新建住宅小區(qū)的用電負(fù)荷計(jì)算

新建住宅小區(qū)的用電負(fù)荷計(jì)算作者：毛洪山來源：《電氣&智能建筑》簡介：摘要通過實(shí)際測(cè)量大型成片住宅小區(qū)實(shí)際用電負(fù)荷峰值，提出負(fù)荷計(jì)算需要系數(shù)Kx的合理取值范圍。關(guān)鍵詞住宅小區(qū)用電負(fù)荷需要系數(shù)隨著國民生活水平的提高和房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃...關(guān)鍵字：用電負(fù)荷隨著國民生活水平的提高和房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各地新建中高檔住宅小區(qū)越來越多。準(zhǔn)確計(jì)算出住宅小區(qū)的用電負(fù)荷，合理選擇配變電設(shè)施，才能既滿足小區(qū)居民現(xiàn)在及將來的用電需要，又能合理降低工程造價(jià)、節(jié)省投資。新的住宅設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各類住宅的設(shè)計(jì)容量、進(jìn)戶線、電表容量都作了規(guī)定，筆者認(rèn)為此標(biāo)準(zhǔn)較切合中國人口眾多而能源又相對(duì)較少的實(shí)際情況，有一定的先進(jìn)性，按此設(shè)計(jì)的住宅用電水準(zhǔn)應(yīng)至少可保證20?30年不落后。但該規(guī)范對(duì)各單元、樓、小區(qū)的負(fù)荷計(jì)算的需要系數(shù)取值未作規(guī)定，有的地方住宅標(biāo)準(zhǔn)列了一些具體數(shù)據(jù)，但各地標(biāo)準(zhǔn)相差較大。表中住宅戶數(shù)指接于一相電源的戶數(shù)，由表可知，北京市規(guī)定200戶以上的住宅Kx取0.26，而重慶市的標(biāo)準(zhǔn)為0.46?0.42，比北京市標(biāo)準(zhǔn)高了約70%，按兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的小區(qū)負(fù)荷差距甚大。另外，《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定四類住宅每戶負(fù)荷按4kW，而江蘇、上海等地方標(biāo)準(zhǔn)中已將三類住宅每戶負(fù)荷提高到6kW、四類住宅每戶負(fù)荷提高到8kW，兩者若按同樣的需要系數(shù)計(jì)算，得到的住宅小區(qū)負(fù)荷也相距甚遠(yuǎn)。到底如何計(jì)算整個(gè)小區(qū)的用電負(fù)荷，許多設(shè)計(jì)人員無所適從。為了真正摸清小區(qū)用電負(fù)荷情況，筆者對(duì)所在公司整個(gè)生活區(qū)的用電狀況作了深入的調(diào)查分析，所有數(shù)據(jù)均為現(xiàn)場(chǎng)抄表所得。本公司為大型國營上市公司，生活區(qū)始建于1982年，分多年陸續(xù)建設(shè)，至2001年大致建成，建筑面積約100，0000m2,共有兩、三居室住宅15000套左右，95年前建成的老住宅按一戶4kW用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)改造配置了20A電表和進(jìn)戶線，一部分新建住宅按每戶6kW用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。所有生活區(qū)用電均由我公司自備發(fā)電廠以10kV電纜、架空線引入，由于是自備電廠，電價(jià)只及周圍城市居民用電電價(jià)的一半。另外，由于公司歷年效益較好，居民人均收入高于周圍大中城市，所以公司生活區(qū)目前用電水準(zhǔn)應(yīng)能代表各類新建中檔住宅小區(qū)近幾年的用電水平。筆者所處地為長江下游地區(qū)，夏天氣溫高、濕度大，用電最高峰為7?8月的18?21時(shí)，主要負(fù)荷為制冷空調(diào)器，每百戶空調(diào)擁有量已達(dá)115臺(tái)。筆者取樣了2002年7月14、15日兩天的數(shù)據(jù)，筆者所處地此兩日最高氣溫分別達(dá)38.4。。