住宅小區10kV變配電系統設計探究

申巧利

摘 要：10 kV變配電設計對住宅小區的安全性、可靠性有著舉足輕重的作用。目前，住宅小區變配電設計方案因其規模、用電特征等不同而存在很大的差異。文章主要通過筆者設計實踐經驗的總結和體會，提出了解決目前住宅小區10 kV變配電系統設計方面的一些思路及方向。

關鍵詞：住宅小區；變配電；設計；負荷

中圖分類號：TU994 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0022-02

隨著我國城市化進程的不斷推進，住宅小區迅速發展，規模日益擴大，電力作為住宅小區日常生活中必不可少的一部分，為了提高住宅小區用電安全可靠性和舒適實用性，住宅小區變配電設計工作就顯得極其迫切重要。在對住宅小區變配電系統進行設計的過程中，結合筆者的設計實踐經驗及體會，簡要闡述住宅小區10 kV變配電系統設計的特點、電源外進線方案、用電負荷計算、變壓器的配置以及變配電室設置等方面內容。

1 住宅小區變配電的特點

在探討之前，先深入了解住宅小區變配電的四個特點，如下：

①通常需供電的面積較大，范圍較廣；

②用電性質多樣化，如住宅、商業、辦公、幼兒園及相應的公共配套設備等；

②對供電安全性，可靠性，環保性，經濟合理性要求比較高；

④各地供電模式和住宅設計規范因地區的差異也各不相同。

2 變配電系統設計

2.1 10 kV電源外進線方案

2.1.1 供電方式

根據《中國南方電網有限責任公司“十二五”110 kV及以下配電網規劃編制技術規定》，住宅小區應采用主供+環網供電方式，其相對于采用一路電源進線投資有所加大，但是，當主供進線回路發生故障，由環網進線回路進行供電，從而大大提高了小區用電的可靠性。

2.1.2 供電電壓等級

根據各技術規范和標準，供電電壓等級的確定跟住宅小區總容量有著密切關系，為了描述清晰明了，總結供電電壓等級確定，見表1。

住宅小區容量常見的在100 ～40 000 kVA之間，故相應采用10 kV專線供電或10 kV專變供電的多些。

2.2 小區用電負荷計算和變壓器的配置

2.2.1 小區用電負荷計算

①需要系數法。

在初步設計階段，可采用需要系數法確定變壓器容量、臺數以及其他高低壓配電設施，根據小區用電設備的額定容量，負荷特性和行業特點在實際用電負荷下的需要系數求出計算負荷，同時考慮用電設備使用時的各種損耗等因素，以及國家規定應達到的功率因數值和實際自然功率因數，來確定變壓器容量。其公式是：

Sc=Pc/cosφ=K∑p∑（PeKx）/cosφ

式中，Sc為視在功率（kVA）；

Pc為有功計算負荷（kW）；

Kx為需要系數；

cosφ為平均功率因數；

Pe為設備容量（kW）；

K∑p為有功功率同時系數。

②用電負荷密度法。

在方案設計階段，為確定供電方案和變壓器的容量及臺數，用電負荷密度法最為廣泛采用。小區住宅、商業以及公共服務設施用電容量的確定應綜合考慮所在的城市的性質、社會經濟、氣候、民族、習俗及家庭能源使用的種類。采用用電負荷密度法時，在計算過程中，其單位指標負荷或密度不宜小于的數值，見表2。

不僅需根據表2，另外還需考慮每個客戶類型需要系數才能計算出實際小區總容量，需要的系數根據中華人民共和國行業標準《住宅建筑電氣設計規范》歸納參考，見表3。

2.2.2 變壓器的配置

①小區用電負荷根據總計算負荷及功率因數確定，有了用電負荷，并結合以下幾點配置原則確定變壓器的大小和臺數。

住宅小區內公用配電變壓器，應采用“小容量，多布點”的原則，滿足電壓質量和可靠性條件下，應因地制宜。單臺油浸式變壓器容量選擇不應超過630 kVA，單臺干式變壓器的容量不應超過1 250 kVA。另外，公用配電變壓器的長期工作負載率不宜大于80%。

