浅谈住宅小区电力供电负荷规划设计

浅谈住宅小区电力供电负荷规划设计

何国盛

广东景胜电力工程有限公司528000

摘要：随着科学技术的逐渐发展，住宅小区的不断扩建，人们对住宅小区里的配电系统的要求也是越来越高了，很多住宅小区时常因为供电负荷跳闸断电给人们带来了不便的影响，这就需要住宅小区的对电力供电做一个合理的规划，提高小区的电力质量。

关键词：住宅小区；电力供电；负荷；规划设计

引言

目前，由于住宅小区的不断增加，人们对住房的迫切需要，住房对不可再生能源的肆意浪费，使地球面临着资源短缺的现状。而居民对电的需求越来越高，对住宅小区的供配电的要求也是越来越高，这就使电能极度的短缺，不能很好地满足居民的需要，这也就需要对住宅小区的电力供电方案进行合理的优化的设计。

一、住宅小区的供电规划要点

住宅小区的供电规划应坚持系统接线简洁，安全可靠，经济适用和节约能耗的原则进行规划，较常见的配电系统为：放射式、树干式或环式配电系统，在设计中如何选择需注意以下两点：

2.1用户用电负荷等级分级及系统选择

大型住宅小区主要由多层住宅小区、高层住宅小区，配套商业区、商业服务网点设施、别墅区等组成。结合配电系统的分类分析如下：

1）多层住宅小区、别墅区等区域的负荷特点为：相对负荷密度低，负荷等级全部为三级负荷，这时的供电方案可选择环网或树干式的供电方案，优选：单端单环网或双端单环网的供电方案。此时，由于负荷密度低，采用树干式或环式配电系统供电使供电系统可结合地块分布，自由灵活，可扩展性强，配电干线的带负荷能力得到了充分利用，结合供电部门对供电半径和供电可靠性的要求，设置单台容量：400~800kVA的景观式箱变，采用此方案为最优选择．

2）高层住宅小区，商业服务网点设施的负荷特点为：负荷密度高，负荷等级大部分为三级负荷，只有少量一、二级负荷，此时，主供电方案优选由市政降压站放射式供电的本小区10KV中心配电室，由中心配电室采用单母线放射式或树干式配电至各个住宅变配电所的主供方案。小区少量一、二级负荷供电方案应考虑双电源供电系统的利用率，综合负荷等级的分析采用一、二级负荷为市政双电源回路供电，其中一路引自由市政降压站放射式供电的本小区10KV中心配电室，另一路引自市政环网或树干式的市政降压站专用应急供电干线，配电系统宜选用单母线分段供电的供电方案。

住宅小区配套商业区如规模较大，功能为大中型商场、超市、娱乐中心、中高级宾馆等建筑时，此时的负荷特点为：负荷密度高，负荷等级大部分为一，二级负荷，只有少量三级负荷，此时的的供电方案可选择中心专用商业10KV中心配电室，由市政降压站选择两路10KV回路放射式供电的本中心配电室，由中心配电室采用单母线分段供电的方式采用放射式、环网或树干式配电至各个商业单体的分变配电所的供电方案；并依据各单体对负荷等级的要求选择不同的应急供电接入方式，尽可能提高供电回路的负荷利用率。配电系统宜选用单母线分段供电的供电方案：供电的方式采用放射式，环网或树干式配电均有的混合供电方式。对其中部分用户可考虑设置自备柴油发电机组的设置。

二、住宅小区电力负荷计算

住宅小区用电负荷需经过计算后为小区选择合理的配电变压器，要为小区配电选择一个符合小区近远期运行的负荷计算方法。该方法称为计算负荷此负荷按需要负荷或最大负荷来选取，通情况下作为选择配电变压器、电器在、线路、电压损失、功率损耗的依据。

现行住宅小区综合了民用住宅、商业以及公共用地等多个部分，应分别计算其负荷，最后进行叠加。在已知小区的建筑面积和居民户数的情况下，选择合适的计算方法尤为重要，再根据所选方法设计出详细计算流程。负荷计算的方法有很多，主要有单位面积用电指标法、二项式法、需要系数法等。民用住宅和公共用地的负荷采用负荷密度法计算最为合理。商业用地的负荷计算则需分为以下两种情况：可先知总设备容量，此时应采用需要系数法。在计算负荷的用电设备数量较少且用电设备容量之间相差较大的分支干线，此时采用二项式法。不可预知总设备容量，此时采用单位面积用电指标法。

