住宅小區用電負荷計算方法及供電優化配置研究

劉 俠

江蘇中電科電力設計院有限公司，江蘇 南京 210000

0 引言

供電配置作為住宅小區的基礎性配套設施具有十分關鍵的作用，安全、可靠、智能的用電是影響住宅小區居民生活質量的重要因素。隨著小區用電量的增長，供電企業應該深入和細致地了解小區供電的差異性需求，對住宅小區的供電設計要結合小區區域特點，因地制宜地制訂合理的設計方案，同時考慮綠化節能技術，進一步優化小區供電設計方案，從而保障住宅小區供電設計的合理性。

1 住宅小區供電優化配置的意義

目前，我國住宅小區配套電力設備設施建設存在運行損耗偏大等現象，因此需要通過優化供電配置，深入和細致地了解小區供電的差異性需求，從而完善當前配電建設中存在的不足，以此節約電力資源，為實現可持續發展奠定堅實的基礎。住宅項目配電設施現按國家標準及規范建設，已基本實現“一戶一表”，達到供電配置的科學性與合理性標準，降低了配電設施建設及管理與維護工作的難度[1-2]。

住宅小區供電的合理優化配置需要堅持統一規劃設計，在滿足住宅客戶用電需求的基礎上，完成相關電纜溝、配電用房等土建工程配套建設，并重視供電配電的合理配置和劃分問題，提高對住宅小區住戶的供電能力。當前，電力企業必須轉變管理思想和理念，以減少電能消耗和浪費為優化配置的目標，在此基礎上做好住宅小區用電負荷測算，合理配置小區的供配電系統，保證小區供電配置的合理性。同時，供電系統的合理性將直接影響區域電能供給，隨著當前住宅建筑規模的不斷擴大，區域內用戶量不斷增多，區域內的用電量也逐漸提高[3]，因此優化供電配置意義重大。但企業不能盲目擴大電力工程的規模，需要根據當前區域的實際情況優化配置體系，進而準確計算小區用電負荷，保證區域內供電優化配置滿足小區的實際需求。

2 住宅小區供電的用電負荷計算方法

2.1 單位指標法

單位指標法可以用于計算家庭用電負荷，在實際應用中需要按照其居住面積進行分類，以不同的戶內建筑面積為標準，確定不同住宅用戶的電指標。在單位指標法的實際應用過程中，也需要結合住宅小區人員結構等情況進行具體計算，以免計算得出的信息出現錯誤，為住宅小區供電埋下安全隱患。戶建筑面積以R表示，住宅負荷需用情況如表1所示。

表1 住宅負荷需用情況表

居住區用電容量負荷計算按以下原則確定。

（1）居住區用電容量負荷控制十分重要，在建設中需要根據實際情況進行配置。例如，R＞200，需要將其設置為基本配置容量80 kW，并裝設大功率用電設備；151≤R≤200，可以根據建設區域情況及電氣量以每戶16 kW進行配置，提高居民的用電安全度；120≤R≤150，可以按照每戶15 kW進行配置，滿足居民的日常用電需求；建筑面積R＜120，此類住宅內部的電纜線路較少，因此可以按照每戶8 kW進行配置。在實際建設過程中，不同類型的住宅的基本配置也需要結合實際需求反復確認，以免出現危險。

（2）公共服務設施需要結合圖紙及建筑需求反復確認電容量，如按負荷密度估算，需要根據要求計算設備容量，對于在計算中出現設備容量不明確的情況，可以按照100 W/m2進行計算；如在商業綜合樓的地下車庫，電容量可以按照100 W/m2進行計算；如是大型商業會所或綜合超市等，需要根據其內部的電氣配置進行優化計算，可將其設置為150 W/m2，避免公共服務設施出現問題。

2.2 需用系數法

需用系數法可以應用在住宅小區的公共用電部分負荷計算中，公共用電包括樓道照明、樓梯照明、小區內外部照明、電梯、公共用電、電氣用電、消防系統用電、小區景觀用電等，需要仔細統計并計算用電等負荷。在用電負荷計算過程中，需要按照建筑物電氣設計有關規范，并結合有關資料計算各類實際應用設備的功率，以此實現用電配置優化。在配置優化的過程中需要注意電梯及消防系統屬于特殊用電負荷，需要單獨考慮這兩者。通常情況下，除這兩者外，公共區域的用電量都可以按照8 kW考慮，但由于消防及電梯負荷存在一定的特殊性，需要根據小區的規模及配置進行選擇，即根據實際情況單獨計算，以免出現用電負荷偏差。

