住宅小区供电的合理配置探讨

谢云辉

摘 要：根据当前住宅小区的实际用电负荷，介绍了用单位指标法、需用系数法两种计算方式，对如何实现住宅小区变压器的合理配置进行分析计算，从而优化供电系统设计。

关键词：城镇住宅；小区变压器；配置；优化设计

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.31.087

随着当前社会经济的快速发展，城镇化建设的快速推进，小区住户生活水平也在提高，促进了城市用电的快速增长。做好住宅小区用电负荷测算，保证小区供电配置的合理性，将直接影响供电系统对住宅小区住户的供电能力。如何较为准确计算小区用电负荷，合理配置小区的供配电系统，使其安全、经济、高效运行，成为目前小区建设中的一个重要课题。

本文在日常工程实践的基础上，以城镇住宅小区用电负荷计算为例，从当前实际出发并结合今后用电负荷的发展，通过单位指标法计算家庭用电负荷，需用系数法计算公共用电负荷，提出特定住宅小区负荷的准确计算，合理配置住宅小区配电变压器。

1 用电负荷计算

住宅小区的用电一般分为普通居民家庭用电和公共用电两部分。

1.1 单位指标法

用单位指标法来确定计算负荷，这种方法一般用于对家庭用电负荷的计算，不适用公共用电负荷的计算，公式如下：

式中，Ρe为用电指标， 单位为 W/户； N为相同用电指标的单位数量，对应于小区的计算户数 ；Ρj1 为计算有功功率， 单位为kW。η为同时系数，户数不同η值不同。

对于住宅小区居民用电的计算使用单位指标法，一般按照其居住面积进行分类，统计同类居住面积的用户数量N，以不同的户内建筑面积为标准，找出其对应的用电指标Ρe，参考表1进行计算。表1是目前城镇居民一般住宅用电负荷需用情况，实际使用中还要结合住宅小区人员结构──小区定位为高、中、普通檔位等情况，以及居民中长期发展负荷需用等情况进行具体计算。

根据城镇居民小区的用电特点和小区居民的作息规律，需要考虑小区住户用电负荷存在一定的时间差别，就是在实际工程应用中，计算负荷应采用同时系数，不同的配电户数η值不同，η值可按表2标准执行。

1.2 需用系数法

需用系数法一般用在居民住宅小区公共用电部分的负荷计算中。一般情况下，城镇居民住宅小区的公共用电部分包含以下几方面的负荷：楼梯及场区公共照明、各个楼栋或单元的电梯、生活及排污水泵用电、消防系统用电、小区园林和景观用电、建筑物外部及城市亮化等用电等负荷。其中，按照建筑物电气设计有关规范：用电设备组的有功功率（设备功率）由建筑设计院根据有关资料提供，所以我们只需要根据有关设备组的有功功率（设备功率），从而对配电干线和变电所的总功率进行计算。公式如下：

注：上述公式中的K∑Ρ为有功功率的同时系数（一般取0.8～0.9）；KX 为需用系数；Ρe为用电设备组的设备功率。需要注意的是，在小区用电中电梯用电和消防用电是特殊用电负荷，单独进行考虑。一般来说，除开电梯用电和消防用电外，其他部分使用的公共电力的需用系数按0.8考虑。在工程实际中，为了简化计算，我们通常对消防负荷的需用系数选择为1。由于电梯在运行时，其负荷存在一定的特殊性，要根据小区各个单元安装的电梯数量和使用的频繁程度来进行选择，按下表中电梯的同时系数单独进行计算。

2 变压器容量的计算

2.1 城镇居民住宅小区视在功率

式中Sj为特定小区的视在功率，K∑Ρ为有功功率的同时系数（取值0.8～0.9），Ρj 为住宅小区的居民用电与公共用电的计算功率之和，即：Ρj = Ρj1+ Ρj2，cosφ为系统补偿后的功率因数，根据地方电力部门的有关规定，一般住宅小区的功率因数要求在0.9以上。

2.2 城镇居民住宅小区变压器总容量计算

计算公式：

式中Sj 为小区供电的视在功率，β为变压器的计算负荷率，在实际应用和工程实践中，变压器负荷率与变压器的损耗有关，变压器的负荷率在41%～63%之间时，变压器的总损耗最小，变压器的运行效率最高，因此也称最佳负荷率。

根据实际运行情况，我们对某城镇住宅小区供电负荷与时间进行了数据测试，最后形成负荷曲线，通过对用电负荷曲线进行数据分析，该曲线与小区居民生活习惯有密切关系：处于用电低谷的时间是23：00～6：00，高峰则是在17：00～22：00期间，尤其冷热两季最为明显，如夏季的7—8月，冬季的12—次年1月。从节约电力能源和提高电网经济效益的角度来说，参照用户变压器的平均效率十分必要。通过绘制一个供电区域的用电负荷曲线，找出电网用电高峰和低谷的特定时间段，具有非常重大的意义。在工程实践中，只有使变压器的平均效率在负荷曲线的高峰和低谷时间内接近最大效率才具备实际效益，故选取的β值应略高于变压器的最佳负荷率。当单个变压器运行时，一般对β值的选取范围为70%～80%之间，当两台变压器并列运行时，β可取值75%。

3 具体应用举例

某工程中，对一个的新建住宅小区，其小区居民住宅户型统计表如表4（单位指标数据来源参照表1）。

从上表来看，该小区住宅总户数按表2三相配电连接方式进行折算后为412户，取同时系数工程计算值0.35。Ρj1=（3200+2400+240+216）×0.35=2119.6kW。

由于发生消防事故时，系统会自动切断其他非消防电源，消防设备用电可以不予计算。故Ρj2= K∑Ρ∑（KX Ρe）即：Ρj2= 0.9×（528.8+36）=508.32 kW。

该小区总视在功率为：Sj= K∑Ρ∑Ρj / cosφ =0.9×（2119.6+508.32）÷0.9 = 2627.92 KVA。根据相关设计规范，新建城镇住宅小区变压器容量的选择应该考虑不大于800kVA，这里取变压器计算负荷率为75%，则根据上述公式，该小区变压器总容量为：S=Sj /β =2627.92 ÷0.75 =3503.89 kVA，小区变压器的总台数为：N=S/800=3503.89 ÷ 800= 4.3 ，约为4台。

4 结论

通过对照测算，上述计算方法适合对城镇新建居民住宅小区负荷的计算，其计算结果能够满足小区居民住宅的用电需求。通过对某小区三年多来的实践数据表明，该小区变压器配置合理，达到了安全、经济、高效的运行目的，符合用户的需要。

参考文献

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