2.1单位面积用电指标法

单位面积用电指标法是常用于高层住宅类建筑负荷计算的方法。建筑面积乘以用电指标可以求得有功负荷，即：Pi=KiAi/1000

式中，Pi：为对应的各类型有功负荷，kW；Ki：为各类型的用电指标，具体取值参照建筑综合用电指标，且考虑到面积因素，面积大的用电指标取值小，面积小的用电指标取值大，W/m2；Ai：为建筑面积，m2；i：为不同负荷类型的编号，取整数。

在考虑居住用地的用电指标选取时，利用公式平均每户建筑面积一总建筑面积/居民户数，参照文献将居住用地分为普通、中级和高级住宅，再进一步选取。

2.2需要系数法

此计算负荷可通过小区用电设备的功率乘以需要系数直接得出。此方法计算简便，在实际设计中广泛应用，常用于小区配电负荷计算。

其计算公式为：Pjx=KxPs

式中：Pjx：小区用电设备的总功率，kW；Ps：单元计算负荷，kW；Kx：需要系数，查有关设计手册。

2.3二项式法

把小区所有用电设备容量相加的基础上，考虑所有用电设备容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷。在小区住宅用电负荷计算中，二项式法仅作为负荷计算的辅助方法。

其计算公式为：Pjx=cPn+bPs

式中：Pjx：小区所有用电设备的总功率，kW；Ps：单元计算负荷，kW；Pn：小区所有用电设备中n台最大功率用电设备的设备功率，kW。

c、b：二项式系数。

图，电力系统规划设计

三、住宅小区的供电方案的合理设计

在对住宅小区供电方案的合理设计时，要实现对住宅小区的用电负荷进行计算，由于我国的气候差异很大，所以每个建筑都按照统一的标准计算负荷是不现实的，所以要针对每个住宅的不同用处，来进行不同的负荷计算，这个计算是必要的，是为了确定什么样的供电方式、供电等级以及在选择设备上做的基础，只有计算出了用电负荷，才能实施供电法案的设计规划，而在设计中，要根据电力设计的相关法律的规定来执行。

1.依据负荷性质，电容量采取分层接入的原则，把供电可靠性进行提高，使线路负载率能够有效的分配（正常运行的时候可达到75%）。虽然这种负荷密度过大，但是供电的可靠性能高，成片的、多面积的开发居住小区。为了能让10kV线路的进出线方便进出，使供电投资成本降低，供电网络结构提升优化。在依据小区实际供电的容量与总的变压器台数，现在使用的供电方案，较为优化的一种是，在小区的负荷中心，或小区临近的城市道路路口建设一座小型开闭所，小区内多安装箱式变压器与配电室，两者皆由小区内的小型开闭所提供供电，即可以使10kV线路负载率优化提高，又可以使客户供电的可靠性得到提高。

原先所制定供电的方案，则是箱变通过10kV线路的高压侧“T”在接串联，虽然让供电目的得到了实现，但是10kV线路的负载率不均。

根据原先所制定的供电方案，配电变压器的布点、配置、低压线路等几方面，按照最终的容量一次性而建成，尽量把供电的范围以“小容量和多布点”这一原则出发，充分考虑到大容量变压器能够满足的负荷量，配合低压电缆的使用寿命，避免新设备运行时的弊端，在使用期限内要确保低压电缆的效益最大化；避免重复改造造成的浪费，负荷一旦要是增大，会使原点的变压器其最大容量对于用电也不能满足，变压器的布点还需要新增加。这不仅仅是涉及到了低压线的改造，还可能会遇到严重局面就是高压电缆无通道。

2.配置和布点小区的配电变压器的优化方案

现在的住宅小区多为高层建筑，其供电特点是负荷集中且供电半径小，该特点可考虑的供电方式以采用分支式电缆最优，由于分支式电缆的配出回路比较固定，从技术性和经济性上看，1250kVA的变压器容量是可控制的。

不同的住宅小区的配电变压器的配置是不同的，要事先对配变容量进行负荷计算，配电变压器按每台500KVA测算，一般正常面积的楼房（两室到三室）变压器容量需要用215kw，而对于那种大面积的复式别墅（三室到四室）则一般不小于410kw，这是根据小区住宅的面积和需要供电设备的耗电量来定的。这种测算还要考虑到日后小区的用电需求，配电变压器的总体配备容量很大，而住宅小区居民用电一般3到5年内的用电负荷率却很低，这就浪费了资源，大材小用了。这就要考虑小区用电设施建设中，一般电缆线埋设好后就很难改变了，电缆也要按照要求符合配置，要把配电变压器放在配电房或配电箱内，如果变电容量不足还可以调换，在实践中要适当的缩小容量配置，实现低电压之间的互连，这就需要测算精细，每个配电室适合配置几个变压器，对于小区的供电是合理的。这样就可以降低配电变压器容量，也减少了开发商对小区电力建设的投资，减少了占地面积，也美化了小区的用电环境，最主要还是如果一台配电变压器损坏了，这就可以考虑用另一台来替代，也缩短了给居民带来的停电时间。

