浅析居民住宅小区供电方案设定

黄海荣

摘要:文章主要来源于作者对某市典型居民小区的用电情况调查,对居民小区供电方式探讨,根据小区对电力需求的不同以及在配电网对环境的影响方面的要求不同,将居民住宅小区进行分类,同时对相关规程、规范涉及到居民住宅小区的内容进行节选阐述,找到结合点,对居民住宅小区供电方案的设定进行分析、探讨。

关键词:住宅小区;供电方案;电负荷

中图分类号:TM727文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0113-02

随着改革开放、经济发展,各类居民住宅小区建设如火如荼。关于民用建筑的电气设计规范已经很完整,但地区差异、天气情况以及人们的生活习惯等等都对居民小区配电设施的选型、容量等带来很大差异。目前,我们国家提出扩大内需,家电下乡,对供电企业提出了更多要求。同时,供电企业加大投入,改造输电、配电网络项目繁多,对住宅小区的供电设施的新建或改造项目也很多。因此,对住宅小区进行分类,并深入探讨小区的供电方案及设备选型等问题有着重要的意义。

1居民住宅小区分类、特点分析、供配电系统

根据各居民住宅小区的规模、配套设施、对电力需求的不同以及在配电网对环境的影响方面的要求不同,可以对居民住宅小区进行分类,大致可分为大型高档居住社区、经济适用住房小区、厂矿的职工居住小区、小型商住楼、农民新村、农村居民区。

大型高档居住社区就是由高级或豪华住宅构成,环境优美,配套设施完整,利用现代手段服务社区的住宅小区。大型高档居住社区的特点是:①单户建筑面积较大,可达120 m2及以上;②住户的家庭收入较高;③社区内以高层建筑、别墅为主;④社区内配套设施完善;⑤社区对供电质量、供电可靠性要求很高;⑥社区对环境要求较高,要求在外环境裸露部分尽可能看不到配电设施。大型高档居住社区项目大,户数多,占地面积范围广。

其供配电系统可按下列方式考虑:①10 kV供电系统宜采用环网方式。②高层住宅宜在底层设置10/0.4 kV户内变电所或预装式变电站。③多层住宅、别墅群宜分区设置10/0.4 kV预装式变电站。④高、低压线路宜采用电缆或箱型母线。

经济适用住房小区是指已经列入国家计划,由城市政府组织房地产开发企业或者集资建房单位建造,以微利价向城镇中低收入家庭出售的住房。 它是具有社会保障性质的商品住宅。

经济适用住房小区的特点是:①单户平均建筑面积跨度较大;②住户的家庭收入较低;③社区内以多层建筑为主,少部分高层建筑;④社区内配套设施种类多;⑤社区对供电质量、供电可靠性要求较高。经济适用住房小区在供配电系统要求上和大型高档居住社区具有类似的特性。

新建的厂矿居住小区因受政策影响已基本没有这种项目,如果存在这种项目,其特点与经济适用住房小区类似。文章所讨论的厂矿的职工居住小区,一般都建有若干年,对电力行业而言主要涉及的是配电网改造问题。这种小区目前的供电方式一般为厂区的配电房馈线供出,或在供电局的公用10 kV线路上有变压器,由总表计费。由于运行多年,小区的配电网线路及变压器老化严重,厂矿有意对小区进行配电网络改造,安装居民一户一表,将小区的用电交由供电局进行管理。

厂矿的职工居住小区的特点是:①单户平均建筑面积较小,大多数均为70 m2及以下;②住户的家庭收入较低;③小区内环境尚可,绿化面积较大,建筑物的间距较大;④社区对环境要求一般,由于是改造工程,如果高、低压线路使用电缆,大量的土建工程将给当地居民带来很大的影响,同时造价较高,一般不选用。其供配电系统可按下列方式考虑:①10 kV供电系统宜采用环网方式。②宜分区设置10/0.4 kV预装式变电站或杆上油浸式变压器。③高、低压线路宜采用电缆或架空绝缘导线。

