劉思嘉

北京市建筑工程設計有限責任公司，北京 100055

國外居住區(qū)配電設計方案的分析

劉思嘉

北京市建筑工程設計有限責任公司，北京 100055

以國外某項目為例，探討了國外設計規(guī)范中住宅區(qū)供配電設計的計算方法，比較了國內(nèi)外設計規(guī)范負荷計算的算法差異，并針對這些差異提出一些結(jié)論。

.住宅區(qū)；供配電設計；國外

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對外開放進一步擴大，國內(nèi)設計企業(yè)越來越多的走出國門，參與到國際項目的設計工作中。與以往國內(nèi)住宅區(qū)配電設計相比，很多國外項目的規(guī)模和占地面積遠遠大于前者，部分項目的規(guī)模甚至相當于國內(nèi)的小城鎮(zhèn)規(guī)模。國內(nèi)較大項目的一般規(guī)模約為數(shù)十棟建筑，建筑面積在十幾至幾十萬平方米，總負荷在數(shù)千kVA數(shù)量級[2,3,4,5]。而國外大規(guī)模住宅區(qū)項目，以本文背景為例，有時可達到數(shù)百萬m2的建筑面積，數(shù)十萬kVA的用電負荷。而在此情況下，憑借以往的住宅小區(qū)配電設計的經(jīng)驗，可能有部分已不適用于此類規(guī)模的設計工作；另一方面，國外項目所依據(jù)的設計規(guī)范和標準，有時在內(nèi)容甚至體系上也不同于國內(nèi)標準，這也給國內(nèi)企業(yè)參與國際項目帶來一定的挑戰(zhàn)。本文將以某國外項目為背景，探討在這類大型住宅區(qū)設計中的一些經(jīng)驗和準則。

1 項目概況

該項目位于某國首都郊區(qū)，總占地面積約8.5km2，總建筑面積約330萬 m2，其中住宅約290萬m2，共約15 000戶，公建面積40余萬m2。共分11區(qū)塊，其中10個區(qū)塊為帶有少量配套公建的居住區(qū)，剩下一個區(qū)塊為公建區(qū)，規(guī)劃居住人數(shù)90 000人左右。

電源情況如下：地塊南北方向各有一路220kV供電線路，經(jīng)220/30kV變電站提供電源。電網(wǎng)頻率50Hz。

2 負荷計算

2.1 單戶負荷指標

目前，國內(nèi)在設計階段，對住宅負荷的計算大多采用按需要系數(shù)確定計算負荷的方法，這種方法在計算上比較簡便易行，但缺點是精確度較低。而在本項目中，根據(jù)該國相關(guān)設計標準和慣例，單戶住宅采用考慮多樣性的最大需求（After Diversity Maximum Demand）方法。這種方法在計算上相對繁雜，但更加準確。

此項目的住宅大致可以分為兩種戶型，建筑面積分別為182m2和205m2，依據(jù)當?shù)匾?guī)范，計算負荷如表1：

表1 單戶用電負荷計算

2.2 組團負荷計算

國內(nèi)項目計算住宅負荷時，通常采用需要系數(shù)法[1,2]，按照戶數(shù)的不同取用單一的需要系數(shù)，與單戶負荷計算類似，這種方法計算比較簡單，但相應的，準確度也有一定的欠缺，在建成運行后的某些情況下（如夏季用電高峰），較易出現(xiàn)實際負荷達到或超過設計容量的情況，造成各種事故。本項目所采用的標準采用了該國設計標準所提供的同時系數(shù)計算方法，并參考了國際標準IEC60439，按照同一變壓器所帶負荷戶數(shù)的不同，分段計算總負荷，每段的同時系數(shù)各不相同。各段的同時系數(shù)如表2所示。

表2 同時系數(shù)列表

每棟住宅樓有4層，共2個單元，一梯兩戶，每棟樓共16戶。若一臺變壓器所帶住宅為100戶，則根據(jù)此方法，相應的變壓器負荷（設功率因數(shù)為0.9）為：

按照相應的國內(nèi)規(guī)范[1]，100戶住宅所對應同時系數(shù)為0.2-0.3，取0.3，則對應的變壓器負荷為：

顯然，相應的國外規(guī)范計算上明顯大于國內(nèi)規(guī)范，這利弊兼有：從不利的一方面來說，計算負荷偏大，同樣規(guī)模的項目，會需要更多的變壓器，增加了一次投資；從有利的一方面來說，這種算法保險系數(shù)較高，尤其是出現(xiàn)瞬時負荷較大時，出現(xiàn)跳閘等事故的幾率將大大降低。

根據(jù)該國供電部門的要求和此項目地實際情況，最終確定，11/0.4kV變壓器容量選取1 000kVA。考慮到今后負荷的持續(xù)發(fā)展，變壓器負荷率一般在60%左右，最多不超過72%。表3為一個典型的11/0.4kV變壓器所帶的負荷，具體計算過程如下：

表3 11/0.4kV變壓器典型負荷

2.3 總負荷估算與變壓器數(shù)量的確定

根據(jù)上文所述，每臺11/0.4kV變壓器對應72戶住宅負荷，則住宅所對應的變壓器負荷約為：

由于本項目中公建類型繁多，再加上部分公建方案在本文撰寫時仍未確定，因此，公建負荷只能按照其建筑面積進行大致估算，單位負荷取100W/m2，公建負荷約為：

則總負荷約為：

則共需11/0.4kV變壓器240臺，考慮到實際運行時，不可能每臺變壓器都達到設計負荷率，低于設計負荷率的可能比高的可能要大一些，因此，11/0.4kV變壓器的數(shù)量大約在240～260臺之間。

3 變電站規(guī)劃

3.1 11/0.4kV變電站的規(guī)劃

根據(jù)當?shù)匾?guī)范，11/0.4kV變電站間距按照表4取值，在本項目中，其間距不應超過310m。相對于國內(nèi)規(guī)范的變電站負荷半徑250m，要求更高一些。

表4 低壓變壓器間距與負荷密度之間的關(guān)系

3.2 30/11kV變電站的規(guī)劃

對此項目，南北間距約4km，東西間距約2km。顯然，如果直接采用11kV線路的話，線路電壓降將會非常大，導致供電質(zhì)量大大降低。采用30kV網(wǎng)絡使30/11kV變電站互聯(lián)，再從30/11kV變電站向11/0.4kV變電站供電，是更加合適的方案。30kV網(wǎng)絡如圖1所示。

4 結(jié)論

由上述分析我們可以得知，國外設計標準在負荷計算方面，比國內(nèi)標準要高出不少，這固然增加了一次投資的數(shù)量，但是，在運行時，降低了末端變壓器跳閘等事故的概率，可靠性會大大提高，對于減少運行和維護工作量和費用有顯著效果，相比較而言，對國內(nèi)規(guī)范的修訂具有一定的參考意義。

圖1 30/11kV網(wǎng)絡連接示意圖

[1]馮靜主編.簡明建筑電氣手冊[M].福州：福建科學技術(shù)出版社，2007：92-93.

[2]宋衛(wèi)東.住宅小區(qū)供電規(guī)劃——變電所數(shù)量的確定[J].低壓電器，2007(10)：33-37.

[3]朱銳，常泳.住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電設計探討[J].石河子科技，2003(5)：37-38.

[4]顧趙明，張巍巍.住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電設計探討與設備選型[J].山西建筑，2007(11)：182-183.

[5]張玉霞.城鎮(zhèn)居民小區(qū)供電設計及措施[J].民營科技，2008(5)：31.

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