住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)探討

摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的猛速發(fā)展以及城市居民生活水平和質(zhì)量的提升，居民對供電的需求量日益增加，其中住宅住小區(qū)的用電負(fù)荷也隨之不斷增大，如何確保住宅小區(qū)配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性成為了供配電設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。作為一名合格的設(shè)計(jì)人員，需要根據(jù)住宅小區(qū)的總體建設(shè)規(guī)模、用電負(fù)荷等情況來選擇合理的供電方式，以確保住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。本文主要論述了住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：住宅小區(qū);電力負(fù)荷;供配電設(shè)計(jì)

一、小區(qū)供配電特點(diǎn)

在我國住宅小區(qū)的人群一般都比較集中，生活用電量大且較為集中，尤其我國現(xiàn)在的小區(qū)每棟樓之間的距離較小，而供電箱的供電范圍和能力又有限制，在這種情況下，很容易出現(xiàn)供配電問題，一般而言在小區(qū)之內(nèi)供電需要許多個供電箱才能完成任務(wù)。在用電回路方而也不能采取單一的供電回路，否則會在高峰時期電量超負(fù)荷。

在供電方式上，由于小區(qū)的建筑面積和布局方式不盡相同，所以日前小區(qū)的供電方式呈多樣化，往往根據(jù)每棟樓層住戶的數(shù)量來決定取點(diǎn)方式的選擇。比如說在聯(lián)體樓房的小區(qū)可采用為單相供電，而對于復(fù)式樓形式的小區(qū)則可采用三相電源供電的方式。對于住宅小區(qū)的高壓供電，比如說有一個小區(qū)供配電管理中心即10kV開閉站，由開閉站分供各小區(qū)配電室。以解決變電站10kV出線開關(guān)的不足，增加變電站的供電能力。

在我國供配電形都是沿用的10kV雙電源的雙射的配電方法，也可以采用單環(huán)網(wǎng)的配電方法。在主干線的電纜電路中，要充分關(guān)注線路的帶負(fù)荷能力應(yīng)考慮當(dāng)一路電源出口段短路故障跳閘，另一路電源要承擔(dān)非正常運(yùn)行狀況下所有負(fù)荷。

二、電力負(fù)荷的要點(diǎn)

（一）電力負(fù)荷分類

一級負(fù)荷和二級負(fù)荷需要有雙重電源供電，一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷還需要設(shè)置應(yīng)急電源并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急電源，三級負(fù)荷不做以上要求。一般情況下，住宅小區(qū)消防設(shè)備、排污設(shè)備等應(yīng)設(shè)置為一級負(fù)荷，電梯（不包括消防電梯）設(shè)置為二級負(fù)荷，其他用電設(shè)施設(shè)置為三級負(fù)荷。

（二）電力負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)供配電設(shè)計(jì)，除了確定相關(guān)負(fù)荷分類外，最初需要確定的是負(fù)荷接入容量，這就需要對負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。首先需要明確的是計(jì)算負(fù)荷不是實(shí)際負(fù)荷，只是理想的持續(xù)性負(fù)荷，通過負(fù)荷計(jì)算可以估算負(fù)荷容量。負(fù)荷計(jì)算的常用方法包括需要系數(shù)法、利用系數(shù)法以及二項(xiàng)式法等。以下是負(fù)荷計(jì)算需要注意的一些問題：

1、通過負(fù)荷計(jì)算選擇變壓器時，不應(yīng)將備用設(shè)備容量納入計(jì)算，因?yàn)樵擃愒O(shè)備一般不會與正常設(shè)備同時運(yùn)作，如果納入計(jì)算等同重復(fù)計(jì)算設(shè)備容量，從而會導(dǎo)致選擇變壓器容量偏大;

2、消防設(shè)備以及檢修設(shè)備可不納入計(jì)算負(fù)荷中。一般在使用該類設(shè)備時，會停比對一部分工作設(shè)備或非消防用電的供電，因此該類設(shè)備可不納入計(jì)算負(fù)荷，否則也會導(dǎo)致變壓器容量選擇偏大。