和39。。，為近幾年最高，表3為此兩天的最高負(fù)荷情況。分析表3可以驗(yàn)證，若每戶按4kW的用電標(biāo)準(zhǔn)，200戶以上的小區(qū)選擇變壓器時(shí)需要系數(shù)Kx取0.26較為科學(xué)。變壓器由于晝夜負(fù)荷落差大，有較大的過載潛力，筆者認(rèn)為Kx取0.26是完全可行性的。若每戶按7kW的用電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，Kx取0.26，應(yīng)可以滿足今后相當(dāng)長時(shí)間住宅用電的需求。按照新的住宅設(shè)計(jì)規(guī)范，雖然三、四類住宅須按一戶4kW（地方標(biāo)準(zhǔn)6kW）的用電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，但由于居民的平均生活水平還十分不富裕，再加上中國人勤儉持家生活傳統(tǒng)，大部分居民用電負(fù)荷的峰值離設(shè)計(jì)負(fù)荷值還相差較遠(yuǎn)。從整個(gè)小區(qū)來看，大部分家電的同時(shí)使用系數(shù)較低，象主要用電設(shè)備一一空調(diào)，其主機(jī)的運(yùn)行也是間隙的，因此整個(gè)小區(qū)的用電負(fù)荷需要系數(shù)Kx是較低的，Kx取0.26，既可以滿足小區(qū)中短期（5?10年）的供電需要，又可節(jié)約投資，使變壓器運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。如過大的取高Kx值，就會(huì)增加住宅的配套費(fèi)，體現(xiàn)到單位房價(jià)里，最后買單的還是住戶。如某設(shè)計(jì)單位在250000m2住宅小區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)了3。臺(tái)630kVA的箱式變電所，最后建設(shè)方實(shí)際只安裝了14臺(tái)630kVA的變壓器即滿足了居民夏季用電要求，直接節(jié)省費(fèi)用300余萬元。另外，隨著科技的發(fā)展，既滿足居民需要又節(jié)能的綠色家電不斷推出，整個(gè)住宅小區(qū)的用電水平增長幅度會(huì)越來越低，如三年前居民洗澡大多使用電熱水器，而現(xiàn)在筆者所處地80%左右的新建小區(qū)住宅都裝上了太陽能熱水器，現(xiàn)在又出現(xiàn)了利用用電低谷制冰蓄冷的空調(diào)機(jī)組，單個(gè)空調(diào)器的制冷效率也有了較明顯的提高，所以住宅小區(qū)的用電水平將來增長幅度也不會(huì)提高。如我公司迎西#電纜供電小區(qū)為2001年建成的小區(qū)，全為三四類住宅，設(shè)計(jì)時(shí)每戶按6kW用電標(biāo)準(zhǔn)，但其高峰時(shí)戶均用電量相比老的住宅區(qū)提高并不大。筆者調(diào)研過周圍幾個(gè)新建小區(qū)，每戶均按6kW用電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，選擇變壓器時(shí)計(jì)算負(fù)荷的需要系數(shù)Kx都取了0.4，其整個(gè)夏季變壓器的最高負(fù)載率在0.4左右，平常只有0.1左右，確確實(shí)實(shí)是一種投資的浪費(fèi)。關(guān)于住宅用電負(fù)荷的分析表12008年城鎮(zhèn)家庭家用電器百戶擁有量（單位:臺(tái)）電冰箱洗衣機(jī)空調(diào)器微波爐淋浴器全國93.694.7100.354.680.7北京102.898.6152.585.695.4天津108.599.0124.984.990.2河北96.397.182.447.274.7山西85.698.933.330.551.5內(nèi)蒙古91.093.07.733.946.1遼寧94.892.526.956.066.6吉林86.791.56.242.244.7黑龍江82.088.97.630.832.0上海103.897.8191.096.095.3