3.智能电表的设计

由于社会用电需求的不断增加，人们电能质量要求的不断提高，为了迎合这种趋势，智能电表的出现为电力工作人员带来了很大的方便。智能电表就是数字电表，这是通过数字信息技术和自动控制技术，从发电到用电的过程中的所有环节都形成信息的双向交流，使电力的系统得到优化。智能电表的好处在于居民可以用IC卡来叫电费、购电，如果家里的电表中显示剩余电量不足就会发出警报，用户只需在感应区刷卡，就可以恢复供电。而且智能电表的功耗也是很小的，每块表的功耗是0.6瓦到0.7瓦左右，现在都是集中式的智能电表，所以每户的功率则会更小。对于居民用户来说，这样不仅能使计量电量时更精准，在电价查询、智能扣费等方式上都是有很大优势的，对于供电公司来说，省去了人工抄表的麻烦和成本费用，也避免了窃电的损失，而且还可以远程控制每家用户电表的情况，智能电表的出现给每个人都带来了极大的好处。

4.变压器的运行要注意经济性，力争节约电能，减低损耗，提高住宅区供电的可靠性。

如果一台变压器的容量无法满足负荷量时，可以采取并列运行的方式投入使用第二台变压器；同样，如果负荷量低，不需要使用两台变压器供电时，可以关闭一台变压器的运行。变压器的并联运行是依据用电负荷大小来投切的，这种方式不仅降低了机器的损耗，又做到了节约电能、经济运行的目的，同时更与住宅小区“一户一表”用电方案的实施紧密贴合。当前使用的变压器大多是并列运行的，如果有一台损坏，务必以最快的速度将其从电网中切断，那么其他没有损坏的变压器可以保持正常的供电；以此类推，在变压器故障检修时，也避免了影响其他变压器的正常使用，减少了机器停电范围及次数，住宅区内的供电更加可靠。

四、推动实施工程

首先，要争取提前介入。对于供电法案要与新建住宅小区的整体规划同步进行，这样才能保持配电设施和小区整齐的协调性。其次，要加强过程控制。对于住宅小区的电力建设工程是一个整体的系统，每个环节都是紧密相连的，一旦其中某个环节出错，都会对成个的供电系统带来危害，影响了小区电力建设的质量。这就要求电力部门在小区建设电力的管理工作中，要优化图纸设计中的供电方案，供电法案落到实处，从而确保提高住宅小区的电力建设管理规范和质量。最后，做好总结提高。在住宅小区的电力建设中，要求的是技术和管理，电力部门能在实践中积累很多总结经验和不足，然后再运用到实践中去，反复学习和补充的过程，实现了小区供电方案的不断改进、优化、管理的过程，提高了小区供电的可靠性，和电力建设的质量，实现了节能，降低了损耗。

五、达到的效果

通过不断地实践过程，也给住宅小区的供电负荷进行了很好的规划，达到了很好的效果。

1供电可靠性的提高。2路10kv电源进线的运用提高了住宅小区引入电源点的可靠性，随着配电网的不断优化，要选择不同的变电所的2路10kv的电源进线，这样可以保障很多小区居民的高可靠供电；用低压联络方式在配电变压器上，在3到5年内，可以基本满足居民对供电的需求，在因设备故障损坏时引起停电的状况，可以用另一台来代替运行，减少了停电时间，提高了供电的可靠性。

2实现降损节能。在住宅小区建设的初期，居民入住的人数较少，对于用电的负荷率也低，这样如果同时运行2台配电变压器的话，就是浪费了能源，这时如果利用低压联络的运行方式，在电力负荷低时，只要运行一台配电变压器即可，这样就解决了配电变压器的损耗问题，实现了降损节能。

3配网自动化的推进。在今后的城市配网技术发展中，配网自动化将被遍使用，小区配套电力的建设超前于配网自动化，这就需要电力部门在住宅小区电力建设中事先配电台区、集中电表箱可以远程抄表位置等出的接口，解决了以前配网自动化工程改造难度大、成本高的等问题，为配网自动化改造实施提供了方便也加快了进度。

结束语

对于当前的住宅小区的供电负荷的规划设计中，要对小区的负荷电量进行准确的计算，在不损耗能源的同时，还可以保证居民对供电的需求，这就需要结合小区的规划来合理选择小区的供电方式，保证供电系统的安全可靠性，在供电上真正实现人们对居住环境的安全、舒适、实用、方便、环保等要求。

参考文献

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