某國有工礦棚戶區改造工程電氣設計

楊耀政 朱喆琳 樊文生

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037000)

1 工程情況介紹

某國有工礦棚戶區改造工程，其規劃用地面積約17萬m2，總建筑面積約為26萬m2。項目包括：住宅樓、配套公建、幼兒園等，其中住宅約50棟6層磚混住宅樓，配套公建有沿街底商和獨立的2層商業用房。

2 供電電源及計量

本工程高壓供電電源由小區西側約2 km處的110 kV降壓站引來，在本小區設一進十出10 kV開閉站一座，放射式為本小區各箱式變電站提供電源。

計量方式：1)住宅每戶設磁卡表，在1層表箱處計量；2)地下自行車棚、泵房等消防用電在末端配電箱處設計量表；3)商鋪、物業、幼兒園等用電在末端設計量表計量。

3 負荷等級

本小區主要建筑6層住宅，三級負荷供電；商鋪面積均小于200 m2，三級負荷供電；幼兒園為小型幼兒園，三級負荷供電；小區水泵房，熱交換站由于要求用電可靠性高，為二級負荷供電。

4 供電方案

本工程10 kV開閉站設于小區中部接近總負荷中心，以減少10 kV電纜使用長度和降低能耗，小區內設10座10/0.4 kV箱式變電站，單座箱式變電站容量630 kVA，由箱式變電站電纜敷設至各樓用電處。

5 負荷計算

負荷計算采用需要系數法，依據《住宅建筑電氣設計規范》，每套住宅用電負荷和住宅建筑用電負荷需要系數計算。住宅部分A型建筑面積約75 m2/每套，用電負荷按4 kW/套計；B型住宅建筑面積約93 m2/每套，用電負荷按6 kW/套計；商鋪按50 W/m2計，每個商鋪按10 kW計；幼兒園按40 W/m2計；建筑面積約2 000 m2，按80 kW計。

住宅部分A,B型戶型相間分布于1號箱變，計劃供A戶型住宅樓4棟，每棟48戶；B戶型3棟，每棟36戶，負荷計算如下：

4×48+3×36=300戶；

Pjs=Kx·(n1·Pe1+n2·Pe2),

Sjs=Pjs/cosφK1=Se/Sjs。

其中，Pjs為居民用電量計算負荷，kW；Kx為需要系數，根據《住宅建筑電氣設計規范》條文說明表一，75戶～300戶需要系數取0.4～0.45，本計算取0.42;n1為A戶型住宅戶數;n2為B戶型住宅戶數;Pe1為A戶型住宅用電負荷,4 kW/戶;Pe2為B戶型住宅用電負荷,5 kW/戶;cosφ為低壓側補償后的功率因數值，取0.9;Se為變壓器容量,取630 kVA;K1為變壓器負荷率。

Pjs=0.42×(4×48×4+3×36×5)=549.36 kW。

Sjs=549.36 kW/0.9=610.4 kVA。

K1=610.4/630=96.8%。

以上計劃變壓器負荷率偏大，修改為1號箱變供3棟A戶型住宅樓和3棟B戶型住宅樓共計252戶，仍取需要系數0.42，Pjs=468.72 kW，Sjs=520.8 kVA,K1=82.6%，變壓器負荷率較合適，還可以供就近小負荷用電設備如路燈。

經計算各箱變所供樓號和計算負荷見表1。

表1 安裝容量統計

本小區用電總負荷計算：參考《工業與民用供配電設計手冊》(第3版)配電站或總降壓變電站的計算負荷簡化計算，取K∑p=0.85。

小區總用電負荷:

Se=K∑p·∑Sjs=53 058×0.85=4 510 kVA。

6 電纜截面的選擇

選取兩棟本小區典型住宅樓，A戶型48戶樓和B戶型36戶樓進線供電電纜截面選擇。

本工程為普通住宅小區。運用溫升選擇截面，可滿足要求，為保證電纜實際工作溫度不超過允許值，電纜按發熱條件的長期工作電流及載流量，不小于線路的工作電流來確定。同時考慮散熱條件，對于直埋電纜主要考慮不同土壤熱阻系數的載流量修正系數和多回路直埋地電纜的載流量校正系數。

1)A戶型48戶樓電流計算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.45×48×4/0.4×0.9=240 A。

本工程位于黃土高原土壤為粉質黃土，土壤熱阻Ρt=1.2，多根鎧裝電纜土壤中直埋敷設時要求線芯軸間距S≥2 d，工程中可直接查表確定，本人查山西系列建筑標準設計圖集12D1-P99表，YJV22-4×95在上訴條件下載流量為254，254>240故選用YJV22-4×95為本樓供電即可滿足要求。

2)B戶型36戶樓電流計算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.55×36×5/0.4×0.9=275 A。

按上述條件查表YJV22-4×120電纜載流量291 A，291>275故選用YJV22-4×120電纜為本樓供電即可滿足要求。

按溫升選擇后應進行電壓損失校驗:

電壓損失計算，工程中電壓損失計算可查表計算，如《工業與民用配電設計手冊》中1 kV交聯聚氯乙烯絕緣電力電纜用于三相380系統電壓損失表可查得95 mm2電纜在cosφ=0.9時電壓損失為0.109%(A·km)，120 mm2截面電纜電壓損失為0.09%(A·km)。本工程上例室外電纜長度約為100 m，計算得95 mm2電壓損失為：240 A×0.1 km×0.109%=2.62%；120 mm2截面電纜電壓損失為275 A×0.1 km×0.09%=2.48%以上電壓損失均小于5%滿足供電要求。

7 電纜敷設

室外低壓電纜因本工程采用直埋敷設入戶處穿鋼管保護宜先用YJV22-0.6/1 kV型交聯聚氯乙烯護套電力電纜，由于建筑物低壓系統的接地形式為TN-C-S，現家用電器諧波含量較大，故選用四芯電纜。

由于本工程位于寒冷地區，電纜宜埋設于凍土層以下(且大于0.7 m)，并應在電纜上下分別均勻鋪設100 mm厚的細砂或軟土，覆蓋混凝土保護板或磚保護層，且滿足電纜與電纜或其他設施相互間容許最小凈距，電纜與管溝交叉時應按標準圖集做法相互配合施工，直埋電纜直行轉彎處做標志牌。

8 結語

以上是作者設計完成的一項工程，就負荷計算和室外低壓電纜敷設的一點心得，寫出來希望能得到各位同行教導，也可供初入行者參考學習。