住宅小区用电负荷计算

王金梅

（山西省工业设备安装集团有限公司设计院，山西 太原 030032）

在建筑电气设计中，负荷计算是变压器的选择、开关设备的整定值确定、电线和电缆截面大小选择的依据。随着技术的进步，人们对城市配电网络供电可靠性要求越来越高，因此要求住宅小区的配电系统设计接线方式简单灵活、运行可靠。

1 工程概况

晋西工业集团和平小区棚户区改造项目包括两栋住宅楼、商业及车库。其中1、2 号住宅楼，地下二层，地上二十九层。建筑高度：87.35m。地下室为戊类储藏室和设备用房。一～二十九层为住宅。顶层为（电梯机房） 设备用房，为一类高层建筑，总建筑面积为11882.48m2，室内外高差为0.45m。主体部分为剪力墙结构，建筑耐火等级一级。车库：地下一层，车库总建筑面积4624.40m2，剪力墙结构。1 号商业：地上二层，建筑面积434.62 平m2，建筑高度7.65m；2号商业：地上二层，建筑面积490.62m2，建筑高度7.65m。

2 小区负荷种类和负荷容量的确定

2.1 小区负荷分类

销售电价简化为居民用电、农业用电和工商业及其他用电三大类，其中对于住宅小区而言，居民用电指住宅内用电，非居民用电直观来讲，就是除了居民以外的用电者，比如住宅动力用电，商业，路灯等等，与普通居民用电的标准和制度都有所不同。本工程1 号2 号住宅楼共29 层每层四户，共232 户住宅为居民用电，其余包括住宅楼内动力及公共区域负荷、小区内商业、车库、道路照明、景观照明用电等都为非居民用电。

表1 每套住宅用电负荷和电能表的选择

2.2 方案阶段小区负荷容量的确定

依据《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011 中3.3.1 条规定如下当每套住宅建筑面积大于150m2时，超出的建筑面积可按40W/m2～50W/m2计算用电负荷。依据上表可知本工程住宅有116 户属于B 套型，有116 户属于C 套型。其他公共区域负荷按实际设备容量统计，无法确定的公共区域的负荷可按下表2 估算：

3 负荷计算的方法

3.1 电气负荷计算方法

供电设计常采用的电力负荷计算方法有：单位面积法、需要系数法、二项系数法、利用系数法等。需要系数法计算简便，对于任何性质的负荷均适用，且计算结果基本符合实际，尤其对各用电容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等，利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位面积法常用于方案设计。

表2 各类建筑物的单位建筑面积用电指标

在建筑电气设计中，方案设计或初步设计阶段确定计算容量时，可采用单位指标法估算，并根据估算结果确定变压器容量。初步设计阶段当其他专业能提供一些大型设备的用电量时，可将已知设备容量与预估的照明等分散负荷容量相加，确定配电变压器的容量和台数。施工图阶段采用需要系数法计算，用电设备组需要系数法计算公式Pjs=Kx∑Pe，其中Kx 为需要系数，Pjs 为计算有功功率，Pe 为设备容量；视在容量：Sjs=Pjs/cosφ，Sjs 为视在功率，cosφ 为功率因数；无功功率：同类设备干线Pjs=Kx∑Pe，不同类设备

3.2 住宅小区负荷计算方法

1） 居民用负荷计算，对于住宅建筑施工图阶段采用需要系数法计算，计算公式PH=Kx∑Pe。居民用电在施工图阶段按需要系数法计算负荷时需要系数按下表选择：

依据上面分析本小区住宅按需要系数法计算本工程居民用电计算负荷为 PH= (116×4+116×6) ×0.4=464KW。

2） 非居民用电负荷计算，非居民用电主要包括小区内楼梯间、走道、门厅及地下室车库等公用照明、电梯、给水泵、排污泵以及商业、车库、室外照明等用电。非居民用电在施工图阶段按需要系数法计算负荷时按下表选择

①电梯总有功计算负荷

PD=∑Pi×N×η 式中 PD为多台电梯实际最大总有功计算负荷；Pi为单台电梯电机功率；η 为多部电梯同时运行的同时系数，见下表：

表3 住宅需用系数选择表

表3 需要系数及动率因子表

表4 不同电梯台数的同时系数

②风机、水泵类总有功计算负荷PG=∑Pi×N 式中PG为水泵风机实际最大总有功计算负荷；Pi为各类水泵风机额定功率；N 为最大运行方式下各类水泵风机的台数。

③商业总有功计算负荷

PW=Pd×S×η/1000 式中 PW为商业用电实际最大负荷，KW；Pd 为单位面积负荷密度；S 为商业总建筑面积。本工程小商铺建筑面积大约150m2，单位建筑面积按60W/m2选取，一间商铺按10KW 计算。

④公共照明 (包括景观照明) 总有功计算负荷

PM=∑Pi×N/1000 式中 Pi为各类灯具的用电功率 W；N 为灯具数量.

综上所诉，住宅小区总用电负荷一般由居民用电和非居民用电组成。小区总用电计算负荷：P∑=PH+PD+PG+PW+PM。（除此之外一般小区还有弱电机房用电等）。本工程非居民用电计算表如下：

表5 本工程非居民用电计算表

那么，本工程非居民用电负荷P∑=（133.6+56+148.6+10） ×0.9=313.4KW

3.3 小区变压器的选择

住宅小区变压器总装机容量按S=SZJ/β 计算，式中S 为住宅小区总装机容量；β 为变压器负荷率，一般取70%~85%；SZJ为住宅小区总视在功率。一般小区总变电所在计算有功功率负荷需考虑总同时系数K∑p，即总计算负荷P=K∑p×P∑，其中K∑p 取0.8~0.9；小区总视在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ，补偿后功率因数cosφ 一般取0.9。变压器正常运行时小区消防负荷都不运行，所以变压器容量计算时不计入消防负荷和备用设备负荷，但需要满足正常运行的一级负荷，发生火灾后消防联动切非的计算负荷要大于消防计算负荷。因此本小区总视在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ=0.9× (464+313.4) /0.9=777.4KVA；居民用电变压器总装机容量S1=464/0.9/0.8=644KVA；非居民用电变压器总装机容量S2=313.4/0.9/0.8=435KVA。

根据以上计算结果及《住宅小区配套供电工程技术规程》DBJ04/T307-2014 可知本工程设居民用电及非居民用电两个变配电室，可考虑居民变配电室设置一台630KVA 变压器供给本小区居民用户供电，另在非居民变配电室设2 台500KVA 变压器供给本工程非居民用电。

4 结语

施工图设计阶段在进行住宅小区的负荷计算时应认真分析其负荷性质及运行的特点，正确选择设计依据，选取合理的用电指标、需要系数、同时系数进行的科学计算。在进行变压器容量计算时，应充分考虑变压器的最佳运行效率，结合有关设计规范，合理选取设计参数，使通过计算选取的变压器容量和台数既能满足小区用电安全可靠性要求，又能合理地降低变压器的损耗，提高变压器的运行效率。