居住區住宅及低壓供電的公共服務設施用電負荷配置系數需要不小于0.5，并按變壓器容量的配置系數計算公式計算：

3 當前住宅小區供電配置的主要問題

當前我國部分小區供電配置仍然存在問題，主要表現在供電系統負荷分級、數據統計及電能質量方面。（1）供電系統負荷未能分級。供電系統的運行負荷分為多個級別，如一級負荷的消防系統用電負荷、應急照明系統用電負荷、生活水泵用電負荷等；二級負荷則包括送風機、消防樓梯、電梯等；三級負荷則為住宅小區居民的日常家庭用電及其他用電。這種分級方式較為細化，但部分住宅小區未能分級，造成供電不合理配置的問題。（2）負荷信息數據統計不完善。數據統計是住宅小區供電配置最主要的問題，各類用電信息數據代表著住宅小區的用電情況，但在優化配置的過程中，部分單位未能做好深入的分析和研究，因此無從劃分供電系統運行負荷，導致數據出現了無差異性對待，進而出現分級不匹配的問題。（3）電能質量問題。電能質量是供電配置優化中的重點內容，如配置不合理將會導致運行負荷變大，正弦波形出現偏離，最終影響供電系統的安全性和穩定性。檢修人員在優化中必須綜合分析影響要素，避免加重電能質量問題，防止供電配置不合理的問題出現。

4 住宅小區優化供電配置的策略

4.1 優化電源進線設計

在住宅小區供電合理優化配置的過程中，首要關注的就是電源進線優化，其不僅能減少電能消耗，還能為后續配置的優化奠定基礎。優化電源進線設計可以提高住宅小區用電的可靠性，減少能源消耗。

4.2 合理配置配電設備

（1）居住區一般采用開關站、配電室供配電設施形式供電。（2）配電室應設置在負荷中心，減小供電半徑，降低壓降損耗，提高供電質量。（3）配電室內應采用節能環保變壓器。（4）需要優化和完善開關站內開關柜，可以采用鎧裝絕緣金屬封閉開關設備，要求具備“五防”閉鎖功能，保證供電可靠和用電安全。（5）低壓開關柜采用抽出式或固定分隔式結構的成套開關柜，方便維護和檢修。（6）配電房內配置低壓無功補償裝置，應采用智能型免維護無功自動補償裝置，保證電網系統穩定，提高供電質量。（7）配電房內低壓設備需要設置安全警報，以提高小區供電的安全性和穩定性。（8）電纜采用埋地方式敷設，不影響小區景觀和綠化，能保證用電安全。

在小區供電設計過程中，合理優化設計方案、合理配置配電設施，不僅可以減少小區供電投資，還可以節約能源，保證小區供電安全、可靠，提高供電質量。

4.3 有效提高電能質量

電能質量對優化配置十分重要，在實際優化過程中通常會采取以下幾項措施保證電能質量。（1）選擇銅芯電纜，根據不同樓層、住宅建筑的用電量，將電壓降限制在5%以下。（2）將單相設備均勻分布于三相配電系統中，提供相應所需的電力能源，以此降低供電系統運行負荷。（3）空調機組、水泵等采用專線，消防系統、電梯系統需要與配電回路分開，以提高供電的合理性。

4.4 注重運行負荷分級

電力企業要降低供電系統的運行負荷，做好運行負荷的等級劃分，在優化配置的過程中詳細了解用電量信息，通過信息數據推算供電系統的負荷數據，以此優化處理配電，提高負荷數據運算的精準性。同時，應對負荷的分級工作做到精細化，根據供電合理配置的相關工作要求和部署，著重關注用電量差異性，避免出現電系統發生負荷分級錯誤的問題。在此基礎上，需細化到不同樓層和建筑物的不同區域中，以此進一步提升供電配置的合理性。

4.5 實施供電優化方案

為提高供電可靠率，可以選擇兩路10 kV電源進線，提高電源點供電的穩定性，保障住宅小區內居民能安全用電。同時，在配置合理優化的過程中，需要設置多臺配電設備，解決小區內居民用電空載損耗較大的問題，從而降低變壓損耗，實現降損節能。

5 結束語

當前，我國住宅小區的配電設置仍然存在一定的問題，因此在優化過程中，必須進一步地合理規劃和設計電能消耗，從而滿足不同運行負荷下的電量需求。同時，在實際建設中必須明確用電量的差異性，為住宅小區用戶提供精準供電服務，從而降低供電系統運行負荷，提升供電的可靠性和安全性，為小區的供電系統運維管理奠定基礎。