吳 征 杰

(中機(jī)十院國際工程有限公司，北京 100083)

關(guān)于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見問題的探討

吳 征 杰

(中機(jī)十院國際工程有限公司，北京 100083)

從電價(jià)對供配電系統(tǒng)的影響、分變電所的設(shè)置、供電部門對住宅配電系統(tǒng)的地域性要求三方面，對供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一些規(guī)范沒有明確規(guī)定的問題進(jìn)行了深入分析，提出了設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的事項(xiàng)和具體的解決措施。

電價(jià)，供配電系統(tǒng)，分變電所，安裝容量

建筑電氣領(lǐng)域在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會遇到一些規(guī)范沒有明確規(guī)定但設(shè)計(jì)時(shí)不得不考慮的重要問題，比如電價(jià)對供配電系統(tǒng)的影響、大型園區(qū)分變電所如何設(shè)置、供電部門對住宅配電系統(tǒng)的地域性要求等，本文通過筆者多年來的設(shè)計(jì)經(jīng)歷對上述問題逐一分析，提出電氣設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的事項(xiàng)及具體的解決措施，不足之處還請同行指正。

1 電價(jià)對供配電系統(tǒng)的影響

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于電價(jià)的不同需要將不同類的用電負(fù)荷分組供電以便于計(jì)量，在工業(yè)配電設(shè)計(jì)中大工業(yè)電價(jià)甚至?xí)绊懙阶冸娝白儔浩髋_數(shù)的設(shè)置，因此用電負(fù)荷的電價(jià)是一個需要認(rèn)真考慮的影響因素。首先了解一下我國的電價(jià)分類標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 我國的電價(jià)分類標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定，我國現(xiàn)行銷售電價(jià)按照居民生活用電、一般工商業(yè)用電、大工業(yè)用電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電分為四類。

居民生活用電主要指城鄉(xiāng)居民家庭住宅及住宅小區(qū)公用附屬設(shè)施用電。一般工商業(yè)用電是指除居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、大工業(yè)用電以外的用電。大工業(yè)用電主要指以電為原動力受電變壓器總?cè)萘吭?15 kVA及以上的工業(yè)生產(chǎn)用電。需要注意的是，大工業(yè)用戶廠區(qū)的生活照明用電，應(yīng)分表計(jì)量，按相應(yīng)電價(jià)計(jì)收電費(fèi)。

1.2 電價(jià)對供配電系統(tǒng)的影響

由于居民生活電價(jià)比一般工商業(yè)電價(jià)便宜，在進(jìn)行含有住宅區(qū)的機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位園區(qū)配電改造或設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意將住宅區(qū)單獨(dú)設(shè)專用的變壓器供電，避免與其他用電混用變壓器，以便于住宅電費(fèi)從高壓側(cè)分開計(jì)量。

大工業(yè)用電實(shí)行兩部制電價(jià)，而其他用電均為單一制電價(jià),這點(diǎn)對工廠供配電系統(tǒng)影響很大。兩部制電價(jià)包括基本電價(jià)和電度電價(jià)兩部分，而單一制電價(jià)僅為電度電價(jià)。電度電價(jià)是按照客戶每月實(shí)際用電量計(jì)算，而基本電價(jià)則以客戶用電設(shè)備容量(kVA)或最大需量(kW)進(jìn)行計(jì)算，與客戶每月用電量無關(guān)。也就是說，按執(zhí)行大工業(yè)用電的客戶，即使每月不用電，也要交基本電費(fèi)。以北京為例，基本電價(jià)如果按變壓器容量交為32元/(kVA·月)，1 000 kVA的變壓器一年的基本電費(fèi)就為38.4萬元，夠買3個新變壓器了，相當(dāng)可觀。

因此在設(shè)計(jì)工廠用變壓器時(shí)，變壓器長期負(fù)載率不應(yīng)過低，按照國家規(guī)范不高于85%即可，過低的話會增大變壓器容量，增加用戶的基本電費(fèi)，使用戶難以承受。而且如果廠區(qū)分為多期建設(shè)時(shí)，建議在后期廠房內(nèi)單獨(dú)設(shè)變電所供電；或者本期廠房內(nèi)有大量預(yù)留的工藝設(shè)備時(shí)，則宜在本期變電所預(yù)留工藝變壓器位置，將來預(yù)留的工藝設(shè)備投產(chǎn)時(shí)再增加變壓器；上述這些措施都是為了節(jié)省用戶的基本電費(fèi)，使配電設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。

