居住小区里的电力负荷计算及配电房设计
居住小区里的电力负荷计算及配电房设计
摘要：介绍了中小城市居民住宅及小区负荷计算与变压器的选择方式, 提出家庭住宅设备容量统计及用电负荷计算、居民小区用电负荷计算及配电变压器选择的方法。
关键词：居住小区 ，电力负荷计算，配电房设计
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
随着我国人民生活水平的不断提高，人们在花十多万、几十万购房及室内装修不断进步、新潮的同时，对住宅的要求已由满足需要型向电气化、信息化、舒适化转变，作为建筑业的一个主要组成部分的电气设计在如何提高，满足时代的要求，也有了很大的发展。在传统的低压供电系统中主要强调过载、短路保护，其目的是保护用电设备、供电线路不受损坏。近年，已提出了人身安全的观点，而作为小康住宅的电气设计应按此新规范的设计思路及技术要求指导下进行。所以目前对于小康住宅的电气设计首先是要考虑到人身的安全，并且可靠、舒适、美观和利于发展的原则。
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一、住宅用电负荷计算假设某小区有3栋带电梯的9层住宅楼(顶层为跃层式，每个单元一部电梯)，共计216户，建筑面积33000m3，另外还有物业楼1栋，4栋楼均采用冰储冷中央空调(单制冷)，冬季由城市集中供热(通过热交换器交换后)取暖。考虑到小区供用电的安全性，整个小区采用了2台箱式变压器供电，一台主要用于住宅楼及物业楼的正常供电；另一台主要用于中央空调的正常供电，具体用电负荷计算及配变容量选择如下：1、住宅楼及物业楼配变的负荷计算(1) 住宅楼：①照明及家用电负荷：按单位指标法计算：考虑到该花园中央空调由专用配变供电的实际情况，故照明及家用电负荷指标8000W/户中应减去2000W/户，每户最大的用电负荷为6000W/户。所以，Pjs=∑Pei×Ni÷1000=6000×216÷1000=1296(kW)小区实际最大负荷PM=Pjs×η=1296×0.33＝427.68(kW)+(考虑到216户超出200户不是太多，故式中的η取0.33，这样所取的η值更为合理)。②电梯负荷：每部电梯用电负荷为10kW，共12部电梯，同时系数为0.48，则：PD=∑PDi×ηD=10×12×0.48=57.6(kW) 所以
该小区住宅楼总负荷为：Pjs+PD=485.28(kW)
(2) 物业楼：设计最大负荷为150kW。PWM=PWS×ηW=150×0.5=75(kW)(ηW取0.5，是考虑物业楼实际最大负荷出现在白天，与住宅楼晚上的负荷最大值不同步)(3) 二次加压水泵房负荷：包括给水主泵3×5.5kW、补水泵1×2.2kW、潜水泵1×1.1kW、喷淋泵2×15kW(其中一个备用)、消防泵2×18.5kW(其中一个备用)。所以最大运行方式下的负荷为：
PMS=∑PSi×NSi=5.5×3+2.2+1.1×1+15×1+18.5×1=53.3(kW)(4) 路灯及公用照明负荷PL按30kW计算。(5) 备用负荷(集中供热时利用冷冻循环泵通过热交换器供热)包括：冷冻水循环泵3×30kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、差压全自动过滤机2×0.33kW。PBj=30×3+2×0.33+3×1=93.66(kW)综合最大负荷：P=PM+PD+PMS+PWM+PL+PBj=427.68+57.6+75+53.3+30+93.66=737.24(kW)(6)选择配变容量：S＝P∑÷0.8=737.24÷0.8=921.55(kVA)<1000kVA，所以选1000kVA的配变。2、中央空调配变的负荷计算(1) 设备容量：螺杆制冷机2×240kW、冷冻水循环泵3×30kW、乙二醇溶液循环泵3×22kW、冷却水循环泵3×37kW(其中一台备用)、排污泵1×1.5kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、软化水处理装置24h耗电<1kW•h(忽略不计)、差压全自动过滤机2×0.33kW、冷却塔2×7.5kW。(2) 中央空调最大运行方式：每天12：00～14：00，18：00～22：00，所有设备均为满负荷运行，为最大运行方式。(3)负荷计算及配变容量选择：Pj=2×240+3×30+3×22+2×37+1.5+3+2×0.33+2×7.5=730.16(kW)，选取各设备的最大负荷的同时率为0.9，并取cosφ为0.85，则：S=Pj×0.9÷cosφ=657.14÷0.85=773.11(kVA)<800(kVA)，所以选800kVA的配变。