（三）電力負(fù)荷預(yù)測

通常情況下，住宅小區(qū)負(fù)荷組成相對單一，無特殊情況一般不進(jìn)行復(fù)雜的負(fù)荷計(jì)算，往往利用負(fù)荷預(yù)測來代替，根據(jù)相關(guān)研究以及經(jīng)驗(yàn)值統(tǒng)計(jì)，我國住宅電氣設(shè)計(jì)住戶的單位面積計(jì)算負(fù)荷大概為：多層住宅按30～35W/m2計(jì)算，高層和小高層住宅按40～45"W/m2計(jì)算，商業(yè)性質(zhì)用電按50～55"W/m2計(jì)算。則一個小區(qū)的總用電負(fù)荷為：

""""""（1）

在式中，為面積，單位面積計(jì)算負(fù)荷使用經(jīng)驗(yàn)值上限。

考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及住宅小區(qū)用電時間特征，取負(fù)荷率k=0.8，功率因數(shù)同時系數(shù)為0.4，則小區(qū)變壓器選擇容量S1為：

"""""""""""""""""""""""""""（2）

式中，P為小區(qū)的總用電負(fù)荷。

利用單位住戶負(fù)荷預(yù)測法進(jìn)行效驗(yàn)，計(jì)算負(fù)荷大概為4～6kW每戶，則小區(qū)變壓器選擇容量S2為：

S2=住宅小區(qū)總戶數(shù)×4Kw"""""""""""""""""""""（3）

通過以上計(jì)算，住宅小區(qū)配變?nèi)萘縎應(yīng)在S1，和S2之間的范圍選擇。

三、10"kV電源接入方案

住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)另一項(xiàng)基礎(chǔ)是l0"kV電源接入方案的確定。考慮到住宅小區(qū)的供電可靠性以及供電可拓展性，在進(jìn)行用電負(fù)荷預(yù)測以及現(xiàn)場查勘后，又在城市配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上制定了合理的電源接入方案根據(jù)GB50052-2009

《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求及供電企業(yè)提升居民用電可靠性的宗旨，目前大部分住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)需設(shè)置l0"kV開閉所1座，由2條l0"kV線路（一般為專線）主備用供電，并要求這2條l0"kV線路出自不同的上一級變電所或同一個變電所的不同母線，以保證2條l0"kV電源的相對獨(dú)立。

四、住宅小區(qū)配電設(shè)計(jì)

（一）10"kV電氣主接線及設(shè)備

1、l0"kV電氣主接線

對于負(fù)荷相對單一的小型多層住宅小區(qū).來說，電氣主接線的設(shè)計(jì)方案相對簡單，配電設(shè)備一般采用箱式變電站，這里不再進(jìn)行贅述。

對于擁有小高層以及高層的住宅小區(qū)，因電梯、消防設(shè)備以及地下室等二級以及以上等級的負(fù)荷存在，住宅小區(qū)需設(shè)置l0"kV開閉所，開閉所電氣主接線一般采用單母分段的形式

2、l0"kV開關(guān)柜

根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同，配電常用負(fù)荷開關(guān)柜主要包括以下3種：3F6負(fù)荷開關(guān)柜、空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜以及真空斷路器開關(guān)柜目前這3類負(fù)荷開關(guān)柜中，SF6負(fù)荷開關(guān)柜因其占地面積小、分段能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、檢修周期長等特點(diǎn)，符合供電企業(yè)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及住宅小區(qū)供電可靠性的要求，因此在住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)中使用越來越廣泛。

