多区域供电公司住宅设计要求研究
2019-06-03陈冰雁
陈冰雁
(基准方中建筑设计有限公司,成都610021)
0 引言
鉴于全国各地供电公司对住宅设计要求的差异化较大及供电本身的特殊性,各设计工作者及建设单位在项目前期必须高度重视各地供电公司要求,才能避免在设计阶段甚至施工、交付阶段大量返工,浪费成本及资源。
本文将多个区域的供电公司对住宅设计的要求进行梳理及分析,力求展示多地供电公司住宅设计要求的差异化,提示各设计工作者及建设单位在项目前期必须高度重视各地供电公司要求。
1 本文名词解释
规定:供电公司住宅建设设计规定,文中简称“规定”。
住宅低压供电半径:配电变压器低压配电屏至用户计量表计之间的低压导线长度。
居住变配电房:又称为公用变配电房、住宅变配电房。
非居变配电房:又称为专用变配电房,包含非居民、动力用电。
南方电网:负责我国广东、广西、云南、贵州、海南五省的建设、运营电网的输配电业务。
国家电网:负责除南方电网管理区域以及内蒙古(呼和浩特、鄂尔多斯、巴彦淖尔市、乌海市、包头市、乌兰察布、阿拉善盟、薛家湾)、陕西榆林等9市以外的全国26个省(市、区)的供电服务。
2 供电公司设计范围划分
各个地方供电公司的要求不同,施工图设计院所需设计的范围也相应不同。
一般有以下几种形式:(1)供电公司收配套费,高低压系统及机房布置由供电公司设计、施工。施工图设计院配合设备房,提供所需低压出线回路及要求,不设计高低压系统及机房布置部分。(2)高低压系统及机房布置由施工图设计院设计,由外电单位(电力深化单位)深化后,与外电单位设计的外电(市政电源引接点至小区高压进线点)部分一起报供电公司审查。(3)高低压系统及机房布置由施工图设计院设计,与外电单位设计的外电部分一起报供电公司审查。由施工图设计院完成高低压系统及机房布置的报审工作。
3 电源的设置
根据GB 50052-2009《供配电系统设计规范》[1]3.0.1~3.0.9、4.0.1 条文,GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(2018年版)[2]10.1.4条文解释,特别重要负荷应由“双重电源+应急电源”供电,一级负荷应由双重电源供电,二级负荷宜由两回线路供电,三级负荷可由一路电源供电。除应急照明、很小容量的应急电源外,常用的应急电源一般为:供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路(第二路高压电源)、独立于正常电源的(柴油)发电机组。
全国大部分区域居住、非居变压器及其高压系统需要分开设置(非居容量达到当地要求数值);也有少数区域不分开设置,如昆明。
对于高层住宅项目,一般为两路独立高压电源进线、不设置柴油发电机(简称“柴发”),或一路高压、设置柴发形式。两路高压、不设置柴发:其中住宅两路高压同时使用(一般总容量不考虑备用),采用双射式或单环式供电(图1~2为武汉规定[3]原图);非居两路高压,且总容量考虑备用容量,如合肥[4]、武汉。成都、重庆地区,一般为一路高压、设置柴发形式[5]。贵阳通常采用两路高压、不设置柴发或一路高压、设置柴发的形式,有两路独立电源时可不设柴发,需根据市政条件确定[6]。
也有部分区域采用两路高压、并设置柴发的形式,如昆明地区的两路高压,全供全备(备用包含住宅、非居),且设置自备应急电源保障保安负荷用电;但不同住宅的两路高压形式不同:超高层住宅应由来自不同变电站的两个电源供电,一类高层住宅建筑应由具有两回及以上进线的同一变电站内两段不同母线分别提供的电源供电,二类高层住宅建筑应由同一变电站内两段不同母线分别提供的电源供电[7]。四川也有部分地区一类高层住宅的非居变压器需设置第二路高压(高可靠电源),即非居两路高压、并设置柴发。纯多层住宅且无地下室的情况,一般采用单电源供电,如昆明地区[7]。
图1 典型接线示意图(开关站双射式)
图2 典型接线示意图(开关站单环网)
4 容量限值及变配电系统形式
住宅供电电压等级一般为10kV或20kV(如佛山20kV试点),高压电源进线超过一定容量,应采用更高电压供电,如成都60 000kVA以上、合肥40 000kVA以上、济南30 000kVA以上,考虑设置110kV(或 35kV)变电站[5,8-9]。
