四川信力通工程设计有限公司凉山分公司 四川 凉山 615000
摘要：随着经济与社会的快速发展，近年来人们的生活水平不断提升，人们对住宅小区供电品质、供配电设计的可靠性程度要求不断提升，居民住宅小区供配电设计由此开始成为业界关注焦点，基于此，本文简单分析了居民住宅小区供配电设计关键点，并结合实例详细论述了居民住宅小区供配电设计，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：居民住宅小区；供配电设计；高层建筑
前言：受人们生活水平不断提升影响，空调、冰箱、烤箱等大功率电器逐渐成为人们日常生活不可或缺的一部分，居民住宅小区供配电设计因此面临着较强挑战，而为了保证供配电系统的稳定性、可靠性、灵活性、简易性，正是本文围绕居民住宅小区的供配电设计开展具体研究的原因所在。
1.居民住宅小区供配电设计关键点
1.1结合居民住宅小区实际
为保证居民住宅小区供配电设计质量，电力设计人员必须关注居民住宅小区实际，由此开展小区用电负荷预测，即可首先确定小区电力容量，合适的接入点选择也将较好满足居民住宅小区负荷需求。电力负荷分为三种，电力设计人员必须结合居民住宅小区实际确定，一般情况下高级住宅小区或19层以上居住类建筑的电梯、消防设备、泵房、应急照明应设计为一级负荷，8~18层居住类建筑的电梯、消防设备、泵房、应急照明则设计为二级负荷，其他电力装置则设计为三级负荷，其中一、二级的负荷都必须具备双电源。确定居民住宅小区的负荷的具体类型后，即可开展负荷计算确定负荷的接入容量，同时需避免将消防装置、检修装置、备用设施列入计算范围，计算完成后还需要明确电源接入方案，供配电系统的有关规范设计标准以及居民用电安全化因素均需要在这一设计中得到体现[1]。
1.2重视电缆设计规划布置
考虑到居民住宅小区电缆的检修与维护运行工作，电力设计人员必须高度重视电缆设计规划布置，设计需首先保证电缆截面的一致并选择同一系列的电缆。具体来说，电力设计人员必须做好电缆铺设裕度、电缆排管孔数的预留，故障发生后的电缆接头重做、后期改造和拓展均将由此或较好支持。此外，在高层居民住宅的供配电设计中，考虑到电缆更换和日常维护运行需求，电力设计人员必须在高层所有位置架设电缆分支箱，同时还还需要保证电缆铺设过程中同方向同路径电缆在在同一条电缆沟铺设并尽量选取捷径，同时还需要保证电缆与弱电箱的分离。
1.3关注无功补偿设计
作为现代变压器不可或缺的组成部分，居民住宅小区无功补偿设计也必须得到电力设计人员关注，设计过程需首先保证用电高峰期高压测功率因数在补偿后大于0.95，而为了保证每组电容的平衡使用，还需要采用过零投切模式和电容的自动循环模式。过零投切模式主要用于保证电流过零与电压过零投入之间的切除，电容电压和电压间的一致性将由此得以实现，电容器的涌流现象避免、开关节点无电弧分断目标实现均将由此获得有力支持。
1.4加强供配电线路与电器保护设置
考虑到居民住宅小区配电线路的短路保护和负荷保护需求，本文建议配电箱采取树干形式及分区树干形式进行配电，使用楼层配电间或竖井配电箱至用户配电箱的配电时，则需要采用放射式配电方法，该方法也可以用于很集中的大容量负荷装置、关键用电设备装置的配电设计（从配电室开始）。此外，考虑到电力变压器与低压保护电气的距离较短且主配出母线容量较大，合适的保护电器选择也必须得到关注，这一选择需关注配电保护电器的不同特性，结合电器动作电流和额定电流，即可实现针对性、科学性较高的低压保护电器选择。
2.居民住宅小区供配电设计实例分析
2.1工程概论
为提升研究的实践价值，本文选择了某地最高建筑为地上25层的S高层住宅小区作为研究对象，小区用地面积为4.3795公顷、容积率为2.42，最高建筑为3#住宅楼，人防面积4570m2，小区内设置消防控制中心、弱电机房、消防水泵房、生活水泵房、换热站、自行车库以及变配电室间等设备用房[2]。
2.2负荷分级与计算
结合S高层住宅小区实际，确定了表1所示的小区主要用电设备负荷分级，其中一级负荷包括一类高层住宅内重要负荷与I类地下车库内的重要负荷，二级负荷则由二类高层住宅内重要负荷组成。
表1 小区主要用电设备负荷分级
