浅谈住宅小区电气设计

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　　摘要：文章以实际工作经验为依据就某大型住宅小区的电气设计的要求，提出了新建住宅小区供电方案优化设计中应注意的几点问题。并通过10kV电源进线方案、配电变压器配置、布点及低压配电网设计三方面入手对小区供电方案优化设计方法进行阐述。
　　关键词：住宅小区；配电设计；
　　0前言
　　住宅是人们生活中所必须的生活资料。代表着一个城市的精神风貌和文明程度，随着社会的发展，人们生活水平的提高，小区功能日渐丰富,居民小区的建设正在如火如荼的进行中。近年来，阳东县一个个风格迥异、规模不一的住宅小区如雨后春笋般冒了出来，成为了我们生活中亮丽的风景。小区的供电设施是小区的基础设施之一,做好小区的供电工作,无疑是小区建设的关键环节，这也对住宅小区的设计提出了更新更高的要求。作为专业电气设计人员，住宅小区的电气设计是我们工作中不可或缺的组成部分，而如何在满足安全、可靠、经济、实用、舒适的前提下更合理、快速的完成住宅小区电气设计工作呢？下面结合本人设计中惠龙熙山项目的要点为例，来阐述一下笔者在过去几年的工程实践中遇到的一些小区的设计要点及问题进行梳理和总结。
　　1初步方案确定
　　小区方案的初步确定包括:负荷预测和10kV电源接入方案的确定.考虑10kV电源接入方案前,首先必须进行负荷预测,只有容量确定之后,才可以从整个系统10kV线路上选择合适的接入点,来满足整个小区的负荷需求。就中惠龙熙山而言, 该小区位于阳江市未来滨海新城中心板块，占地面积:32.85万m2，建筑面积:31.91万m2。总户数为1881户。其中建筑面积为81-120平方681户、121-150平方855户、150平方以上345户，商业建筑面积16305.46平方米。
　　下面来确定该小区的总用电量：
　　1.1负荷预测
　　根据《中国南方电网城市配电网技术导则》7.5用电负荷估算方法，建筑面积80 m2以下为4kW/户；81-120m2为6kW/户；121-150 m2为8-10kW/户；高档住宅、别墅12-20kW/套；商用按100-200W/ m2计算；办公按80-100W/ m2计算。以此原则计算该小区总的用电负荷为:
　　P=S商业×100W/m2+80m2以下户数×4W/户+81-120m2以下户数×6W/户+121-150m2以下户数×8W/户+150m2以上户数×10W/户+公共设施等用电负荷200kVA =
　　16305×100W/m2+0×4W/m2+681×6W/m2++855×8W/m2+345×12W/m2+200kW=12213kW。
　　考虑到变压器的经济运行及功率因数,取变压器最佳负荷率k为0.85,功率因数cosφ为0.75.由于住宅小区内居民的作息时间不同,而取同时系数为0.7,则折算后该住宅小区变压器容量S应为:
　　S=P/(kcosφ)*0.7=12213/(0.8*0.8)*0.7=13410kVA.
　　1.210kV电源接入方案确定
　　住宅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,在准确的预测用电负荷后,一个合理的10kV电源接入方案,成为日后保证住宅小区供电可靠性的一个至关重要的因素.以阳东县为例,阳东县内10kV供电线路众多,每条线路在考虑n-1情况后,控制电流约在300A,控制容量约在7000kVA.但是在现有的10kVA线路中,大多负荷较重.作为一个供电容量14000kVA左右的小区,没有线路可以满足其容量需求.故考虑自附近上一级变电所新出两条10kV线路为本小区供电,并在小区设置10kV开闭所一座。小区为别墅和小高层型建筑,其负荷包括有二级负荷,根据《供配电系统设计规范》GB 50052-95和《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92相关条款的规定,两条10kV线路要求出自不同的上一级变电所或同一个变电所的不同母线,保证两条10kV电源的相对独立,以满足小区二级负荷的双电源要求。
　　2小区配电设计方案确定
　　2.110kV电气主接线及设备选择
　　2.1.110kV电气主接线
　　一般的多层住宅小区,负荷比较单一,且电气主接线方案比较简单,配电设备多采用箱式变电站.本文的论述以负荷较大,拥有独立开闭所及变电所的高档别墅及小高层住宅小区为主.对于容量较大的别墅及小高层住宅小区，要求双电源供电。为满足其供电要求，小区内应设10kV开闭所多座，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.以中惠龙熙山为例,本小区最终负荷确定为13410kVA,且本小区以别墅及小高层为主,包含二级负荷,故在小区设开闭所一座,内部10kV电气主接线采用单母线分段;设10kV变电所6座,每座变电所内各设两台（或三台）800kVA变压器,并且要求两台变压器电源由小区开闭所不同段母线引入,保证二级负荷的双电源供电。规划在中惠开关站10千伏出线专柜供电，规划双回路专线，敷设两条YJV22-300mm2电缆约1256米至#1中心配电房，再在#1中心配电房分别出线YJV22-300mm2电缆至#2和#3配电房，在#2配电房出线YJV22-300mm2至#4配电房，从#4配电房出线YJV22-300mm2至#5配电房；从#3配电房出线YJV22-300mm2至#6配电房，再从#6配电房出线YJV22-300mm2至#5配电房。在#5配电房形成环网供电并开环运行。
　　2.1.210kV开关柜的选择
　　目前应用于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;就目前阳东县而言,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,别墅、高层及小高层住宅小区内现多采用真空断路器柜,其特点在于：柜型结构简单，安装维修方便、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。
　　2.2变压器的选择
　　2.2.1、变压器的选型
　　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的相关要求.变压器接线组别采用D,Yn11;额定电压及分接头开关10×(1±2×2.5%)kV /0.4kV。
　　2.2.2变压器容量和台数的选择
　　要确定合适的变压器容量和台数也是件困难的事情。容量选择大了，台数选择多了将造成浪费；而相反，则造成变压器的过载，供电可靠性和安全性又得不到保证。那么，怎样才能做到选择合理？下面以中惠龙熙山为实例来探讨这个问题。
　　根据《南网导则》6.6.2变压器容量选择，单台配变容量不宜大于：油浸式，630kVA；干式，800kVA。按中惠龙熙山总容量折算后13357kVA来算，加上考虑该小区总面积较大，因而在区内6个地方各建一座配电房，每座配电房各供10-12幢楼房，该小区应安装800千伏安干式变压器17台。公共设施等用电负荷需安装200千伏安变压器1台。

