云南博超建筑设计院 昆明 650000
摘要：本文主要根据相关标准规范的要求，通过昆明某住房小区的电气设计实例，从负荷等级确定、负荷计算、供配电系统设计、变配电室的设置几个重点阐述住宅建筑的供配电系统特性。
关键词：负荷等级；负荷计算；供配电系统设计；变配电室
Abstract：According to the requirements of relevant standards and specifications，through the example of electrical design of a housing estate in Kunming，this paper focuses on the characteristics of the power supply and distribution system of residential buildings from the following aspects：load level determination，load calculation，power supply and distribution system design and distribution room layout..
Key words：Load grade Load calculation Design of power supply and distribution system Distribution room 算
前言
随着城市经济发展，城市建设也获得了快速发展，各种类型的住宅小区如雨后春笋般不断涌出，设计一个经济合理、安全可靠的供电系统，为小区住户提供安全、可靠的用电有着十分重要的意义。本文从某住宅小区的供配电设计入手，从多方面对该小区供配电系统设计进行分析总结。
1、负荷等级
电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级，共分为一级、二级、三级负荷。一级负荷：中断供电将造成人身伤害；中断供电将在经济上造成重大损失；中断供电将影响重要用电单位的正常工作。二级负荷：中断供电将在经济上造成较大损失；中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。三级负荷：不属于一级和二级负荷。
某住宅小区项目总用地面积为46.72亩，总建筑面积111099.40m2，居住户数为817户，其中1栋为27层住宅楼，建筑高度为78.3m；2栋为33层住宅楼，建筑高层为96.1m；3栋为独立商业，建筑面积为21772.79m2，建筑高度为12m；4栋为27层住宅楼，建筑高度为79m；5栋为27层住宅楼，建筑高度为78.3m；6栋为27层住宅，建筑高度为79m；7栋为独立商业，建筑面积为1428.88m2，建筑高度为9.6m；8栋为独立商业，建筑面积为1252.08m2，建筑高度为9.6m；地下共一层为汽车库，建筑面积19468.78m2，车库容量为540个，为Ⅰ类车库。该小区涵盖了一类高层，多层小型商业和Ⅰ类车库建筑，根据JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》、JGJ48-2014《商店建筑设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》、GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的规定，将负荷等级划分为：
a、一类高层住宅中的走道照明、航空障碍照明用电，弱电机房、消防控制室、安防系统用电，客梯用电，排污泵、生活水泵用电、消防用电，地下车库中消防用电设备，汽车库用电为一级负荷为一级负荷，。
b、其他负荷为三级负荷。
因充电汽车为新能源动力，国家正在积极推进电动汽车的发展，各地电动汽车充电桩的建设如火如荼，但，目前并未有哪本规范该负荷的负荷等级，若按照GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的规定汽车库用电均为一级负荷，按一级负荷设计充电桩既不经济也不合理，笔者通过查阅重庆市工程建设标准DBG 50-2018-2015《民用建筑电动汽车充电设备配套设施设计规范》和全国一些发达地区的做法，笔者认为充电桩的负荷等级按照三级负荷供电更为合理。
2、负荷计算
负荷计算的目的是：获得供配电系统设计所需的各项数据，用以选择和校验导体、电器、设备、保护装置和补偿装置，计算电压、电压偏差、电压波动等。负荷计算是供配电系统设计中的一非常重要环节，常用计算方法有单位指标法、需求系数法、利用系数法，该项目施工图设计中采用了需求系数法对小区负荷进行详细计算。
需求系数法源于负荷曲线的分析，设备功率乘以需求系数得出需求功率；多组负荷相加时，再逐级乘以同时系数。住宅小区的用电设备组的需求系数可参照04DX101-1《建筑电气常用数据》表3.25以及《工业与民用供配电设计手册》（第四版）相关表格数据取值。