江蘇96.7100.4155.286.292.5浙江97.991.2170.766.496.7安徽94.294.8108.050.481.9福建101.898.3164.375.8107.0江西94.091.996.553.190.6山東99.193.089.747.985.0河南87.094.8103.034.659.1湖北97.496.0106.050.880.1湖南92.193.697.036.879.4廣東94.494.9187.564.0109.7廣西95.194.8100.562.9100.2海南76.367.565.329.982.9重慶100.096.4155.166.199.7四川90.994.686.547.785.6貴州92.596.716.343.869.4云南78.890.21.346.085.0西藏74.980.85.822.418.4陜西88.185.499.949.776.4甘肅82.594.96.031.357.4青海85.095.01.840.641.9寧夏82.590.98.438.167.3新疆87.591.611.232.470.0住宅的用電負(fù)荷分析是進(jìn)行住宅建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在本次《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》的修編中，對(duì)應(yīng)建筑專業(yè)取消原四種分類套型只規(guī)定最小套型的做法，在電氣章節(jié)中也做了相應(yīng)修改，規(guī)定：“每套住宅的用電負(fù)荷應(yīng)根據(jù)住宅的套內(nèi)建筑面積和用電負(fù)荷計(jì)算確定，且不應(yīng)小于2.5kW”。影響住宅用電負(fù)荷的因素很多，設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合工程具體情況進(jìn)行分析，合理確定用電量。家用電器的普及和發(fā)展家用電器的普及率決定了住宅的用電負(fù)荷，家用電器的普及和發(fā)展將影響住宅用電負(fù)荷的發(fā)展方向。住宅的主要用電負(fù)荷是照明和家用電器。照明的用電量與套內(nèi)建筑面積成正比，其功率密度現(xiàn)行值為7W/m2，目標(biāo)值為6W/m2。在高效節(jié)能燈具和光源的推廣應(yīng)用和隨著生活水平的提高人們愈發(fā)重視居住照明環(huán)境雙重因素影響下，將來每套住宅照明用電負(fù)荷量應(yīng)該變化不大。因此家用電器才是住宅的主要用電負(fù)荷。根據(jù)家用電器普及率計(jì)算住宅用電負(fù)荷的方法是：每戶用電計(jì)算容量Pjs=KxmKjm￡P(guān)em+KxIIKjII￡P(guān)eII+KxIKjIZPelKxm（ii、i）---m、ii、i類家用電器的需用系數(shù)；Kjm（ii、i）---m、ii、i類家用電器的普及率；￡P(guān)em（ii、i）---m、ii、i類家用電器的設(shè)備容量之和；m類家用電器---高普及率的家用電器（普及率約50%以上）；il類家用電器---中普及率的家用電器（普及率約20%--50%）；i類家用電器---低普及率的家用電器（普及率小于20%）從上式可以看出，家用電器的普及率決定了每套住宅的用電量。這種算法盡管在理論上成立，但在設(shè)計(jì)中很難實(shí)施，這是因?yàn)樽≌ㄖ煌诠I(yè)建筑，不同地區(qū)、不同項(xiàng)目的家用電器普及率，有很大的差別，而且是一個(gè)變化的數(shù)值。當(dāng)設(shè)計(jì)人員接到一個(gè)住宅項(xiàng)目時(shí)，不可能統(tǒng)計(jì)或預(yù)計(jì)出未來的住戶的家用電器的使用情況。家用電器的使用情況也在發(fā)生變化，如十多年前流行的錄像機(jī)、DVD現(xiàn)在已很少有人使用。按住宅建筑物壽命五十年計(jì)，今后幾十年家用電器的更新?lián)Q代，也不易預(yù)測(cè)。從發(fā)達(dá)國家家庭用電的發(fā)展趨勢(shì)看，城鎮(zhèn)家庭家用電器平均每百戶擁有量在國家工業(yè)化進(jìn)程中呈逐年提高的趨勢(shì)。