住宅小區供配電系統設計要點

安 娜

(北京市建筑設計研究院有限公司，北京100045)

0 引言

由于地區差異，住宅建筑的供配電系統具有其自身特點，即各地區供電部門對住宅建筑10kV開閉站、10/0.4kV變配電室的設置要求不盡相同，因此設計前期應首先了解當地供電部門的具體要求，結合小區規模、用電容量及負荷性質，對系統中的主要參數進行計算，從而確定經濟合理的供配電系統設計方案。本文結合以往的工程案例，從住宅小區的10kV開閉站、變配電室、住宅樓π接室、配電室及用電計量等方面，探討各地區住宅小區的電氣系統設計原則，總結了住宅小區供配電系統的設計要點。

1 住宅小區的整體供電設計思路

住宅小區通常是分期開發建設，為了方便對整個地塊的供配電系統及電氣室外管線路由進行統籌規劃，在方案設計階段就應與當地供電部門充分溝通，了解當地電源情況、高壓系統接地形式、高低壓計量方式、變配電室位置及進出線形式、變壓器容量限制、住宅樓內動力及照明計費方式、用戶電表設置及維護管理等內容。

2 10kV高壓系統

2.1 10kV開閉站

開閉站也叫開關站，一般用于10kV電力的接受與分配，設有中壓配電進出線、對功率進行再分配的配電裝置(不設電力變壓器)，其特征是電源進線側與出線側的電壓相同。

開閉站相當于上一級變電站母線的延伸，可用于解決變電站進出線間隔有限、進出線走廊受限，以及減少相同路徑的電纜數量等問題，并在區域中起到電源支撐的作用。

開閉站設置的基本要求有如下兩點。

(1)宜地上獨立建設，也可與配套公建合建。開閉站(與變配電室合用)，用地面積為 270～300m2。獨立建設的開閉站應設有衛生間，如距站30m內有公共衛生間，可不在站內設置。

(2)開閉站的梁下凈高應≥3m，電纜夾層凈高≥1.9m。

2.2 10kV電纜分界室

規模較小的住宅小區，10kV電源可考慮從臨近的開閉站引來，小區內僅設置10kV電纜分界室。

電纜分界室宜設置在首層，建筑面積為25～30m2。電纜分界室梁下凈高≥3m，電纜夾層凈高≥1.9m。

2.3 10kV開閉站帶小區變壓器容量計算

式中，I為一路10kV電源電纜(銅芯300mm2)的額定載流量，取550A；U為額定電壓，10kV；K1為一路10kV電源電纜的負荷率，取50%；K2為所帶小區配電變壓器的負荷率，取60%；K3為所帶小區配電變壓器的總容量，最大負荷的同時系數取0.6。因此，S＝2 3IUK1/K2/K3＝2× 3×550×10×0.5/0.6/0.6＝26 460 kVA

開閉站帶小區變壓器的容量一般控制在26 000kVA以內。住宅小區的建筑面積在40萬m2以上時，通常需考慮建一座10kV開閉站。

3 變配電室分類與配電范圍

3.1 變配電室分類

以北京地區為例，住宅小區變配電室按管理屬性可分為局管(低基)和自管(高基)兩類，兩者的維護管理、設計要求、計量方式和電價標準等各不相同，詳見表1。

局管(低基)變配電室和自管(高基)變配電室的比較 表1

3.2 配電范圍

(1)局管(低基)變配電室配電范圍

1)居民戶內用電；2)住宅樓內非居民用電，如電梯、公共區域照明、地下室污水泵、自行車庫、人防等；3)服務于住宅的電氣及設備用房:π接室、配電室、弱電機房、熱交換站、水泵房等；4)不大于100kW的商業用戶。

