浅谈住宅小区供配电设计

2021-01-07彭晶

河南建材 2021年2期

关键词：变配电住宅小区用电

彭晶

甘肃省城乡规划设计研究院有限公司（730000）

1 负荷分析

1.1 负荷等级

首先，住宅小区属于民用建筑，根据国家标准，依照中断供电的损失情况及使用情况，其用电负荷可以分为一、二、三级负荷。

住宅小区一般由商住楼、纯住宅、独立商业、幼儿园、综合服务楼、地下车库等建筑组成。根据各类建筑的规模和类别，小区的负荷等级可以划分为:

1）一类高层的值班照明设备、航空障碍灯照明设备、电梯设备、监控设备、生活供水用电设备、消防设备、小区大型车库的用电以及大型商场内的用于经营的计算机设备的用电为一级负荷[1]。在发生紧急情况时的用电都属于一级负荷。必须要保证一级负荷用电的连续性，为其配备应急电源，以预防紧急事件的发生。

2）一、二类高层的走廊和楼梯的照明设备，二类高层的电梯设备、生活供水设备、消防设备，小区中型车库以及大中型商场内的公共通道和楼梯的照明设备、供乘客用的电梯扶梯等都属于二级负荷。二级负荷用电在一级负荷用电的基础上，保证了在意外发生时，人们能够通过这些途径获得更多的逃生机会。

3）住宅小区内的其它用电，如住户户内和商住楼小商场内的照明和插座用电等，一般为三级负荷。

1.2 负荷计算

负荷计算是供配电设计的关键环节，而要进行精准的供电，必须要有精准的计算方法。供电的方式有很多种类型，而在估算的过程中，计算者必须要考虑到各种环境因素及可能出现的不可控因素，保证供电系统的完整性。常用的用电负荷估算方法是单位指标法，针对某些供电类型，也可以采用需要系数法或者利用系数法[2]。

2 供电方案选择

在一个项目中，供电系统方案的确定要考虑多方因素，除了要遵照有关设计规范，也要从实际情况出发，对环境及当地的供电部门进行实地考察，综合考虑当地的供电条件及甲方对于运营和成本节约方面的要求。

住宅小区常采用以下几种供电方案:

1）从市电网引入一路10 kV 电源作为主供电源，同时设置柴油发电机组作为备用电源给一、二级负荷供电。

2）从市电网引入一路10 kV 电源作为主供电源，低压母线采用单母分段，低压两段同时工作且互为二级负荷备用；同时设置柴油发电机组作为备用电源给一级负荷供电。

3）从市电网引入两路不同开闭站的10 kV 电源，两路电源同时工作且互为备用。

4）从市电网引入一路10 kV 电源作为主供电源，同时设置柴油发电机组作为备用电源给二级负荷供电。

5）从市电网引入一路专用架空线路作为供电电源，低压母线采用单母分段，低压两段同时工作且互为备用。

6）从市电网引入一路10 kV 电源作为供电电源。

同时存在一、二、三级负荷的住宅小区常采用1）、2）、3）方案供电。 1）方案的优点是供电系统组成简单，供电可靠性高；缺点是柴油发电机组容量大[3]。2）方案的优点是变压器利用率高，柴油发电机组容量小，经济节约；缺点是供电系统复杂，管理不便，一但市电网断电，二级负荷就没有备用电源。3）方案的局限性比较多，需要当地有不同的10 kV 区域变电站且当地供电部门批准使用，还需要当地消防部门认可（有些地区消防部门要求消防设施备用电源必须采用柴油发电机组）。建议设计者优先采用1）方案。

只存在二、三级负荷的住宅小区常采用3）、4）、5）方案供电。 3）方案在前面已经分析过，其局限性比较大。 4）方案供电系统组成简单，供电性能更加完善。5）方案具有一定的缺陷，如果市电网断电，由于缺乏应急供电设备，小区就无法用电。所以建议设计者采用4）方案。

6）方案适用于全是三级负荷的多层住宅小区。

3 变配电所设置

小区变配电所设计需要考虑到的常见问题：首先是确定供电范围，以供电设备为中心，在半径大小的范围内可进行供电；其次是确定用电设备的总容量，既要保证用户的正常使用，又要满足相关部门的规定要求；最后要尽可能地满足甲方的需求，同时还要考虑建筑专业提供的条件。

变配电所应尽量设置在靠近负荷中心的位置，变配电所的供电半径一般要求在250 m 以内。实际设计供电线路的长度时，不仅要考虑水平距离，还要考虑垂直距离。近年来新建住宅小区以一、二类高层建筑居多，所以应该尽量把供电的范围控制在半径为150 m 的范围之内[4]。

一般情况下，单路10 kV 电源的供电容量应为10 000 kVA 以下，由于各地供电部门的要求不尽不同，设计前最好向当地供电部门核实。依据负荷计算结果，一个住宅小区可设置一个或多个变配电所。根据以往经验，一类高层居多的住宅小区，一般以建筑面积10 万m2左右设置一处变配电所比较合理；多层和二类高层为主的住宅小区，以建筑面积5万m2左右设置一处变配电所比较合理。

设置变配电所时应考虑当地10 kV 电源的位置，尽量靠近电源侧，并且考虑当地供电条件和供电部门的要求。如兰州地区供电部门就要求每个住宅小区都要为居民户内照明用电设置专用变压器和专用变配电室，由供电部门管理；小区内其它负荷另设一座变配电室，由建设方自己管理。所以设计师在做方案前就要通知甲方，让其与当地供电部门沟通，摸清情况，从而作出合理的设计。

在保证用电安全的基础上，变配电所的设置应考虑多方的需求。如一个住宅小区中有一栋独立酒店建筑，此建筑后期就极有可能整体出售，由第三方管理；设计者在设计时，最好为酒店设置专用变配电室，以方便后期运营管理[5]。

实际设计中，对变配电所位置影响最大的因素是建筑条件限制。建筑条件包括建筑层高、建筑地下室条件、建筑剪力墙布置、建筑选用地址、建筑功能的具体要求等。电气专业希望变配电所设置在负荷中心，如地下车库这种比较规整且靠近坡道的地方，但此位置通常会占用很多车位[6]；而建筑专业希望变配电所设置在不影响建筑使用功能的地方，如主体地下室，但此位置通常剪力墙分布较多，无法满足变配电设备摆放距离的要求且不便于后期设备运输安装（变配电室内的设备通常是建筑主体完工后才进行安装）；甲方不希望损失车位，也不希望设备用房占用太多建筑面积，因此双方会产生意见分歧。这时就需要电气专业设计人员顶住压力，综合考虑多方因素，积极与建筑专业和甲方沟通，最终选取合适位置。