摘要：随着人民群众生活水平不断提高，居住条件不断改善，对住宅供电要求也随之提高。下面着重浅谈一下关于新建小区10kV外电源及配电设施的规划设计。在众多我已设计完成的工程中，节选北京慧诚房地产开发公司（阳光城·君山墅）B区配电室及10kV外电源工程为案例进行探讨。
关键词：住宅供电；规划设计；配电设施
一、小区概述
该别墅小区规划总建筑面积约为68万平方米，本设计供电范围为B区及配套商业用电。(说明：B区总建筑面积约为35万平方米)。北京慧诚房地产开发公司B区（阳光城·君山墅）位于密云区溪翁庄镇白河畔密溪路33号。整个园区需新建1座开闭站，5座1000kVA*2配电室才能满足小区用电要求。新建开闭站及1#、2#、3#、4#、5#配电室均位于地上独立一层，每座配电室10kV双路供电，同时运行，高压无联络，设备间层高为4.0米，电缆夹层层高2.1米。变压器电压等级为10/0.4kV，10kV配电装置为单母线分段接线；380V为单母线分段接线，设分段开关。
二、外电源设计
1、外电源系统图
在距离小区1.78km远处有35KV西智变电站，从该变电站引出两条10kV三芯电缆，为小区开闭站提供外电源。开闭站为1#配电室、4#配电室分别提供双路外电源、1#配电室为2#配电室提供双路电源，2#配电室为3#配电室提供双路电源，4#配电室为5#配电室提供双路电源。
2、电缆选型及敷设方式
依据北京电力公司高压供电方案，综合考虑到10kV电缆截面及电缆备品备件的统一性，本工程开闭站外电源电缆选用ZC-YJY22－8.7/15kV-3×300mm2电缆，满足供电要求。1#至5#配电室外电源电缆选用ZC-YJY22－8.7/15kV-3×150mm2电缆，满足供电要求。
外电源电缆全线敷设在电缆夹层、电力管井及电力隧道中，管井按供电公司要求采用12φ150 CPVC管+2□162九孔格栅管，跨路采用12φ150 +2φ100热浸塑钢管，井室采用2.0m*2.0m现浇井设计。
3、接地方式
每路电缆的接地方式均采用两端直接接地。即在每路电缆线路进开闭站或配电室的终端部位，电缆的金属屏蔽层及铠装层经接地引线分别引出，与两端站内接地网可靠连接。接地引线为铜编织带。
三、配电室设计
1、主接线
配电室的主接线选择必须满足安全性、可靠性、灵活性、经济性。在6～10kV配电装置，出线回路数为6回及以上时，宜采用分段的单母线接线。
2、负荷计算
在做配电设计时，最重要的就是要对负荷进行准确的估算。假如负荷估算的过大，那么选用的变压器等相关设备的容量会偏大，这样会造成投资的增大。假如负荷估算的偏小，那么选用的变压器等相关设备的容量会偏小，这样小区的供电就不能得到保证，变压器会经常过负荷运行，断路器等也会经常跳闸，供电不稳定。本设计采用需要系数法计算。需要系数法是用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。（建筑设计院在提供配电系统图时，已进行过详细的负荷计算，此次设计过程中只需查找归纳即可。）
用到的公式有：
有功计算负荷（单位为kW）
3、无功补偿
通过对小区负荷的估算，发现供电的功率因数在0.8左右，达不到国家对居民小区功率因数的要求。本次取目标功率低压侧功率因数为0.85，需要无功补偿。
本次无功补偿装置设置在每座配电室里，采用低压集中补偿的方式。按变压器容量的30%进行补偿。
4、短路电流计算及低压开关保护定值的整定
供电系统要求正常不间断的为负荷供电，以保证生产和生活的正常进行，但由于各种原因难免出现故障，从而使系统正常运行遭到破坏，系统中最常见的故障就是短路故障。线路发生短路会产生很大危害，为了减轻短路的严重后果和防止故障的扩大，必须消除可能引起短路的因素，同时需要计算短路电流，以便正确选择和校验各种电气设备，使设备具有足够的动稳定和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器，整定短路保护的继电保护装置，也要计算短路电流。计算短路电流的方法有欧姆法和标幺制法。
低压开关保护定值的整定:
在本设计中，变压器额定容量为Pe=1000kVA,变压器额定电流为Ie=1000/1.732/0.4=1449.3A,低压主进开关选额定电流为ln=2000A,低压联络开关选额定电流为ln=2000A,低压馈线开关额定电流为ln=400A。
