住宅小區的供配電設計探討

摘要：隨著我國國民經濟的猛速發展以及城市居民生活水平和質量的提升，居民對供電的需求量日益增加，其中住宅住小區的用電負荷也隨之不斷增大，如何確保住宅小區配電系統的安全性和穩定性成為了供配電設計工作的重點。作為一名合格的設計人員，需要根據住宅小區的總體建設規模、用電負荷等情況來選擇合理的供電方式，以確保住宅小區供電系統的安全性、穩定性和可靠性。本文主要論述了住宅小區供配電設計分析。

關鍵詞：住宅小區;電力負荷;供配電設計

一、小區供配電特點

在我國住宅小區的人群一般都比較集中，生活用電量大且較為集中，尤其我國現在的小區每棟樓之間的距離較小，而供電箱的供電范圍和能力又有限制，在這種情況下，很容易出現供配電問題，一般而言在小區之內供電需要許多個供電箱才能完成任務。在用電回路方而也不能采取單一的供電回路，否則會在高峰時期電量超負荷。

在供電方式上，由于小區的建筑面積和布局方式不盡相同，所以日前小區的供電方式呈多樣化，往往根據每棟樓層住戶的數量來決定取點方式的選擇。比如說在聯體樓房的小區可采用為單相供電，而對于復式樓形式的小區則可采用三相電源供電的方式。對于住宅小區的高壓供電，比如說有一個小區供配電管理中心即10kV開閉站，由開閉站分供各小區配電室。以解決變電站10kV出線開關的不足，增加變電站的供電能力。

在我國供配電形都是沿用的10kV雙電源的雙射的配電方法，也可以采用單環網的配電方法。在主干線的電纜電路中，要充分關注線路的帶負荷能力應考慮當一路電源出口段短路故障跳閘，另一路電源要承擔非正常運行狀況下所有負荷。

二、電力負荷的要點

（一）電力負荷分類

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

（二）電力負荷計算

根據供配電設計，除了確定相關負荷分類外，最初需要確定的是負荷接入容量，這就需要對負荷進行計算。首先需要明確的是計算負荷不是實際負荷，只是理想的持續性負荷，通過負荷計算可以估算負荷容量。負荷計算的常用方法包括需要系數法、利用系數法以及二項式法等。以下是負荷計算需要注意的一些問題：

1、通過負荷計算選擇變壓器時，不應將備用設備容量納入計算，因為該類設備一般不會與正常設備同時運作，如果納入計算等同重復計算設備容量，從而會導致選擇變壓器容量偏大;

2、消防設備以及檢修設備可不納入計算負荷中。一般在使用該類設備時，會停比對一部分工作設備或非消防用電的供電，因此該類設備可不納入計算負荷，否則也會導致變壓器容量選擇偏大。

（三）電力負荷預測

通常情況下，住宅小區負荷組成相對單一，無特殊情況一般不進行復雜的負荷計算，往往利用負荷預測來代替，根據相關研究以及經驗值統計，我國住宅電氣設計住戶的單位面積計算負荷大概為：多層住宅按30～35W/m2計算，高層和小高層住宅按40～45"W/m2計算，商業性質用電按50～55"W/m2計算。則一個小區的總用電負荷為：

""""""（1）

在式中，為面積，單位面積計算負荷使用經驗值上限。

考慮變壓器的經濟運行及住宅小區用電時間特征，取負荷率k=0.8，功率因數同時系數為0.4，則小區變壓器選擇容量S1為：

"""""""""""""""""""""""""""（2）

式中，P為小區的總用電負荷。

利用單位住戶負荷預測法進行效驗，計算負荷大概為4～6kW每戶，則小區變壓器選擇容量S2為：

S2=住宅小區總戶數×4Kw"""""""""""""""""""""（3）

通過以上計算，住宅小區配變容量S應在S1，和S2之間的范圍選擇。

三、10"kV電源接入方案

住宅小區供配電設計另一項基礎是l0"kV電源接入方案的確定。考慮到住宅小區的供電可靠性以及供電可拓展性，在進行用電負荷預測以及現場查勘后，又在城市配電網統一規劃的基礎上制定了合理的電源接入方案根據GB50052-2009

