住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)

胡宇晴

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興312000）

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，家用電器特別是大功率電器逐漸普及，這就要求住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)應(yīng)更加合理和可靠。

1 電力負(fù)荷

1.1 電力負(fù)荷分類

一級負(fù)荷和二級負(fù)荷需要有雙重電源供電，一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷還需要設(shè)置應(yīng)急電源并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急電源，三級負(fù)荷不做以上要求。一般情況下，住宅小區(qū)中消防設(shè)備、排污設(shè)備等應(yīng)設(shè)置為一級負(fù)荷，電梯（不包括消防電梯）宜設(shè)置為二級負(fù)荷，其他用電設(shè)施設(shè)置為三級負(fù)荷。

1.2 電力負(fù)荷計(jì)算

對于供配電設(shè)計(jì)，除了確定相關(guān)負(fù)荷分類外，最初需要確定的是負(fù)荷接入容量，這就需要對負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。首先需要明確的是計(jì)算負(fù)荷不是實(shí)際負(fù)荷，只是理想的持續(xù)性負(fù)荷，通過負(fù)荷計(jì)算可以估算負(fù)荷容量。負(fù)荷計(jì)算的常用方法包括需要系數(shù)法、利用系數(shù)法以及二項(xiàng)式法等。以下是負(fù)荷計(jì)算需要注意的一些問題：（1）通過負(fù)荷計(jì)算選擇變壓器時(shí)，不應(yīng)將備用設(shè)備容量納入計(jì)算，因?yàn)樵擃愒O(shè)備一般不會(huì)與正常設(shè)備同時(shí)運(yùn)作，如果納入計(jì)算等同重復(fù)計(jì)算設(shè)備容量，從而會(huì)導(dǎo)致選擇變壓器容量偏大。（2）消防設(shè)備以及檢修設(shè)備可不納入計(jì)算負(fù)荷中。一般在使用該類設(shè)備時(shí)，會(huì)停止對一部分工作設(shè)備或非消防用電的供電，因此該類設(shè)備可不納入計(jì)算負(fù)荷，否則也會(huì)導(dǎo)致變壓器容量選擇偏大。

1.3 電力負(fù)荷預(yù)測

通常情況下，住宅小區(qū)負(fù)荷組成相對單一，無特殊情況一般不進(jìn)行復(fù)雜的負(fù)荷計(jì)算，往往利用負(fù)荷預(yù)測來代替，根據(jù)相關(guān)研究以及經(jīng)驗(yàn)值統(tǒng)計(jì)，我國住宅電氣設(shè)計(jì)住戶的單位面積計(jì)算負(fù)荷大概為：多層住宅按30～35 W/m2計(jì)算，高層和小高層住宅按40～45 W/m2計(jì)算，商業(yè)性質(zhì)用電按50～55 W/m2計(jì)算。則一個(gè)小區(qū)的總用電負(fù)荷為：

式中，S多層、S高層、S商業(yè)為面積，單位面積計(jì)算負(fù)荷使用經(jīng)驗(yàn)值上限。

考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及住宅小區(qū)用電時(shí)間特征，取負(fù)荷率k＝0.8，功率因數(shù)cosφ＝0.75，同時(shí)系數(shù)為0.4，則小區(qū)變壓器選擇容量S1為：

式中，P為小區(qū)的總用電負(fù)荷。

利用單位住戶負(fù)荷預(yù)測法進(jìn)行效驗(yàn)，計(jì)算負(fù)荷大概為4～6 k W/每戶，則小區(qū)變壓器選擇容量S2為：

通過以上計(jì)算，住宅小區(qū)配變?nèi)萘縎應(yīng)在S1和S2之間的范圍選擇。

2 10kV電源接入方案

住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)另一項(xiàng)基礎(chǔ)是10kV電源接入方案的確定。考慮到住宅小區(qū)的供電可靠性以及供電可拓展性，在進(jìn)行用電負(fù)荷預(yù)測以及現(xiàn)場查勘后，又在城市配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上制定了合理的電源接入方案。根據(jù)GB50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求及供電企業(yè)提升居民用電可靠性的宗旨，目前大部分住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)需設(shè)置10kV開閉所1座，由2條10kV線路（一般為專線）主備用供電，并要求這2條10kV線路出自不同的上一級變電所或同一個(gè)變電所的不同母線，以保證2條10kV電源的相對獨(dú)立。

3 住宅小區(qū)配電設(shè)計(jì)

3.1 10kV電氣主接線及設(shè)備

3.1.1 10kV電氣主接線

對于負(fù)荷相對單一的小型多層住宅小區(qū)來說，電氣主接線的設(shè)計(jì)方案相對簡單，配電設(shè)備一般采用箱式變電站，這里不再進(jìn)行贅述。

對于擁有小高層以及高層的住宅小區(qū)，因電梯、消防設(shè)備以及地下室等二級以及以上等級的負(fù)荷存在，住宅小區(qū)需設(shè)置10kV開閉所，開閉所電氣主接線一般采用單母分段的形式。

