超高层住宅小区供配电系统设计分析

周 铭

(湖南柄先电力建设有限公司 湖南 长沙 410000)

超高层住宅小区供配电系统设计分析

周 铭

(湖南柄先电力建设有限公司 湖南 长沙 410000)

随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对供电质量的要求也越来越严格。良好的供电方案不仅能满足人们供电需求，而且有利于电网的安全、稳定运行。本文以某大型住宅小区供配电系统设计为例，结合住宅供配电设计标准，从负荷计算、供配电设计方案、设备选型、电能计量等方面对住宅供配电系统进行设计总结。

大型住宅;负荷计算;供配电设计;设备

一、引言

目前中国的超高层建筑越来越多，超高层建筑由于业态复杂、供电半径较大，比一般建筑需要更高的供电可靠性及安全性，大多数超高层的一级负荷及特别重要负荷都采用了双电源进线作保障。本文重点讨论超高层建筑的供配电设计问题。

二、建筑概况

某大型住宅小区项目总用地面积14000.62m2，文化景观大道将基地分为A、B、C三个地块，建筑面积44m2，其中住宅约41万m2，商业3万m2，其他3200m2。高层建筑最高为99.9m，地上32层，地下2层;别墅为3层，建筑高度为12m。

三、住宅小区用电负荷计算

(一)负荷性质分类

负荷等级不同，对供电要求也就不同，负荷等级越高，对供电系统的安全性和可靠性要求也越高［1］。一级负荷供电要求双电源供电，配备应急电源;二级负荷宜由两回线路供电;三级负荷只需一路电源供电。

(二)负荷容量计算

根据新型住宅小区住户用电负荷预测，按每户8kW的容量进行负荷计算，选择变压器容量。例如B区，共有352户60～90m2户型，20户230m2户型，经计算住户总负荷为2392kW。由于配变容量按单台供电范围独立计算，有一定的配置需用系数，根据B区总户数372户，选定配置系数为0.5。

根据民用建筑的规范、设计手册等，按85%的负载率，按以下公式得出计算总容量:

E=Q×kx/(M ×cosΦ)=1563kW

式中Q——每户用电总和，计算得出2392kW;kx——配置系数;M——负载率，取0.85;cosΦ——功率因数，取0.9。

按计算结果可选择2台800kVA的变压器。

四、供配电系统设计

(一)供电方案设计

住宅小区中一、二级负荷，应采用双电源或环网方式供电。一级负荷为特别重要负荷，除由双电源供电外，还应配置应急电源［2］。新建住宅小区采取高压供电方式时使用高压开关站和配电室供电方式，单母线分段接线，设置分段开关，如下图1。

图1 单母线分段接线

本项目由两路电源供电，内设高压开关站，并采用单母线分段接线方式。低压供电半径不应超过200m，设置有两台及以上变压器的配电室应装设0.4kV分段开关，低压进线开关与分段开关之间加装闭锁装置 (电气联锁+机械连锁)。

(二)变配电所位置的选择

该项目低压供电半径不宜大于250m，变配电所的设置应该靠近负荷中心。该项目16号楼位于15和17号楼之间，16号楼一层为架空层，结合B区地下室结构，将B区变配电所设在16号楼地下一层的位置，变配电所到各楼栋的终端线路均在150m以内，实现低压线路敷设的最优化。

(三)设备选型

1.高压设备选型

户外环网单元使用SF6或真空开关，户内环网单元采用间隔型的单元柜;环网使用负荷开关，馈出线使用负荷开关或断路器;变压器单元保护采用负荷开关－熔断器组合，出线间隔接入变压器容量超过1250kVA时宜配置断路器及继电保护。变压器设置如下:1)配电室、箱式变电站内的变压器应选用13型及以上系列的低损耗油浸全密封变压器，楼内配电室选用10型及以上系列低损耗干式变压器，一般采用Dyn11接线方式;2)干式变压器外壳防护等级不能低于IP2X，变压器外壳的防护等级不能低于IP3X;3)干式变压器应配有温控、风机等设备，带有金属外壳，设置主变超温远程告警装置［3］。

2.低压设备选型

低压开关柜选用抽屉式开关柜，采取下进风、上出风的散热结构，防护等级不低于IP31。母线选用额定电流为2000A、2500A，额定短时耐受电流不小于65KA/1S。低压进线、分段采用电子控制的框架断路器，额定运行短路分段能力不小于65KA，出线采用塑壳真空断路器，额定运行短路分段能力不小于50KA。

3.电缆型号选择

10kV电缆一般选用三芯绕包型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆，电缆铠装接地线与屏蔽接地线分开，铠装接地线截面积不小于10mm2，屏蔽接地线截面面积不小于25mm2，10kV电缆额定电压 (U0/U)采用8.7/15kV。低压配电线路从配电室低压出线至各栋楼单元电表间，户表至用户配电箱均选用交联聚乙烯绝缘、阻燃、纵向阻水的铜芯电缆，额定电压0.6V/1kV。进出开关站、配电室的电缆，采用阻燃电缆。

(四)计量与补偿

现今新建居民住宅都采用一户一表的供电方式，由供电部门设置远程计量系统进行统一管理。接入中性点绝缘系统时，采用三相三线接线方式，其电流互感器二次绕组与电能表之间采用四线连接;接入中性点非绝缘系统时，采用三相四线接线方式。选择计量箱应采用非金属、高强度、阻燃、耐老化的环保材料，表箱安装在专用表箱间，采用壁挂式设计，安装高度为表箱下沿距楼面 (地)距离1.2m±0.2m。该项目采用3层集中电表箱安装方式，个别楼栋有12层，均为1梯两户，楼层间的电井面积较小，所以一个单元24户共安装有2个总电表箱，并设置于同层的配电房中。该项目采用低压集中补偿方式，在变压器低压侧安装电容器无功补偿屏，依据变压器容量的30%进行配置，功率因素大于0.9。

五、结束语

超高层住宅的供配电系统，其与一类高层住宅大部分设计内容相同，但系统设计的某些方面较一类高层有所提高，设计时应重点关注。合理选择发电机的容量并配之以合适的EPS容量;大户型需选用合理的负荷计算指标;某些供电线路允许使用铜、铝或合金材质的导体，既可以满足基本功能的需求同时也可以大大降低金属的消耗数量，提升成本的控制水平。

［1］李炳华，刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考［J］.建筑电气，2010，29(12):3－8.

［2］杨军.浅谈老旧住宅小区供配电系统改造方案［J］.技术与市场，2012，19(4):139－139.

［3］祝惠敏.居住小区供配电设计［J］.现代建筑电气，2013，4(7):22－25.