小型商住楼,这种住房一般是楼下一、二层为商业用途,其余若干层用于办公或商业,楼上为居民住户。小型商住楼的特点是:①单户平均建筑面积跨度较大;②住户的家庭收入较高;③一般为高层建筑,项目较小,就是由临街的一、二栋楼构成;④对环境要求就是以保持原状为主。小型商住楼小区占地面积范围小,其供配电系统可按下列方式考虑:①10 kV供电系统宜从邻近的供电局公用10 kV线路取得。②高层住宅宜在底层设置10/0.4 kV户内变电所或预装式变电站。③高、低压线路宜采用电缆。

农民新村小区,主要是政府相关部门征地发展相关项目后,农民失去土地及住房,然后再由政府的相关部门牵头建设的农民新村。农民新村小区的特点是:①单户平均建筑面积较大;②住户的家庭收入较低,但因住房面积较大,可能产生租住户,加大了单户的用电容量;③以3~4层建筑为主,一层为门面,其余为住户;④小区对环境要求不高。

其供配电系统可按下列方式考虑:①10 kV供电系统宜从邻近的供电局公用10 kV线路取得。②宜分区设置10/0.4kV预装式变电站或杆上油浸式变压器。③高、低压线路宜采用架空绝缘导线。

农村居住区,房屋布局不规范、稀疏,每户的用电量较小。但随着党的“建设新农村”政策逐渐落实,特别是“家电下乡”计划的实施,将逐步提升农村居住区的用电量,农村居住区对供电的要求也将越来越高。农村居住区的特点是:①单户平均建筑面积较大;②住户的家庭收入较低,用电量较小,家中用电器容量较小;③整个居住区,房屋布局不规范、稀疏。

其供配电系统可按下列方式考虑:①10 kV供电系统宜从邻近的供电局公用10 kV线路取得。②宜分区设置杆上油浸式变压器。③高、低压线路宜采用架空绝缘导线,在条件允许的情况下也可考虑使用裸导线。

2居民住宅小区住宅用电负荷探讨

《中国南方电网城市配电网技术导则》中写到城市住宅用电负荷估算可按下值确定,“建筑面积≤80 m2,按4kW/套;建筑面积81~120 m2,按6kW/套;建筑面积121~150 m2,按8~10 kW/套;高档住宅、别墅,按12~20 kW/套,计算住宅小区用电负荷或变压器容量,需考虑同时系数”。《2003全国民用建筑工程设计技术措施电气》中将住宅用电负荷用电指标分为3类,“基本型(1A):4kW或50 W/m2;提高型(2A):6 kW或75 W/m2;先进型(3A):8 kW或100 W/m2”。同时,指出住宅用电负荷计算,宜采用需要系数法计算,需要系数按表1确定。

然而,我国地域辽阔,各地气候条件千差万别,经济收入水平不同,家庭各类家用电器的拥有量,对用电的需求,和对电费的承受能力会有很大差别。目前,新建的居民住宅户型多为两室一厅、三室两厅或四室两厅,建筑面积在60~150 m2,普遍采用双卫生间。居民家庭使用的家用电器主要有空调、电视机、影音设备、冰箱、洗衣机、微波炉、电磁炉、电饭煲、消毒柜、饮水机、热水器、计算机、照明灯具等,这些设备考虑同时率后的用电负荷在4~7 kW左右。在富裕的家庭里,除空调取暖外还有电炉、电暖地热也开始逐渐进入家庭。电暖地热小型的就达5kW以上,这给民用供电带来了新的问题。考虑到几年内住宅用电的增长并参考经济发达国家的住宅用电计算符合标准,在进行住宅电气设计时,每户的用电计算负荷应达到8 kW。若建筑面积较大,还应超过此标准。经济适用住房小区每户的用电计算负荷可略小于8 kW。厂矿的职工居住小区由于建筑时期较长,居住使用受很多条件限制,可按每户4~6 kW考虑。农民新村一般家住面积加大,楼底还有门面,可能有动力负荷,每户也应当至少按8kW考虑。农民居住区考虑到目前的收入水平,每户可按4kW考虑。这仅仅是就一般情况而言,具体项目还应具体分析。

