) 二次加壓水泵房負荷：包括給水主泵3×5.5kW、補水泵1×2.2kW、潛水泵1×1.1kW、噴淋泵2×15kW(其中一個備用)、消防泵2×18.5kW(其中一個備用)。所以最大運行方式下的負荷為：

PMS=∑PSi×NSi=5.5×3+2.2+1.1×1+15×1+18.5×1=53.3(kW)(4) 路燈及公用照明負荷PL按30kW計算。(5) 備用負荷(集中供熱時利用冷凍循環(huán)泵通過熱交換器供熱)包括：冷凍水循環(huán)泵3×30kW、空調水定壓罐2×3kW(其中一臺備用)、差壓全自動過濾機2×0.33kW。PBj=30×3+2×0.33+3×1=93.66(kW)綜合最大負荷：P=PM+PD+PMS+PWM+PL+PBj=427.68+57.6+75+53.3+30+93.66=737.24(kW)(6)選擇配變容量：S＝P∑÷0.8=737.24÷0.8=921.55(kVA)<1000kVA，所以選1000kVA的配變。2、中央空調配變的負荷計算(1) 設備容量：螺桿制冷機2×240kW、冷凍水循環(huán)泵3×30kW、乙二醇溶液循環(huán)泵3×22kW、冷卻水循環(huán)泵3×37kW(其中一臺備用)、排污泵1×1.5kW、空調水定壓罐2×3kW(其中一臺備用)、軟化水處理裝置24h耗電<1kW&#8226;h(忽略不計)、差壓全自動過濾機2×0.33kW、冷卻塔2×7.5kW。(2) 中央空調最大運行方式：每天12：00～14：00，18：00～22：00，所有設備均為滿負荷運行，為最大運行方式。(3)負荷計算及配變容量選擇：Pj=2×240+3×30+3×22+2×37+1.5+3+2×0.33+2×7.5=730.16(kW)，選取各設備的最大負荷的同時率為0.9，并取cosφ為0.85，則：S=Pj×0.9÷cosφ=657.14÷0.85=773.11(kVA)<800(kVA)，所以選800kVA的配變。

二、小區(qū)配電設計

1、變配電所的設置

變配電所宜靠近用電負荷中心，并且應考慮變壓器的搬運及消防搶修通道。變配電所的位置還應充分考慮其對住戶住宅噪音、熱量的影響。中小型住宅小區(qū)宜設1~2個變配電所，大型住宅小區(qū)設多個變配電所。具體可考慮從變配電所到住宅樓總配電箱的0.4kV低壓出線電纜不宜超過300米，避免由于電壓損失影響末端用戶的用電質量。對二級負荷備用電源的設置，一般設置備用電源配電房，設置發(fā)電機房。

2、配電系統(tǒng)

一般采用單電源放射式供電或采用雙電源環(huán)網供電，具體需配合供電部門確定。變配電所10kV電源進線開關宜采用斷路器或帶熔斷器的負荷開關。住宅小區(qū)低壓柜宜采用GCK抽屜式配電柜�？刹捎冒l(fā)電機作為二級負荷的備用電源。根據各負荷情況設計出高、低壓配電系統(tǒng)圖，并進行變配電所電氣布置設計，當然這是一個綜合的過程。

3、10kV電纜截面選擇

使用10kV鎧裝的聚氯乙烯絕緣電纜或阻燃聚氯乙烯絕緣電纜。10kV電纜截面選擇：

（1）選擇電纜的額定電壓≥線路額定電壓

（2）選擇電纜的額定電流≥該回路最大持續(xù)工作電流

該回路最大持續(xù)工作電流（A） S為接入該10kV電纜線路的總容量

高壓電纜40℃時環(huán)境溫度電纜載流量的校正系數(shù)Kt＝0.91

土壤熱阻系數(shù)及并列系數(shù)、多根并列敷設等校正系數(shù)根據實際情況確定。

待選擇電纜載流量 In（如YJV22-8.7/15kV-3X70電纜在環(huán)境溫度25℃時，埋地敷設允許載流量為In=225A）

即須滿足In*Kt≥Imax

（3）按熱穩(wěn)定進行校驗：

出線電纜最大三相短路電流Iz （具體計算方法本文不再講述，可參考其他書籍）當短路切除時間t取值1s，熱穩(wěn)定系數(shù)C取值137時

要求電纜最小截面積≤S（待選電纜截面面積）

4、接地系統(tǒng)

按經驗，一般小區(qū)住宅樓下是地下車庫，低壓出線電纜通過地下車庫使用橋架敷設到住宅總配電箱的采用TN-S接地方式。小區(qū)住宅樓下無地下車庫，低壓出線電纜通過電纜溝埋地到住宅總配電箱的采用TN-C-S接地方式，在總配電箱處重復接地。

三、小區(qū)低壓線路設計

1、住宅樓配電系統(tǒng)

要求各級保護可靠，維修方便。原則上一棟樓（三個及三個單元以內）設一個總配電箱（住戶集中計量表箱）�？傁鋺�在負荷中心處，可設于樓梯間內，或專用電表房內，以當?shù)刈龇�為主�？偱潆娤渑c其它單元分配電箱之間采用放射式供電，考慮到單元檢修方便應在單元分配電箱內設總斷路器或隔離開關。總配電箱表后進戶線經金屬線槽走電井暗敷到住宅內配電箱。一般截面選擇如下：6kW/戶的采用單相10mm2ZRBVV銅芯絕緣線引至戶內總開關箱，10kW/戶的采用單相16mm2ZRBVV銅芯絕緣線，15kW的別墅采用三相10mm2ZRBVV銅芯絕緣

線。

2、客梯及消防負荷

根據實際情況，不同性質的消防設備采用獨立回路供電，末端雙電源箱進行切換，并應設計成自投自復。

3、外環(huán)境路燈設計

根據小區(qū)道路布置情況，確定燈位的布置，要與小區(qū)的道路規(guī)劃相一致，整體布局要美觀。路燈電纜敷設合理，盡量節(jié)約材料。

結束語：

本文對住宅小區(qū)供配電設計的過程及思路，其中重點介紹了小區(qū)負荷計算，變壓器容量確定，10 kV電纜截面選擇和住宅樓配電系統(tǒng)的相關內容，供初次接觸住宅小區(qū)供配電設計的同行參考。隨著社會的發(fā)展，城市化進程的加快，將有更多更好的住宅小區(qū)被開發(fā)出來，需要更多電力行業(yè)的專門人才投入到社會建設中去。