(2)自管(高基)變配電室配電范圍

1)托兒所、幼兒園、小學、辦公類公共建筑等；2)大于100kW的商業用戶，如會所、商業、配套公建等。

4 10/0.4kV變配電室設計

4.1 選址

(1)宜設置于負荷中心區域或靠近大容量用電設備點，市中心區域低壓電纜供電半徑宜≤150m，其他地區宜≤250m。

(2)考慮高低壓電纜進出線方便，宜設置在建筑物內靠外墻的部位。

(3)不應設在地勢低洼、建筑結構最底部等可能積水的場所；不應設在廚房、衛生間、浴室等有水房間的正下方，也不宜與其貼鄰。

(4)可設獨立式變配電室，也可附設于建筑物首層、地下一層，或與汽車庫同層建設，但不應設在住宅樓居住房間的正下方或與其貼鄰。有條件時應適當拉開變配電室與居民住宅的距離。

4.2 運輸通道

(1)變配電室附設于地下車庫內時，優先考慮利用汽車通道作為運輸通道。要求通道凈高≥2.5m，凈寬≥2m，轉彎處凈寬≥2.5m。

(2)利用公共通道(如走廊、門等)運輸變壓器時，根據運輸穿越距離的長短，其寬度及高度應比設備最大尺寸每側至少加大200～500mm。

(3)當運輸條件受限，沒有公共通道可利用時，可采用吊裝口運輸方式。吊裝口尺寸≥1.8m×2.5m。吊裝口須與變配電室貼鄰，吊裝口如在室外地面上，應高出地面0.5m或建防雨小屋。

4.3 變配電室設置的基本要求

(1)變配電室的板底凈高≥3.5m，梁底凈高≥3.0m。變配電室應設電纜溝或電纜夾層。當設置電纜溝時，應考慮高低壓電纜轉彎半徑、電纜數量、施工及檢修情況并結合當地供電部門的要求，確定電纜溝的寬度和深度；當設置電纜夾層時，夾層凈高宜≥1.9m。

(2)變配電室需設兩個獨立向外開啟的門，其中1個為運輸設備的大門，其尺寸為1.8m×2.7m。

(3)電氣設備的荷載應提供給土建專業:變壓器荷載應根據變壓器容量確定，SF6氣體絕緣環網柜每面約500kg；低壓開關柜每面約600kg。

4.4 變配電室布置圖實例

變配電室平面布置圖及剖面圖如圖1～2所示。

圖1 變配電室平面布置圖

圖2 變配電室剖面圖(A-A)

5 變壓器容量的配置

5.1 用戶用電設備容量的確定

住宅小區用電負荷應按照公式(2)計算。

式中，P為用戶計算最大負荷，kW；Q為負荷計算指標，kW/戶或kW/m2，按表2選取；F為戶數或建筑面積，戶或m2；K為需要系數，各類住宅用電負荷需要系數，按表3選取。

各類住宅供電容量負荷計算指標[4] 表2

各類住宅面積用電負荷需用系數表[2] 表3

5.2 局管(低基)變電室變壓器容量配置要求

住宅、公寓及配套公建變壓器的容量按照式(3)計算。

式中，S為配電變壓器容量參考值，kVA；P為住宅、公寓及配套公建等折算到配電變壓器的用電負荷，kW，按公式(2)確定；cosφ為功率因數，取0.85；K2為變壓器的負載率，單臺變壓器時取85%，兩臺變壓器時取60%；局管(低基)變配電室單臺變壓器容量不宜超過800kVA。

5.3 工程案例

某住宅小區總建筑面積約22萬m2，其中D地塊共有高層住宅樓8棟(為板式小高層)，居民814戶，居民用電最大負荷4 884kW；E地塊共有住宅樓23棟(均為六層帶電梯)，居民932戶，居民用電最大負荷5 592kW。

D、E地塊中設置一個開閉站及四個低基變配電室。開閉站設于D地塊，D、E地塊分別各設置兩個低基變配電室。其中D地塊中開閉站與一個低基變配電室在地上合建，D地塊中另外一個低基變配電室及E地塊中的兩個低基變配電室分別設于所屬地塊的地下車庫內。具體變配電室設置方案可參見表4。

