王金梅

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)院，山西 太原 030032）

在建筑電氣設(shè)計(jì)中，負(fù)荷計(jì)算是變壓器的選擇、開(kāi)關(guān)設(shè)備的整定值確定、電線和電纜截面大小選擇的依據(jù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)城市配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性要求越來(lái)越高，因此要求住宅小區(qū)的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)接線方式簡(jiǎn)單靈活、運(yùn)行可靠。

1 工程概況

晉西工業(yè)集團(tuán)和平小區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目包括兩棟住宅樓、商業(yè)及車(chē)庫(kù)。其中1、2 號(hào)住宅樓，地下二層，地上二十九層。建筑高度：87.35m。地下室為戊類(lèi)儲(chǔ)藏室和設(shè)備用房。一～二十九層為住宅。頂層為（電梯機(jī)房） 設(shè)備用房，為一類(lèi)高層建筑，總建筑面積為11882.48m2，室內(nèi)外高差為0.45m。主體部分為剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑耐火等級(jí)一級(jí)。車(chē)庫(kù)：地下一層，車(chē)庫(kù)總建筑面積4624.40m2，剪力墻結(jié)構(gòu)。1 號(hào)商業(yè)：地上二層，建筑面積434.62 平m2，建筑高度7.65m；2號(hào)商業(yè)：地上二層，建筑面積490.62m2，建筑高度7.65m。

2 小區(qū)負(fù)荷種類(lèi)和負(fù)荷容量的確定

2.1 小區(qū)負(fù)荷分類(lèi)

銷(xiāo)售電價(jià)簡(jiǎn)化為居民用電、農(nóng)業(yè)用電和工商業(yè)及其他用電三大類(lèi)，其中對(duì)于住宅小區(qū)而言，居民用電指住宅內(nèi)用電，非居民用電直觀來(lái)講，就是除了居民以外的用電者，比如住宅動(dòng)力用電，商業(yè)，路燈等等，與普通居民用電的標(biāo)準(zhǔn)和制度都有所不同。本工程1 號(hào)2 號(hào)住宅樓共29 層每層四戶，共232 戶住宅為居民用電，其余包括住宅樓內(nèi)動(dòng)力及公共區(qū)域負(fù)荷、小區(qū)內(nèi)商業(yè)、車(chē)庫(kù)、道路照明、景觀照明用電等都為非居民用電。

表1 每套住宅用電負(fù)荷和電能表的選擇

2.2 方案階段小區(qū)負(fù)荷容量的確定

依據(jù)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011 中3.3.1 條規(guī)定如下當(dāng)每套住宅建筑面積大于150m2時(shí)，超出的建筑面積可按40W/m2～50W/m2計(jì)算用電負(fù)荷。依據(jù)上表可知本工程住宅有116 戶屬于B 套型，有116 戶屬于C 套型。其他公共區(qū)域負(fù)荷按實(shí)際設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)，無(wú)法確定的公共區(qū)域的負(fù)荷可按下表2 估算：

3 負(fù)荷計(jì)算的方法

3.1 電氣負(fù)荷計(jì)算方法

供電設(shè)計(jì)常采用的電力負(fù)荷計(jì)算方法有：?jiǎn)挝幻娣e法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)系數(shù)法、利用系數(shù)法等。需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于任何性質(zhì)的負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本符合實(shí)際，尤其對(duì)各用電容量相差較小，且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，因此，這種計(jì)算方法采用最廣泛。二項(xiàng)系數(shù)法主要適用于各用電設(shè)備容量相差大的場(chǎng)合，如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦井下綜合機(jī)械化采煤工作面等，利用系數(shù)法以平均負(fù)荷作為計(jì)算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系，這種計(jì)算方法目前積累的實(shí)用數(shù)據(jù)不多，且計(jì)算步驟較繁瑣，故工程應(yīng)用較少。單位面積法常用于方案設(shè)計(jì)。

表2 各類(lèi)建筑物的單位建筑面積用電指標(biāo)

在建筑電氣設(shè)計(jì)中，方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)階段確定計(jì)算容量時(shí)，可采用單位指標(biāo)法估算，并根據(jù)估算結(jié)果確定變壓器容量。初步設(shè)計(jì)階段當(dāng)其他專業(yè)能提供一些大型設(shè)備的用電量時(shí)，可將已知設(shè)備容量與預(yù)估的照明等分散負(fù)荷容量相加，確定配電變壓器的容量和臺(tái)數(shù)。施工圖階段采用需要系數(shù)法計(jì)算，用電設(shè)備組需要系數(shù)法計(jì)算公式Pjs=Kx∑Pe，其中Kx 為需要系數(shù)，Pjs 為計(jì)算有功功率，Pe 為設(shè)備容量；視在容量：Sjs=Pjs/cosφ，Sjs 為視在功率，cosφ 為功率因數(shù)；無(wú)功功率：同類(lèi)設(shè)備干線Pjs=Kx∑Pe，不同類(lèi)設(shè)備

3.2 住宅小區(qū)負(fù)荷計(jì)算方法

1） 居民用負(fù)荷計(jì)算，對(duì)于住宅建筑施工圖階段采用需要系數(shù)法計(jì)算，計(jì)算公式PH=Kx∑Pe。居民用電在施工圖階段按需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)需要系數(shù)按下表選擇：

