大型超高層住宅小區供配電設計探討

（常州常供電力設計院有限公司，江蘇 常州 213000）

一、超高層住宅對供配電系統要求

（一）保證供電的高度可靠性要求

低壓配電線路應當滿足住宅所需的供電可靠性要求。可靠性，就是指根據住宅用電負荷的性質和停電事故給人們在經濟、政治上造成的損失，對用電設備提出的供電不中斷的要求。不同的民用建筑對供電的可靠性要求不同，一般我們將用電負荷分為三級。即使在同一民用建筑中，相同的用電設備，不同的部位，其用電負荷級別也不都相同。

（二）用電質量要求

低壓配電線路應該滿足超高層住宅用電質量的要求。用電質量主要有電壓和頻率兩個衡量指標。電壓質量就是加在用電設備端的實際電壓與該設備的額定電壓之間的差值，差額越大，說明電壓質量越差，對用電設備的危害也就越大。電壓質量除了與電源有關以外，還與照明線路、動力的有效設計相關，在設計線路時，一定要考慮線路的電壓損失。由于建筑物高，供配電線路較長，為了減少電壓損失和線路損耗，配電變壓器可以根據情況分層布置。

二、超高層小區供配電系統的設計要點

（一）負荷等級

電力負荷根據供電可靠性及中斷供電在政治上、經濟上，所造成的損失或影響程度分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。高層建筑供電負荷大，因而須對各種用電負荷進行限制分級，這樣既做到供電合理又不造成用電浪費增加成本。一般說來，高層建筑用電負荷大都屬于一級負荷。對高層建筑的負荷分級準則，一要看建筑物類別，二要看用電負荷性質來區別對待一、二級用電問題。

（二）負荷計算

1.住宅配電負荷計算

住宅配電變壓器選擇偏大的問題很普遍，其主要問題是負荷需要系數選取過高。JGJ242—2011《住宅建筑電氣設計規范》表1 所列需要系數是一個范圍，上限值與下限值差值從0.04 到0.25 不等，系數相差0.05，所選變壓器的容量、開關及導線規格就可能會相差一個等級以上。

2.柴油發電機負荷計算

（1）非消防情況下，需保障的負荷主要有消防兼平時用的應急照明、排污泵、消防電梯及客梯、生活泵、安防系統、變配電房、消防控制室及弱電機房用電等。排風兼排煙風機平時和火災時均有可能使用，平時市電停電后，可不考慮通風，該部分負荷無需發電機保障。雖然該類負荷不可作為普通負荷切除其電源，但市電斷電至發電機起動過程中，風機控制箱內接觸器自動跳閘斷電，除非手動控制起動，市電停電后就沒有必要。若平時采用數字控制器自動控制，物管人員也可以通過自動化系統主機取消對風機的自動控制。

（2）消防情況下，需保障的負荷主要有應急照明、消防電梯、消防風機、消防泵、消防梯集水坑及消防泵房排污泵、變配電房、消防控制室用電、安防系統、生活泵等。生活泵雖然屬于非消防設備，但火災時高層建筑滅火以自救為主，未逃出火場的人員可用生活水源自救，故確保其供電還是有必要的。

（3）消防水系統、防排煙系統都是按照同一時間內只考慮一次火災的原則設置。消防情況下，發電機僅需考慮消防用水量最大且最大防煙分區的一處火情時的負荷供電。因此，并不需要考慮所有防火分區的消防風機負荷，只需選擇容量最大的一個防火分區的消防風機負荷。

（4）火災時，市電停電，由發電機應急供電，需考慮將客梯等非消防重要負荷切除，以減輕發電機負擔，滿足消防負荷的供電。可將發電機應急母線分段，將消防時需保障的負荷與消防時非保障負荷分別接在不同的應急母線上，火災時通過聯絡總開關切除非保障負荷。選擇發電機時，將項目的所有消防負荷和其他重要負荷容量相加計算，或僅考慮一個防火分區滅火所需的用電，都是不妥的。

(5)發電機所要保障的負荷確定后，其容量應按應急負荷大小和起動大的電動機容量等因素綜合考慮確定。

三、配電線路設計

（一）導線的選擇

目前我國發生的火災中，絕大部分是由電氣原因引起的，其主因是由于電纜電線的過載和老化等不當使用引起的。同時，火災發生時引燃電纜電線中可燃的護套和絕緣材料，使得火災范圍繼續擴大，為了盡量減少護套和絕緣材料的燃燒所釋放的煙霧及有毒氣體對住戶造成的傷害，在工程設計中應根據建筑物的使用性質和重要程度，應盡可能選用低煙無鹵的環保電纜，萬一火災發生時，可以減少煙霧及有毒氣體的產生，為大樓內的人員爭取更多的疏散逃生時間。對于導線截面的選擇，主要是根據住戶的計算電流來確定，并考慮環境條件、敷設方式、機械強度、電壓損失和熱穩定性等因素，進戶線及干線應適當留有余量以滿足日后的需要。相對于鋁導線，銅芯導線在使用壽命、用電安全等諸多方面都比鋁導線優越，因此目前住宅電氣線路一般首選銅芯導線。

（二）配線方式

現代住宅建筑功能齊全，增加住宅配電分支回路，可以使室內負荷電流分流，減少因線路升溫、諧波危害等電氣火災的發生，現代住宅一般采用穿PVC 冷彎阻燃管暗敷設，將電氣線路的管線沿墻、地面等整齊排列，盡量減少交叉重疊。多根導線穿管時，導線的總截面積不應超過管內面積的40%，管內徑大于或等于導線束直徑的1.5 倍，為了方便穿線，線路不要太長，否則需選用大一級的管徑或裝設中間接線盒。