梁 赟(筑博設(shè)計股份有限公司廣州分公司,廣州 510635 )

住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計淺析

梁 赟
(筑博設(shè)計股份有限公司廣州分公司,廣州 510635 )

本文以某大型住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計為例，結(jié)合國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的要求及本人的實際設(shè)計經(jīng)驗，對供配電系統(tǒng)及涉及到相關(guān)的設(shè)計內(nèi)容進行設(shè)計分析及經(jīng)驗總結(jié)。

電氣設(shè)計;供配電;高低壓電器;選址

1 前言

近幾年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，中大型住宅小區(qū)的數(shù)量越來越多，同時由于人們生活水平的提高，也對住宅設(shè)計提出了更高的要求。為了規(guī)范及提高設(shè)計質(zhì)量，國家制定出版了一系列住宅設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，如《住宅設(shè)計規(guī)范》GB50096-2011，《住宅電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ 242-2011，同時供電部門如廣東電力公司下發(fā)了《廣東省高層建筑及小區(qū)供用電管理暫行規(guī)定》、《10kV及以下業(yè)擴受電工程典型設(shè)計》等行業(yè)標準。本文以廣州保利云埔住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設(shè)計為例，結(jié)合上述設(shè)計規(guī)范及行業(yè)標準，按照相應(yīng)的設(shè)計思路，談?wù)剛€人設(shè)計體會。

2 建筑概況

廣州保利云埔住宅小區(qū)北區(qū)的總建筑面積約30萬m2，屬于大中型綜合性住宅小區(qū)。建筑類型主要有：一二類高層住宅、配套商業(yè)服務(wù)性網(wǎng)點、地下停車庫、會所、幼兒園、小學(xué)等。根據(jù)供電部門的相關(guān)要求及用電負荷計算，本區(qū)內(nèi)共設(shè)置2個10kV高壓開關(guān)房和14 個變配電室，其中住宅公用變配電房10個，專用變配電房4個。

具體設(shè)置見表1 ：、

表1 云埔住宅小區(qū)北區(qū)變配電室明細表

3 供配電系統(tǒng)

對建筑電氣設(shè)計而言，供配電系統(tǒng)設(shè)計是其核心內(nèi)容，設(shè)計初期需確定其設(shè)計方案。

3.1 設(shè)計一般性原則

（1）按照用電負荷性質(zhì)、容量、結(jié)合當?shù)毓╇姉l件及供電部門的技術(shù)要求確定系統(tǒng)方案。（2）系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)確保供電安全可靠、經(jīng)濟合理；系統(tǒng)架構(gòu)簡單明確、便于管理維護。

3.2 用電負荷等級

明確供電電源的電壓等級及擬采用的供電方案。廣州保利云埔住宅小區(qū)北區(qū)按一路10KV高壓電源設(shè)計，同時按照廣州供電局的要求，需要設(shè)置柴油發(fā)電機組作為一級負荷的應(yīng)急電源。

3.3 負荷計算

負荷計算是選擇電器設(shè)備，開關(guān)元器件及電纜電線等的依據(jù)，并用于計算電壓壓降和功率損耗；也可作為電能消耗及無功功率補償?shù)挠嬎阋罁?jù)。住宅建筑的負荷計算一般采用單位指標法和需要系數(shù)法相結(jié)合。對于民用建筑，由于單相負荷偏多，在進行負荷計算時應(yīng)注意單相負荷的計算方法。

3.4 無功補償

民用建筑由于感性負載的存在，如電動機、變壓器等設(shè)備，造成了供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)小于1。而功率因數(shù)的大小是衡量供電設(shè)備的輸出效率高低的重要參數(shù)，較低的功率因數(shù)不僅降低了電氣設(shè)備有效的輸出，同時增大變壓器和配電線路中的無功損耗。為減少供電線路的無功損耗，提高設(shè)備的利用率，必須采取加裝并聯(lián)電容器裝置進行無功補償?shù)拇胧海?）10kV 及以下供配電系統(tǒng)的無功補償宜低壓側(cè)補償，且補償后的功率因數(shù)不宜低于 0.9；（2）無功補償應(yīng)根據(jù)就地平衡的原則進行配置，以分散就地補償為主，采用分散就地補償和集中補償相結(jié)合的方式。變壓器容量在 100kVA 及以上的配變電所，必須進行無功補償。其中室內(nèi)變電站和預(yù)裝箱式變電站宜采取動態(tài)無功補償裝置。（3）無功補償宜采用動態(tài)補償方式。

