淺析居民住宅小區供電方案設定

黃海榮

摘要:文章主要來源于作者對某市典型居民小區的用電情況調查,對居民小區供電方式探討,根據小區對電力需求的不同以及在配電網對環境的影響方面的要求不同,將居民住宅小區進行分類,同時對相關規程、規范涉及到居民住宅小區的內容進行節選闡述,找到結合點,對居民住宅小區供電方案的設定進行分析、探討。

關鍵詞:住宅小區;供電方案;電負荷

中圖分類號:TM727文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0113-02

隨著改革開放、經濟發展,各類居民住宅小區建設如火如荼。關于民用建筑的電氣設計規范已經很完整,但地區差異、天氣情況以及人們的生活習慣等等都對居民小區配電設施的選型、容量等帶來很大差異。目前,我們國家提出擴大內需,家電下鄉,對供電企業提出了更多要求。同時,供電企業加大投入,改造輸電、配電網絡項目繁多,對住宅小區的供電設施的新建或改造項目也很多。因此,對住宅小區進行分類,并深入探討小區的供電方案及設備選型等問題有著重要的意義。

1居民住宅小區分類、特點分析、供配電系統

根據各居民住宅小區的規模、配套設施、對電力需求的不同以及在配電網對環境的影響方面的要求不同,可以對居民住宅小區進行分類,大致可分為大型高檔居住社區、經濟適用住房小區、廠礦的職工居住小區、小型商住樓、農民新村、農村居民區。

大型高檔居住社區就是由高級或豪華住宅構成,環境優美,配套設施完整,利用現代手段服務社區的住宅小區。大型高檔居住社區的特點是:①單戶建筑面積較大,可達120 m2及以上;②住戶的家庭收入較高;③社區內以高層建筑、別墅為主;④社區內配套設施完善;⑤社區對供電質量、供電可靠性要求很高;⑥社區對環境要求較高,要求在外環境裸露部分盡可能看不到配電設施。大型高檔居住社區項目大,戶數多,占地面積范圍廣。

其供配電系統可按下列方式考慮:①10 kV供電系統宜采用環網方式。②高層住宅宜在底層設置10/0.4 kV戶內變電所或預裝式變電站。③多層住宅、別墅群宜分區設置10/0.4 kV預裝式變電站。④高、低壓線路宜采用電纜或箱型母線。

經濟適用住房小區是指已經列入國家計劃,由城市政府組織房地產開發企業或者集資建房單位建造,以微利價向城鎮中低收入家庭出售的住房。 它是具有社會保障性質的商品住宅。

經濟適用住房小區的特點是:①單戶平均建筑面積跨度較大;②住戶的家庭收入較低;③社區內以多層建筑為主,少部分高層建筑;④社區內配套設施種類多;⑤社區對供電質量、供電可靠性要求較高。經濟適用住房小區在供配電系統要求上和大型高檔居住社區具有類似的特性。

新建的廠礦居住小區因受政策影響已基本沒有這種項目,如果存在這種項目,其特點與經濟適用住房小區類似。文章所討論的廠礦的職工居住小區,一般都建有若干年,對電力行業而言主要涉及的是配電網改造問題。這種小區目前的供電方式一般為廠區的配電房饋線供出,或在供電局的公用10 kV線路上有變壓器,由總表計費。由于運行多年,小區的配電網線路及變壓器老化嚴重,廠礦有意對小區進行配電網絡改造,安裝居民一戶一表,將小區的用電交由供電局進行管理。

廠礦的職工居住小區的特點是:①單戶平均建筑面積較小,大多數均為70 m2及以下;②住戶的家庭收入較低;③小區內環境尚可,綠化面積較大,建筑物的間距較大;④社區對環境要求一般,由于是改造工程,如果高、低壓線路使用電纜,大量的土建工程將給當地居民帶來很大的影響,同時造價較高,一般不選用。其供配電系統可按下列方式考慮:①10 kV供電系統宜采用環網方式。②宜分區設置10/0.4 kV預裝式變電站或桿上油浸式變壓器。③高、低壓線路宜采用電纜或架空絕緣導線。

