摘要：电力系统由各种电压电力线路及发电厂、变电所和电能用户联系起来的一个发电、输电、变电和用电的整体。在军事、民用、工业、建筑、石油、化工、铁道运输等领域已经充分运用。建筑供配电就是指建筑所需电能的供应和分配问题，是由变、配电室、区域配电间、电力线路和用能设施组成的一个受电、变电、配电、供电、输电、用电的整体。变、配电室变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置组成。变电所按变压的性质和作用又可分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所的任务是将低电压变换为高电压，以利于电能的传输。降压变电所的任务是将高电压变换到一个合理的电压等级，在民用建筑中以降压为主，以升压为特殊。基于此，本文从应用的角度就住宅小区的供配电系统做了简要的介绍，并对其供电电源、配变设置、变电所选址等内容进行了分析。
关键词：民用建筑；住宅小区；供电电源；配变设置；变电所选址
前言
伴随着现代国民经济的快速发展、电能作为一种能源已经深深的扎根在日常生活、工作、国防、通讯等领域。社会、科技发展，人门生活品质的逐步提升，过去建筑的单一住宿、办公功能已不能满足当今人们需求。现今人们所需智能建筑、通风空调系统、火灾报警及消防联动系统、房间照明、电器等现代建筑用电系统等的加入就要求更加稳定、安全、可靠供配电系统。
1.民用住宅配电系统设计要点
1.1 合理设置或者预留电气设备
我国电力长期存在的问题是重视发电、轻视供电、而直接忽略掉配电的重要性的问题，使得配电网系统的基础薄弱。在进行住宅配电系统设计时，需要结合当地的实际情况，充分考虑住宅家用电器发展的情况下，根据居民的生活需求，合理设置或者预留电气设备，从而保证住宅设计的合理性与有序性。而在实际设计过程中，应该注意以下几方面的问题：将住宅的照明回路与插座回路分开设置。起居室、卧室各设单相二线、三线，组合插座 2～3 个；厨房和卫生间设二加三暗式组合插座 2 组。分户电表、户配电箱设在室外采用三相五线制，在室内引入一个 380V 独立回路的暗式插座，来满足 380V 三相电源电气设备的使用。将确定使用功能的插座设计为独立回路。
1.2 干线配电方式
根据国家标准及有关部门规定：由地区公共电网供电的220V 照明负荷，线路电流小于或等于 30A 时，可采用 220V 单相供电；大于 30A 时宜采用 380V/220V 三相四线制供电。住宅单元进线计算电流大于 30A 时，应采用三相电源供电，并尽量保持三相平衡。多层住宅宜采用干线放射式供电，高层住宅、多层住宅宜采用干线环路式。
2.某住宅小区概况及供配电系统的特点
2.1 小区概况
某住宅小区建筑面积有 38 万平方米，分2 期建设，后期还有地块待开发，都是超过 20 层的高层住宅，属于商品房，包含配套的商业设施，有在建建筑面积大，高层塔楼多，附近市政配套设施完善的特点。地块呈长方形，离电网高压变电站在1000米的范围内。
2.2 本住宅小区供配电系统的特点
该住宅小区各楼之间的距离比较大，且是分期建设，因此负荷点多而分散，结合低压供电半径，因此需要配置多个配电房才能满足小区的供电需求。为满足住户供电可靠、安全的原则，以及为满足舒适的生活用电，参考相关的设计规范，预估负荷需求8500kVA 左右，供配电系统框图如下：
随着人们生活水平的不断提高，对居住生活的要求也越来越高，开始更加注重供配电等各方面的便利性，舒适性，安全性，高品质等各方面的需求，因此，安全可靠、技术先进、经济合理的小区供配电系统显得尤其重要。
3.负荷计算
住宅小区的负荷计算一般采用综合单位指标法进行负荷计算：Pc= ∑ Kd*Pn*N，其中：Pn 是综合单位用电指标，根据《住宅建筑电气设计规范 JGJ242-2011》表3.3.1的约定，建筑面积S（m2）≤60，用电负荷按3kW 计，60＜ S ≤90，用电负荷按4kW 计，90 ＜ S ≤ 150，用电负荷按 6kW 计，也可以按各地方的住宅设计标准计取。N 是不同面积的户数；Kd 是需要系数，根据《工业与民用供配电设计手册》第四版上册中表1.3-6住宅用电负荷的需要系数计取。
负荷计算如下：
（1）住宅用电计算有功功率：Pc= ∑ Kd*Pn*N=4*920+6*1840=14720kW。