4 配變電所

4.1 選址

配變電所的位置涉及到建筑平面的確定，在設(shè)計初期即需提供。設(shè)置的主要原則：（1）盡量靠近負荷中心；（2）考慮進出管線敷設(shè)、大型設(shè)備運輸方便；（3）不應(yīng)設(shè)在衛(wèi)生間、廚房或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所貼鄰。如果貼鄰，相鄰隔墻應(yīng)做無滲漏、無結(jié)露等防水處理；（4）配變電所可設(shè)置在建筑物的地下層，但不宜設(shè)置在最底層。配變電所設(shè)置在建筑物地下層時，需有保證電房正常工作環(huán)境的相關(guān)措施；（5）配變電所宜按供電半徑集中設(shè)置，當供電負荷較大，供電半徑較長時，也可分散設(shè)置，盡量減少配變電所數(shù)量。

4.2 實際設(shè)計中應(yīng)考慮的問題

廣州保利云埔住宅小區(qū)北區(qū)地下為兩層，按照廣州供電局的要求，公用變配電房可以設(shè)置在地下一層，所以本項目公用及專用配變電所均設(shè)置在地下一層。在實際設(shè)計中還要注意以下問題：（1）考慮設(shè)置在用電負荷中心處；并要滿足供電半徑的要求，低壓柜至低壓用戶進線處距離不宜大于200m；（2）地下室的用途一般為車庫，層高不高，為滿足電房高度要求、合理利用地下室空間，減少土建造價，配變電所盡量在高層住宅投影范圍內(nèi)，靠外墻側(cè)設(shè)置，也便于電纜進出管線的敷設(shè)；（3）若高層住宅首層為住戶，配變電所上空設(shè)置雙層樓板，盡量減少對首層住戶影響，同時也避免住宅衛(wèi)生間直接設(shè)置在配變電所上方。

5 變壓器及高、低壓電器的選擇

5.1 高壓配電柜

按照廣州供電局的要求，住宅變壓器的容量為1000KVA及以下，10KV高壓開關(guān)房、公用變配電房多采用高壓環(huán)網(wǎng)柜。由于高壓環(huán)網(wǎng)柜采用負荷開關(guān)及熔斷器組作為保護裝置，一般采用手動操作、不需另設(shè)直流操作電源，它與手車式高壓柜相比，具有柜體尺寸小、占用地方少，操作簡單、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。當變壓器容量大于1000KVA 時，為保證供配電系統(tǒng)的安全可靠性，高壓柜選用中置式手車柜，手車柜內(nèi)配套真空斷路器，其操作機構(gòu)一般為直流操作，需另外設(shè)置直流屏。

5.2 變壓器

（1）在民用建筑中，單相用電設(shè)備、非線性設(shè)備較多，配電變壓器宜選用 D，ynll 接線組別的節(jié)能型變壓器，用以抑制諧波電流、提高單相接地故障靈敏性。短路阻抗:容量在 630KVA 以下，Uk=4%；容量在 630kvA 及以上：油變，Uk=4.5%；干變，Uk=6%；（2）設(shè)置在主體建筑內(nèi)的變壓器，按建筑防火要求，選用干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣變壓器。同時變壓器可設(shè)置強迫風冷措施，以滿足短時過載運行要求；（3）變壓器容量及臺數(shù)的選擇應(yīng)滿足供電可靠，管理維護簡單、運行經(jīng)濟的要求。小區(qū)公用變壓器容量的選擇需滿足當?shù)毓╇姴块T的要求，具體可參見《廣東省高層建筑及小區(qū)供用電管理暫行規(guī)定》。