小型商住樓,這種住房一般是樓下一、二層為商業用途,其余若干層用于辦公或商業,樓上為居民住戶。小型商住樓的特點是:①單戶平均建筑面積跨度較大;②住戶的家庭收入較高;③一般為高層建筑,項目較小,就是由臨街的一、二棟樓構成;④對環境要求就是以保持原狀為主。小型商住樓小區占地面積范圍小,其供配電系統可按下列方式考慮:①10 kV供電系統宜從鄰近的供電局公用10 kV線路取得。②高層住宅宜在底層設置10/0.4 kV戶內變電所或預裝式變電站。③高、低壓線路宜采用電纜。

農民新村小區,主要是政府相關部門征地發展相關項目后,農民失去土地及住房,然后再由政府的相關部門牽頭建設的農民新村。農民新村小區的特點是:①單戶平均建筑面積較大;②住戶的家庭收入較低,但因住房面積較大,可能產生租住戶,加大了單戶的用電容量;③以3~4層建筑為主,一層為門面,其余為住戶;④小區對環境要求不高。

其供配電系統可按下列方式考慮:①10 kV供電系統宜從鄰近的供電局公用10 kV線路取得。②宜分區設置10/0.4kV預裝式變電站或桿上油浸式變壓器。③高、低壓線路宜采用架空絕緣導線。

農村居住區,房屋布局不規范、稀疏,每戶的用電量較小。但隨著黨的“建設新農村”政策逐漸落實,特別是“家電下鄉”計劃的實施,將逐步提升農村居住區的用電量,農村居住區對供電的要求也將越來越高。農村居住區的特點是:①單戶平均建筑面積較大;②住戶的家庭收入較低,用電量較小,家中用電器容量較小;③整個居住區,房屋布局不規范、稀疏。

其供配電系統可按下列方式考慮:①10 kV供電系統宜從鄰近的供電局公用10 kV線路取得。②宜分區設置桿上油浸式變壓器。③高、低壓線路宜采用架空絕緣導線,在條件允許的情況下也可考慮使用裸導線。

2居民住宅小區住宅用電負荷探討

《中國南方電網城市配電網技術導則》中寫到城市住宅用電負荷估算可按下值確定,“建筑面積≤80 m2,按4kW/套;建筑面積81~120 m2,按6kW/套;建筑面積121~150 m2,按8~10 kW/套;高檔住宅、別墅,按12~20 kW/套,計算住宅小區用電負荷或變壓器容量,需考慮同時系數”。《2003全國民用建筑工程設計技術措施電氣》中將住宅用電負荷用電指標分為3類,“基本型(1A):4kW或50 W/m2;提高型(2A):6 kW或75 W/m2;先進型(3A):8 kW或100 W/m2”。同時,指出住宅用電負荷計算,宜采用需要系數法計算,需要系數按表1確定。

然而,我國地域遼闊,各地氣候條件千差萬別,經濟收入水平不同,家庭各類家用電器的擁有量,對用電的需求,和對電費的承受能力會有很大差別。目前,新建的居民住宅戶型多為兩室一廳、三室兩廳或四室兩廳,建筑面積在60~150 m2,普遍采用雙衛生間。居民家庭使用的家用電器主要有空調、電視機、影音設備、冰箱、洗衣機、微波爐、電磁爐、電飯煲、消毒柜、飲水機、熱水器、計算機、照明燈具等,這些設備考慮同時率后的用電負荷在4~7 kW左右。在富裕的家庭里,除空調取暖外還有電爐、電暖地熱也開始逐漸進入家庭。電暖地熱小型的就達5kW以上,這給民用供電帶來了新的問題。考慮到幾年內住宅用電的增長并參考經濟發達國家的住宅用電計算符合標準,在進行住宅電氣設計時,每戶的用電計算負荷應達到8 kW。若建筑面積較大,還應超過此標準。經濟適用住房小區每戶的用電計算負荷可略小于8 kW。廠礦的職工居住小區由于建筑時期較長,居住使用受很多條件限制,可按每戶4~6 kW考慮。農民新村一般家住面積加大,樓底還有門面,可能有動力負荷,每戶也應當至少按8kW考慮。農民居住區考慮到目前的收入水平,每戶可按4kW考慮。這僅僅是就一般情況而言,具體項目還應具體分析。

