關于供配電系統設計常見問題的探討

吳 征 杰

(中機十院國際工程有限公司，北京 100083)

關于供配電系統設計常見問題的探討

吳 征 杰

(中機十院國際工程有限公司，北京 100083)

從電價對供配電系統的影響、分變電所的設置、供電部門對住宅配電系統的地域性要求三方面，對供配電系統設計一些規范沒有明確規定的問題進行了深入分析，提出了設計時需要注意的事項和具體的解決措施。

電價，供配電系統，分變電所，安裝容量

建筑電氣領域在進行供配電系統設計時經常會遇到一些規范沒有明確規定但設計時不得不考慮的重要問題，比如電價對供配電系統的影響、大型園區分變電所如何設置、供電部門對住宅配電系統的地域性要求等，本文通過筆者多年來的設計經歷對上述問題逐一分析，提出電氣設計時需要注意的事項及具體的解決措施，不足之處還請同行指正。

1 電價對供配電系統的影響

在供配電系統設計中，由于電價的不同需要將不同類的用電負荷分組供電以便于計量，在工業配電設計中大工業電價甚至會影響到變電所及變壓器臺數的設置，因此用電負荷的電價是一個需要認真考慮的影響因素。首先了解一下我國的電價分類標準。

1.1 我國的電價分類標準

根據國家的相關規定，我國現行銷售電價按照居民生活用電、一般工商業用電、大工業用電、農業生產用電分為四類。

居民生活用電主要指城鄉居民家庭住宅及住宅小區公用附屬設施用電。一般工商業用電是指除居民生活、農業生產、大工業用電以外的用電。大工業用電主要指以電為原動力受電變壓器總容量在315 kVA及以上的工業生產用電。需要注意的是，大工業用戶廠區的生活照明用電，應分表計量，按相應電價計收電費。

1.2 電價對供配電系統的影響

由于居民生活電價比一般工商業電價便宜，在進行含有住宅區的機關、企事業單位園區配電改造或設計時，應注意將住宅區單獨設專用的變壓器供電，避免與其他用電混用變壓器，以便于住宅電費從高壓側分開計量。

大工業用電實行兩部制電價，而其他用電均為單一制電價,這點對工廠供配電系統影響很大。兩部制電價包括基本電價和電度電價兩部分，而單一制電價僅為電度電價。電度電價是按照客戶每月實際用電量計算，而基本電價則以客戶用電設備容量(kVA)或最大需量(kW)進行計算，與客戶每月用電量無關。也就是說，按執行大工業用電的客戶，即使每月不用電，也要交基本電費。以北京為例，基本電價如果按變壓器容量交為32元/(kVA·月)，1 000 kVA的變壓器一年的基本電費就為38.4萬元，夠買3個新變壓器了，相當可觀。

因此在設計工廠用變壓器時，變壓器長期負載率不應過低，按照國家規范不高于85%即可，過低的話會增大變壓器容量，增加用戶的基本電費，使用戶難以承受。而且如果廠區分為多期建設時，建議在后期廠房內單獨設變電所供電；或者本期廠房內有大量預留的工藝設備時，則宜在本期變電所預留工藝變壓器位置，將來預留的工藝設備投產時再增加變壓器；上述這些措施都是為了節省用戶的基本電費，使配電設計更為經濟合理。

此外，在工業廠區電氣設計時，還應注意如果廠區內有辦公樓、宿舍、食堂等生活設施，生活區宜單獨設變壓器供電。很多情況下生活區用電負荷不大，離廠房又近，許多電氣設計師為了方便直接把廠房變壓器加大直接為生活區供電，殊不知生活區執行的是一般工商業電價，如果從執行大工業用電的廠房變壓器配電，不但會交納相應容量的基本電費，供電部門還會單獨設分表對此類負荷按一般工商業電價收取電度電費；這樣日后用戶在使用中既多交了基本電費，又沒有享受到相應的大工業用電優惠電價，得不償失，因此在設計時應特別注意。

2 分變電所的設置

對于大型的物流園區、辦公園區、工業園區，由于供電半徑不能太大，通常要設置多個變電所，這時分變電所如何設置就成了必須考慮的問題。

關于分變電所的設置僅在《全國民用建筑工程設計技術措施》2009電氣3.1.3條有規定：低壓線路的供電半徑應根據具體供電條件，干線一般不超過250 m，當供電容量超過500 kW(計算容量)，供電距離超過250 m時，宜考慮增設變電所。技術措施上述條款可以理解為當計算容量超過500 kW且供電距離超過250 m時宜增設變電所。但上述條款對于有些情況沒有說明，比如計算容量很大達到1 000 kW但供電距離只有150 m要設分變電所，或者說計算容量只有300 kW但供電半徑達到300 m能否不設分變電所，使該條款在實際執行時不易操作。