此外，在工業(yè)廠區(qū)電氣設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注意如果廠區(qū)內(nèi)有辦公樓、宿舍、食堂等生活設(shè)施，生活區(qū)宜單獨(dú)設(shè)變壓器供電。很多情況下生活區(qū)用電負(fù)荷不大，離廠房又近，許多電氣設(shè)計(jì)師為了方便直接把廠房變壓器加大直接為生活區(qū)供電，殊不知生活區(qū)執(zhí)行的是一般工商業(yè)電價(jià)，如果從執(zhí)行大工業(yè)用電的廠房變壓器配電，不但會交納相應(yīng)容量的基本電費(fèi)，供電部門還會單獨(dú)設(shè)分表對此類負(fù)荷按一般工商業(yè)電價(jià)收取電度電費(fèi)；這樣日后用戶在使用中既多交了基本電費(fèi)，又沒有享受到相應(yīng)的大工業(yè)用電優(yōu)惠電價(jià)，得不償失，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意。

2 分變電所的設(shè)置

對于大型的物流園區(qū)、辦公園區(qū)、工業(yè)園區(qū)，由于供電半徑不能太大，通常要設(shè)置多個變電所，這時(shí)分變電所如何設(shè)置就成了必須考慮的問題。

關(guān)于分變電所的設(shè)置僅在《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》2009電氣3.1.3條有規(guī)定：低壓線路的供電半徑應(yīng)根據(jù)具體供電條件，干線一般不超過250 m，當(dāng)供電容量超過500 kW(計(jì)算容量)，供電距離超過250 m時(shí)，宜考慮增設(shè)變電所。技術(shù)措施上述條款可以理解為當(dāng)計(jì)算容量超過500 kW且供電距離超過250 m時(shí)宜增設(shè)變電所。但上述條款對于有些情況沒有說明，比如計(jì)算容量很大達(dá)到1 000 kW但供電距離只有150 m要設(shè)分變電所，或者說計(jì)算容量只有300 kW但供電半徑達(dá)到300 m能否不設(shè)分變電所，使該條款在實(shí)際執(zhí)行時(shí)不易操作。

為了明晰分變電所的設(shè)置條件，本文擬從造價(jià)方面對分變電所的設(shè)置分析如下：首先，設(shè)分變電所與不設(shè)分變電所，對于園區(qū)變壓器的總安裝容量和低壓柜的數(shù)量沒有影響，只是安裝位置不同而已，因此對于變壓器和低壓柜本文不做投資比較。設(shè)分變電所方案的造價(jià)：以新增1臺不大于1 000 kVA變壓器的分變電所為例，增加的電氣投資為上級配電所新增一面KYN中壓出線柜、分變電所增加2面環(huán)網(wǎng)柜、外線增加YJV-8.7/10-3×150電纜(按200 m考慮)，這樣總投資約為24萬元。不設(shè)分變電所時(shí)(分變電所帶的負(fù)荷均由上級變電所低壓供電)，室外1根低壓YJV-0.6/1-4×240電纜(按200 m考慮)造價(jià)約為10萬元，負(fù)荷矩為150 kW×200 m=30 000 kW·m,當(dāng)本方案與設(shè)分變電所方案投資相同時(shí)，低壓負(fù)荷矩應(yīng)為24/10×30 000=72 000 kW·m。也就是說，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷矩為72 000 kW·m時(shí)，設(shè)分變電所與不設(shè)分變電所低壓供電造價(jià)相同；當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷矩大于72 000 kW·m時(shí)，設(shè)分變電所造價(jià)比低壓供電低，設(shè)分變電所更合理；當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷矩小于72 000 kW·m時(shí)，設(shè)分變電所造價(jià)比低壓供電高，低壓供電更合理。上述根據(jù)負(fù)荷矩來考慮分變電所設(shè)置的方法，在實(shí)際設(shè)計(jì)中更便于操作。

3 供電部門對住宅配電系統(tǒng)的地域性要求

在多年的建筑電氣設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)由于住宅用電一般由供電部門管理到戶，因此供電部門對于住宅配電系統(tǒng)有比較嚴(yán)格的規(guī)定，這種規(guī)定在國家規(guī)范圖集上無法查找，且因地域不同而有較大差異，這就給住宅電氣設(shè)計(jì)造成了很大的困難?，F(xiàn)對供電部門關(guān)于住宅配電系統(tǒng)的要求進(jìn)行分析并總結(jié)出差異性及共性，希望對他人有所幫助。