居民小區用電負荷除住宅用電外,還有配套設施用電。在農民新村、農村居民區、廠礦的職工居住小區中主要是公共照明、水泵等用電。大型高檔居住社區、經濟適用住房小區、小型商住樓中還包含配套設施用電,如電梯、消防設備、商業設施、汽車庫、物業管理以及幼兒園、學校、醫院等。這部分負荷要依據設備清單按需用系數法進行核算。

負荷計算的內容有設備容量、計算容量、計算電流、尖峰電流。設備容量是所有用電設備的額定容量之和,是配電系統設計和計算的基礎資料和依據。計算容量是考慮了需用系數后的設備容量,是用戶的最大用電功率,是配電設計是選擇變壓器、確定備用電源容量、無功補償容量和季節性負荷的依據,也是計算配電系統各回路中電流的依據。計算電流是計算負荷在額定電壓下的電流,是選擇配電變壓器、導體、電器、計算電壓偏差、功率損耗的依據。尖峰電流是負荷的短時最大電流,它是計算電壓降、電壓波動和選擇導體、電器和保護元件的依據。

3無功補償、接地安全

居民住宅小區的配電設備應合理選擇變壓器容量、線纜及敷設方式等措施,減少線路感抗以提高用戶的自然功率因數。《中國南方電網城市配電網技術導則》中規定“中低壓配電網,變壓器配置的電容器容量應根據負荷性質確定,宜按變壓器容量的20%~40%配置”。《2003全國民用建筑工程設計技術措施 電氣》中規定“在供電系統的方案設計時,無功補償容量可按變壓器容量的15%~25%估算。采用電力電容器補償,一般采用在變電所低壓側集中補償方式,當設備的無功計算負荷大于100 kvar時,可在設備附近就地補償。集中補償時,宜采用自動調節式補償裝置,防止無功負荷倒送;采用就地補償時,補償裝置宜與設備同時通斷電。電容器組以采用自動循環投切的方式。低壓電力電容器裝置的載流電器及導體(如斷路器、導線、電纜等)的長期允許電流值,不應小于電力電容器額定值的1.5倍。

對居民住宅小區低壓配電接地系統接地形式的正確選擇十分重要,如果選擇不當,引起的后果很難用增加保護措施來補救。應從保護人身安全、防止火災為出發點,并著眼于未來,在新建住宅樓內宜采用TN-S、TN-C-S系統。大型高檔居住社區、經濟適用住房小區、小型商住樓宜優先選擇TN-S系統,并在必要的部位實施等電位聯結(MEB)和局部等電位聯結(LEB)。廠礦的職工居住小區、農民新村、農村居民區可選擇TN-C-S系統,必須做好重復接地。上述兩種接地系統的接地電阻應當符合國家規范。

4結 語

隨著居民住宅小區的不斷建設,供電局直抄到戶的用戶數迅猛增加。在對居民小區進行供電方案設定時,還應當考慮電能表遠集抄的問題。用電計量逐步擺脫人工抄表,利用現代先進通信技術,走向電能表遠集抄,走向寬帶網絡化,是電網公司信息化建設的重要基礎,是電力營銷計量與收費標準化管理的必由之路,也是提升供電服務能力、實行居民階梯電價和預付費管理的必然選擇。

大型高檔居住社區、經濟適用住房小區、廠礦的職工居住小區由于占地范圍廣,為其供電的10 kV配電線路往往是主干線穿過整個小區,有的甚至是多條10 kV線路穿越居民小區,還應當考慮10 kV配網自動化的問題,不斷提高配網的科舉水平,提高供電可靠性。隨著科技進步和“以人為本”思想的深化,各種檔次的居民住宅小區建設如火如荼,同時供配電網絡的新技術、新產品也層出不窮,在對小區的供電進行總體規劃是要以技術先進、使用可靠、經濟合理為原則,建設時要留有一定的余地,盡量采用通用標準及設備。同時,也要求我們工程技術人員在實際工作中不斷探索,提高技術標準,滿足不同類型居民住宅小區的用電需要。

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