淺談居民住宅小區供配電系統的設計問題

溫州華電實業有限公司 盧 瓊

關鍵字：居民住宅小區；供配電系統；設計要點

1 引言

由于各種民用建筑、商用建筑向著大面積、高層次、多功能的方向發展，對城市居民住宅建筑電氣設計提出了更高的要求。居民小區住宅的供電方案、供電設計是住宅設計中的重要組成部分，它關系到住宅建筑的美觀、保障居民的生命財產安全、降低住宅造價等。在人民的生活中離不開供電系統的服務，一個良好的供配電設計能夠提升人民的生活質量。但是在實際供配電設計中，由于部分設計人員缺乏對新技術、新工藝的接觸與了解，在供配電設計方面還存在很多缺陷。

2 居民住宅小區供配電系統設計要點以及原則

2.1 設計要求

當前，社會發展十分迅速，城市居民生活水平有了很大程度的改善，對于住宅小區建設功能性和美觀性提出了更高的要求[1]。但是居民住宅小區在實際建設中，要特別注重供配電系統的設計，全面有效地提升設計質量水平，以滿足現代化居民住宅小區的功能性要求，詳細體現在以下幾點。

在進行住宅小區供配電系統設計中，要充分有效地結合當地實際情況進行方案的調整，在嚴格確保功能性和美觀性的基礎上，科學合理地進行供配電系統進行優化和改良，確保其在實際當中發揮出理想的作用優勢。如果供配電系統設計存在不合理的問題，那么不僅會給小區的建設和發展造成嚴重的制約，同時也會對居民的正常生活工作造成影響。

對于城鎮居民住宅小區而言，其供配電系統設計中除了要嚴格遵循當地城鎮規劃要求以外，還需要最大限度降低資源和能源等消耗，確保供配電系統發揮出作用的同時，也能體現出可持續發展的節能理念。

居民住宅小區供配電系統設計中還需要嚴格控制安全性要求，因為供電系統的可靠性關系著居民的生命和財產安全，為了防止供電安全事故的出現，需要盡可能地確保供配電系統設計的安全性和可靠性。

2.2 設計原則

居民住宅小區供配電系統設計中需要嚴格遵循以下幾方面原則。

一是可靠性。以安全可靠為基本出發點進行供配電系統設計和優化，在實際進行設計中要嚴格按照相關規范標準以及實際電負荷等級實施操作，確保系統在任何運行方式下都可以安全高效的為用戶提供電力供應，滿足居民的日常生活需求。

二是簡潔性。供配電系統主線設計與連接需要盡可能的簡單明顯，避免出現較多不必要的電氣設備，同時對于線路分合閘等安裝要足夠直觀，便于后續進行維修和操作，同時也能最大程度的降低供配電安全事故的出現，確保供配電系統運行的穩定性。

三是安全性。設計工作開展中，確保供配電系統設計人員操作足夠規范、相關設備性能足夠達標，不存在人員誤操作而引發的安全事故問題[2]。與此同時，系統各項檢修以及維護工作都需要在安全性基礎上實施，尤其是電氣設備必須要在額定的電流及電壓條件下運行，確保出現事故的第一時間可以進行故障清除，將事故損失降至最低。

四是選擇性。在實際進行供配電系統設計中，還需要嚴格遵循控制性原則，即將事故可能造成的損失確定在一個范圍內。要想實現這一要求，實際當中需要采用斷路器裝置進行配合設計，并且合理控制設計范圍，確保經濟性效果的充分體現。

3 居民住宅小區供配電系統的設計問題

在實際開展居民住宅小區供配電系統設計工作中，需要重視以下兩方面的設計工作，即斷路器的選用設計和回路設計，詳細分析如下：

3.1 斷路器選用

在以往的供配電系統設計工作中，很多情況下存在斷路器選擇不合理的情況，很多設計人員實際考慮不周全，在方案制定中選擇使用功能性強大的高級斷路器裝置，盲目的認為功能性越強越高級的斷路器安全性越高，但是實際當中這種高級斷路器裝置存在很大的弊端，例如末端位置故障電流產生并且突增時，高級斷路器裝置極有可能造成多級短路裝置跳轉。不僅如此，該裝置選擇中還存在一些不足，對于一些居住人數比較少的小區來說，本身對于電能需要并不高，而實際線路中流經的電流參數最大值為百安培，在此情況下如果設置較多的非選擇性裝置，不僅不會起到實質性的效果，同時也會造成資源浪費，不符合可持續發展的生態設計理念[3]。除此之外，在實際進行斷路器裝置設計中，要科學合理的明確裝置參數信息，確保與實際供配電系統的各項參數相匹配。

3.2 回路設計

目前，我國居民住宅小區供配電系統設計中，很多情況下對于回路設計工作重視力度不夠高，一些設計工作者為了節能作業時間，通常會將照明以及插座等位置的回路數大幅減少，更有甚者完全不考慮這一項工作，由于回路配置不合理，設計不到位，實際的供配電系統中線路結構橫截面難以滿足規范要求，導致后續系統運行中出現超負荷的情況，容易引發一系列的安全事故。當線路處于超負荷狀況下時，會對原有結構的絕緣性能造成破壞，溫度參數會短時間迅速上升，對配套的電氣設備性能造成很大程度的干擾和影響，嚴重的還會導致更大規模的系統損壞，影響電力正常供應的同時，造成較大經濟損失。因此，設計開展供配電系統設計規劃中，要加強回路設計工作，同時結合各個住戶的實際配電模式，對整體回路結構進行有效調整和優化，確保安全風險隱患的有效排出，為供配電系統的正常有序運行奠定堅實基礎。