3.1.2 10kV開關(guān)柜

根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同，配電常用負(fù)荷開關(guān)柜主要包括以下3種：SF6負(fù)荷開關(guān)柜、空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜以及真空斷路器開關(guān)柜。目前這3類負(fù)荷開關(guān)柜中，SF6負(fù)荷開關(guān)柜因其占地面積小、分段能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、檢修周期長等特點(diǎn)，符合供電企業(yè)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及住宅小區(qū)供電可靠性的要求，因此在住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)中使用越來越廣泛。

3.2 配電變壓器的選擇

作為住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)中的樞紐設(shè)備，變壓器應(yīng)根據(jù)住宅小區(qū)的負(fù)荷性質(zhì)以及環(huán)境進(jìn)行合理選擇，同時(shí)其選型應(yīng)盡可能節(jié)能、環(huán)保，以響應(yīng)國家節(jié)能政策以及住宅小區(qū)生活品質(zhì)要求。全密封油浸式變壓器和干式變壓器是目前常用的2種變壓器。若住宅小區(qū)變電所處于地上且為獨(dú)立型，可以選用全密封油浸式變壓器；若住宅小區(qū)變電所處于地下或?yàn)榉仟?dú)立型，考慮到消防等因素，則需選用干式變壓器。變壓器一般采用D，Yn11接線組別，分接頭檔位采用10×（1±2×2.5%）k V/0.4kV。

3.3 低壓電氣主接線及設(shè)備

因低壓成套設(shè)備及元器件技術(shù)較成熟，目前低壓室內(nèi)配電柜以抽屜式成套開關(guān)柜和固定式成套開關(guān)柜為主。2種柜型進(jìn)線總柜采用智能型低壓斷路器，各分路均采用塑殼式斷路器，同時(shí)根據(jù)實(shí)際電壓情況以及功率因數(shù)要求配置無功補(bǔ)償裝置。

4 供配電設(shè)計(jì)中部分注意事項(xiàng)

4.1 配電線路布置

在多層住宅內(nèi)，從總配電箱至各樓層配電箱宜采用樹干式配電或者分區(qū)樹干式配電。對于大容量集中負(fù)荷或重要用電設(shè)備，應(yīng)從配電室以放射式進(jìn)行配電；由樓層配電間或豎井內(nèi)配電箱至用戶配電箱的配電，應(yīng)采取放射式配電。

4.2 配電線路保護(hù)

配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)，裝設(shè)的上下級保護(hù)電器的動(dòng)作特性應(yīng)具備選擇性，且各級之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合，非重要負(fù)荷的保護(hù)電氣可采用部分選擇性或無選擇性切斷。除當(dāng)回路相導(dǎo)體的保護(hù)裝置能保護(hù)中性導(dǎo)體的短路，且正常工作時(shí)通過中性導(dǎo)體的最大電流小于其載流量外，尚應(yīng)采取當(dāng)中性導(dǎo)體出現(xiàn)過電流時(shí)能自動(dòng)切斷相導(dǎo)體的措施。

4.3 合理選擇配變?nèi)萘?/h3>

住宅小區(qū)內(nèi)主要選用315～630kVA的配電變壓器，一般全密封油浸式變壓器容量應(yīng)控制在630kVA及以下，干式變壓器容量應(yīng)控制在1 000kVA及以下。

4.4 重視電纜規(guī)劃設(shè)計(jì)

首先，為便于住宅小區(qū)日常電纜的運(yùn)維檢修，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用同一系列的電纜且選擇統(tǒng)一規(guī)范的電纜截面。其次，在設(shè)計(jì)中應(yīng)預(yù)留一定的電纜敷設(shè)裕度，從而便于故障后的電纜接頭重做；電纜排管應(yīng)預(yù)留孔數(shù)，便于改造與拓展；高層住宅供配電中，應(yīng)在高層各處進(jìn)行電纜分支箱的設(shè)置，以方便更換電纜和日常運(yùn)維。

4.5 設(shè)備配置可靠靈活

環(huán)網(wǎng)柜、開閉所每回出線所帶變壓器應(yīng)控制在5臺以內(nèi)，且容量小于2 000kVA。對于高層電梯、監(jiān)控、消防、應(yīng)急照明等均應(yīng)配備雙電源自動(dòng)切換裝置，并在消防設(shè)施末端設(shè)置低壓自動(dòng)切換系統(tǒng)。

5 結(jié)語

住宅小區(qū)作為配電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分以及居民生活的重要場所，其供配電設(shè)計(jì)要求必定會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展越來越高，這就需要設(shè)計(jì)人員總結(jié)既有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合工程實(shí)踐，不斷提高設(shè)計(jì)水平和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以為住宅小區(qū)提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

［1］楊雪珍.10kV配電設(shè)計(jì)的探討［J］.門窗，2013（8）

［2］祝惠敏.居住小區(qū)供配電設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代建筑電器，2013（7）

［3］李福來.試析民用建筑供配電設(shè)計(jì)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（12）

［4］陳芳云.城市居民住宅區(qū)供配電設(shè)計(jì)探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（8）

［5］張維.淺談大型民用建筑中供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2012（8）

［6］GB50052—2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［7］GB50054—2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范［S］