國外居住區(qū)配電設計方案的分析

劉思嘉

北京市建筑工程設計有限責任公司，北京 100055

國外居住區(qū)配電設計方案的分析

劉思嘉

北京市建筑工程設計有限責任公司，北京 100055

以國外某項目為例，探討了國外設計規(guī)范中住宅區(qū)供配電設計的計算方法，比較了國內外設計規(guī)范負荷計算的算法差異，并針對這些差異提出一些結論。

.住宅區(qū)；供配電設計；國外

0 引言

隨著我國經濟的快速發(fā)展，對外開放進一步擴大，國內設計企業(yè)越來越多的走出國門，參與到國際項目的設計工作中。與以往國內住宅區(qū)配電設計相比，很多國外項目的規(guī)模和占地面積遠遠大于前者，部分項目的規(guī)模甚至相當于國內的小城鎮(zhèn)規(guī)模。國內較大項目的一般規(guī)模約為數十棟建筑，建筑面積在十幾至幾十萬平方米，總負荷在數千kVA數量級[2,3,4,5]。而國外大規(guī)模住宅區(qū)項目，以本文背景為例，有時可達到數百萬m2的建筑面積，數十萬kVA的用電負荷。而在此情況下，憑借以往的住宅小區(qū)配電設計的經驗，可能有部分已不適用于此類規(guī)模的設計工作；另一方面，國外項目所依據的設計規(guī)范和標準，有時在內容甚至體系上也不同于國內標準，這也給國內企業(yè)參與國際項目帶來一定的挑戰(zhàn)。本文將以某國外項目為背景，探討在這類大型住宅區(qū)設計中的一些經驗和準則。

1 項目概況

該項目位于某國首都郊區(qū)，總占地面積約8.5km2，總建筑面積約330萬 m2，其中住宅約290萬m2，共約15 000戶，公建面積40余萬m2。共分11區(qū)塊，其中10個區(qū)塊為帶有少量配套公建的居住區(qū)，剩下一個區(qū)塊為公建區(qū)，規(guī)劃居住人數90 000人左右。

電源情況如下：地塊南北方向各有一路220kV供電線路，經220/30kV變電站提供電源。電網頻率50Hz。

2 負荷計算

2.1 單戶負荷指標

目前，國內在設計階段，對住宅負荷的計算大多采用按需要系數確定計算負荷的方法，這種方法在計算上比較簡便易行，但缺點是精確度較低。而在本項目中，根據該國相關設計標準和慣例，單戶住宅采用考慮多樣性的最大需求（After Diversity Maximum Demand）方法。這種方法在計算上相對繁雜，但更加準確。

此項目的住宅大致可以分為兩種戶型，建筑面積分別為182m2和205m2，依據當地規(guī)范，計算負荷如表1：

表1 單戶用電負荷計算

2.2 組團負荷計算

國內項目計算住宅負荷時，通常采用需要系數法[1,2]，按照戶數的不同取用單一的需要系數，與單戶負荷計算類似，這種方法計算比較簡單，但相應的，準確度也有一定的欠缺，在建成運行后的某些情況下（如夏季用電高峰），較易出現實際負荷達到或超過設計容量的情況，造成各種事故。本項目所采用的標準采用了該國設計標準所提供的同時系數計算方法，并參考了國際標準IEC60439，按照同一變壓器所帶負荷戶數的不同，分段計算總負荷，每段的同時系數各不相同。各段的同時系數如表2所示。

表2 同時系數列表

每棟住宅樓有4層，共2個單元，一梯兩戶，每棟樓共16戶。若一臺變壓器所帶住宅為100戶，則根據此方法，相應的變壓器負荷（設功率因數為0.9）為：

按照相應的國內規(guī)范[1]，100戶住宅所對應同時系數為0.2-0.3，取0.3，則對應的變壓器負荷為：

顯然，相應的國外規(guī)范計算上明顯大于國內規(guī)范，這利弊兼有：從不利的一方面來說，計算負荷偏大，同樣規(guī)模的項目，會需要更多的變壓器，增加了一次投資；從有利的一方面來說，這種算法保險系數較高，尤其是出現瞬時負荷較大時，出現跳閘等事故的幾率將大大降低。

根據該國供電部門的要求和此項目地實際情況，最終確定，11/0.4kV變壓器容量選取1 000kVA。考慮到今后負荷的持續(xù)發(fā)展，變壓器負荷率一般在60%左右，最多不超過72%。表3為一個典型的11/0.4kV變壓器所帶的負荷，具體計算過程如下：

表3 11/0.4kV變壓器典型負荷

2.3 總負荷估算與變壓器數量的確定

根據上文所述，每臺11/0.4kV變壓器對應72戶住宅負荷，則住宅所對應的變壓器負荷約為：

由于本項目中公建類型繁多，再加上部分公建方案在本文撰寫時仍未確定，因此，公建負荷只能按照其建筑面積進行大致估算，單位負荷取100W/m2，公建負荷約為：

則總負荷約為：

則共需11/0.4kV變壓器240臺，考慮到實際運行時，不可能每臺變壓器都達到設計負荷率，低于設計負荷率的可能比高的可能要大一些，因此，11/0.4kV變壓器的數量大約在240～260臺之間。

3 變電站規(guī)劃

3.1 11/0.4kV變電站的規(guī)劃

根據當地規(guī)范，11/0.4kV變電站間距按照表4取值，在本項目中，其間距不應超過310m。相對于國內規(guī)范的變電站負荷半徑250m，要求更高一些。

表4 低壓變壓器間距與負荷密度之間的關系

3.2 30/11kV變電站的規(guī)劃

對此項目，南北間距約4km，東西間距約2km。顯然，如果直接采用11kV線路的話，線路電壓降將會非常大，導致供電質量大大降低。采用30kV網絡使30/11kV變電站互聯，再從30/11kV變電站向11/0.4kV變電站供電，是更加合適的方案。30kV網絡如圖1所示。

4 結論

由上述分析我們可以得知，國外設計標準在負荷計算方面，比國內標準要高出不少，這固然增加了一次投資的數量，但是，在運行時，降低了末端變壓器跳閘等事故的概率，可靠性會大大提高，對于減少運行和維護工作量和費用有顯著效果，相比較而言，對國內規(guī)范的修訂具有一定的參考意義。

圖1 30/11kV網絡連接示意圖

[1]馮靜主編.簡明建筑電氣手冊[M].福州：福建科學技術出版社，2007：92-93.

[2]宋衛(wèi)東.住宅小區(qū)供電規(guī)劃——變電所數量的確定[J].低壓電器，2007(10)：33-37.

[3]朱銳，常泳.住宅小區(qū)環(huán)網供電設計探討[J].石河子科技，2003(5)：37-38.

[4]顧趙明，張巍巍.住宅小區(qū)環(huán)網供電設計探討與設備選型[J].山西建筑，2007(11)：182-183.

[5]張玉霞.城鎮(zhèn)居民小區(qū)供電設計及措施[J].民營科技，2008(5)：31.

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