基于節能理念的某高層住宅小區的供配電設計

周鋼

（長沙星電電力勘測設計有限公司 湖南長沙 410000）

基于節能理念的某高層住宅小區的供配電設計

周鋼

（長沙星電電力勘測設計有限公司 湖南長沙 410000）

現代建筑節能涉及很多專業，包括建筑新能源的設計、建筑電氣節能設計、建筑結構設計及建筑外墻設計等等，其中，建筑電氣節能設計潛力最大。建筑配電領域內節能設計如果能夠發揮合理，必須有效確保用電設備能夠正常發揮，并且充分利用電能資源。對此，本文首先介紹了基于節能理念的建筑中供配電節能設計的基本原則，然后對建筑供配電節能設計主要內容進行了分析，并結合工程實例詳細探究了某高層住宅小區的供配電設計方法。

高層住宅；節能理念；供配電設計

1 引言

現代建筑對配電系統的電氣性能要求較高，同時因為它是一個大功率負荷，其能源消耗相當高，節能潛力非常大。因此，如何采取適當的建筑配電系統，并采用各種節能技術措施，促進綠色建筑和智能大廈工程的建設和發展，已成為建筑節能研究的重點。

2 基于節能理念的建筑中供配電節能設計的基本原則

在建筑住宅項目工程中，工程質量永遠是項目整體的核心內容，也是一切設計施工所必須遵循的大目標，因此，建筑電氣節能是當代建筑設計中所不可忽視的重要原則。電氣節能設計是一項整體性的工程，其要求在設計過程中不能片面追求控制能耗，對于合理的損耗首先要做到充分滿足，同時保證供電能夠保證建筑設備的正常運轉，配電設計按照相應的的可靠性和安全性原則，使電力分配能夠實現優化升級，實現能源的合理使用。如何運用更為先進的技術手段實現能耗控制是建筑電氣節能設計中的重中之重，建筑配電設計中的相關理念要求設計人員要重視以抹術降低損耗。例如增加空調風量的合理調節安排、依據實際減少展廳用電、控制電阻數量等方式。另外，建筑配電設計還需充分考慮經濟因素和運營規范，如果不樹立全面地思想，就有可能出現因為片面追求節能而抬高運營花費的現象。

3 基于節能理念的建筑中供配電節能設計主要內容

3.1 供配電線路設計

架空線路與電纜線路是電力線路的兩種主要形式，這兩種線路都是利用金屬導線來傳輸電能的，而金屬導線本身就具有一定電阻，因此輸電線路本身也會損耗一定電能。輸電線路的電阻、電壓及功率因數都會影響輸電線路的功率損耗，若輸電線路的負荷功率一定，輸電線路的電阻越大，輸電線路的功率損耗就會越大，輸電線路的電壓與功率因數越大輸電線路的功率損耗則越小，因此在設計供配電線路時，要把線路損耗降到最低，最大限度地節約電能，可以通過降低輸電線路電阻，增大線路電壓等級與功率因數等方法實現，具體如選用電阻率小、截面積大的導線充當輸電導線等。

3.2 配電變壓器的選擇

變壓器是建筑工程供配電系統的重要組成部分，為了提高建筑工程供配電系統的節能效果，應該選擇合適的變壓器。在對變壓器進行選擇時，應該綜合考慮變壓器的性能、質量以及節電能力。為了降低建筑工程供配電系統能耗，應該盡量選擇節能型變壓器。①從影響電能傳遞效率的因素方面來看，需要注意變壓器的材質和截面面積大小，最合理的方法是看回收率；②應該對變壓器的有用損耗進行準確計算，這樣才能確定變壓器節能效率；③在選擇變壓器的同時，還需要考慮變壓器的運行費用，在計算變壓器的日常運行費用時，必須考慮其負荷情況。

3.3 照明節能設計在工廠車間、建筑施工工地、市政道路等場所的供配電系統中，通常都需要大量的照明設施，因此在設計供配電系統時一定要重視照明節能設計。在進行照明節能設計時，以充分利用天然采光為基礎，通過合理的計算照明，分配負荷，正確選擇照明燈具與控制方式等方面入手照明節能設計。其中在進行照明計算時，要盡量平均分配三相負荷，防止由于三相的不平衡而使變壓器及其線路的損耗出現加重現象。

3.4 電力電纜的選擇

在電力運輸過程中，電力電纜是十分重要的構成設備，在提高供配電系統節能效果方面發揮著十分重要的作用。在選擇電力電纜時，首先需要考慮電力電纜的安全性能以及經濟效益，另外，電力電纜的選擇與電纜截面積大小也有很大關聯。通常情況下，電力電纜的截面面積越大，則線路設置費用就會越高，線路損耗就越小，反之，則線路設置的費用會減小。因此，在對電力電纜進行選擇時，應該綜合考慮導體載流量以及經濟電流密度情況。