　　2.3400V电气主接线及设备选择
　　在这里,仍以该小区为例,小区内6座变电所均设有两台（或三台）变压器,两台变压器电源引自上级开闭所的不同母线,400V电气主接线亦采用两个独立的单母线和单母线分段接线方式,但采用单母线分段接线方式时,必须在低压两台变压器低压进线总柜及联络柜间采用闭锁装置,保证在一段向另一段母线供电时,不会造成电力系统不同电源之间合环。
　　目前国内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,阳东县目前主要应用的400V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,各分路均采用塑壳是式断路器,并根据变压器的不同容量配置无功补偿装置。
　　3、住宅进户线及室内电气设计
　　为保证用电安全，住宅小区内应采用TN－C－S，TN－S或TT系统；住户进户线必须采用三线制进线，即引至住户的电源线必须有火线、中性线和保护地线。根据GB50096－1999《住宅设计规范》中“当前线路必须采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜芯导线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2”。因此，目前引至住户的电源线采用3根10mm2的铜芯导线，有条件或大面积的住户采用3根16mm2的铜芯导线，以后随着住户负荷的增长再考虑更换截面积更大的导线。进户线大多是明敷设的，以后更换难度不高，费用也较低，而大部分住宅室内导线则是暗敷设，以后要更换难度较大，费用也较高，同时又影响美观。因此室内电气线路设计不能片面强调节约，而应该有一定的超前意识。我们可以借鉴国外经验并结合我国实际来合理设计室内住宅的电气线路。每套住宅电气线路的分支数不应少于5回；空调电源、插座电源和照明电源应分路设计；厨房及卫生间的插座电源宜设独立回路；空调电源回路导线截面积不应小于4mm2，其它回路不应小于2.5mm2。室内插座设计与室内电气线路设计一样要有超前意识，应考虑未来发展的需要，宜一次性安装完毕。要做到每间房、厅4面墙至少有一个插座，但客厅应适当增加插座数量。室内电气设计应有过载、过流和漏电保护等。总之，住宅室内电气设计应有超前意识，宜一次性投资，这样才能避免以后因更换导线或增加插座而产生麻烦、美观等问题，同时能够增大电气安全和防火安全系数。
　　4、结束语
　　在城市化建设不断推进的今天,别墅、高层及小高层住宅速度拔地而起.高档别墅以及高层建筑作为新的建筑形式对配电设计的要求也日益提高,由于生活用电负荷的不断发展，使远期住宅负荷很难预测，现在要将住宅小区的电气设计做到十分完美是不可能的。设计人员必须经过多年电气设计的经验的积累,对配电设计中从初步方案的确定到配电设计方案的实施进行总结,只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的服务。
　　

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