住宅小区配变容量选择计算方法.doc

住宅小区配变容量的合理选择
目前住宅小区基本上分两种类型：一种是经济适用型，一种是小康型(豪华型)，尽管这两种住宅小区用电水平不同，但选择配变容量的方法大致相同。
1　负荷计算
1.1　单位指标法
应用单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)，即：
Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)
式中　Pei——单位用电指标，如：W/户(不同户型的用电指标不同)，由于地区用电水平的差异，各地区应根据当地的实际情况取用
　　　Ni——单位数量，如户数(对应不同面积户型的户数)
邯郸市居民住宅负荷计算参考值见表1。
表1　居民住宅负荷表
户建筑面积(m2)  ＜80 80～100 ＞100
　　计算负荷(W) 3000～4000 4000～6000 7000～8000
　　计算电流(A) 14～18 18～27 32～36
　　内线截面(mm2) 4 6 10
　　电能表规格(A) 5(20) 5(20) 10(40)

　　应用以上方法计算负荷应乘以同时系数，即实际最大负荷(PM)。PM=Pjs×η(式中η——同时系数，不同的住户η值不同：一般情况下，25～100户的小区取0.4；101～200户的小区取0.33；200户以上的小区取0.26。)
1.2　单位面积法
按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式如下：
PM=Ped×S×η
式中　PM——实际最大负荷，kW
　　　Ped——单位面积计算负荷，W/m2
　　　S——小区总面积，m2
　　　η——同时系数，取值范围同上
根据以上两种方法求出照明及家用负荷后，结合小区的实际情况，看是否还有其它负荷，如有其它负荷则应考虑进去。一般的成规模的小区会有路灯、公用照明、物业楼(物业办公及商场联用)用电负荷；如果是小高层(9层以上)(小康型)还应考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷(供生活及消防用水)，以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷，而照明及家用电负荷出现最大值的时段为每天19：00～22：00，因而在计算小区的最大负荷时就以19：00～22：00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为：
(1)　电梯：
PD=∑PDi×ηD。
式中　PD——电梯实际最大总负荷，kW
　　　PDi——单部电梯负荷，kW
　　　ηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见表2)
表2　电梯同时系数一览表
电梯台数 1 2 3 4 5 6 … 12 同时系数 1 0.91 0.85 0.8 0.76 0.72 … 0.48

　　(2)　二次加压水泵：
PMS=∑PSi×NSi
式中　PMS——二次加压水泵最大运行方式下(开泵最多的方式)的实际最大负荷
　　　PSi——各类水泵的单台最大负荷
　　　NSi——最大运行方式下各类水泵的台数
(3)　物业楼：
PWM=PWS×ηW
式中　PWM——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷
　　　PWS——物业楼设计最大负荷，kW
　　　ηW——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数
(4)　路灯及公用照明：
按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL(kW)。
1.3　住宅小区的综合最大负荷
P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)
2　选择配变容量
S＝P∑÷cosφ(kVA)
cosφ一般取值为0.8～0.9。
如果有集中中央空调，则集中中央空调的配变最好单独选择计算，这里不再赘述。
3　实例计算
我们负责承建的市某花园小区的配电工程已于2002年10月底竣工并投入使用。该小区有3栋带电梯的9层住宅楼(顶层为跃层式，每个单元一部电梯)，共计216户，建筑面积33000m3，另外还有物业楼1栋，4栋楼均采用冰储冷中央空调(单制冷)，冬季由城市集中供热(通过热交换器交换后)取暖。考虑到小区供用电的安全性，整个小区采用了2台箱式变压器供电，一台为1000kVA，主要用于住宅楼及物业楼的正常供电；另一台为800kVA，主要用于中央空调，具体用电负荷计算及配变容量选择如下。
3.1　1000kVA配变所带负荷的计算
(1)　住宅楼：
①照明及家用电负荷：
按单位指标法计算：
考虑到该花园中央空调由专用配变供电的实际情况，故照明及家用电负荷指标8000W/户中应减去2000W/户，每户最大的用电负荷为6000W/户。所以，Pjs=∑Pei×Ni÷1000=6000×216÷1000=1296(kW)
小区实际最大负荷PM=Pjs×η=1296×0.33＝427.68(kW)+(考虑到216户超出200户不是太多，故式中的η取0.33，这样所取的η值更为合理)。
②电梯负荷：
每部电梯用电负荷为10kW，共12部电梯，同时系数为0.48，则：
PD=∑PDi×ηD=10×12×0.48=57.6(kW)
所以该小区住宅楼总负荷为：
Pjs+PD=485.28(kW)
(2)　物业楼：
设计最大负荷为150kW。
PWM=PWS×ηW=150×0.5=75(kW)(ηW取0.5，是考虑物业楼实际最大负荷出现在白天，与住宅楼晚上的负荷最大值不同步)
(3)　二次加压水泵房负荷：
包括给水主泵3×5.5kW、补水泵1×2.2kW、潜水泵1×1.1kW、喷淋泵2×15kW(其中一个备用)、消防泵2×18.5kW(其中一个备用)。
所以最大运行方式下的负荷为：PMS=∑PSi×NSi=5.5×3+2.2+1.1×1+15×1+18.5×1=53.3(kW)
(4)　路灯及公用照明负荷PL按30kW计算。
(5)　备用负荷(集中供热时利用冷冻循环泵通过热交换器供热)包括：冷冻水循环泵3×30kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、差压全自动过滤机2×0.33kW。
PBj=30×3+2×0.33+3×1=93.66(kW)
综合最大负荷：
P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL+PBj=427.68+57.6+75+53.3+30+93.66=737.24(kW)
(6)　选择配变容量：
S＝P∑÷0.8=737.24÷0.8=921.55(kVA)<1000kVA，所以选1000kVA的配变。
3.2　800kVA配变所带中央空调用电负荷计算
(1)　设备容量：螺杆制冷机2×240kW、冷冻水循环泵3×30kW、乙二醇溶液循环泵3×22kW、冷却水循环泵3×37kW(其中一台备用)、排污泵1×1.5kW、空调水定压罐2×3kW(其中一台备用)、软化水处理装置24h耗电<1kW·h(忽略不计)、差压全自动过滤机2×0.33kW、冷却塔2×7.5kW。
(2)　中央空调最大运行方式：
每天12：00～14：00，18：00～22：00，所有设备均为满负荷运行，为最大运行方式。
(3)　负荷计算及配变容量选择：
Pj=2×240+3×30+3×22+2×37+1.5+3+2×0.33+2×7.5=730.16(kW)，选取各设备的最大负荷的同时率为0.9，并取cosφ为0.85，则：
S=Pj×0.9÷cosφ=657.14÷0.85=773.11(kVA)<800(kVA)，所以选800kVA的配变。