结合表1所示的负荷分级，电力设计人员选择了分别进行住宅部分和公共部分负荷计算的方式，计算过程还遵循了供电公司提出的住宅部分和公共部分需要分为物管变压器和局管变压器要求，而考虑到高层住宅小区消防特点、消防时小区各用电设备的运行情况，电力设计人员首先开展了小区内公用设备负荷计算，如消防泵房的功率为93kW、需要系数为1，计算功率则为93kW，弱电机房功率为10kW、需要系数为0.8，计算功率为8kW，消防控制中心功率为15kW、需要系数为1，计算功率则为15kW。而在住宅部分的用电负荷计算中，电力设计人员采用单位指标法并结合同类研究提出的单套住宅用电负荷，确定了小区每套住宅用电负荷，其中二室一（二）厅、三室一（二）厅、四室一（二）厅户型的用电负荷依次为5kW、6kW、6kW，同时结合计算部位三相供电、单相供电时或者三相供电不平衡实际，确定计算时所连接的基本户数，由此即可开展质量较高的住宅部分用电负荷计算[3]。
2.2具体设计
2.2.1变压器的选择
考虑到居民住宅小区选用的单台变压器容量不宜太大，电力部门也建议民用建筑内配电变压器容量控制在1250kVA，因此电力设计人员按照不大于1250kVA容量开展了变压器设计，而结合各住宅楼用电负荷，电力设计人员采用了公式进行变压器容量的计算，公式中的Sjs、Pn、Kx、K1、cos分别为变压器所需容量、变压器供电的住宅部分有功功率之和、住宅建筑用电负荷需要系数、变压器负载率、低压侧补偿后的功率因数（取0.9），物管变压器所需容量的计算也需要使用类似公式。结合计算，确定了1#局管变压器（1~3#住宅楼）、2#局管变压器（4~7#住宅楼）均选择1250kVA的变压器，而3#变压器（物管变配电室）同样选择1250kVA的变压器，4#变压器（变配电室备用）则选择1000kV变压器。值得注意的，综合对比Yyn0、Dyn11两种常见的变压器组别，电力设计人员选择了可较好服务于接用单相不平衡负荷、有利于消除单相短路故障的Dyn11作为联接组，并最终确定了SCB11-1250与SCB11-1000型号的变压器，前者的空载损耗、负载损耗、空载电流、短路阻抗分别为1.827kW、9.690kW、1.4%、6%，后者则为1.547kW、8.126kW、1.4%、6%。
2.2.2无功功率补偿
考虑到住宅小区用电设备功率因数大多位于0.8~0.85之间，电力设计人员选择了变压器低压侧集中设置无功补偿装置的方式提高功率因素，为了将功率因素提高至0.9，采用公式开展了无功功率补偿容量的计算，其中Qc、Pjs、、分别为无功功率补偿容量、总有功功率、补偿前功率因数角正切值、补偿后功率因数角正切值。以3#变压器为例，其无功功率补偿前、后功率因数角正切值分别为0.75、0.48，因此可确定无功功率补偿容量为252.2kvar。
2.2.310kV系统
为满足供电部门要求，S住宅小区设置了10kV开闭站，而为了提高供电的可靠性，选择了单母线分段的接线型式，图1为开闭站一次系统图，结合该图可深入了解10kV开闭站的设计。
图 1 开闭站一次系统图
2.2.4低压配电柜
考虑到变压器的低压侧只是引出了低压母线，必须在变配电室设置低压配电柜进行第一级配电，因此电力设计人员选择了由进线柜、电容补偿柜和出线柜组成的GCS低压配电柜，三者分别负责低压电源的主保护、电力电容器设置与无功补偿、引出电缆或母线并开展电力分配，图2为3#变压器下的低压配电柜。值得注意的是，为保证低压配电柜断路器的合理选择，电力设计人员在分析S住宅小区实际后，选择了塑壳断路器，由此低压断路器的短延时速断保护、瞬时速断保护、长延时保护功能得以实现最好发挥，低压配电柜也将较好满足S住宅小区的稳定可靠供电需求。。
图 2 开闭站一次系统图（部分）
结论：综上所述，居民住宅小区的供配电设计具备较高现实意义，在此基础上，本文涉及的无功功率补偿、10kV系统、低压配电柜等具体设计内容，则提供了可行性较高的居民住宅小区供配电设计路径，而为了更好保证居民住宅小区供配电设计质量，多台电梯的需要系数变化、引入计算机系统的重要负荷设计必须得到业界人士关注，这些将为供配电设计的开展提供新的路径支持。
参考文献：
[1]吕超,吕越.城市10kV居民小区配电规划探讨[J].内燃机与配件,2017,08:148-149.
[2]赵亚波,王洋.浅析城镇居住小区供配电设计中的问题及措施[J].建材与装饰,2017,33:239-240.
[3]王立梅,孙涛.大型住宅小区供配电设计[J].齐鲁工业大学学报(自然科学版),2017,3103:56-60.
论文作者:罗海元,唐娟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/19
标签：住宅小区论文; 变压器论文; 负荷论文; 居民论文; 电力论文; 供配电论文; 功率论文; 《防护工程》2018年第16期论文;