浅谈住宅小区的用电负荷及配电

2022-09-10

用电负荷是用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率的总和, 也就是用户在这一时刻对电力系统所要求的功率。从电力系统来讲, 用电负荷也就是该时刻为了满足用户用电所需具备的发电输出功率。一般来讲, 用电负荷包括工业用电负荷、农业用电负荷、交通运输用电负荷以及照明及市政生活用电负荷等。随着人们生活水平的提高以及住宅产业的发展, 住宅用电已经由原来单一以照明为主发展到众多的家用电器用电, 如电视、冰箱、洗衣机、微波炉、电磁炉、空调等用电设备用电, 使得住宅用电负荷急剧增加, 以前延用的用电负荷计算方法也发生了变化。作为现代住宅的配电设计应按新的技术措施的设计思想及技术要求进行, 首先要考虑到人身安全, 并且可靠、方便、实用、美观和利于发展的原则。本文即对此进行简单的探讨。

1 住宅用电负荷的发展特点

1.1 住宅用电负荷的分类

住宅用电负荷一般包括如下: (1) 照明。此类用电负荷每户均有, 且具有装饰性、舒适性, 而且具有用电容量逐步增大的趋势; (2) 普通家电。目前已基本普及且使用率较多的家电, 如电视机、电冰箱、音响、洗衣机、电风扇、电熨斗等; (3) 电炊具。如:电饭煲、电炒锅、微波炉、抽油烟机、电烤箱、消毒碗柜等; (4) 其它。这一类是耗电量比较高的电器, 如:电脑、游戏机、组合音响、电淋浴器、吸尘器、空调器 (或电暖器) 等。

1.2 住宅用电特点

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高。电力在家庭生活中的应用已从20世纪90年代初的单一生活照明扩展到日常生活的方方面面。大量的家用电器步入普通家庭, 使用电负荷迅速增长。一般来说, 住宅的用电特点为: (1) 住宅用电的对象为广大普通群众, 大多数人对电气知识了解较少, 有些甚至完全不懂; (2) 住宅用电非常普遍, 随着家用电器的迅猛发展, 每个人都有意无意地使用电能, 因而存在的危险性更大, 一不小心便可能发生严重事故; (3) 家用电器有很大的随意性, 有可能出现一些不应出现的情况。如:儿童将金属物插入带电插座, 某些家用电器因自身质量问题而出现不应该出现的事故; (4) 家用电器不断增多, 而设计安装时插座数量过少, 使有的居民不得不拉临时线加插座板。临时线多不带护套, 易受挤压损伤, 而且多不带保护线, 导线截面不够, 加之插座板不少是劣质产品, 引起不该出现的人身电击和火灾事故。

2 住宅小区负荷测算

目前, 民用住宅新建、改造工程很多, 家庭装修盛行。对居民来讲, 合理的配电设计能使住宅更加舒适、实用、美观、安全, 而用电线路是否安全, 关键在于用电负荷的测算。在对住宅小区的供电设计时要本着超前的原则, 为即将增加的用电设备留有一定的负荷余地。这样, 才能避免不间断的更新供电设备, 减少不必要的重复投资和频繁变更带来的不便。

2.1 用电负荷测算

住宅负荷测算涉及当地居民生活水平、当地地理环境、地域经济发展水平等多种因素, 对于住宅负荷测算没有统一的测算标准。确定每户用电负荷的主要依据应该是居民家用电器的种类和数量。过去, 常按2kW/户～3kW/户计算的单位容量来确定每户用电负荷的方法, 已完全不适应家庭用电负荷日益增长的现状。通过对一般家庭家用电器设备使用情况统计, 综合考虑家用电器使用同时率, 计算表明居民小区的每户供电能力至少要达到4k W～10kW, 住户住房面积在100m2及以下的, 设计容量应为5k W左右;住户住房面积在100m2以上的, 设计容量应为8kW左右;别墅一般应为10kW左右或根据实际容量设计。这与按建筑面积40W/m2～60W/m2负荷密度选择计算住宅负荷基本一致。

2.2 负荷计算方法

负荷计算方法有多种, 主要有需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积法、单位指标法以及单位产品耗电量法等:

(1) 需要系数法:计算公式为Pjs=KxΣPN, Kx为需要系数, ΣPN为用电设备组所有设备的额定容量之和。这种方法计算比较简便, 目前在民用建筑中应用很广泛。 (2) 利用系数法:采用利用系数求出最大系数求出最大负荷的平均值, 再考虑设备台数和功率差异的影响, 乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法计算进程稍繁, 目前利用系数的有关资料均为工业方面, 故在民用建筑方面应用很少。 (3) 二项式法:计算公式为Pjs=bPN+cPx, b、c为二项式系数, PN为用电设备组所有设备的额定容量之和, Px为x台最大容量的设备总容量。二项式法主要于工业上用电设备台数较少、各台设备容量相差悬殊时应用。 (4) 单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电法等, 前两者多用于民用建筑, 后者用于某些企业方面。

目前国内住宅电气负荷计算基本上都采用需要系数法和单位指标法。单位指标法确定每户住宅用电负荷指标, 需要系数法是选取相应的需要系数来计算住宅用电负荷。

3 住宅小区的配电设置

3.1 供电要求

随着城市文明小区建设发展, 对小区内配电设施的要求越来越高, 供配电设施要服务和服从于文明小区创建要求, 要有超前意识和适应不断发展变化的新形势: (1) 配电房及箱变的建设应遵循小区总体规划, 坚持美化小区形象, 合理布局的原则来设置。箱变及配电房应按独立建筑来考虑, 且与居民住宅楼保持一定距离, 以免变压器噪音影响住户, 且便于运行维护。 (2) 住宅小区供电半径相对较小, 根据居民住宅负荷供电可靠性要求, 对住宅小区配电变压器一般采用深入供电, 尽量贴近负荷中心。这样可减小低压线路的供电半径, 降低线损, 节约投资。 (3) 宜采用专用变压器或箱式变电站供电, 一般要求单台变压器供电户数不超过300户, 配电变压器容量不宜超过800kVA;变压器供电范围不宜太分散, 负荷过于分散应考虑采用多台小变压器深入负荷中心, 以提高供电可靠性。

3.2 变压器的配置

根据住宅小区一般设计原则, 主要有独立配电室、杆上变压器以及箱式变电所3种方式。结合现代化文明住宅小区建设要求, 居民住宅小区一般选小型化箱式配变。

箱式变电站, 因其具有组合灵活、安装方便、施工周期短、运行费用低、占地面积小、无污染、免维护等优点, 且箱变为全封闭, 全绝缘结构, 在公众场所无须安全距离, 能较好地保证人身安全, 广泛应用住宅小区、商业繁华区等地方。住宅小区中安装箱式变电站, 可利用住宅之间的绿化带设置, 外部颜色可按照小区总体布局进行变更, 既不影响住宅小区的美观, 10kV高压能最大限度的深入负荷中心, 能有效减少供电半径, 提高末端电压质量。比较符合目前规范化小区供电可靠性的要求;随用电容量增长可方便的调换和搬迁。