我國部分城鎮(zhèn)尚處于工業(yè)化進(jìn)程的初期，低收入戶對(duì)家用電器的需求不斷增長，最近幾年國家不斷推出擴(kuò)大內(nèi)需、家電下鄉(xiāng)、以舊換新等補(bǔ)貼政策，都會(huì)階段性地提高家用電器的普及率。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來5--10年我國城鎮(zhèn)，尤其是二、三線城市和小城鎮(zhèn)居民的用電量將會(huì)逐年提高（表1，圖1）。圖1：2008年中低收入城鎮(zhèn)家庭家用電器平均每百戶擁有量住宅用電負(fù)荷測(cè)試由于用家用電器擁有率來計(jì)算住宅用電負(fù)荷的方法在工程中難以操作，實(shí)際測(cè)量住宅用電負(fù)荷，并考慮適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余量，成為我們確定和驗(yàn)證住宅用電負(fù)荷的另一種思路。同樣，測(cè)量對(duì)象樣本越多，分布越廣，測(cè)量結(jié)果才能具有普遍的指導(dǎo)意義。

我們?cè)?999--2001年對(duì)北京地區(qū)三棟住宅進(jìn)行了連續(xù)三年住宅用電負(fù)荷測(cè)試，并對(duì)出現(xiàn)最大用電負(fù)荷的夏季用電負(fù)荷進(jìn)行總結(jié)和分析。測(cè)量對(duì)象一居室30戶，二居室33戶，三居室69戶。測(cè)量點(diǎn)選定為三棟住宅樓中同一相中的全部住戶，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置其中部分兩戶總、三戶總、四戶總、八戶總、十六戶總等多戶測(cè)點(diǎn)。在設(shè)定的采樣時(shí)間（間隔15分鐘），用測(cè)試儀自動(dòng)記錄各測(cè)點(diǎn)的電流、電壓、有功功率及功率因數(shù)值。表2、表3和表4是部分測(cè)試結(jié)果及分析：表2：用電最大戶日負(fù)荷表單位：kW1999年2000年2001年一居室前3名平均值2.23.53.9前20名平均值2.12.83.5二居室前3名平均值2.83.54.9前20名平均值2.12.94.3三居室前3名平均值2.23.94.6前20名平均值2.12.63.5表3：連續(xù)三年某高層住宅樓夏季用電負(fù)荷最大值分析1999年2000年2001年單相最大電流235A260A265A（測(cè)量時(shí)間）(7.29,21:15)(7.12,21:00)(7.18,21:00)折算47kW51.5kW52.5kW單相最大功率(7.29,21:15)(7.12,21:00)(7.18,21:00)平均每戶0.97kW(48戶)1.07kW(48戶)1.09kW(48戶)折合到用戶功率（Pjs）2.31kW2.54kW2.60kW表4住宅樓多戶需用系數(shù)統(tǒng)計(jì)戶數(shù)2戶3戶4戶17戶24戶34戶48戶需用系數(shù)0.840.610.590.470.420.380.44計(jì)算樣本數(shù)1101220144660810802441461說明：需用系數(shù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果數(shù)值比較離散，各樓、各年的數(shù)據(jù)不太一致，如34戶需用系數(shù)，三年分別為0.33,0.45和0.38。這可能與測(cè)試樣本不夠多有關(guān)。從測(cè)量結(jié)果可以看出：各戶的用電負(fù)荷曲線有很大差別，同一住戶每天的用電負(fù)荷曲線有很大不同；一、二、三居室戶的日負(fù)荷最大戶的用電負(fù)荷在2.2--4.9kW之間，一、二、三居室戶不同戶型的用電負(fù)荷相差不大；住宅樓用電負(fù)荷夏季高峰時(shí)間為17:00--23:00;對(duì)比三年的數(shù)據(jù)，戶用電負(fù)荷逐年有所提高，但住宅樓總進(jìn)線處的最大電流卻變化不大；住宅戶數(shù)從少到多時(shí)，需用系數(shù)從大變小。盡管這項(xiàng)測(cè)試工作是在十年前做的，實(shí)踐證明其主要結(jié)論對(duì)我們今天的設(shè)計(jì)仍具有指導(dǎo)意義。