②住宅小區配套的商場、超市、會所、幼兒園及學校等采用獨立回路供電，按照電價類別獨立安裝電表計費，用電容量在100 kW及以上時，應獨立設置專變供電。

③住宅小區地下室照明、電梯、抽水、消防、公共景觀及照明等公用設施可由小區公用變供電，如設備的單臺容量超過100 kW及以上時，應設置小區專用變供電。

④變壓器的容量及臺數應滿足用電負荷對高可靠性的要求。對于重要電力客戶或有一、二級負荷的客戶，選擇兩臺或多臺變壓器供電；對于季節性負荷或晝夜負荷變化較大客戶宜采用經濟運行方式，可選擇兩臺或多臺變壓器供電。當裝有兩臺及以上變壓器時，當斷開一臺時，其余變壓器容量應滿足一級負荷或二級負荷的全部用電。

2.3 變配電室設置

確定了住宅小區負荷及選定了變壓器后，需要確定變配電室的位置，實際設計中需要注意以下問題：

①符合供電半徑要求，盡可能靠近用電負荷中心或大容量設備處，如小區泵房等。變配電室至低壓用戶進線處距離不宜大于250 m，這樣既保證電能質量，又降低電壓損耗，節約一次投資和常年運行費用。

②需考慮變壓器等相關設備的搬運及消防搶修通道。

③考慮高低壓進出線方便和通風采光等問題，應設于建筑物靠外墻側，不得位于衛生間、浴室及其他經常積水場所的正下方或貼臨。

④充分考慮變配電室對住戶住宅噪音，熱量的影響。

⑤避開建筑物的伸縮縫、沉淀縫，避免積水沿其他渠道淹漬變配電室的可能。

⑥中小型住宅小區宜設1～2個變配電室，大型住宅小區設多個變配電室；對一、二級負荷設置備用電源配電房，設置發電機房。

3 設計體會

①大中型住宅小區在最初投資建設時，通常會先設置施工臨變用電，在臨變設計10 kV外進線時，我們可考慮長遠點，盡可能按能滿足長久用電容量和位置預留臨變10 kV外進線電力大小和確定其地址，當變配電室建好后，臨變拆除，但10 kV外進線可作為住宅小區供配電其中一路電源，尤其是對于10 kV外進線接線點相對比較遠的工程更要考慮，節約總投資成本，降低損耗。

②住宅小區10 kV變配電設計在滿足安全性、可靠性基礎上，也要考慮經濟性，很多細節通過設計可實現，如變配電室布置時，在滿足設計規范前提下，高壓中心電房設置在距10 kV外進線接線點近的位置，縮短10 kV外進線長度；低壓出線柜盡可能靠近負荷密集的地方，減少低壓出線電纜數量；變壓器盡可能擺放在與其連接低壓母線槽的低壓配電柜的適當位置，以降低成本。

③進行設計時，不但要依據國家標準和規范，同時要多了解熟悉工程所屬地方頒布的規范，大多數的地區會根據規范結合各自的不同情況、特點頒布地方住宅的設計規范，其用電指標規定一般略高于國家規定的標準，設計前一定要深入學習掌握。

④為了方便后期小區負荷調整，增容等改造工程，變配電房在允許情況下可預留適當位置，低壓出線回路預留1/4備用回路。

⑤為符合電網建設、改造和發展規劃要求，需預留配網自動化，智能化通訊接口。

4 結 語

在保證變配電設計安全可靠的前提下，住宅小區10 kV變配電設計應根據國家、地區不同的技術規范要求，充分考慮其特征需求，設計更優化的變配電系統方案，從而滿足居民對居住環境的舒適、安全、方便、環保和經濟實用等方面的需求。

參考文獻：

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