居住小區(qū)里的電力負(fù)荷計(jì)算及配電房設(shè)計(jì)

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

關(guān)鍵詞：居住小區(qū) ，電力負(fù)荷計(jì)算，配電房設(shè)計(jì)

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(guó)人民生活水平的不斷提高，人們?cè)诨ㄊ�多萬(wàn)、幾十萬(wàn)購(gòu)房及室內(nèi)裝修不斷進(jìn)步、新潮的同時(shí)，對(duì)住宅的要求已由滿(mǎn)足需要型向電氣化、信息化、舒適化轉(zhuǎn)變，作為建筑業(yè)的一個(gè)主要組成部分的電氣設(shè)計(jì)在如何提高，滿(mǎn)足時(shí)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(qiáng)調(diào)過(guò)載、短路保護(hù)，其目的是保護(hù)用電設(shè)備、供電線(xiàn)路不受損壞。近年，已提出了人身安全的觀點(diǎn)，而作為小康住宅的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)按此新規(guī)范的設(shè)計(jì)思路及技術(shù)要求指導(dǎo)下進(jìn)行。所以目前對(duì)于小康住宅的電氣設(shè)計(jì)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(fù)荷計(jì)算假設(shè)某小區(qū)有3棟帶電梯的9層住宅樓(頂層為躍層式，每個(gè)單元一部電梯)，共計(jì)216戶(hù)，建筑面積33000m3，另外還有物業(yè)樓1棟，4棟樓均采用冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)(單制冷)，冬季由城市集中供熱(通過(guò)熱交換器交換后)取暖。考慮到小區(qū)供用電的安全性，整個(gè)小區(qū)采用了2臺(tái)箱式變壓器供電，一臺(tái)主要用于住宅樓及物業(yè)樓的正常供電；另一臺(tái)主要用于中央空調(diào)的正常供電，具體用電負(fù)荷計(jì)算及配變?nèi)萘窟x擇如下：1、住宅樓及物業(yè)樓配變的負(fù)荷計(jì)算(1) 住宅樓：①照明及家用電負(fù)荷：按單位指標(biāo)法計(jì)算：考慮到該花園中央空調(diào)由專(zhuān)用配變供電的實(shí)際情況，故照明及家用電負(fù)荷指標(biāo)8000W/戶(hù)中應(yīng)減去2000W/戶(hù)，每戶(hù)最大的用電負(fù)荷為6000W/戶(hù)。所以，Pjs=∑Pei×Ni÷1000=6000×216÷1000=1296(kW)小區(qū)實(shí)際最大負(fù)荷PM=Pjs×η=1296×0.33＝427.68(kW)+(考慮到216戶(hù)超出200戶(hù)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(fù)荷：每部電梯用電負(fù)荷為10kW，共12部電梯，同時(shí)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(fù)荷為：Pjs+PD=485.28(kW)

(2) 物業(yè)樓：設(shè)計(jì)最大負(fù)荷為150kW。PWM=PWS×ηW=150×0.5=75(kW)(ηW取0.5，是考慮物業(yè)樓實(shí)際最大負(fù)荷出現(xiàn)在白天，與住宅樓晚上的負(fù)荷最大值不同步)(3) 二次加壓水泵房負(fù)荷：包括給水主泵3×5.5kW、補(bǔ)水泵1×2.2kW、潛水泵1×1.1kW、噴淋泵2×15kW(其中一個(gè)備用)、消防泵2×18.5kW(其中一個(gè)備用)。所以最大運(yùn)行方式下的負(fù)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(fù)荷PL按30kW計(jì)算。(5) 備用負(fù)荷(集中供熱時(shí)利用冷凍循環(huán)泵通過(guò)熱交換器供熱)包括：冷凍水循環(huán)泵3×30kW、空調(diào)水定壓罐2×3kW(其中一臺(tái)備用)、差壓全自動(dòng)過(guò)濾機(jī)2×0.33kW。PBj=30×3+2×0.33+3×1=93.66(kW)綜合最大負(fù)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?nèi)萘浚篠＝P∑÷0.8=737.24÷0.8=921.55(kVA)<1000kVA，所以選1000kVA的配變。2、中央空調(diào)配變的負(fù)荷計(jì)算(1) 設(shè)備容量：螺桿制冷機(jī)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(tái)備用)、排污泵1×1.5kW、空調(diào)水定壓罐2×3kW(其中一臺(tái)備用)、軟化水處理裝置24h耗電<1kW&#8226;h(忽略不計(jì))、差壓全自動(dòng)過(guò)濾機(jī)2×0.33kW、冷卻塔2×7.5kW。(2) 中央空調(diào)最大運(yùn)行方式：每天12：00～14：00，18：00～22：00，所有設(shè)備均為滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，為最大運(yùn)行方式。(3)負(fù)荷計(jì)算及配變?nèi)萘窟x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(shè)備的最大負(fù)荷的同時(shí)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(shè)計(jì)