（2）配套的商业需单独计算。
4.小区供电电源
由于住宅大部分负荷都是三级负荷，消防负荷是二级负荷，基于第二电源的经济合理性，采用从市电引来一路电源；10kV 电缆长距离的经济输电容量是 5000kVA，但是该项目离高压站很近，匹配合适的电缆，输送容量可提高到10000kVA，满足该小区当期的用电需求，因此从市电引一路10kV 的电缆供电，满足小区正常的用电需求，另一个电源采用柴油发电机供电，满足小区二级负荷的供电要求。
5.小区变电所的设计
5.1 从用电安全及技术经济的角度考虑，一般配变电所的位置应综合考虑以下因素：变配电所需深入或接近负荷中心；进出线方便；接近电源侧；设备吊装、运输方便；变配电所不应设在住户的正上方、正下方，不宜设在住宅建筑地下的最底层；经济性的考虑，尽可能的不要占用经济价值较高的地面上的房间，同时也要符合当地政策的要求，如海南最新的《关于加强新建住宅小区配套公共服务设施建设管理的意见》明确要求住宅小区要保证用电安全，配电设施要做好安全防护，地势低洼、易积水的住宅小区配电设施用房应建在地面以上，不得建在地下室；结合项目的特点：地块大，分期建设，离电源很近，有一层敞开式地下室，因此可将配变电所设在地下室，而不用设置独立式变配电所，可减少对高价值建筑物的占用，降低投资成本。
中低压配电：
5.1.1 目前大多数的中压配电系统是采用放射式或树干式接线方式，这种方式比较经济，随着社会经济的发展和科技水平的不断提高，除了考虑供配电的经济性，对系统的可靠性也提出越来越高的要求。而环式配电系统，不仅经济，可靠性也更高，且能够简化供电线路、减少线路走廊，有系统改造、扩展灵活、管理方便等优点，逐渐成为大型住宅小区的主流配电方式。由于中压只有一个10kV 回路，且是分期建设，因此初期采用单回树干式配电，考虑给后期地块预留负荷接口，在小区环网柜2预留一个接口给后期负荷使用，同时也可以构成环式配电系统，满足后期建设的需要。
5.1.2 低压配电系统，应优先考虑用电安全、供电可靠、经济合理、维护方便。低压母线采用单母线分段接线的方式，方便柴油发电机的接入，保证重要负荷的供电；柴油发电机作为小区应急自备电源，与市电电源网络之间应设有机械连锁，防止并网运行。
住宅小区的低压配电系统一般采用 TN-S 的供电方式，到各用电负荷点一般采用放射式供电，从变电所到各楼栋一般是走桥架敷设电缆或者采用铠装电缆直埋敷设的方式，并在各楼栋的总配电箱做总等电位联结，相线与零线必须等截面；在高层住宅的每层设置强电井，放置照明、动力配电箱和电表箱，部分二级负荷，在配电箱内设置双电源切换，配电箱采用树干式布线，单元配电干线采用三相配电，各户采用单相供电，三相均衡配电。
5.1.3 变压器的选择：根据《民用建筑电气设计规范》的要求：（1）变压器的长期负荷率不宜大于85%；（2）单台变压器的容量不宜大于1250kVA；（3）设置在民用建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；（4）为抑制高次谐波电流进入电网，需采用 D，yn11接线组别。根据这些相关的要求，当期住宅类用电变压器选择了7台变压器：4台1250kVA，3台1000kVA；商业部分单独设置2台变压器：1 台 1000kVA，1 台 400KVA；环氧树脂浇注式 SCB10 型干式变压器，接线组别 D，yn11。
结语：
本文通过具体的工程实例，针对某民用住宅小区10KV 变配电工程的要点进行了分析，住宅小区的供配电设计应坚持“以人为本”的理念，在确保供电安全可靠的前提下，根据工程的特点、建设的规模、当地的供电条件以及经济发展状况等诸多因素，兼顾供电的可靠性、技术的先进性和经济的合理性，综合确定住宅小区的供配电方案。同时要兼顾近期建设和远期发展的关系，以近期为主，预留远期发展的余地。
参考文献：
[1] 住宅建筑电气设计规范，JGJ242-2011 北京中国建筑工业出版社 .
[2] 工业与民用供配电设计手册，第四版 2016 中国航空规划设计研总院有限公司中国电力出版社 .
论文作者:姚俊琴
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
标签：负荷论文; 变电所论文; 住宅小区论文; 住宅论文; 系统论文; 供配电论文; 电源论文; 《防护工程》2019年10期论文;