1、居住小区供配电系统设计要点探究摘要：文章主要通过笔者在供配电系统设计工作的经验，针对居住小区供配电系统设计中的注意要点进行了分析与探究，主要从系统设计要求、供电电源的选择、负荷计算、变电所的选址设置、电气主接线方式、设备选择和低压配电系统等要点进行了论述，旨在不断地提高小区供配电系统的设计水准，从而保证小区的用电安全与稳定运行。 关键词：居住小区；供电电源；负荷计算；变电所；电气主接线；设备选择；低压配电 中图分类号： F407.6 文献标识码：A 文章编号： 随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，家用电器特别是空调、冰箱、微波炉等功率大、耗电多的用电设备在普通家庭中的使用越来越普遍,技术要
2、求也不断提高，因此对城市配电网络供电可靠性的要求越来越高,配电网络要达到安全、经济、可靠、充足和可持续发展的要求。居住小区的供配电设计应坚持“以人为本”的原则，在确保安全可靠的大前提下，根据工程特点、建设规模、当地气候条件、地区供电条件及经济发展状况等诸多因素，兼顾技术先进性和经济合理性，来确定小区的供配电方案。本文结合本人的工作经验，就居住小区供配电系统设计中的注意要点进行分析和探究。 一、供配电系统设计要求 （1）供配电电压应采用 220/380V。 （2）供配电系统设计应根据工程规模、设备布置、负荷容量及性质等综合考虑确定。 （3）供配电系统应满足生产和使用所需要的供电可靠性和电压质量；
3、接线简单，并有一定的灵活性；操作安全，检修方便；另外，还要考虑节省有色金属消耗减少电能损耗。 （4）自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非常重要负荷供电时，可以超过三级。 （5）由公用电网引入建筑物内的电源线路，应在屋内靠近进线点便于操作维护的地方装设电源开关和保护电器。若由本单位配变电所引入建筑物内的专用电源线路，可装设不带保护的隔离电器。 （6）在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不大的时候，又无特殊要求时宜采用树干式配电。当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在很潮湿、有腐蚀性环境的车间及建筑物内，宜采用放射式配电。 （7）各级低压配电屏，应根据发展的可
4、能性留有适当的备用回路。 二、供电电源的选择 居住小区一般应由 10kV 电源供电。居住小区中的住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级应符合现行的供配电系统设计规范的规定。高层普通住宅一般为二级负荷，二级负荷的供电系统，宜由两个回路供电，即由双回线路供电。双回电源线路宜采用同等级电压供电，并满足一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的用电需要。当小区内的一、二级负荷较小，且设置自备电源比从城市电网取得第二电源更经济合理时，可设置自备电源。 居住小区供电设施是城市配电网的组成部分，应该纳入城市配电网的统一规划，10kV 电源接入方案的合理选择，也是日后保证居住小区供电可靠性的一个至
5、关重要的因素。因此，居住小区的供电方式、电源来源必须与当地供电部门协商并通过现场勘测确定。 三、负荷计算 为了合理向用户提供足够且可靠的电力，准确地预测小区的电力负荷是非常重要的。居住小区用电负荷的计算主要有单位面积法和需要系数法、利用系数法等，但各地都有本地区的实际情况，相关政策也有所不同，计算标准千差万别。新的住宅设计规范对各类住宅的用电负荷标准、电表规格、进户线截面都规定了下限值。很多省、市、自治区也根据此规范并结合本地区情况，出台了地方住宅设计标准，对上述用电指标均作了等同或高于住宅设计规范的规定。据此，一般采用单位指标法进行负荷计算。 即 Pc=KxPeN 式中 Pe单位用电指标，如
6、：6kW/户(不同户型的用电指标不同)，可根据住宅设计规范或各地区的地方住宅设计标准的规定选取。 N单位数量，即户数(对应不同面积户型的户数) Kx需要系数， 住宅设计规范对其取值未作规定，有些地方标准有规定，但是差别较大。如果地方标准无规定，可参照全国民用建筑工程设计技术措施- 节能专篇电气的推荐值，表 2.2.4-1 的规定取,具体按接三相配电计算时所连接的基本户数选定。对小区内的商业、办公等配套公建及路灯用电负荷需用其他方法单独计算。 四、变电所的选址 高级住宅小区一般都会按不同的建筑类型进行分区，如别墅、公寓洋房、学校、幼儿园、会所等。对于变电所的布置，强调每条 10kV 供电线路及每
7、座变电所都应有明确且比较整齐的供电区域，防止交叉重叠，近电远送。因此，在适应建筑物不同职能分区的前提下，居住小区变电所应按以下原则分区设置： (1) 深入负荷中心，进出线方便，以降低电能损耗、提高供电质量、节省设备材料。 (2) 考虑合理的负荷分配及合理的供电半径，对于 380V 电源线路可输送距离约 250m，以保证在最大负荷时线路末端满足各种用电设备正常工作。 (3) 设备吊装、运输方便。 (4) 当小区规模较大时，如果分期开发，要考虑建筑规划及开发商的开发时间次序，尽量按分期片区划分供电范围。 (5) 按一般次干道将小区分为几个供电分区，以避免大量电缆线路穿越马路。 (6) 与住宅楼保持