按照昆明市规划局下发的昆规通[2016]13号文要求新建住宅配停车位应100%留充电设施建设安装条件，本设计在负荷计算中按一个车位慢充4kW负荷预留充电桩容量，经计算充电桩总负荷为2160kW。因现阶段充电汽车数量有限，笔者认为需求系数不宜取高值，笔者认为充电桩的需求系数的取值取决于两个因素：第一同时充电的车辆数；第二车辆充电系统在介入电网充电所能成所的最大充电功率。经当地多个项目的考察后，笔者认为按现阶段540个充电桩，需求系数取0.2即可。经过负荷列表计算得出设备总装机容量为25781.99kVA，Pjs=2323.8kW，变压器的平均负载率β=81%。平均设计用电指标为：21W/m2，变压器的平均容量指标为23VA/m2，满足规范要求。
3、供电系统设计
住宅小区供电电源主要分以下几种方式：引入两路独立的10kV市电电源，要求电源来自两个不同发电厂或电源来自两个区域变电站。引入一路10kV市电电源，并设置柴油发电机组。引入两路10kV市电电源并设置柴油发电机组。因昆明地区地消防和供电局要求，一类高层住宅项目须采用两路10kV并设置柴油发电机组的供电方式，故本工程也采用第三种方式供电，即两路10kV市电并设置柴油发电机组，两路10kV市电源来自不同变电站的两个电源供电，采用互为备用方式，应自备应急电源保障保安负荷用电。10kV 侧两回进线互为备用，不允许出现高压侧合环运行方式。该工程采用单母线分段接线，每一路 10kV电源均满足 100%负荷要求时，在10kV电源进线断路器柜及母线联络断路器柜配置自适应式备自投装置，且两路电源不允许并列运行，即任何时候两进线断路器和分段断路器只允许两台同时运行，三台断路器之间的必须具有可靠电气闭锁关系。经与当地供电部门沟通后，供电部门从一个110kV区域变电站提供两路10kV电该工程的总供电系统图如下所示：
4.变配电室的设置
变配电室所址的选择应考虑以下因素：
a、变配电室应进出线方便，接近负荷中心，供电半径不大于200m，且供电半径应满足电压降小于额定电压的±4％；
b、变配电室不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处，也不宜设在与上述场所相贴邻的地方，当贴邻时，相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的防水处理；
c、当配电室设在住宅建筑内时，不应设在住宅的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧，不宜设在住宅建筑地下的最底层，当只有地下一层时，应抬高配电室地面标高，使配电室室内地坪与室外地坪高差不小于 100mm，应避开建筑物的伸缩缝、沉降缝等位置；
d、配变电室不应设在地势低洼和可能积水的场所。
e、当配电室设在住宅建筑外时，配电室外侧与住宅建筑的外墙间距，应满足防火、防噪声、防电磁辐射的要求，配电室宜避开住户主要窗户的水平视线。
该工程在地下一层设置了一座218m2的变配电室，配电室的层高为4.2m，净高为3.6m。配电室的活荷载按7.0kN/m2考虑，所有门均加防鼠门和加挡水墙，洞口做好防火防潮小动物封堵；因昆明地区属于高海波地区，所选高低压设备应满足五防、全工况、海拔2000m的要求。该工程选用4台800kVA干式变压器，每台变压器的接线选用 D，yn11 型，电压比满足10.5（10）±2×2.5％/0.4kV，采用强迫风冷冷切方式，采用无励磁调压方式，绕组绝缘耐热等级为H级，变压器的负载率不为 81%，小于85%满足当地供电部门要求；配电室内设置送排风专用轴流通风机，送风机安装高度距地面400mm，排风机安装孔顶齐梁底。风机内侧配防虫网，外侧加装防火风口。送风机处的防火阀长期开着通风，着火时才自动关闭，起火灾关断作用，烟感超过 70 度时阀门关闭。排风机处的防火阀，长期开着通风，着火时才自动关闭，烟气温度超过280 度时自动熔断关闭。
该工程变配电室布置如下图：
5 结语
本文根据国家和地方相关规范的要求，通过云南某住宅小区的电气供配电系统设计实例，分析住宅小区的负荷特性，对昆明住宅小区供配电系统设计的主要环节进行总结并提出建议。
参考文献
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[6]中国建筑东北设计研究院.JGJ16-2008. 民用建筑电气设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
论文作者:周石阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/13
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