居民小区用电负荷除住宅用电外,还有配套设施用电。在农民新村、农村居民区、厂矿的职工居住小区中主要是公共照明、水泵等用电。大型高档居住社区、经济适用住房小区、小型商住楼中还包含配套设施用电,如电梯、消防设备、商业设施、汽车库、物业管理以及幼儿园、学校、医院等。这部分负荷要依据设备清单按需用系数法进行核算。

负荷计算的内容有设备容量、计算容量、计算电流、尖峰电流。设备容量是所有用电设备的额定容量之和,是配电系统设计和计算的基础资料和依据。计算容量是考虑了需用系数后的设备容量,是用户的最大用电功率,是配电设计是选择变压器、确定备用电源容量、无功补偿容量和季节性负荷的依据,也是计算配电系统各回路中电流的依据。计算电流是计算负荷在额定电压下的电流,是选择配电变压器、导体、电器、计算电压偏差、功率损耗的依据。尖峰电流是负荷的短时最大电流,它是计算电压降、电压波动和选择导体、电器和保护元件的依据。

3无功补偿、接地安全

居民住宅小区的配电设备应合理选择变压器容量、线缆及敷设方式等措施,减少线路感抗以提高用户的自然功率因数。《中国南方电网城市配电网技术导则》中规定“中低压配电网,变压器配置的电容器容量应根据负荷性质确定,宜按变压器容量的20%~40%配置”。《2003全国民用建筑工程设计技术措施 电气》中规定“在供电系统的方案设计时,无功补偿容量可按变压器容量的15%~25%估算。采用电力电容器补偿,一般采用在变电所低压侧集中补偿方式,当设备的无功计算负荷大于100 kvar时,可在设备附近就地补偿。集中补偿时,宜采用自动调节式补偿装置,防止无功负荷倒送;采用就地补偿时,补偿装置宜与设备同时通断电。电容器组以采用自动循环投切的方式。低压电力电容器装置的载流电器及导体(如断路器、导线、电缆等)的长期允许电流值,不应小于电力电容器额定值的1.5倍。

对居民住宅小区低压配电接地系统接地形式的正确选择十分重要,如果选择不当,引起的后果很难用增加保护措施来补救。应从保护人身安全、防止火灾为出发点,并着眼于未来,在新建住宅楼内宜采用TN-S、TN-C-S系统。大型高档居住社区、经济适用住房小区、小型商住楼宜优先选择TN-S系统,并在必要的部位实施等电位联结(MEB)和局部等电位联结(LEB)。厂矿的职工居住小区、农民新村、农村居民区可选择TN-C-S系统,必须做好重复接地。上述两种接地系统的接地电阻应当符合国家规范。

4结 语

随着居民住宅小区的不断建设,供电局直抄到户的用户数迅猛增加。在对居民小区进行供电方案设定时,还应当考虑电能表远集抄的问题。用电计量逐步摆脱人工抄表,利用现代先进通信技术,走向电能表远集抄,走向宽带网络化,是电网公司信息化建设的重要基础,是电力营销计量与收费标准化管理的必由之路,也是提升供电服务能力、实行居民阶梯电价和预付费管理的必然选择。

大型高档居住社区、经济适用住房小区、厂矿的职工居住小区由于占地范围广,为其供电的10 kV配电线路往往是主干线穿过整个小区,有的甚至是多条10 kV线路穿越居民小区,还应当考虑10 kV配网自动化的问题,不断提高配网的科举水平,提高供电可靠性。随着科技进步和“以人为本”思想的深化,各种档次的居民住宅小区建设如火如荼,同时供配电网络的新技术、新产品也层出不穷,在对小区的供电进行总体规划是要以技术先进、使用可靠、经济合理为原则,建设时要留有一定的余地,尽量采用通用标准及设备。同时,也要求我们工程技术人员在实际工作中不断探索,提高技术标准,满足不同类型居民住宅小区的用电需要。

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