某工程變配電室設置方案 表4

6 計量裝置

(1)居民住戶按供電部門要求采用一戶一表計量，電度表采用智能卡式電度表，電度表一般采用4倍表，如10(40)A、20(80)A等，需根據各戶計算負荷確定。電度表安裝在各層電氣豎井內的電表箱中，表前設隔離開關，表后設微型斷路器。動力和公共照明負荷計量分別在配電室的光、力柜上。

(2)配套商業店鋪按戶設計量電表，電表集中設于配電間；對動力負荷等樓內公共用電設備負荷在總進線柜內集中設表計量。

7 電氣豎井設置

(1)強、弱電線纜宜分別設置豎井。當條件受限需合用時，強、弱電線纜應分別布置在豎井兩側或采取隔離措施。

(2)高層住宅建筑中，非進人(利用建筑通道做檢修面)電氣(強電)豎井的凈寬度宜≥0.8m。

(3)非進人(利用建筑通道做檢修面)弱電豎井的凈寬度對于多層住宅來說宜≥0.35m；對于7層及以上的住宅建筑來說宜≥0.6m。

8 公共區域管線敷設

根據JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》(以下簡稱《民規》)第8.1.6款:敷設在鋼筋混凝土現澆樓板內的電線導管的最大外徑不宜大于板厚的1/3[3]。

以一層四戶高層住宅為例，從強、弱電豎井沿每層公共區域引至各戶的管線為:1根SC32管至家居配電箱(強電箱)＋1根SC20管至家居配線箱(弱電箱)＋1根SC25管至戶內對講機，共12根管。此外，各層公共區域內還有照明、應急照明、消防報警、消防聯動等各類管線，故建議公共區域的照明類和消防報警、聯動類管線采用豎向敷設布線，以避免與引至各戶的水平管線交叉而影響結構板厚。

同時，工程設計中，應結合項目的實際情況，根據建筑高度、每層戶數、結構板厚等條件，密切配合結構專業，在同層水平管線較多、管徑較大的情況下，酌情加大公共區域局部樓板厚度，以滿足《民規》第8.1.6款的要求。

9 室外管線簡介

(1)住宅小區內的室外電纜線路分為用戶線路和供電局線路兩類。

(2)供電部門規定，供電局線路不允許穿用戶線路電纜排管的管孔敷設，也不得敷設于用戶線路的電纜溝內。

(3)同一路徑的電纜數量不超過12根時，宜采用電纜排管(即管加井方式)敷設，超過12根時應采用電纜溝敷設。

(4)住宅小區室外電纜管井及路由的設計，應結合弱電、水暖設備管線、管井及場地標高等條件統籌考慮，盡量使引至各住宅樓及配套建筑的低壓電纜路由經濟合理。

10 其他地區住宅項目供配電系統設計

住宅項目設計不僅要滿足國家相關規范的規定，還應充分結合各地區規范、標準及供電部門的具體要求，常見的做法有以下幾種。

(1)市政僅能提供一路10kV電源，需設置柴油發電機作為備用電源。

(2)變配電室位于地下一層時，其地面需抬高，防止雨水、消防水等流入。

(3)變配電室下設電纜溝，高壓電纜溝寬1m、深1.2m；低壓電纜溝寬0.8m、溝深1m。溝后設檢修蓋板。設計時需注意電纜溝底部與基礎地梁的豎向標高關系。

(4)住宅樓內直接設配電室(不需設π接室)。(5)電表選型:機械表、磁卡表等。

(6)電表箱安裝位置:與電表選型有關，或是集中安裝在首層或公共區域，或是安裝在各層電井內或外等。

11 結束語

住宅小區的品質與日常生活息息相關，從源頭上做好其供配電系統設計是居民生活安全舒適的基本保障。針對各地區供電部門要求和做法的多樣性，及實際工程中供電方案批復時間相對滯后等若干問題，需要設計師在工程實踐中不斷總結和不斷積累，努力提高設計水平，全面系統的了解和掌握各地區住宅項目的特點，力求住宅小區的供配電系統設計更加完善。