二、小区配电设计
1、变配电所的设置
变配电所宜靠近用电负荷中心，并且应考虑变压器的搬运及消防抢修通道。变配电所的位置还应充分考虑其对住户住宅噪音、热量的影响。中小型住宅小区宜设1~2个变配电所，大型住宅小区设多个变配电所。具体可考虑从变配电所到住宅楼总配电箱的0.4kV低压出线电缆不宜超过300米，避免由于电压损失影响末端用户的用电质量。对二级负荷备用电源的设置，一般设置备用电源配电房，设置发电机房。
2、配电系统
一般采用单电源放射式供电或采用双电源环网供电，具体需配合供电部门确定。变配电所10kV电源进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关。住宅小区低压柜宜采用GCK抽屉式配电柜。可采用发电机作为二级负荷的备用电源。根据各负荷情况设计出高、低压配电系统图，并进行变配电所电气布置设计，当然这是一个综合的过程。
3、10kV电缆截面选择
使用10kV铠装的聚氯乙烯绝缘电缆或阻燃聚氯乙烯绝缘电缆。10kV电缆截面选择：
（1）选择电缆的额定电压≥线路额定电压
（2）选择电缆的额定电流≥该回路最大持续工作电流
该回路最大持续工作电流（A） S为接入该10kV电缆线路的总容量
高压电缆40℃时环境温度电缆载流量的校正系数Kt＝0.91
土壤热阻系数及并列系数、多根并列敷设等校正系数根据实际情况确定。
待选择电缆载流量 In（如YJV22-8.7/15kV-3X70电缆在环境温度25℃时，埋地敷设允许载流量为In=225A）
即须满足In*Kt≥Imax
（3）按热稳定进行校验：
出线电缆最大三相短路电流Iz （具体计算方法本文不再讲述，可参考其他书籍）当短路切除时间t取值1s，热稳定系数C取值137时
要求电缆最小截面积≤S（待选电缆截面面积）
4、接地系统
按经验，一般小区住宅楼下是地下车库，低压出线电缆通过地下车库使用桥架敷设到住宅总配电箱的采用TN-S接地方式。小区住宅楼下无地下车库，低压出线电缆通过电缆沟埋地到住宅总配电箱的采用TN-C-S接地方式，在总配电箱处重复接地。
三、小区低压线路设计
1、住宅楼配电系统
要求各级保护可靠，维修方便。原则上一栋楼（三个及三个单元以内）设一个总配电箱（住户集中计量表箱）。总箱应在负荷中心处，可设于楼梯间内，或专用电表房内，以当地做法为主。总配电箱与其它单元分配电箱之间采用放射式供电，考虑到单元检修方便应在单元分配电箱内设总断路器或隔离开关。总配电箱表后进户线经金属线槽走电井暗敷到住宅内配电箱。一般截面选择如下：6kW/户的采用单相10mm2ZRBVV铜芯绝缘线引至户内总开关箱，10kW/户的采用单相16mm2ZRBVV铜芯绝缘线，15kW的别墅采用三相10mm2ZRBVV铜芯绝缘
线。
2、客梯及消防负荷
根据实际情况，不同性质的消防设备采用独立回路供电，末端双电源箱进行切换，并应设计成自投自复。
3、外环境路灯设计
根据小区道路布置情况，确定灯位的布置，要与小区的道路规划相一致，整体布局要美观。路灯电缆敷设合理，尽量节约材料。
结束语：
本文对住宅小区供配电设计的过程及思路，其中重点介绍了小区负荷计算，变压器容量确定，10 kV电缆截面选择和住宅楼配电系统的相关内容，供初次接触住宅小区供配电设计的同行参考。随着社会的发展，城市化进程的加快，将有更多更好的住宅小区被开发出来，需要更多电力行业的专门人才投入到社会建设中去。
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