城市居民住宅區供配電設計探討

陳芳云

(佛山市順德區易達電力工程有限公司，廣東 佛山 528000)

近年來，隨著社會的發展和人們生活水平的提高，家用電器特別是空調、電飯鍋、微波爐等功率大、耗電多的用電設備逐步在普通家庭中使用。因此，要求對居民小區的配電系統設計更加簡單靈活、運行可靠。這就要求設計人員必須針對住宅小區的建設規模，結合小區的總體規劃及用電負荷特征，合理選擇住宅小區的供電方式，以保證供電系統的安全可靠運行。

1 居民小區配電設計方案確定

供配電方案的初步選擇負荷預測及10kV電源接入?？紤]10kV電源接入前，首先必須進行負荷預測，只有容量確定之后，才可以從整個系統10kV線路上選擇合適的接入點，來滿足整個小區的負荷需求。就當地供電而言，2005年以后的住宅小區多以高層為主，其建筑總面積一般都是在5000～400000m2之間，每戶的建筑面積多在70～180m2之間。以一個建筑總面積為250000m2的住宅小區為例，其中商業部分40000m2，多層27000m2，高層183000m2?？偟淖≌瑧魯导s2100戶，每套住宅面積從90～150m2不等。下面來確定該小區的總用電量。

1.1 負荷預測

根據相關資料介紹的經驗值，我國住宅電氣設計住戶的單位面積計算負荷大概為:多層住宅每平方按30～35W計算，高層和小高層住宅每平方按40～45W計算，商業性質用電按每平方50～55W計算。以此原則計算該小區總的用電負荷為：

P=S商業×55W/m2+S多層×35W/m2+S高層×45W/m2=40000×55W/m2+27000×35W/m2+183000×45W/m2=11380kW

考慮到變壓器的經濟運行及功率因數，取變壓器最佳負荷率k為0.8，功率因數cosφ為0.75。由于住宅小區內居民的作息時間不同，而取同時系數為0.4，則折算后該住宅小區變壓器容量S1應為：

S1=P/(kcosφ)*0.4=11380/(0.8*0.75)*0.4=7587kVA

再通過單位住戶負荷預測法進行效驗，我國住宅電氣設計每戶計算負荷大概為每戶4～6kW；

S2=總住宅戶數*4kW=2100*4kW=8400kW

經過效驗，參考兩組數字，小區變壓器容量值S可取為S1

1.2 10kV電源接入方案確定

住宅小區供電設施是城市配電網的組成部分，應該納入城市配電網的統一規劃，在準確的預測用電負荷后，一個合理的10kV電源接入方案，成為日后保證住宅小區供電可靠性的一個至關重要的因素。

當地市內10kV供電線路眾多，每條線路在考慮n1情況后，控制電流電流約在200A，控制容量約在5000kVA。但是在現有的10kVA線路中，大多負荷較重。作為一個供電容量8000kVA左右的小區，沒有線路可以滿足其容量需求。故考慮自附近上一級變電所新出兩條10kV線路為本小區供電，并在小區內設置10kV開閉所一座。小區內存在高層和小高層型建筑，其負荷包括有二級負荷，根據《供配電系統設計規范》GB50052-95和《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-92相關條款的規定，兩條10kV線路要求出自不同的上一級變電所或同一個變電所的不同母線，保證兩條10kV電源的相對獨立，以滿足小區二級負荷的雙電源要求。

2 小區配電設計方案確定

2.1 10kV電氣主接線及設備選擇

(1)10kV電氣主接線

一般的多層住宅小區，負荷比較單一，且電氣主接線方案比較簡單，配電設備多采用箱式變電站。本文的論述以負荷較大，擁有獨立開閉所及變電所的高層及小高層住宅小區為主。

對于容量較大的高層及小高層住宅小區，每棟樓均有配套電梯、消防及噴淋設施，還有地下室人防及消防用電，均為二級及以上等級負荷，要求雙電源供電。為滿足其供電要求，小區內應設10kV開閉所一座或多座，開閉所內部10kV電氣一次接線可根據小區的負荷性質和外圍電氣網絡情況的不同采用兩條獨立的單母線或單母線分段接線。以上述初步方案確定小區為例，假如本小區最終負荷確定為8000kVA，且本小區以高層及小高層為主，包含二級負荷，故在小區內設開閉所一座，內部10kV電氣主接線采用單母線分段；設10kV變電所四座，每座變電所內各設兩臺500kVA變壓器，并且要求兩臺變壓器電源由小區開閉所不同段母線引入，保證二級負荷的雙電源供電。供電接線如圖1所示。

圖1 供電接線

(2)10kV開關柜的選擇

目前應用于10kV配電的設備按其絕緣介質可分為充氣式(SF6)負荷開關柜、空氣絕緣負荷開關柜或真空斷路器柜三種；就目前湖州地區而言，在小區配電設計中，考慮到設備的使用維護和可靠性等因素，高層及小高層住宅小區內現多采用充氣式(SF6)負荷開關柜，其特點在于柜型尺寸較小、分段能力強、設備可靠性高、免維護，能夠較好的滿足供電公司運行維護及小區供電的要求。

2.2 變壓器的選擇

10 kV配電設計中，變壓器作為配電系統的核心部分，其設備選型應符合節能、低噪音、免維護的要求，并且必須結合不同的用電性質和不同的用電環境進行正確的選擇。

常用的變壓器有兩種：全密封油浸式變壓器和干式變壓器。小區配電設計中，變電所位于地面以上，且位于獨立的變電所內，可采用油浸式變壓器；當變電所位于地面以下，或處于非獨立型變電所內時，需選用干式變壓器，以滿足消防及其它配套設施的相關要求。變壓器接線組別采用D，Yn11額定電壓及分接頭開關 10×(1±2×2.5%)kV/0.4kV。

2.3 400V電氣主接線及設備選擇

在這里，仍以圖1所示小區為例，小區內四座變電所均設有兩臺變壓器，兩臺變壓器電源引自上級開閉所的不同母線，400V電氣主接線亦采用兩個獨立的單母線和單母線分段接線方式，但采用單母線分段接線方式時，必須在低壓兩臺變壓器低壓進線總柜及聯絡柜間采用閉鎖裝置，保證在一段向另一段母線供電時，不會造成電力系統不同電源之間合環。

目前國內低壓成套設備及元器件技術相對比較成熟，設備種類也比較繁多，作為通用設備，湖州目前主要應用的400V室內配電柜以抽屜式成套開關柜和固定式成套開關柜為主。兩種柜型進線總柜采用智能型低壓斷路器，各分路均采用塑殼是式斷路器，并根據變壓器的不同容量配置無功補償裝置。

結束語

綜上所述，隨著更多更好的居民小區被開發出了，居民小區的配電設計還有許多問題需要分析總結。因此，必須結合工程實踐，不斷優化設計，為居民提供更安全、穩定、可靠的配電系統，優質合格的供電質量。

[1]林巨軍.對住宅小區供配電設計的探討[J]城市建設理論研究，2011.09.

[2]李煒文.探討城鎮住宅小區供配電系統設計[J]大科技：科技天地，2011.08.