影響住宅用電負(fù)荷的主要因素住宅用電負(fù)荷的確定與套內(nèi)建筑面積的大小成正比，但不能簡單地套用單位用電指標(biāo)來計(jì)算每套住宅的用電量。在住宅建筑設(shè)計(jì)中，既有每套住宅的建筑面積22~30m2的小戶型，也有200--300m2的大戶型，不難理解每套住宅的用電量會(huì)有很大差別。這里不能簡單地用單位用電指標(biāo)來計(jì)算，如按50W/m2計(jì)，22m2的小戶型為1.1kW/戶，300m2的大戶型為15kW/戶，僅僅這樣計(jì)算顯然不夠。即使是22m2的小戶型，也要滿足2--3口之家的用電需求，應(yīng)滿足住戶基本的需求：照明、冰箱、洗衣機(jī)、電視、電腦、微波爐、空調(diào)等家用電器，并為今后發(fā)展留有余地。本次修編提出每套住宅的用電負(fù)荷不應(yīng)小于2.5kW/戶，是設(shè)計(jì)的最低標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)上限并未加以限制。住宅用電負(fù)荷的確定要滿足住宅用電設(shè)施的使用要求。如采用戶式空調(diào)(容量約1--10KW/戶)、電磁爐(容量約3—7kW/戶)、蓄熱或即熱式電熱水器(容量約2—7kW/戶)、沖浪浴缸、電熱輔助采暖等用電量都比較大。特別是當(dāng)在一棟住宅建筑中普遍使用大容量用電設(shè)備時(shí)，如無燃?xì)庖胱艟褂秒姶艩t、統(tǒng)一配置戶式空調(diào)機(jī)組時(shí)，每戶用電量和多戶住宅需用系數(shù)都要相應(yīng)調(diào)整。住宅用電負(fù)荷的確定要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩?。我國地域遼闊，各地氣候差異很大，冬季寒冷夏季涼爽地區(qū)或不設(shè)采暖系統(tǒng)地區(qū)的冬季用電和夏季高溫悶熱地區(qū)的夏季用電可能是這些地區(qū)住宅用電量最大的季節(jié)。例如，同樣是裝設(shè)空調(diào)的住宅建筑，北京和廣州相比多戶需要系數(shù)就可以取小些，不應(yīng)統(tǒng)一數(shù)值。住宅用電負(fù)荷的確定要考慮當(dāng)?shù)氐哪茉礂l件。市政是否可以提供集中的冷熱源，住宅小區(qū)是否設(shè)置集中的冷熱源，對(duì)住宅的用電量影響很大。當(dāng)普遍設(shè)有電采暖或電輔助采暖設(shè)備、電熱水器等設(shè)備時(shí)，其耗電量在住宅用電量中占有很大比例。住宅用電負(fù)荷的確定要符合當(dāng)?shù)毓╇姾凸芾聿块T的要求。有些省市供電和管理部門為了統(tǒng)一規(guī)格，規(guī)范管理對(duì)住宅用電負(fù)荷及電表的安裝有具體的規(guī)定，設(shè)計(jì)中要注意收集資料(表5)。表5：部分省市管理部門對(duì)住宅戶表規(guī)格的要求北京山東省四川省云南天津福建電表規(guī)格10(40)A10(40)A5(20)A10(40)A10(30)A15(60)A注：有的省市對(duì)不同戶型有詳細(xì)分類規(guī)定，此表所列電表規(guī)格對(duì)應(yīng)戶型為戶建筑面積60110m2。進(jìn)戶干線截面限制了每套住宅最大用電量如上所述，每戶住宅最大用電負(fù)荷具有很大的不確定性和離散性。每套住宅作為一個(gè)獨(dú)立的銷售和使用單元，住宅建筑的壽命為50年，每套住宅的配電系統(tǒng)應(yīng)該與此適應(yīng)，滿足一個(gè)家庭的基本用電量，并留有一定的發(fā)展余地。如果說每戶最小用電負(fù)荷2.5kW是配電系統(tǒng)的計(jì)算依據(jù)，每套住宅進(jìn)戶線截面，才是限制每套住宅最大用電量的關(guān)鍵參數(shù)。每套住宅進(jìn)戶線采用10mm2銅線、電表規(guī)格采用10(40)A時(shí)，每戶用電量可達(dá)7KW.住宅用戶用電負(fù)荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及電度表規(guī)格摘要文章根據(jù)國家住宅設(shè)計(jì)規(guī)范和小康住宅的總體要求，探討小康住宅建筑電氣設(shè)計(jì)并提出小康住宅建筑電氣設(shè)計(jì)具體要求。