住宅小區(qū)10kV變配電系統(tǒng)設(shè)計探究

申巧利

摘 要：10 kV變配電設(shè)計對住宅小區(qū)的安全性、可靠性有著舉足輕重的作用。目前，住宅小區(qū)變配電設(shè)計方案因其規(guī)模、用電特征等不同而存在很大的差異。文章主要通過筆者設(shè)計實踐經(jīng)驗的總結(jié)和體會，提出了解決目前住宅小區(qū)10 kV變配電系統(tǒng)設(shè)計方面的一些思路及方向。

關(guān)鍵詞：住宅小區(qū)；變配電；設(shè)計；負荷

中圖分類號：TU994 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0022-02

隨著我國城市化進程的不斷推進，住宅小區(qū)迅速發(fā)展，規(guī)模日益擴大，電力作為住宅小區(qū)日常生活中必不可少的一部分，為了提高住宅小區(qū)用電安全可靠性和舒適實用性，住宅小區(qū)變配電設(shè)計工作就顯得極其迫切重要。在對住宅小區(qū)變配電系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，結(jié)合筆者的設(shè)計實踐經(jīng)驗及體會，簡要闡述住宅小區(qū)10 kV變配電系統(tǒng)設(shè)計的特點、電源外進線方案、用電負荷計算、變壓器的配置以及變配電室設(shè)置等方面內(nèi)容。

1 住宅小區(qū)變配電的特點

在探討之前，先深入了解住宅小區(qū)變配電的四個特點，如下：

①通常需供電的面積較大，范圍較廣；

②用電性質(zhì)多樣化，如住宅、商業(yè)、辦公、幼兒園及相應(yīng)的公共配套設(shè)備等；

②對供電安全性，可靠性，環(huán)保性，經(jīng)濟合理性要求比較高；

④各地供電模式和住宅設(shè)計規(guī)范因地區(qū)的差異也各不相同。

2 變配電系統(tǒng)設(shè)計

2.1 10 kV電源外進線方案

2.1.1 供電方式

根據(jù)《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司“十二五”110 kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃編制技術(shù)規(guī)定》，住宅小區(qū)應(yīng)采用主供+環(huán)網(wǎng)供電方式，其相對于采用一路電源進線投資有所加大，但是，當(dāng)主供進線回路發(fā)生故障，由環(huán)網(wǎng)進線回路進行供電，從而大大提高了小區(qū)用電的可靠性。

2.1.2 供電電壓等級

根據(jù)各技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，供電電壓等級的確定跟住宅小區(qū)總?cè)萘坑兄芮嘘P(guān)系，為了描述清晰明了，總結(jié)供電電壓等級確定，見表1。

住宅小區(qū)容量常見的在100 ～40 000 kVA之間，故相應(yīng)采用10 kV專線供電或10 kV專變供電的多些。

2.2 小區(qū)用電負荷計算和變壓器的配置

2.2.1 小區(qū)用電負荷計算

①需要系數(shù)法。

在初步設(shè)計階段，可采用需要系數(shù)法確定變壓器容量、臺數(shù)以及其他高低壓配電設(shè)施，根據(jù)小區(qū)用電設(shè)備的額定容量，負荷特性和行業(yè)特點在實際用電負荷下的需要系數(shù)求出計算負荷，同時考慮用電設(shè)備使用時的各種損耗等因素，以及國家規(guī)定應(yīng)達到的功率因數(shù)值和實際自然功率因數(shù)，來確定變壓器容量。其公式是：

Sc=Pc/cosφ=K∑p∑（PeKx）/cosφ

式中，Sc為視在功率（kVA）；

Pc為有功計算負荷（kW）；

Kx為需要系數(shù)；

cosφ為平均功率因數(shù)；

Pe為設(shè)備容量（kW）；

K∑p為有功功率同時系數(shù)。

②用電負荷密度法。

在方案設(shè)計階段，為確定供電方案和變壓器的容量及臺數(shù)，用電負荷密度法最為廣泛采用。小區(qū)住宅、商業(yè)以及公共服務(wù)設(shè)施用電容量的確定應(yīng)綜合考慮所在的城市的性質(zhì)、社會經(jīng)濟、氣候、民族、習(xí)俗及家庭能源使用的種類。采用用電負荷密度法時，在計算過程中，其單位指標(biāo)負荷或密度不宜小于的數(shù)值，見表2。

不僅需根據(jù)表2，另外還需考慮每個客戶類型需要系數(shù)才能計算出實際小區(qū)總?cè)萘?，需要的系?shù)根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》歸納參考，見表3。

2.2.2 變壓器的配置

①小區(qū)用電負荷根據(jù)總計算負荷及功率因數(shù)確定，有了用電負荷，并結(jié)合以下幾點配置原則確定變壓器的大小和臺數(shù)。

住宅小區(qū)內(nèi)公用配電變壓器，應(yīng)采用“小容量，多布點”的原則，滿足電壓質(zhì)量和可靠性條件下，應(yīng)因地制宜。單臺油浸式變壓器容量選擇不應(yīng)超過630 kVA，單臺干式變壓器的容量不應(yīng)超過1 250 kVA。另外，公用配電變壓器的長期工作負載率不宜大于80%。