低压主进开关采用2000A,65kA,电子脱扣器为三段保护400A,50kA。低压联络开关采用2000A,65kA。
5、设备选型
（1）变压器的选择
随着科学技术的进步，变压器行业的发展突飞猛进。从S11，S13系列不断进步，所用材料也不断的改进。由于干式变压器越来越好的性能，相比于油浸式变压器以绝缘油为绝缘介质，干式变压器采用环氧树脂绝缘。本次采用SCB13系列, SCB13-1000kVA/10±2.5％/0.4kV，Uk％=6％,D,yn11型变压器。S表示三相，C表示环氧树脂浇注，B表示箔绕式线圈。
（2）设备、线路选择
1）设备选择原则
a系统主接线、负荷计算和短路计算确定后，须进行电气设备选择。选择电气设备的一般原则是“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”。即电气设备在运行时应满足正常工作电压和正常工作电流的要求。电气设备的额定电压UNe≥UN(电网的额定电压)，电气设备的额定电流INe≥IWMAX(电气设备所在线路的最大长期工作电流)。
b按短路条件校验电气设备的动、热稳定
① 校验动稳定：Imax≥Ish、imax≥ ish(Ish、ish为电气设备安装处三相短路电流的有效值和冲击值)
②校验热稳定：It≥I （It为制造厂规定的电气设备在t秒内的热稳定电流，I 为电气设备安装处短路的最大稳态短路电流）
2)导线电缆选取原则
为了保证供电安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度。
a高压出线到高压变压器电缆的选择按允许通过最大负荷电流选择截面：
依据北京电力公司供电方案，综合考虑到10kV电缆截面及电缆备品备件的统一性，配电室外电源电缆选ZC-YJY22-8.7/10kV-3×150mm2电缆。
b低压母排选择TMY-80*8*2mm2
c低压电缆选型
本工程电缆选用ZC-YJY22-0.6/1kV-4×240mm2电缆。
(3)高、低压配电柜选择
高压开关柜是由一、二次设备组装而成的高压配电装置，分为固定式和手车式（又称移开式）两大类，考虑变压器容量，本次设计选用固定式SF6环网开关柜。
低压配电柜主要为固定式和抽出式两种。固定式比较经济，但不便于维修设备，而抽出式是供电可靠性高又便于设备检修。本次设计按国网北京电力公司规定优先选择GFB2-2008型开关柜。
6、防雷接地
本工程接地方式为10kV不接地系统，本工程工作接地与保护接地共用一个接地网，与建筑物总防雷接地网可靠焊接，总接地电阻需小于0.5Ω。室内地线网采用-50*5热镀锌扁钢沿电缆夹层四周围墙距设备层顶板300mm2处敷设，构成室内环形接地干线网。高低压开关柜、变压器金属外壳底座、电缆电线金属穿管等均应按照电气安装规范进行保护接地，与接地干线连接。
结论
本次设计主要设计了北京慧诚房地产开发公司B区（阳光城·君山墅）外电源，配电室工程(以其中一座配电室为例)，结合用户提供的配电系统图等资料，进行了配电室外电源部分：路径示意图、电缆敷设平面及断面图、电力管线图等设计；配电室部分：配电室平面布置，10kV及380V接线系统图，预留洞及埋件布置图，接地网施工图等设计。通过本次设计，我对专业知识有了进一步深刻的认识，也将理论和工程设计实践做了一次很好的结合。
参考文献
[1]GB 50053-2006《10kV及以下变电所设计规范》
[2]GB 50054-2011《低压配电设计规范》
[3]GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》
[4]《国网北京市电力公司配电网工程典型设计（2016版）》，相关的设备选型技术原则和检测技术规范；
[5]GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》，GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》
[6]北京市地方标准DB 11/T 1147-2015 《10kV及以下配电网建设技术规范》
论文作者:王琳
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月下
论文发表时间:2019/7/1
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