对于10kV或20kV供电电压,各地市电单路高压转供容量上限、单台变压器设置容量上限、变配电系统形式各不相同。
成都住宅小区供电设置容量在15 000kVA以下时,应接入现有 10kV 共用线路;15 000~60 000kVA,应从变电站新建10kV专用线路[5]。户内设置变压器容量≤1 250kVA,户外预装式变电站变压器容量≤800kVA。需分开设置居住、非居变压器及其高低压配电房、出线桥架。
重庆新增容量在5 000kVA及以上设置开关站,容量不宜超过16 200kVA(一般考虑两路高压进线),特殊情况下最大不超过20 000kVA[10]。居民变压器不超800kVA、箱变不大于630kVA;非居民负荷用电设备容量100kW以上,或受电变压器容量50kVA以上时,分居住、非居变压器,充电桩计入居住变压器。配电室宜按2台或4台变压器设计,不得超过4台;配电室配置2台或4台配变时,低压侧应采用单母线分段接线方式。由配电室构成的环网接线,其配电室总数不宜超过3个,配电变压器总容量不宜大于5 000kVA。
武汉可设置若干中压开关站供电,每个开关站转供配变容量不应大于30 000kVA,一般一路高压供15 000kVA,超过30 000kVA时,应在项目立项阶段预留公用变电站及电缆通道用地,作为市政基础设施用地报当地城市规划部门审批[3]。环网单元转供配变容量不应大于10 000kVA。公变不大于800kVA(10kV)、1 250kVA(20kV),非居超过100kW时,应采用专用变压器供电。
合肥每个开闭所的转供容量不超出15 000kVA,单个配变电所配变电容量不宜超过4 000kVA[4]。单个开闭所变压器总容量不得超过3 200kVA,单台变压器的容量不得大于800kVA。达到10万m2建筑面积或5万m2用地面积或地块沿街面长度达200m的新建住宅小区,需设一座公用开闭所,配电房多与小区开闭所设置在同一站房内。安装2台及以上配电的配电室应装设0.4kV母联开关。为公建供电的低压线路,不得与住宅供电的低压线路共用一路。
济南每路高压电源容量8 000KVA[9]。公变不应超过1 250kVA,箱变不应超过630kVA,每个公变配电房,不超过4台。
昆明不分居住、非居变压器[7]。户内设置变压器容量≤1 250kVA,户外预装式变电站变压器容量≤800kVA。
变压器两两联络后能提高可靠性、灵活性,多地规定中要求两台变压器间联络,武汉(双射式或单环式、低压侧单母线分段)、重庆(单母线分段)、昆明(单母线分段;最高负荷等级为一级的居民住宅,要求至少配置两台变压器)、合肥(单母线分
段)[3-4,7-8,10-12] 。
5 变配电房设置位置及要求
成都、重庆、济南、昆明等地高压开闭所、变配电房一般设置于地下室,要求不应设置在最底层,当只有一层时,应采取抬高地面和防止雨水、消防水等积水的措施[5,7,9-11]。 贵阳地区高压采用室外环网的方式,可不设置高压开闭所。其中也有部分特例,如成都的金堂区位于成都地势低洼位置,宜设置地面变配电房;乐山、自贡等四川部分地区也有要求在地面设置室外箱式变压器的形式。
武汉、合肥等地开闭所、居住变配电房一般于地面上设置独立的变配电房,非居配电房设置于地下室(同成都地区地下室变配电房要求)[3-4,8,12]。双层布置时,变压器应设在底层,设于二层的配电装置室外宜设设备吊运平台及吊运设备通道,设备运输大门应做成坡道。
《全国民用建筑工程设计技术措施》中要求,低压线路供电供电半径干线一般不超过250m[13]。统计中的多地供电距离均在250m以内;其中也有更高要求的地区,如武汉、济南要求住宅公变供电距离200m以内[3,9],合肥地区甚至规定每个配变电所的供电半径不宜大于 150m[4,8,12]。
6 住宅用电负荷指标
每套住宅的用电负荷指标,根据建筑面积多地规定各不相同,统计中的绝大部分地区当地供电公司规定值大于JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》(以下简称“《住规》”)中表 3.3.1中的规定值[14];部分地区的部分档等于表中规定值,如昆明地区规定“户建筑面积S<90m24kW”[7],合肥地区规定“90m2及以下的每户基本配置容量4.4kW”[4,8,12]。 部分临近地区,地方规定值相近,甚至完全相同,如成都与重庆地区,除成都地区有“建筑面积60 m2及以下配置为每户不小于4kW”
