智能小区住宅配电系统设计

2010-03-27马占敖王琮泽

长春工业大学学报 2010年6期

关键词：单相配电箱三相

马占敖，江平，王琮泽

（吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，吉林长春 130021）

0 引言

智能住宅小区配电系统设计应处理好现实性与超前性的关系，认同住户间的经济差别，避免人为制造新的用电瓶颈，适应家庭用电快速大幅增长的需要。

1 用户配电箱回路数量[1]的确定

应根据智能住宅小区居民生活用电的发展规律确定用电回路数量，并在此基础上留有一定的发展余地。参照我国及国外居民生活用电水平以及智能小区照明设计标准，一般可分为以下4个阶段:

1）萌芽阶段。此阶段以生活照明用电为主;

2）初级价段。电视机、洗衣机、收录机、冰箱等需求型家电的普及;

3）中级阶段。满足电热水器、空调、电炊具等需要;

4）高级阶段。满足包括采暖在内的全面电气化需要。

我国幅员辽阔，经济发展不平衡，但就一般城市而言已处于上述4个阶段的初级阶段，并正向中级阶段过渡。因此，设计住宅用电回路数量时应考虑未来发展，见表1。

表1 居民生活中级用电阶段回路数量

根据表1可知，照明、一般插座、空调回路数量应根据住房面积的大小和房间的数量来确定。下列家用电器应采用单独回路供电，整定电流值[2]可参考如下确定:

蒸汽浴房:16～25 A;

储水式电热水器:10～16 A;

即热式电热水器:20～32 A;

柜式空调器:16～25 A;

壁挂式空调器:16～20 A;

全自动滚筒洗衣机:16 A;

电炊具:16～20 A。

上述回路供电的导线截面积不宜小于4 mm2（塑铜线），每套住宅进户线不应小于16 mm2（塑铜线）。

2 用户配电箱接线方式的比较与选择

智能小区用户配电箱有多种不同的接线方式，其焦点之一是空调、照明回路是否设漏电保护，另一个是漏电保护开关设置数量问题。日本较为典型的住宅配电系统如图1所示。

图1 日本住宅典型配线系统

在总开关处设漏电保护是一种比较经济的方式。

德国三室住宅回路划分系统如图2所示。

图2 德国三室住房的回路划分

其特点是漏电断路器分别设在各类负荷总开关处，发生接地故障时只断开部分负荷，其它负荷不受影响。

由图1和图2可以看出，日本的方案比较经济，故障时影响范围较小。德国的方案造价较高，故障时影响范围较小。但有一点是共同的，即对住户内所有配电线路都进行了接地故障保护。壁挂式空调器、照明灯虽设在高处，人不易接触，但如不设置保护措施，则当其回路发生接地故障时，只能靠设在进线处的接地故障保护开关（300～500 mA）作为火灾保护，故障时影响面大，而且不易查找故障点。另外对住宅而言，安全是第一位的，所以保护应当完善，因此推荐采用如图3所示的方式（受投资限制时可采用图1的方式）。

图3 楼层配电系统

3 用户配电箱供电制式的选择

我国家用电器都为单相负荷，随着负荷的增加会出现线路电流大于30 A的情况，此时是仍旧采用单相供电还是依规范采用三相供电，成为设计专业工作者讨论的又一焦点。

几个国家为居民提供的供电制式[3-6]统计见表2。

表2 几个国家住宅供电制式统计

由表中可知，英、法两国均为单相供电，日本有两种制式，根据容量的大小选择。美国均为单相供电，小型家用电器接于120 V，用电较安全，大型家用电器接于240 V以减小电流，是技术经济及安全较好的方式。德国可以采用三相方式，因为在该国4.4 kW以上电热器、2 kW以上取暖器、空调器均为三相负荷。从楼层电表箱至用户配电箱一般只有几米距离，采用三相入户要用三相四线电能表和四极开关，就造价而言与单相入户相比并无优势。从线损方面来看，三相入户在负荷分配及使用较平衡时具有优势，但我国家用电器均为单相负荷且各类家用电器容量差别较大，加之使用的不同时性，即使三相入户也较难使三相负荷的不平衡度控制在合理的范围内，因此，为简化配电系统并从安全的角度考虑，应尽可能不将三相电源引入用户内。为此，建议对我国住宅用户配电箱供电以采用220 V单相方式为宜，不应受到30 A的限制。