《供配電系統設計規范》要求及供電企業提升居民用電可靠性的宗旨，目前大部分住宅小區供配電設計需設置l0"kV開閉所1座，由2條l0"kV線路（一般為專線）主備用供電，并要求這2條l0"kV線路出自不同的上一級變電所或同一個變電所的不同母線，以保證2條l0"kV電源的相對獨立。

四、住宅小區配電設計

（一）10"kV電氣主接線及設備

1、l0"kV電氣主接線

對于負荷相對單一的小型多層住宅小區.來說，電氣主接線的設計方案相對簡單，配電設備一般采用箱式變電站，這里不再進行贅述。

對于擁有小高層以及高層的住宅小區，因電梯、消防設備以及地下室等二級以及以上等級的負荷存在，住宅小區需設置l0"kV開閉所，開閉所電氣主接線一般采用單母分段的形式

2、l0"kV開關柜

根據絕緣介質的不同，配電常用負荷開關柜主要包括以下3種：3F6負荷開關柜、空氣絕緣負荷開關柜以及真空斷路器開關柜目前這3類負荷開關柜中，SF6負荷開關柜因其占地面積小、分段能力強、穩定性好、檢修周期長等特點，符合供電企業設備運行維護以及住宅小區供電可靠性的要求，因此在住宅小區供配電設計中使用越來越廣泛。

（二）配電變壓器的選擇

作為住宅小區供配電系統中的樞紐設備，變壓器應根據住宅小區的負荷性質以及環境進行合理選擇，同時其選型應盡可能節能、環保，以響應國家節能政策以及住宅小區生活品質要求。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。若住宅小區變電所處于地上且為獨立型，可以選用全密封油浸式變壓器：若住宅小區變電所處于地下或為非獨立型，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，Yn11l接線組別，分接頭檔位采用10×（1士2×2.5%）kV/0.4"kV。

（三）低壓電氣主接線及設備

對低壓成套設備及元器件技術較成熟，目前低壓室內配電柜以抽屜式成套開關柜和固定式成套開關柜為主。2種柜型進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，同時根據實際電壓情況以及功率因數要求配置無功補償裝置。

五、供配電設計中部分注意事項

（一）配電線路布置

在多層住宅內，從總配電箱至各樓層配電箱宜采用樹干式配電或者分區樹干式配電對于大容量集中負荷或重要用電設備，應從配電室以放射式進行配電：由樓層配電間或豎井內配電箱至用戶配電箱的配電，應采取放射式配電。

（二）配電線路保護

配電線路應裝設短路保護和過負荷保護，裝設的上下級保護電器的動作特性應具備選擇性，且各級之間應能協調配合，非重要負荷的保護電氣可采用部分選擇性或無選擇性切斷。除當同路相導體的保護裝置能保護中性導體的短路，且正常工作時通過中性導體的最大電流小于其載流量外，尚應采取當中性導體出現過電流時能自動切斷相導體的措施。

（三）合理選擇配變容量

住宅小區內主要選用315～630kVA的配電變壓器，一般全密封油浸式變壓器容量應控制在630kVA及以下，干式變壓器容量應控制在1000kVA及以下。

（四）重視電纜規劃設計

首先，為便于住宅小區日常電纜的運維檢修，設計時應選用同一系列的電纜且選擇統一規范的電纜截面。其次，在設計中應預留一定的電纜敷設裕度，從而便于故障后的電纜接頭重做：電纜排管應預留孔數，便于改造與拓展：高層住宅供配電中，應在高層各處進行電纜分支箱的設置，以方便更換電纜和日常運維。

（五）設備配置可靠靈活

環網柜、開閉所侮同出線所帶變壓器應控制在5臺以內，且容量小于2000"kVA對于高層電梯、監控、消防、應急照明等均應配備雙電源自動切換裝置，并在消防設施末端設置低壓自動切換系統。

六、結束語

隨著經濟發展以及人們生活水平的提高，全國的房地產迅速發展，住宅小區作為現代發展的一個熱點，其中的供配電設施以及用電管理模式已然成為人們生活水平以及日常安全的重要保證。所以，如何做好住宅小區的供配電設計及用電管理，已經成為需要關注和解決的問題。

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