小区供配电系统设计存在不足点及改进

2016-12-27王胜禹中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都610000

低碳世界 2016年34期

王胜禹（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610000）

小区供配电系统设计存在不足点及改进

王胜禹（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610000）

随着科学技术的蓬勃发展和人民生活水平的日益提高，与之伴随的是城市的扩张，人们生活空间的增大，体现在住宅面积的扩大上；人们生活舒适度的满足，很大程度上依赖于电力的驱动。在这种背景下，住宅小区供配电系统是否能安全、高效地承载起居民的日常生活用电需求，就成为了一个急需面对的现实问题。本文便是基于这一现状，针对配电系统的设计上存在的问题进行了分析，并提出拙见，希望抛砖引玉，有所启发。

住宅小区；供配电系统；不足及对策

引言

作为经济发展的晴雨表，我国房地产行业的发展备受关注，受益于人民对生活水平的追求，很多城市的大型住宅区面积已经超出了传统意义上的小区，新型的社区已经成为了具备多幢高层与低层住宅建筑，结合必要的商业、服务业建筑，还有为了满足业主用车需求的配套车库。而这种大型、综合性的住宅小区，需要的用电量是很庞大的，给社区日常运作供电是一个很艰难的任务，所以说现代小区的电力系统设计，都会考虑更大容量、更高安全性、更强的防触电、防电力火灾的系统，辅以相关消防设施。而我国现阶段的电力系统设计，都限制在10kV这个上限，电压有限，有时候很难满足整个社区的全力运转，甚至在饱和用电的情况下就会出现供电短缺与局部断电现象，容易出现住宅供电的10kV过线。然而，在这种情况下，系统要想满足供电需求，就会产生很多安全隐患，对于电力保护系统的设计就显得尤为重要。

1 住宅小区供配电系统现状

1.1 供电系统的当前问题

随着人们生活水平的不断提高，家用电器的用途和种类也在不断增加，一些住宅小区的供电设施已无法满足居民的用电需求，一些房地产开发商为了尽可能地压缩成本，增加利润，就会在供配电系统上进行节约，使用落伍的设备或者廉价的不达标产品，导致变压器容量大，设备运行和线路损耗高，供电系统的住宅安全风险。而如果进行改造，就会面临很难重新确定必要的改造位置，论证新的电力供应量是否满足居民的需求也需要大量调研。一般住宅小区的变压器容量一般都很小，原有的设计能力只是为了满足居民日常生活的用电要考虑，而老式住宅的使用面积不会很大，所以早期设计的变压器容量肯定较小，满足不了改建扩建后的小区配电所需的发电量，而整个小区缺乏面对这种供电增长的空地来安装新的供电箱或者变电器，住宅供电和配电系统的安全性已成为一个不容忽视的问题。

1.2 小区供配电特点

就目前的资料与现实来看，我国的住宅建筑之间的间隔较大，而供电基站是固定的，所以单个供电箱供电面积较大，在此基础上要想满足所有居民的用电需求就需要使用多个箱。而由于用户的用电量与用电需求不同，所以必须有一个相应的电源电路数。每栋居民楼的建筑面积和用户数量不一样，所以要一一对应去进行电源电压设计，这就需要在系统设计时根据家庭数量，采取相应的电源。对于联体建筑可以使用单相供电，而复式独栋可以利用三相电源。而且连接用户家里的照明灯与空调这样的用电器也可以调节电压与电力模式。由于规模小，负荷点分散，所以在施工中，电源采用两PSA，第一级是35kV和10kV（站第二等级10kV），对0.4kV（户外箱式变压器）。在负载中心的盒子分配，减少输入，降低运营成本，提高用户的电源质量。

2 住宅小区用电负荷与配电设计存在问题

2.1 社区的供配电系统接线问题

目前，单源和单总线连接方案采用较多的主要区域，配电系统的供电对象多为中小型住宅区，应用这种供电系统的施工方案的理由是系统具有接线简单，维护方便，安全可靠的突出优势，而且十分适合中小型住宅电力供应和分配系统。然而，该方案有一个非常重要的不足，即系统主电源只有10kV电源线，这样的电源容量非常有限。当区居民要达到一定的数量，只有一个10kV供电线路已不能满足居民用电需求。