外[5,10-11],其余与重庆地区规定值一致。
从多地的统计中不难看出,东部规定值地区有高于西部地区的趋势,如昆明低于成都、重庆低于武汉;用电量大的经济较为发达地区规定值有高于周边地区趋势,如合肥低于武汉。
《住规》中规定“3.3.2当每套住宅建筑面积大于150m2时,超出的建筑面积可按40W/m2~50W/m2计算用电负荷”[14],统计中区域基本与此一致,有略高于此标准的,如合肥地区规定“150m2以上的按60W/m2计算”[4,8,12]。
对于建筑面积的定义多地规定也各有不同,统计中的大部分地区建筑面积包含公摊,部分地区建筑面积为套内面积(与地方的销售形式相关),如重庆地区规定“建筑面积为每套住宅的建筑面积(套内面积),不含走道等公摊面积”[10-11]。
关于住宅每户12kW且无三相负荷时,采用单相或三相配电的问题,根据《住规》3.3.3条[14]、《居民住宅小区电力配置规范》7.2条[15],及统计中的多地地方供电公司文件规定,不超过12kW时,应采用单相电源进户。国标、建标、地方供电公司规定中均有此要求。笔者认为,住宅户内除有使用三相电源的用电设备外,不超过12kW时尽量不引入三相电源。
居民住宅配电变压器的需要系数选取,统计中的多地均不低于《建筑电气常用数据》[16]、《住规》[14]中的要求,甚至部分地区高于图集、规范中的要求,如重庆居民住宅配电变压器安装容量应按不小于0.5的需要系数进行配置[11-12],武汉住宅负荷的配置系数宜不小于0.5[3],合肥居住区住宅部分配变安装容量宜按不小于0.6的配置系数进行配置[4,8,12],济南要求单台变压器容量选择最小不得小于0.5[9]。
7 住宅干线设计要求
各地高层住宅干线形式多样,一般为树干式供电(在满足地方要求的情况下,也可采用设置总箱,放射至各楼层电表箱的形式),树干式供电可采用预分支电缆或母线槽方式;表箱形式有单户表箱,也有多户表箱;每只多户表箱可设置的电表数限值各不相同;表箱设置位置也各不相同,有地下室或一层集中设置、每层设置、分层集中设置等多种形式。
成都要求高层住宅按每层或分层集中装表方式安装电能计量表,每个表箱电表不宜超过12只。电缆竖井中电缆分支应选用预分支电缆或母线槽方式(一般采用预分支电缆)。
重庆要求采用单户表箱(每户设置一只电表箱),可采用单户表箱组合(一般不采用多户表箱),每个楼层配电箱出线不超过12户[10-11]。高层单户电表设置于住户楼层电井内,多层和中高层集中设置于负一层至一层半的配电间内或其他合适位置。
武汉地区要求7层以上住宅建筑内应设置电气竖井[3];向高层建筑供电的垂直干线,采用插接式密集母线或预制分支电缆(一般采用插接式母线,配电房到电井采用电缆、母线转接的形式)。电能计量箱集中安装时,每只表箱电表数不应超过8块。表箱装设在住宅单元内公用部位墙面(有部分项目反馈,武汉市公安消防局要求防烟楼梯间前室内不允许设置电表箱)。
合肥对于12层及以下高层住宅,采用在底层或底层和中间层集中装表的形式[4,8,12]。对于12层以上高层住宅,采用每几层集中装表的形式。
济南100m以内住宅电表一般设置在地下室单独的电表间内[9]。对于电表箱出线供电距离超长的回路,需放大出线线缆,使其满足电压降、保护灵敏性,建议控制配电房至末端的供电距离在200m以内。
非居负荷部分地区通常采用低压屏或地下室设置总箱出线(放射式或树干式)给地上各类负荷供电(消防、非消防在低压配电屏分开);也有部分地区采用各楼栋设置总箱(消防、非消防在楼栋总箱分开),总箱出线(放射式或树干式)给地上各类负荷供电。
8 其他设计要求
各地供电公司对计量的形式及位置也有不同的要求,一般常规的形式有:有高供高计、高供低计、低供低计、低压参考计量、低压扣减计量等。
部分供电公司对变配电房的尺寸、净高、降抬板高度也有详细的规定,具体参见各供电公司文件。
9 结束语
全国各地供电公司对住宅设计要求的差异化及供电本身的特殊性,需要各设计工作者及建设单位在项目前期对各地供电公司要求引起高度重视,才能避免在设计阶段,甚至施工、交付阶段造成大量返工,及成本、资源的浪费。本文仅提供方向和思路,不能作为设计依据,具体要求需参考各地供电公司最新标准、规定。