电工知识 单相电知识：
1.1、耗电量、功率、电流、电压的关系
   A、耗电量单位：千瓦.小时 (KW∙H)，简称“度”
   B、功率（P）单位：瓦特，简称瓦（W）
   C、电流（I）单位：安培，简称安（A）  
   D、电压（U）单位：伏特，简称伏（V），家用电源一般是单相交流电，电压为220伏；工业用电源是三相交流电，电压为380伏。
   E、功率=电流×电压 ，即P=U×I
   F、耗电量=功率×用电时间，即耗电量= P× T。耗电量的单位是度，1度电是指1000瓦的功率使用1小时所消耗的用电量。   
1.2、电源线
电线单位是平方毫米（mm2），分铜芯线、铝芯线两种，一般家庭装修用的是铜芯线。
国标GB4706.1-1992/1998规定的电线负载电流值（部分）
铜芯线截面积    允许长期电流    直径（mm）

2.5 mm2  -----16A~25A        1.78

4 mm2 ---------25~32A          2.2

6 mm2 ---------32A~40A        2.78

       由于电热水器是短时间工作，所以一般以每1 mm2铜芯线可以允许通过8A~10A的电流计算。
在相同的截面积条件下，铜芯线的负载电流值与铝芯线相比为1.3:1，即铜芯线电流负载量是铝芯线的1.3倍，如下表：
铝芯线截面积     允许长期电流           直径（mm）

2.5 mm2            13A~20A              1.78
4 mm2                20~25A                2.2

6 mm2                25A~32A              2.78

       家庭电路设计，2000年前，电路设计一般是：进户线4—6 mm2，照明1.5 mm 2，插座2.5 mm2，空调4 mm2专线。2000年后，电路设计一般是：进户线6—10 mm2，照明2.5 mm 2，插座4 mm 2，空调6 mm 2专线。（songwei 注：北京很多住宅是：进户线 6—10 mm2，照明2.5 mm 2，插座2.5 mm 2，空调4 mm 2专线）
1.3、空气开关
空气开关，又称自动开关，低压断路器。原理是：当工作电流超过额定电流、短路、失压等
情况下，自动切断电路。
目前，家庭总开关常见的有闸刀开关配瓷插保险（已被淘汰）或空气开关（带漏电保护的小型断路器）。目前家庭使用DZ系列的空气开关，常见的有以下型号/规格： C16、 C25、C32、C40、C60、C80、C100、C120等规格，其中C表示脱扣电流，即起跳电流，例如C32表示起跳电流为32 安，一般安装6500W热水器要用C32，安装7500W、8500W热水器要用C40的空开。
1.4、地线
接地设施分为两种，一种是工作接地，就是将电器的带电部分与大地连接起来的接地，比如三
相电变压器低压点中性线的接地；一种是保护接地，就是防止电器的绝缘层损坏而使外壳带电或其它不带电工作的金属部件带电伤人而作的接地，太尔快速电热水器的所有产品都是保护接地。接地线必须打入大地深处1.2~1.5m左右才算合格接地。
1.5、电度（能）表
家庭使用单相电源电表，型号表示为DD，有机械表、普通电子表、磁卡电子表三种类别，规格
有1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100)，其中括号外为标定电流，括号内为额定最大电流。
同一规格的电子表、机械表可承载的功率不一样，比如：10（40）A的预付费电子表（IC卡）可承载8800W左右， 而5（20）A机械电表和普通电子表的实际承载功率远高于10（40）A的磁卡电子电表，可承载12000W以上。因此，以上三种表，必须区分对待
       磁卡电表（IC卡）的使用功率有时可以人为的调节，比如：10（40）A的IC卡电表的额定承载功率为8800W，但电业部门可能会将其实际使用功率设定为低于8800W。用户在使用这种电表时，可根据需要到电业部门调节功率设置。

三相电知识
2.1三相电负载的接法
分为三角形接法和Y形接法。
三角形接法的负载引线为三条火线和一条地线，三条火线之间的电压为380V，任一火线对地线的电压为220V；
Y形接法的负载引线为三条火线、一条零线和一条地线，三条火线之间的电压为380V，任一火线对零线或对地线的电压为220V。
三相电电器的总功率等于每相电压乘以每相电流再乘于3，即总功率=电流×电压（220V）×3（W=U×I×3）
    2.2 三相电电表三相电电表有机械表、普通电子表、磁卡电子表三种，一般规格为： 1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100) （电压3×380/220V~）。
注：电表的负荷，可通过选配不同变比的电感线圈以达到使用要求。如：规格为3x1(2)A的电表配电感线圈使用，选电感线圈变比为1：50，则每相可承载的最大额定电流为100A。