②住宅小區(qū)配套的商場、超市、會所、幼兒園及學(xué)校等采用獨立回路供電，按照電價類別獨立安裝電表計費，用電容量在100 kW及以上時，應(yīng)獨立設(shè)置專變供電。

③住宅小區(qū)地下室照明、電梯、抽水、消防、公共景觀及照明等公用設(shè)施可由小區(qū)公用變供電，如設(shè)備的單臺容量超過100 kW及以上時，應(yīng)設(shè)置小區(qū)專用變供電。

④變壓器的容量及臺數(shù)應(yīng)滿足用電負荷對高可靠性的要求。對于重要電力客戶或有一、二級負荷的客戶，選擇兩臺或多臺變壓器供電；對于季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大客戶宜采用經(jīng)濟運行方式，可選擇兩臺或多臺變壓器供電。當(dāng)裝有兩臺及以上變壓器時，當(dāng)斷開一臺時，其余變壓器容量應(yīng)滿足一級負荷或二級負荷的全部用電。

2.3 變配電室設(shè)置

確定了住宅小區(qū)負荷及選定了變壓器后，需要確定變配電室的位置，實際設(shè)計中需要注意以下問題：

①符合供電半徑要求，盡可能靠近用電負荷中心或大容量設(shè)備處，如小區(qū)泵房等。變配電室至低壓用戶進線處距離不宜大于250 m，這樣既保證電能質(zhì)量，又降低電壓損耗，節(jié)約一次投資和常年運行費用。

②需考慮變壓器等相關(guān)設(shè)備的搬運及消防搶修通道。

③考慮高低壓進出線方便和通風(fēng)采光等問題，應(yīng)設(shè)于建筑物靠外墻側(cè)，不得位于衛(wèi)生間、浴室及其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼臨。

④充分考慮變配電室對住戶住宅噪音，熱量的影響。

⑤避開建筑物的伸縮縫、沉淀縫，避免積水沿其他渠道淹漬變配電室的可能。

⑥中小型住宅小區(qū)宜設(shè)1～2個變配電室，大型住宅小區(qū)設(shè)多個變配電室；對一、二級負荷設(shè)置備用電源配電房，設(shè)置發(fā)電機房。

3 設(shè)計體會

①大中型住宅小區(qū)在最初投資建設(shè)時，通常會先設(shè)置施工臨變用電，在臨變設(shè)計10 kV外進線時，我們可考慮長遠點，盡可能按能滿足長久用電容量和位置預(yù)留臨變10 kV外進線電力大小和確定其地址，當(dāng)變配電室建好后，臨變拆除，但10 kV外進線可作為住宅小區(qū)供配電其中一路電源，尤其是對于10 kV外進線接線點相對比較遠的工程更要考慮，節(jié)約總投資成本，降低損耗。

②住宅小區(qū)10 kV變配電設(shè)計在滿足安全性、可靠性基礎(chǔ)上，也要考慮經(jīng)濟性，很多細節(jié)通過設(shè)計可實現(xiàn)，如變配電室布置時，在滿足設(shè)計規(guī)范前提下，高壓中心電房設(shè)置在距10 kV外進線接線點近的位置，縮短10 kV外進線長度；低壓出線柜盡可能靠近負荷密集的地方，減少低壓出線電纜數(shù)量；變壓器盡可能擺放在與其連接低壓母線槽的低壓配電柜的適當(dāng)位置，以降低成本。

③進行設(shè)計時，不但要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時要多了解熟悉工程所屬地方頒布的規(guī)范，大多數(shù)的地區(qū)會根據(jù)規(guī)范結(jié)合各自的不同情況、特點頒布地方住宅的設(shè)計規(guī)范，其用電指標(biāo)規(guī)定一般略高于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計前一定要深入學(xué)習(xí)掌握。

④為了方便后期小區(qū)負荷調(diào)整，增容等改造工程，變配電房在允許情況下可預(yù)留適當(dāng)位置，低壓出線回路預(yù)留1/4備用回路。

⑤為符合電網(wǎng)建設(shè)、改造和發(fā)展規(guī)劃要求，需預(yù)留配網(wǎng)自動化，智能化通訊接口。

4 結(jié) 語

在保證變配電設(shè)計安全可靠的前提下，住宅小區(qū)10 kV變配電設(shè)計應(yīng)根據(jù)國家、地區(qū)不同的技術(shù)規(guī)范要求，充分考慮其特征需求，設(shè)計更優(yōu)化的變配電系統(tǒng)方案，從而滿足居民對居住環(huán)境的舒適、安全、方便、環(huán)保和經(jīng)濟實用等方面的需求。

參考文獻：

[1] GB 50053-2013，20 kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].

[2] Q/CSG-GPG214051-2014，廣東電網(wǎng)公司業(yè)擴管理細則[S].

[3] <10 kV及以下業(yè)擴受電工程典型設(shè)計>編委會.10 kV及以下業(yè)擴受電 工程技術(shù)導(dǎo)則.[I]中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司，2012，（4）.

[4] JGJ 242-2011，住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].

[5] 南方電網(wǎng)生[2009]4號，110 kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃指導(dǎo)原則[S].