3.1 不同地區(qū)供電部門要求的差異性

根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，住宅每戶安裝容量、住宅變電所的容量要求及土建要求、住宅變電所供電范圍等關(guān)鍵設(shè)計(jì)條件各地規(guī)定均可能不一樣。以住宅每戶安裝容量這個基本設(shè)計(jì)條件為例：北京供電局要求住宅用電指標(biāo)為普通住宅6 kW/戶，高檔住宅為10 kW/戶；而沈陽供電局要求建筑面積50 m2以下4 kW/戶，建筑面積51 m2～60 m2,5 kW/戶，建筑面積61 m2～100 m2,6 kW/戶，建筑面積101 m2～120 m2,7 kW/戶，建筑面積121 m2～160 m2,8 kW/戶，建筑面積160 m2以上10 kW/戶；河南省安陽供電局要求建筑面積90 m2及以下6 kW/戶，建筑面積90 m2以上120 m2以下8 kW/戶，建筑面積120 m2以上160 m2以下10 kW/戶，建筑面積160 m2以上12 kW/戶。三個地方供電局的住宅用電指標(biāo)無論從建筑面積的劃分還是從安裝容量上都差別巨大。

從住宅變電所容量來說，北京供電局要求住宅變電所單臺變壓器容量不大于1 000 kVA,而沈陽和安陽供電局要求住宅變電所單臺變壓器容量不大于800 kVA;從住宅變電所的土建要求來說，北京供電局要求住宅變電所下設(shè)電纜夾層以便于電纜敷設(shè)，而沈陽和安陽供電局卻無此要求。從供電范圍來說，北京地區(qū)規(guī)定住宅變電所可以給住宅戶內(nèi)及住宅樓的公共用電供電，而沈陽和安陽供電局卻要求住宅變電所只能給住宅戶內(nèi)供電，公共用電應(yīng)從專門的公共用電變電所供電。

上述的幾點(diǎn)差異性只是不同地區(qū)供電部門要求內(nèi)容差異性的一部分，其他方面的差異性還很多，比如外線的敷設(shè)、樓內(nèi)配電系統(tǒng)的要求、電表的設(shè)置等；因此設(shè)計(jì)不熟悉區(qū)域的住宅配電系統(tǒng)時(shí)，建議首先要求業(yè)主幫忙聯(lián)系當(dāng)?shù)毓╇姴块T，收集當(dāng)?shù)毓╇姴块T關(guān)于住宅設(shè)計(jì)的地方性文件，并親自去當(dāng)?shù)毓╇姴块T了解住宅設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。上述這一點(diǎn)很重要，是住宅配電系統(tǒng)能否設(shè)計(jì)好的前提。

3.2 不同地區(qū)供電部門要求的共性

雖然不同地區(qū)供電部門要求的差異性很多，但還是有一些共性的內(nèi)容，比如對住宅區(qū)的配電都會設(shè)兩類變電所，住宅用電變電所和公共用電變電所，住宅用電變電所由供電部門設(shè)計(jì)和管理，設(shè)計(jì)院僅預(yù)留位置，公共用電變電所由用戶自行管理；考慮到深入負(fù)荷中心，住宅變電所的供電半徑不超過150 m等。

總之，不同地區(qū)供電部門在住宅配電設(shè)計(jì)要求上的差異性遠(yuǎn)多于共性，這值得設(shè)計(jì)者予以充分重視。

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施(2009年版)[M].北京：中計(jì)劃出版社，2009.

[2] 京供計(jì)[2002]173，關(guān)于調(diào)整住宅用電指標(biāo)和配置住宅配電變壓器標(biāo)準(zhǔn)的通知[Z].

[3] 沈陽供電公司中低壓配電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[Z].2012.

Discussion on common problems in power supply and distribution system design

Wu Zhengjie

(ChinaMachineryTDIInternationalEngineeringLimitedCompany,Beijing100083,China)

This paper made in-depth analysis on the problems without clear regulation of some standard to the power supply and distribution system design from the influence of electricity price to power supply and distribution system, transformer substation setting, the requirements of power supply department to the regional of residential distribution system three aspects, put forward the matters needing attention and specific measures in design.

electricity price, power supply and distribution system, transformer substation, installation capacity

1009-6825(2017)20-0127-02

2017-04-21

吳征杰(1979- )，男，高級工程師

TU994

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