3.5 人工無功功率補償

選擇更為合適的電動機設備是配電設計中重要的舉措之一，其主要的實施目標是降低電氣線路中的總體功耗，并使電動變壓裝置達到最理想的工作狀態。另一方面，人工無功率補償是控制能源損耗的另一大重要設計方法，其主要原理是通過聯動電容器中的功能運轉，進而實現電氣損耗的有效補償，對于這種電氣效率的提升措施而言，以高壓部分的無功率補償作為較集中的一個部分，而具體節能效果則依據具體工期而定，其集中與分散的補償方式各不相同。

3.6 省電裝置的應用

建筑配電省電裝置的核心構成是電磁結構，將其以串聯的形式與調壓器相連接，通過外部獨立結構調整消除高次諧波線圈，將三柱式鐵芯中的節電裝置進行；連接搭配，配合相關線路的纏繞時電壓保持在一個穩定的區域內，抑制電流啟動消耗，實現電氣節能的最終效益。

4 基于節能理念的某高層住宅小區的供配電設計實例

4.1 某高層住宅小區概況

本小區規劃總用地約12ha，總建筑面積373818m2。總計16個建筑單體，其中8棟為住宅樓、4棟為公寓樓，并且其內含底商、3處商業樓及1座地下車庫。住宅及其公寓建筑面積290296m2，總戶數為2808戶，商業建筑面積為12980m2，另外，該高層住宅小區地下車庫建筑面積為70543m2。

4.2 該高層住宅小區負荷統計結果

4.2.1 負荷級別

（1）本小區一級負荷的建筑和設備主要有以下幾點：地下室停車庫、生活水泵房、高層住宅中的消防設備和小區的消防泵房、電梯和規范規定的其他一級負荷。該小區各變配電室主要由兩路獨立的10kV高壓引入，所有一級負荷都是由雙重電源進行供電的。如果一個電源發生故障問題，則另一個電源應該避免同時受到損壞，這樣才能滿足一級負荷供電要求。該住宅小區電源是由規劃區外220kV變電站所引入的。

（2）除上述的一級以外，其他建筑其供電負荷都為三級負荷。如果住宅每戶用電和所有小型商鋪，路燈照明，園林照明等。

4.2.2 負荷統計

（1）該小區住宅以及公寓的單位面積用電指標為24VA/m2，公建單位面積用電指標為80VA/m2，地下車庫單位面積用電指標為15VA/m2。

（2）根據建筑面積電力容量計算原則：該住宅小區計算總負荷為9564kVA。

4.3 該高層住宅小區供電方案設計

4.3.1 供電電源電壓及開閉所數量

①該住宅小區變壓器總容量為9080kVA，屬于50～10000kVA級別；采用10kV雙回路供電的方式供電。②本期供電設置1個開閉所——本工程開閉所。

4.3.2 終端變配電室數量及布置

①本項目為建筑面積較大的新建高層建筑小區；輸電線路和各級配電線路采用電纜線路。②根據便于進出線的布置，從變壓器低壓出線端至供電計量表之間的電纜實際距離不大于250m的原則，本期小區共布置了4個變配電室。

4.4 該高層住宅小區配電系統

本工程開閉所同1號變配電室合建，其位置在本工程1號商業西側；向1～4號變電室供電。該住宅小區在建筑物室外的電纜敷設均采用穿管及管溝埋地的敷設方式，在拐彎以及直線適當處作拉線井，應該采用電纜、穿金屬線槽架空敷設的方式。其中，1號具體變電室供電方案明細詳見表1。

5 結束語

電能是當今社會最廣泛使用的能源之一，也是損耗較嚴重的能源。電能在建筑發展和人們日常生活中的使用范圍很廣。現如今，社會經濟發展對于電力的需求也越來越大，隨之而來的浪費也越來越嚴重，而電力也越來越稀缺。因此，節能設計的發展，配和合理有效的設計，有利于緩解能源短缺和浪費，實現節能和環保。節能設計在一定程度上發揮了積極作用，為我國國民經濟的可持續發展帶來了長遠利益。

表1 供電方案明細表

[1]徐少巍.高層住宅供配電系統的設計[J].商品與質量·建筑與發展，2014（04）：36.

[2]宋珊珊，卞洪志.高層住宅小區的電氣設計研究[J].當代青年（月刊），2015（09）：322.

[3]覃操.高層建筑高低壓供配電系統的設計及應用[J].文摘版：工程技術，2015（27）：18.

TU852

A

1004-7344（2016）24-0105-02

2016-8-13

周鋼（1987-），男，本科，主要從事電力設計工作。