8、一定距离，并满足防火、防噪声、防电磁辐射等要求。 (7) 远离通信机房、微机机房和消防控制室等有防电磁干扰要求的房间。 五、电气主接线方式 5.1 10kV 电气主接线 对于容量较大的高层及小高层住宅小区，每栋楼一般都会有配套电梯、消防及喷淋设施，还有地下室人防及消防用电，均为二级及以上等级负荷，要求双电源供电。为满足其供电要求，小区内应设 10kV 开闭所，开闭所内部 10kV 电气一次接线可根据小区的负荷性质和外围电气网络情况的不同，采用两条独立的单母线或单母线分段接线。 5.2 0.4kV 电气主接线 0.4kV 电气主接线一般采用单母线或单母线分段接线。单母线分段接线时，两台变压器相互
9、联络，分列运行，两台低压进线断路器和母联断路器之间，加装可靠的电气及机械联锁，采用“三合二”形式。 六、设备选择 6.1 变压器的选择 在 10kV 配电设计中，变压器作为配电系统的核心部分，其设备选型应符合节能、低噪音、免维护的要求，并且必须结合不同的用电性质和不同的用电环境进行正确的选择。 常用的变压器有两种：全密封油浸式变压器和干式变压器。小区配电设计中，变电所位于地面以上，且位于独立的变电所内，可采用油浸式变压器；当变电所位于地面以下，或处于非独立型变电所内时，需选用干式变压器，以满足消防及其它配套设施。 由于住宅楼以单相负荷为主，容易造成三相不平衡负荷超出变压器每相额定功率 15的情
10、况，因此，小区内应选用接线组别为 D，yn11 的变压器。 变压器容量的选择。一般情况下，按变压器的效率最高时的负荷率M 来计算变压器容量。首先，应确定建筑物的计算负荷，其确定方式如下：单相用电设备的功率：P=I*U*cos-p*n 三相用电设备的功率：P=1.732*I*U*cos-p*n 公式中，P功率，I 是电流，U 是电压，cos-p 是功率因素（取值在 0.80.95） ，n 是工作效率（取值在 0.850.95） 。 把各负载的功率相加算出总功率 P 总（KW） ，那么在选择变压器时其容量（功率）应大于用电设备的总功率，最好是 2 倍 P 总，这样留有一定的缓冲空间，当负载突然加大
11、时，才不会使变压器因超载而烧毁。 当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为： S=P/bcos2（KVA） 公式中，P建筑物的有功计算负荷 KW；cos2补偿后的平均功率因数，不小于 0.9；b变压器的负荷率。 因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率 b。 我们知道，变压器的负荷率为：b=M=Po/PKH 公式中，Po变压器的空载损耗； PKH变压器的短路损耗。 6.2 10kV 开关柜的选择 10kV 配电的设备按其绝缘介质可分为充气式(SF6)负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜或真空断路器柜三种；就目前广东地区而言，在小区配电设计中，考虑到设备的使用维护和可靠性等因素，高
12、层及小高层住宅小区内现多采用充气式(SF6)负荷开关柜，其特点在于柜型尺寸较小、分段能力强设备可靠性高、免维护，能够较好的满足供电公司运行维护及小区供电的要求。 6.3 0.4kV 开关柜的选择 目前，我国低压成套设备及元器件技术相对比较成熟，设备种类也比较繁多，作为通用设备，广东地区主要应用的 0.4kV 室内配电柜以抽屉式成套开关柜和固定式成套开关柜为主。两种柜型进线总柜采用智能型低压断路器，各分路均采用塑壳式断路器，并根据变压器的不同容量配置无功补偿装置。 七、低压配电系统 低压配电系统，应保障安全、配电可靠、经济合理、维护方便。居住小区低压配电应采用 TNS 或 TNCS 系统供电方式
13、，并在入楼处做总等电位联结，相线与零线等截面。从变电所到各栋楼或各中间配电点一般采用放射式接线方式，低压线路一般采用 YJV22 型低压电缆直埋敷设，入户处穿钢管保护。对单元式高层住宅，可在每单元地下室设置小型低压配电间，分单元双电源供电。配电间内安放数台低压配电及计量柜，以放射式、树干式或分区树干式向各楼层馈电。对多层住宅或别墅，可在楼前适当位置设置落地式风雨箱或在楼内地下室设置落地式进线箱作为中间配电点，以放射式向各栋楼或各单元供电。每单元宜提供三相电源，以利三相负荷平衡。单元配电箱暗设在单元首层入口处。 单元配电大体有两种形式：第一种，单元配电箱内设单元总开关、分支开关及各分户计量电表，
14、由单元配电箱到各户配电箱用放射式布线；第二种，单元配电箱内设单元总开关，由单元配电箱到楼层配电箱采用树干式布线，各层配电箱暗设在各层楼梯间墙上，在层配电箱内设有该层住户用计量表及配电开关，由层配电箱到各住户采用放射式配电。选择低压电缆时，除按计算负荷考虑与出线开关的保护配合外，还应保证供电质量，宜按经济电流密度选择电缆截面并适当考虑负荷发展裕量。 八、结束语 总之，一个好的小区供电系统的设计，不仅要考虑其技术上的可行性，布局上的科学合理性，经济上的适用性，更应该考虑其使用上的安全性和可靠性。如何不断地提高居民小区的配电设计水平，实现安全、可靠的配电系统一直是设计人员一直关注的话题。因此，必须结合工程实践，不断优化设计，创建一个优质合格的供电系统工程。 参考文献 1 供配电系统设计规范GB 50052-2009 2 全国民用建筑工程设计技术措施电气.北京 ：中国计划出版社，2009. 3广东省 10kV 及以下业扩工程设备选型规范2010 版 4 陈?浅谈建筑供配电设计J民营科技，2011， （6）. 5 钟建文现代住宅建筑配电设计要点J科学之友，2011(7）. 6 郭桂香.浅谈配电设计J.价值工程，2012（10）. 7 李炜文.探讨城镇住宅小区供配电系统设计J.科技天地，2011.