1、變配電所的設(shè)置

變配電所宜靠近用電負(fù)荷中心，并且應(yīng)考慮變壓器的搬運(yùn)及消防搶修通道。變配電所的位置還應(yīng)充分考慮其對(duì)住戶(hù)住宅噪音、熱量的影響。中小型住宅小區(qū)宜設(shè)1~2個(gè)變配電所，大型住宅小區(qū)設(shè)多個(gè)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(xiàn)電纜不宜超過(guò)300米，避免由于電壓損失影響末端用戶(hù)的用電質(zhì)量。對(duì)二級(jí)負(fù)荷備用電源的設(shè)置，一般設(shè)置備用電源配電房，設(shè)置發(fā)電機(jī)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(wǎng)供電，具體需配合供電部門(mén)確定。變配電所10kV電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)宜采用斷路器或帶熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。住宅小區(qū)低壓柜宜采用GCK抽屜式配電柜。可采用發(fā)電機(jī)作為二級(jí)負(fù)荷的備用電源。根據(jù)各負(fù)荷情況設(shè)計(jì)出高、低壓配電系統(tǒng)圖，并進(jìn)行變配電所電氣布置設(shè)計(jì)，當(dāng)然這是一個(gè)綜合的過(guò)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(xiàn)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(xiàn)路的總?cè)萘?/p>

高壓電纜40℃時(shí)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(shè)等校正系數(shù)根據(jù)實(shí)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(shí)，埋地敷設(shè)允許載流量為In=225A）

即須滿(mǎn)足In*Kt≥Imax

（3）按熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)：

出線(xiàn)電纜最大三相短路電流Iz （具體計(jì)算方法本文不再講述，可參考其他書(shū)籍）當(dāng)短路切除時(shí)間t取值1s，熱穩(wěn)定系數(shù)C取值137時(shí)

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(jīng)驗(yàn)，一般小區(qū)住宅樓下是地下車(chē)庫(kù)，低壓出線(xiàn)電纜通過(guò)地下車(chē)庫(kù)使用橋架敷設(shè)到住宅總配電箱的采用TN-S接地方式。小區(qū)住宅樓下無(wú)地下車(chē)庫(kù)，低壓出線(xiàn)電纜通過(guò)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(fù)接地。

三、小區(qū)低壓線(xiàn)路設(shè)計(jì)

1、住宅樓配電系統(tǒng)

要求各級(jí)保護(hù)可靠，維修方便。原則上一棟樓（三個(gè)及三個(gè)單元以?xún)?nèi)）設(shè)一個(gè)總配電箱（住戶(hù)集中計(jì)量表箱）。總箱應(yīng)在負(fù)荷中心處，可設(shè)于樓梯間內(nèi)，或?qū)Ｓ秒姳矸績(jī)?nèi)，以當(dāng)?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(yīng)在單元分配電箱內(nèi)設(shè)總斷路器或隔離開(kāi)關(guān)�？偱潆娤浔砗筮M(jìn)戶(hù)線(xiàn)經(jīng)金屬線(xiàn)槽走電井暗敷到住宅內(nèi)配電箱。一般截面選擇如下：6kW/戶(hù)的采用單相10mm2ZRBVV銅芯絕緣線(xiàn)引至戶(hù)內(nèi)總開(kāi)關(guān)箱，10kW/戶(hù)的采用單相16mm2ZRBVV銅芯絕緣線(xiàn)，15kW的別墅采用三相10mm2ZRBVV銅芯絕緣

線(xiàn)。

2、客梯及消防負(fù)荷

根據(jù)實(shí)際情況，不同性質(zhì)的消防設(shè)備采用獨(dú)立回路供電，末端雙電源箱進(jìn)行切換，并應(yīng)設(shè)計(jì)成自投自復(fù)。

3、外環(huán)境路燈設(shè)計(jì)

根據(jù)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(shè)合理，盡量節(jié)約材料。

結(jié)束語(yǔ)：

本文對(duì)住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)的過(guò)程及思路，其中重點(diǎn)介紹了小區(qū)負(fù)荷計(jì)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(guān)內(nèi)容，供初次接觸住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)的同行參考。隨著社會(huì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，將有更多更好的住宅小區(qū)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，需要更多電力行業(yè)的專(zhuān)門(mén)人才投入到社會(huì)建設(shè)中去。