住宅小區用電負荷計算

王金梅

（山西省工業設備安裝集團有限公司設計院，山西 太原 030032）

在建筑電氣設計中，負荷計算是變壓器的選擇、開關設備的整定值確定、電線和電纜截面大小選擇的依據。隨著技術的進步，人們對城市配電網絡供電可靠性要求越來越高，因此要求住宅小區的配電系統設計接線方式簡單靈活、運行可靠。

1 工程概況

晉西工業集團和平小區棚戶區改造項目包括兩棟住宅樓、商業及車庫。其中1、2 號住宅樓，地下二層，地上二十九層。建筑高度：87.35m。地下室為戊類儲藏室和設備用房。一～二十九層為住宅。頂層為（電梯機房） 設備用房，為一類高層建筑，總建筑面積為11882.48m2，室內外高差為0.45m。主體部分為剪力墻結構，建筑耐火等級一級。車庫：地下一層，車庫總建筑面積4624.40m2，剪力墻結構。1 號商業：地上二層，建筑面積434.62 平m2，建筑高度7.65m；2號商業：地上二層，建筑面積490.62m2，建筑高度7.65m。

2 小區負荷種類和負荷容量的確定

2.1 小區負荷分類

銷售電價簡化為居民用電、農業用電和工商業及其他用電三大類，其中對于住宅小區而言，居民用電指住宅內用電，非居民用電直觀來講，就是除了居民以外的用電者，比如住宅動力用電，商業，路燈等等，與普通居民用電的標準和制度都有所不同。本工程1 號2 號住宅樓共29 層每層四戶，共232 戶住宅為居民用電，其余包括住宅樓內動力及公共區域負荷、小區內商業、車庫、道路照明、景觀照明用電等都為非居民用電。

表1 每套住宅用電負荷和電能表的選擇

2.2 方案階段小區負荷容量的確定

依據《住宅建筑電氣設計規范》JGJ242-2011 中3.3.1 條規定如下當每套住宅建筑面積大于150m2時，超出的建筑面積可按40W/m2～50W/m2計算用電負荷。依據上表可知本工程住宅有116 戶屬于B 套型，有116 戶屬于C 套型。其他公共區域負荷按實際設備容量統計，無法確定的公共區域的負荷可按下表2 估算：

3 負荷計算的方法

3.1 電氣負荷計算方法

供電設計常采用的電力負荷計算方法有：單位面積法、需要系數法、二項系數法、利用系數法等。需要系數法計算簡便，對于任何性質的負荷均適用，且計算結果基本符合實際，尤其對各用電容量相差較小，且用電設備數量較多的用電設備組，因此，這種計算方法采用最廣泛。二項系數法主要適用于各用電設備容量相差大的場合，如機械加工企業、煤礦井下綜合機械化采煤工作面等，利用系數法以平均負荷作為計算的依據，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關系，這種計算方法目前積累的實用數據不多，且計算步驟較繁瑣，故工程應用較少。單位面積法常用于方案設計。

表2 各類建筑物的單位建筑面積用電指標

在建筑電氣設計中，方案設計或初步設計階段確定計算容量時，可采用單位指標法估算，并根據估算結果確定變壓器容量。初步設計階段當其他專業能提供一些大型設備的用電量時，可將已知設備容量與預估的照明等分散負荷容量相加，確定配電變壓器的容量和臺數。施工圖階段采用需要系數法計算，用電設備組需要系數法計算公式Pjs=Kx∑Pe，其中Kx 為需要系數，Pjs 為計算有功功率，Pe 為設備容量；視在容量：Sjs=Pjs/cosφ，Sjs 為視在功率，cosφ 為功率因數；無功功率：同類設備干線Pjs=Kx∑Pe，不同類設備

3.2 住宅小區負荷計算方法

1） 居民用負荷計算，對于住宅建筑施工圖階段采用需要系數法計算，計算公式PH=Kx∑Pe。居民用電在施工圖階段按需要系數法計算負荷時需要系數按下表選擇：

依據上面分析本小區住宅按需要系數法計算本工程居民用電計算負荷為 PH= (116×4+116×6) ×0.4=464KW。

2） 非居民用電負荷計算，非居民用電主要包括小區內樓梯間、走道、門廳及地下室車庫等公用照明、電梯、給水泵、排污泵以及商業、車庫、室外照明等用電。非居民用電在施工圖階段按需要系數法計算負荷時按下表選擇

①電梯總有功計算負荷

PD=∑Pi×N×η 式中 PD為多臺電梯實際最大總有功計算負荷；Pi為單臺電梯電機功率；η 為多部電梯同時運行的同時系數，見下表：

表3 住宅需用系數選擇表

表3 需要系數及動率因子表

表4 不同電梯臺數的同時系數

②風機、水泵類總有功計算負荷PG=∑Pi×N 式中PG為水泵風機實際最大總有功計算負荷；Pi為各類水泵風機額定功率；N 為最大運行方式下各類水泵風機的臺數。

③商業總有功計算負荷

PW=Pd×S×η/1000 式中 PW為商業用電實際最大負荷，KW；Pd 為單位面積負荷密度；S 為商業總建筑面積。本工程小商鋪建筑面積大約150m2，單位建筑面積按60W/m2選取，一間商鋪按10KW 計算。

④公共照明 (包括景觀照明) 總有功計算負荷

PM=∑Pi×N/1000 式中 Pi為各類燈具的用電功率 W；N 為燈具數量.

綜上所訴，住宅小區總用電負荷一般由居民用電和非居民用電組成。小區總用電計算負荷：P∑=PH+PD+PG+PW+PM。（除此之外一般小區還有弱電機房用電等）。本工程非居民用電計算表如下：

表5 本工程非居民用電計算表

那么，本工程非居民用電負荷P∑=（133.6+56+148.6+10） ×0.9=313.4KW

3.3 小區變壓器的選擇

住宅小區變壓器總裝機容量按S=SZJ/β 計算，式中S 為住宅小區總裝機容量；β 為變壓器負荷率，一般取70%~85%；SZJ為住宅小區總視在功率。一般小區總變電所在計算有功功率負荷需考慮總同時系數K∑p，即總計算負荷P=K∑p×P∑，其中K∑p 取0.8~0.9；小區總視在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ，補償后功率因數cosφ 一般取0.9。變壓器正常運行時小區消防負荷都不運行，所以變壓器容量計算時不計入消防負荷和備用設備負荷，但需要滿足正常運行的一級負荷，發生火災后消防聯動切非的計算負荷要大于消防計算負荷。因此本小區總視在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ=0.9× (464+313.4) /0.9=777.4KVA；居民用電變壓器總裝機容量S1=464/0.9/0.8=644KVA；非居民用電變壓器總裝機容量S2=313.4/0.9/0.8=435KVA。

根據以上計算結果及《住宅小區配套供電工程技術規程》DBJ04/T307-2014 可知本工程設居民用電及非居民用電兩個變配電室，可考慮居民變配電室設置一臺630KVA 變壓器供給本小區居民用戶供電，另在非居民變配電室設2 臺500KVA 變壓器供給本工程非居民用電。

4 結語

施工圖設計階段在進行住宅小區的負荷計算時應認真分析其負荷性質及運行的特點，正確選擇設計依據，選取合理的用電指標、需要系數、同時系數進行的科學計算。在進行變壓器容量計算時，應充分考慮變壓器的最佳運行效率，結合有關設計規范，合理選取設計參數，使通過計算選取的變壓器容量和臺數既能滿足小區用電安全可靠性要求，又能合理地降低變壓器的損耗，提高變壓器的運行效率。