依據(jù)上面分析本小區(qū)住宅按需要系數(shù)法計(jì)算本工程居民用電計(jì)算負(fù)荷為 PH= (116×4+116×6) ×0.4=464KW。

2） 非居民用電負(fù)荷計(jì)算，非居民用電主要包括小區(qū)內(nèi)樓梯間、走道、門(mén)廳及地下室車(chē)庫(kù)等公用照明、電梯、給水泵、排污泵以及商業(yè)、車(chē)庫(kù)、室外照明等用電。非居民用電在施工圖階段按需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)按下表選擇

①電梯總有功計(jì)算負(fù)荷

PD=∑Pi×N×η 式中 PD為多臺(tái)電梯實(shí)際最大總有功計(jì)算負(fù)荷；Pi為單臺(tái)電梯電機(jī)功率；η 為多部電梯同時(shí)運(yùn)行的同時(shí)系數(shù)，見(jiàn)下表：

表3 住宅需用系數(shù)選擇表

表3 需要系數(shù)及動(dòng)率因子表

表4 不同電梯臺(tái)數(shù)的同時(shí)系數(shù)

②風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)總有功計(jì)算負(fù)荷PG=∑Pi×N 式中PG為水泵風(fēng)機(jī)實(shí)際最大總有功計(jì)算負(fù)荷；Pi為各類(lèi)水泵風(fēng)機(jī)額定功率；N 為最大運(yùn)行方式下各類(lèi)水泵風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)。

③商業(yè)總有功計(jì)算負(fù)荷

PW=Pd×S×η/1000 式中 PW為商業(yè)用電實(shí)際最大負(fù)荷，KW；Pd 為單位面積負(fù)荷密度；S 為商業(yè)總建筑面積。本工程小商鋪建筑面積大約150m2，單位建筑面積按60W/m2選取，一間商鋪按10KW 計(jì)算。

④公共照明 (包括景觀照明) 總有功計(jì)算負(fù)荷

PM=∑Pi×N/1000 式中 Pi為各類(lèi)燈具的用電功率 W；N 為燈具數(shù)量.

綜上所訴，住宅小區(qū)總用電負(fù)荷一般由居民用電和非居民用電組成。小區(qū)總用電計(jì)算負(fù)荷：P∑=PH+PD+PG+PW+PM。（除此之外一般小區(qū)還有弱電機(jī)房用電等）。本工程非居民用電計(jì)算表如下：

表5 本工程非居民用電計(jì)算表

那么，本工程非居民用電負(fù)荷P∑=（133.6+56+148.6+10） ×0.9=313.4KW

3.3 小區(qū)變壓器的選擇

住宅小區(qū)變壓器總裝機(jī)容量按S=SZJ/β 計(jì)算，式中S 為住宅小區(qū)總裝機(jī)容量；β 為變壓器負(fù)荷率，一般取70%~85%；SZJ為住宅小區(qū)總視在功率。一般小區(qū)總變電所在計(jì)算有功功率負(fù)荷需考慮總同時(shí)系數(shù)K∑p，即總計(jì)算負(fù)荷P=K∑p×P∑，其中K∑p 取0.8~0.9；小區(qū)總視在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ，補(bǔ)償后功率因數(shù)cosφ 一般取0.9。變壓器正常運(yùn)行時(shí)小區(qū)消防負(fù)荷都不運(yùn)行，所以變壓器容量計(jì)算時(shí)不計(jì)入消防負(fù)荷和備用設(shè)備負(fù)荷，但需要滿足正常運(yùn)行的一級(jí)負(fù)荷，發(fā)生火災(zāi)后消防聯(lián)動(dòng)切非的計(jì)算負(fù)荷要大于消防計(jì)算負(fù)荷。因此本小區(qū)總視在功率SZJ=K∑p×P∑/cosφ=0.9× (464+313.4) /0.9=777.4KVA；居民用電變壓器總裝機(jī)容量S1=464/0.9/0.8=644KVA；非居民用電變壓器總裝機(jī)容量S2=313.4/0.9/0.8=435KVA。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果及《住宅小區(qū)配套供電工程技術(shù)規(guī)程》DBJ04/T307-2014 可知本工程設(shè)居民用電及非居民用電兩個(gè)變配電室，可考慮居民變配電室設(shè)置一臺(tái)630KVA 變壓器供給本小區(qū)居民用戶供電，另在非居民變配電室設(shè)2 臺(tái)500KVA 變壓器供給本工程非居民用電。

4 結(jié)語(yǔ)

施工圖設(shè)計(jì)階段在進(jìn)行住宅小區(qū)的負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析其負(fù)荷性質(zhì)及運(yùn)行的特點(diǎn)，正確選擇設(shè)計(jì)依據(jù)，選取合理的用電指標(biāo)、需要系數(shù)、同時(shí)系數(shù)進(jìn)行的科學(xué)計(jì)算。在進(jìn)行變壓器容量計(jì)算時(shí)，應(yīng)充分考慮變壓器的最佳運(yùn)行效率，結(jié)合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，合理選取設(shè)計(jì)參數(shù)，使通過(guò)計(jì)算選取的變壓器容量和臺(tái)數(shù)既能滿足小區(qū)用電安全可靠性要求，又能合理地降低變壓器的損耗，提高變壓器的運(yùn)行效率。