（二）配電變壓器的選擇

作為住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)中的樞紐設(shè)備，變壓器應(yīng)根據(jù)住宅小區(qū)的負(fù)荷性質(zhì)以及環(huán)境進(jìn)行合理選擇，同時其選型應(yīng)盡可能節(jié)能、環(huán)保，以響應(yīng)國家節(jié)能政策以及住宅小區(qū)生活品質(zhì)要求。全密封油浸式變壓器和干式變壓器是目前常用的2種變壓器。若住宅小區(qū)變電所處于地上且為獨(dú)立型，可以選用全密封油浸式變壓器：若住宅小區(qū)變電所處于地下或?yàn)榉仟?dú)立型，考慮到消防等因素，則需選用干式變壓器。變壓器一般采用D，Yn11l接線組別，分接頭檔位采用10×（1士2×2.5%）kV/0.4"kV。

（三）低壓電氣主接線及設(shè)備

對低壓成套設(shè)備及元器件技術(shù)較成熟，目前低壓室內(nèi)配電柜以抽屜式成套開關(guān)柜和固定式成套開關(guān)柜為主。2種柜型進(jìn)線總柜采用智能型低壓斷路器，各分路均采用塑殼式斷路器，同時根據(jù)實(shí)際電壓情況以及功率因數(shù)要求配置無功補(bǔ)償裝置。

五、供配電設(shè)計(jì)中部分注意事項(xiàng)

（一）配電線路布置

在多層住宅內(nèi)，從總配電箱至各樓層配電箱宜采用樹干式配電或者分區(qū)樹干式配電對于大容量集中負(fù)荷或重要用電設(shè)備，應(yīng)從配電室以放射式進(jìn)行配電：由樓層配電間或豎井內(nèi)配電箱至用戶配電箱的配電，應(yīng)采取放射式配電。

（二）配電線路保護(hù)

配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)，裝設(shè)的上下級保護(hù)電器的動作特性應(yīng)具備選擇性，且各級之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合，非重要負(fù)荷的保護(hù)電氣可采用部分選擇性或無選擇性切斷。除當(dāng)同路相導(dǎo)體的保護(hù)裝置能保護(hù)中性導(dǎo)體的短路，且正常工作時通過中性導(dǎo)體的最大電流小于其載流量外，尚應(yīng)采取當(dāng)中性導(dǎo)體出現(xiàn)過電流時能自動切斷相導(dǎo)體的措施。

（三）合理選擇配變?nèi)萘?/p>

住宅小區(qū)內(nèi)主要選用315～630kVA的配電變壓器，一般全密封油浸式變壓器容量應(yīng)控制在630kVA及以下，干式變壓器容量應(yīng)控制在1000kVA及以下。

（四）重視電纜規(guī)劃設(shè)計(jì)

首先，為便于住宅小區(qū)日常電纜的運(yùn)維檢修，設(shè)計(jì)時應(yīng)選用同一系列的電纜且選擇統(tǒng)一規(guī)范的電纜截面。其次，在設(shè)計(jì)中應(yīng)預(yù)留一定的電纜敷設(shè)裕度，從而便于故障后的電纜接頭重做：電纜排管應(yīng)預(yù)留孔數(shù)，便于改造與拓展：高層住宅供配電中，應(yīng)在高層各處進(jìn)行電纜分支箱的設(shè)置，以方便更換電纜和日常運(yùn)維。

（五）設(shè)備配置可靠靈活

環(huán)網(wǎng)柜、開閉所侮同出線所帶變壓器應(yīng)控制在5臺以內(nèi)，且容量小于2000"kVA對于高層電梯、監(jiān)控、消防、應(yīng)急照明等均應(yīng)配備雙電源自動切換裝置，并在消防設(shè)施末端設(shè)置低壓自動切換系統(tǒng)。

六、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活水平的提高，全國的房地產(chǎn)迅速發(fā)展，住宅小區(qū)作為現(xiàn)代發(fā)展的一個熱點(diǎn)，其中的供配電設(shè)施以及用電管理模式已然成為人們生活水平以及日常安全的重要保證。所以，如何做好住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)及用電管理，已經(jīng)成為需要關(guān)注和解決的問題。

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