5.3 低壓配電柜

（1）低壓配電柜分為抽屜式及固定式，常用型號如GGD,GCK, GCS, MNS 等，柜體母線的額定電流值要與與配套的變壓器容量匹配；（2）變配電室的低壓配電柜因為進線電流很大（幾千安），變壓器低壓側(cè)至低壓進線柜一般采用封閉式母線或母線槽以上進線方式安裝，而配電柜出線既可采用下出線，也可上出線形式，根據(jù)工程實際情況選擇。

5.4 電容補償柜

（1）電容補償柜的型式與低壓配電柜相同，其電容器選擇干式電容器；（2）隨著開關(guān)電源、變頻設(shè)備、整流器等非線性設(shè)備在民用建筑的大量應(yīng)用，導(dǎo)致供電系統(tǒng)的諧波含量隨之增大，用于無功補償?shù)碾娙萜鲗χC波具有放大作用，諧波電流的疊加效應(yīng)會減少電容器的使用壽命，所以當電容器回路的高次諧波超過規(guī)范要求后，應(yīng)考慮加裝串聯(lián)電抗器。

6 對土建、設(shè)備專業(yè)的要求

6.1 對土建專業(yè)的要求

（1）位置：變配電室在其供電半徑的范圍，盡可能設(shè)置在負荷中心，同時結(jié)合小區(qū)的總圖規(guī)劃，協(xié)調(diào)好其他專業(yè)的相關(guān)要求；（2）向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供變配電房的電氣布置平面，變壓器、高低壓開關(guān)柜的設(shè)備重量，以及在結(jié)構(gòu)樓板上預(yù)留洞口尺寸；3）電房高度的要求根據(jù)《民規(guī)》要求，室內(nèi)配電裝置距離頂板高度一般不小于0.8m ，距梁底不小于0.6m。計算變配電室高度時，電房梁高按0.8m考慮，柜體含基礎(chǔ)槽鋼按2.3m，考慮上出線時柜頂?shù)臉蚣苷加每臻g為0.6m（電纜彎曲半徑），那么電房的層高應(yīng)大于3.7m。高壓環(huán)網(wǎng)柜柜型只設(shè)下出線，高壓房一般設(shè)電纜溝，若受土建條件限制，不能設(shè)電纜溝時，就要考慮將高壓環(huán)網(wǎng)柜柜體局部墊高，留出柜體下方的空間作為電纜溝。

6.2 設(shè)備的運輸通道要求

變配電室位于地下室時，設(shè)備運輸通道一般利用車庫的車行道，車行道范圍外的設(shè)備通道要求按凈高不小于2.5m，寬度不小于2.0m，并且滿足設(shè)備荷載，主要是變壓器重量的要求。

6.3 對暖通專業(yè)的要求

設(shè)在地下室的變配電室由于通風、散熱條件較差，需要暖通專業(yè)配合設(shè)計，滿足電氣設(shè)備運行環(huán)境的要求，但通風管道不得設(shè)置在室內(nèi)配電裝置的正上方。

6.4 變配電室其他相關(guān)設(shè)計

（1）照明設(shè)計。照明燈具一般布置在操作及維護通道上方，避開室內(nèi)配電裝置及電纜橋架的正上方設(shè)置，且與高、低壓配電柜的水平距離應(yīng)大于0.5m，安裝距地2.5m~2.7m；（2）接地設(shè)計。設(shè)置在建筑物內(nèi)的變配電室按總等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計，設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)端子箱(MEB)，其系統(tǒng)接地與保護接地共用接地裝置。

7 結(jié)語

隨著科技技術(shù)的進步，人們生活水平的提高，用電設(shè)備層出不窮，這對電氣設(shè)計提出了新的要求，也指引電氣設(shè)計新的發(fā)展方向。

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[Z].中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.中國建筑標準設(shè)計研究院2009JSCS全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——電氣[Z].中國計劃出版社,2009.

[3]中國南方電網(wǎng)有限責任公司10kV及以下業(yè)擴受電工程技術(shù)導(dǎo)則[Z].中國南方電網(wǎng),2014.