為了明晰分變電所的設置條件，本文擬從造價方面對分變電所的設置分析如下：首先，設分變電所與不設分變電所，對于園區變壓器的總安裝容量和低壓柜的數量沒有影響，只是安裝位置不同而已，因此對于變壓器和低壓柜本文不做投資比較。設分變電所方案的造價：以新增1臺不大于1 000 kVA變壓器的分變電所為例，增加的電氣投資為上級配電所新增一面KYN中壓出線柜、分變電所增加2面環網柜、外線增加YJV-8.7/10-3×150電纜(按200 m考慮)，這樣總投資約為24萬元。不設分變電所時(分變電所帶的負荷均由上級變電所低壓供電)，室外1根低壓YJV-0.6/1-4×240電纜(按200 m考慮)造價約為10萬元，負荷矩為150 kW×200 m=30 000 kW·m,當本方案與設分變電所方案投資相同時，低壓負荷矩應為24/10×30 000=72 000 kW·m。也就是說，當低壓負荷矩為72 000 kW·m時，設分變電所與不設分變電所低壓供電造價相同；當低壓負荷矩大于72 000 kW·m時，設分變電所造價比低壓供電低，設分變電所更合理；當低壓負荷矩小于72 000 kW·m時，設分變電所造價比低壓供電高，低壓供電更合理。上述根據負荷矩來考慮分變電所設置的方法，在實際設計中更便于操作。

3 供電部門對住宅配電系統的地域性要求

在多年的建筑電氣設計中，發現由于住宅用電一般由供電部門管理到戶，因此供電部門對于住宅配電系統有比較嚴格的規定，這種規定在國家規范圖集上無法查找，且因地域不同而有較大差異，這就給住宅電氣設計造成了很大的困難。現對供電部門關于住宅配電系統的要求進行分析并總結出差異性及共性，希望對他人有所幫助。

3.1 不同地區供電部門要求的差異性

根據筆者經驗，住宅每戶安裝容量、住宅變電所的容量要求及土建要求、住宅變電所供電范圍等關鍵設計條件各地規定均可能不一樣。以住宅每戶安裝容量這個基本設計條件為例：北京供電局要求住宅用電指標為普通住宅6 kW/戶，高檔住宅為10 kW/戶；而沈陽供電局要求建筑面積50 m2以下4 kW/戶，建筑面積51 m2～60 m2,5 kW/戶，建筑面積61 m2～100 m2,6 kW/戶，建筑面積101 m2～120 m2,7 kW/戶，建筑面積121 m2～160 m2,8 kW/戶，建筑面積160 m2以上10 kW/戶；河南省安陽供電局要求建筑面積90 m2及以下6 kW/戶，建筑面積90 m2以上120 m2以下8 kW/戶，建筑面積120 m2以上160 m2以下10 kW/戶，建筑面積160 m2以上12 kW/戶。三個地方供電局的住宅用電指標無論從建筑面積的劃分還是從安裝容量上都差別巨大。

從住宅變電所容量來說，北京供電局要求住宅變電所單臺變壓器容量不大于1 000 kVA,而沈陽和安陽供電局要求住宅變電所單臺變壓器容量不大于800 kVA;從住宅變電所的土建要求來說，北京供電局要求住宅變電所下設電纜夾層以便于電纜敷設，而沈陽和安陽供電局卻無此要求。從供電范圍來說，北京地區規定住宅變電所可以給住宅戶內及住宅樓的公共用電供電，而沈陽和安陽供電局卻要求住宅變電所只能給住宅戶內供電，公共用電應從專門的公共用電變電所供電。

上述的幾點差異性只是不同地區供電部門要求內容差異性的一部分，其他方面的差異性還很多，比如外線的敷設、樓內配電系統的要求、電表的設置等；因此設計不熟悉區域的住宅配電系統時，建議首先要求業主幫忙聯系當地供電部門，收集當地供電部門關于住宅設計的地方性文件，并親自去當地供電部門了解住宅設計的相關要求。上述這一點很重要，是住宅配電系統能否設計好的前提。

3.2 不同地區供電部門要求的共性

雖然不同地區供電部門要求的差異性很多，但還是有一些共性的內容，比如對住宅區的配電都會設兩類變電所，住宅用電變電所和公共用電變電所，住宅用電變電所由供電部門設計和管理，設計院僅預留位置，公共用電變電所由用戶自行管理；考慮到深入負荷中心，住宅變電所的供電半徑不超過150 m等。

總之，不同地區供電部門在住宅配電設計要求上的差異性遠多于共性，這值得設計者予以充分重視。

[1] 住房和城鄉建設部工程質量安全監管司.全國民用建筑工程設計技術措施(2009年版)[M].北京：中計劃出版社，2009.

[2] 京供計[2002]173，關于調整住宅用電指標和配置住宅配電變壓器標準的通知[Z].

[3] 沈陽供電公司中低壓配電網建設與改造技術標準[Z].2012.

Discussion on common problems in power supply and distribution system design

Wu Zhengjie

(ChinaMachineryTDIInternationalEngineeringLimitedCompany,Beijing100083,China)

This paper made in-depth analysis on the problems without clear regulation of some standard to the power supply and distribution system design from the influence of electricity price to power supply and distribution system, transformer substation setting, the requirements of power supply department to the regional of residential distribution system three aspects, put forward the matters needing attention and specific measures in design.

electricity price, power supply and distribution system, transformer substation, installation capacity

1009-6825(2017)20-0127-02

2017-04-21

吳征杰(1979- )，男，高級工程師

TU994

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