關(guān)鍵詞小康住宅負(fù)荷容量配電系統(tǒng)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)安全保護(hù)隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高、家用電器的普及和住房制度改革逐步深化，原有的一些住宅建筑的電器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定已不適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。本世紀(jì)即將過去，我國的小康住宅建設(shè)將以更快的步伐邁向二十一世紀(jì)，作為小康住宅的建筑電器設(shè)計(jì)，如何滿足小康住宅的總體要求和時(shí)代發(fā)展的需要。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范及規(guī)定，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際,提出一些具體做法供同行們探討。1負(fù)荷等級(jí)及容量根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響，住宅的電力負(fù)荷等級(jí)應(yīng)按表1確定。表1住宅的負(fù)荷等級(jí)序號(hào)住宅類別負(fù)荷名稱負(fù)荷等級(jí)119層以上高層住宅1、消防用電設(shè)備、應(yīng)急照明、消防電梯一級(jí)2、客梯、生活用電力、公共場(chǎng)所照明二級(jí)210層~18層高層住宅1、消防用電設(shè)備、客梯二級(jí)2、生活水泵電力公共場(chǎng)所照明二級(jí)39層以下多層住宅1、生活水泵電力三級(jí)2、其它三級(jí)注:一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電提供電;二級(jí)負(fù)荷直由兩回線供電;三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求。（2）住宅的用電容量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，居民經(jīng)濟(jì)收入生活水平，當(dāng)?shù)氐哪茉辞闆r和居住建筑標(biāo)準(zhǔn)等各種因素，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況，綜合考慮確定。應(yīng)具有超前意識(shí)，留有發(fā)展裕量。一戶一表及戶內(nèi)配電線路應(yīng)能保證今后30年~50年內(nèi)不再改造，其供電能力達(dá)到4kW~10kW的水平。每戶住宅日均用電水平達(dá)7kWh~20kWh。隨著國家電力工業(yè)的發(fā)展，城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，生活限制用電將被取消，居民生活用電將有較大增加。就長沙地區(qū)而言,每套住宅的用電負(fù)荷容量標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)小于表2所列數(shù)值。表2住宅用電負(fù)荷容量住宅類型用電負(fù)荷容量（kW）電度表規(guī)格（A）進(jìn)戶線普通住宅4-610（40）BV-3x10中檔住宅6-815（60）BV-3x16高檔住宅1020（80）BV-3x25注：1、原則上按50w/m2考慮，并且每戶用電負(fù)荷容量不低于4kW。2、用電負(fù)荷容量中，空調(diào)、電熱占用比重較大，普通、中檔住宅采用電熱水器時(shí),用電負(fù)荷容量應(yīng)取上限；3、電度表選用DD862-4型的4倍寬幅表。4、用電設(shè)備的的功率因數(shù)按0.85~0.9計(jì)算。表3住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)Kx戶數(shù)系數(shù)3160.73

10141822251012000.580.470.440.420.40.330.26注：1、公