4 居民住宅小區供配電系統設計實踐

本次研究將結合具體的工程案例，對居民住宅小區設計供配電系統設計要點和注意事項進行詳細分析，具體如下：

4.1 設計思路

某住宅小區由于屬于分期開發建設，所以在實際當中為了確保供配電系統設計的正常進行，在設計工作開展前需要與當地供電部門進行有效溝通協調，明確區域內電源情況、高壓系統接地形式以及變配電室位置等等信息，然后以此為基礎進行主要的供配電系統設計[4]。

4.2 設計要點

4.2.1 10 kV 高壓系統

4.2.1.1 10kV 開關站

住宅小區供配電系統中開關站通常用于10kV電力接受和分配，在實際當中設置了中壓配電進出線以及功率再分配裝置，其電源進線側和出線側的電壓數值相同。對于該裝置而言，可以看作是上一級變電站母線的有效延伸，主要對變電站進出線間隔有限問題進行控制和解決，同時降低相同路徑下電纜數量，最終起到支撐電源運行的實質性目的。在實際對開關站進行設計中，需要滿足以下兩方面內容：第一，選擇小區地上合適的位置進行單獨設置，一般占地面積在300m2左右為宜；第二，對開關站的相關參數信息進行控制，例如梁下凈高應當確保在3m 以上，電纜溝凈高在1.15m 以上，如此可以讓裝置發揮出理想的作用效果[5]。

4.2.1.2 開關站帶小區變壓器容量計算

變壓器容量計算公式如下所示：

上述公式中，I 代表的是一路10kV 電源電纜的額定載流量，本次研究中取值為550A；U 代表的是額定電壓，數值為10kV；K1代表一路電源電纜負荷率參數，實際取值為50%；K2代表的是住宅小區配電變壓器的負荷率參數，實際取值為60%；K3代表的是所帶小區配電變壓器總容量，最大負荷的同時系數取值為0.6，即：

由上述計算可知，開關站帶小區變壓器容量通常需要控制在26000kVA 范圍之內，當居民住宅小區占地面積超過10萬m2時，為了確保電力傳輸的穩定性和可靠性，一般會選擇建立一座專門的10kV 開關站[6]。

4.2.2 變配電室分類

本次研究住宅小區地處溫州市周邊，所以實際開展供配電系統設計中，其變配電室分類需要嚴格按照當地標準執行，其中依據管理方面的屬性將其分為局管和自管兩種，其在計量方式、設計標準以及電價等方面存在明顯的差異，詳細見表1所示。

表1 局管和自管變配電室對比表

4.2.3 10 /0.4kV 變配電室設計

4.2.3.1 選址

本次研究中變配電室位置的選擇一般需要臨近大容量電氣設備，由于該小區建設位置處于城市周邊，所以低壓電纜供電半徑需要控制在250m 以內最為適宜。由于高低壓電纜進出線操作比較復雜，難度相對較大，所以考慮便捷性要求，實際當中需要將其設置在內靠外墻的地點。為了避免后續供電穩定性受到干擾，實際進行選址過程中要有效避開以下場所，即結構底部可能存在積水的位置、衛生間或浴室的正下方等[7]。除此之外，變配電室可以單獨進行配置，同時也能附設在小區建筑的一層或地下一層等位置。

4.2.3.2 運輸通道

當變配電室設置在建筑物的地下室時，這種情況下可以優先考慮私家車行駛作為主要的運輸通道。為了確保運輸的正常有序進行，通道凈高和凈寬通常需要分別超出2.5m 和2m。在利用公共通道進行變壓器裝置的運輸時，結合實際的運輸距離，可對相關通道指標作出一定的調整。除此之外，如果小區實際當中不存在公共運輸通道，此時為了實現對變壓器裝置的運輸，可以采用吊裝口運輸的方式進行，其中吊裝口尺寸需要控制在1.8m×2.5m 以上。

4.2.4 變壓器容量的配置

4.2.4.1 明確用戶用電設備容量參數。

在實際對該居民住宅小區用電負荷進行計算中，詳細見以下公式：

上述公式中，P 代表的是用戶計算最大的負荷參數；Q 代表的是負荷計算指標，具體數值結合表2進行選擇；F 代表的是小區建筑面積或住戶數量；K代表的是住宅用電負荷需要系數。

表2 住宅用戶供電容量負荷計算指標

4.2.4.2 局管(低基)變電室變壓器容量配置要求

變電器容量配置中計算公式如下：

上述公式中，S 代表的是配電變壓器容量參考值；P 代表的是住宅小區折算到配電變壓器的用電負荷，具體需要結合公式（2）進行計算；cosΦ 代表的是功率因數，本次研究中取值為0.85；K2代表的是變壓器的負載率，其中一臺變壓器運行時取值為85%，兩臺變壓器運行時取值為60%。通過上述計算結果，本次研究中局管(低基)變電室變壓器容量需要控制在800kVA 以內。

綜上所述，住宅小區的品質與日常生活息息相關，從源頭上做好其供配電系統設計是居民生活安全舒適的基本保障。針對各地區供電部門要求和做法的多樣性，及實際工程中存在的若干問題，需要設計師在工程實踐中不斷總結和不斷積累，努力提高設計水平，全面系統的了解和掌握各地區住宅項目的特點，力求住宅小區的供配電系統設計更加完善。