2.2 供电干线问题

近年来，家庭用电设备增加，导致住宅用电负荷快速增长，配电线路承受着巨大的压力，外在表现就是家用电能表和断路器的故障频繁发生。一些家庭由于电压有限，在日常生活中同时使用空调、电饭煲、微波炉等电器的时候就会出现电路熔断或者短路，结果导致电线内和外严重发热丝的发生，加速绝缘老化，严重的甚至引发火灾。从住宅小区的配电设计分析，系统的设计第一个重要步骤就是确定最终的电力负荷能力，如果它是比较容易改变埋地电线。一旦分配模式确定，就不能改变。在现实生活中，如果房间少，家庭的多个插座和临时线或所有的房间只有一个插座或插座的组合，显然不是安全的，不合理的。为了保证用户的安全，电力开关终端负载应同时使用开关断开电路和N条线路，即双极电隔离。此外，如果家庭房间插座的数量少，所以家庭只能使用临时线路或多插座的方式来满足需求，这不利于房间的外观，是不合理的，不安全。为了有效地保证用户的安全，双极性隔离装置可应用于终端负载的电源开关。在住宅电气设计中，使用的管线管采用焊管网或聚氯乙烯管，可以有效避免电气火灾现象，埋墙敷设导线截面尺寸一般是4～6mm2铜芯绝缘线，还要满足至少十五年的使用期限，厨房的电路设计与浴室的电路设计还需要根据项目的具体要求选择。

2.3 系统设备的安全问题

供配电系统是一个复杂的系统，应用到很多电气设备。和一般设备不同之处在于一旦发生故障将对员工的人身安全造成很大的影响，会产生巨大的威胁，造成重大事故。因此，在对社区的供配电系统设计时，选用的变压器、电源线路、配电箱等设备安全必须考虑。同时，要在住宅供配电系统设计时考虑整个周边环境的设备兼容与控制模式，一些住宅电气设计时的自动控制模式选择不符合整体结构的住宅需求，没有考虑设备的电流和电压参数，这导致自动控制在某些瞬时高电流峰值时，总线下降过大，甚至线路烧毁。

3 住宅配电系统设计应注意的问题及方法

3.1 住户终端配电系统的回路配置

住宅电气设计要根据社区的可能使用情况，对供配电系统以及居民家中的电力系统进行合理布置与必要的空间预留，保证系统设计的科学性和可拓展性。①支持灯光用具的线路不要与高压的插座混在一起设计。②将特定功能的插座单独成线。③每个独立房间都应该有独立的单相二线、三线插座，根据正常使用需求设计个数；厨卫房间的插座应该要考虑防水性能，插座应该设计在不容易进水的地方，而且插座最好有保护装置。④整栋楼的配电箱与每家每户的电表大多布置在外面，与室内计数设备有一根线路连接，这时候需要考虑到电压差异，以及通常都会用三相五线制的线路形式，以备不时之需。

3.2 居住小区配电外线设计

要对变压器容量进行估算，并预留出上限量。在设计电力系统之前，需要根据小区的建筑使用面积对变压器容量进行计算，同时要考虑到居民用电量、公共设备用电量与其他服务设施用电量。在计算出电力负荷量时还要考虑电线的承载力与变压器的承载力，以及相关系数。

3.3 家庭终端配电的形式

落实到家庭单位的供配电方式，现在通常会用三相五线制，这是发展的大势所趋。在对三相电源380V使用考虑设计一些大功率电器的厂家，对于供电系统的负荷量能够保持在一个限度内，同时提高家庭用电的安全性与效率值，降低额外线损是十分有帮助的。按每片供电区域内建筑的布局和承载能力，设定配电组箱成。对于照明，每一层都有一个专门的单相电源为照明组供电，这能显著改善可能出现的因为接照明线而导致错接高压线造成的电路烧毁与电器损坏。

3.4 变电所10kV馈线保护

小区内变电所的供电距离比较短，所以线路保护设置比较简单，常用的保护设置有：

（1）过电流保护（这里采用反时限过电流保护装置）

高压侧线路断路器系统图如图1（选取1QF的继电保护装置为例叙述）。