孫超

[摘 ? ?要]隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑工程建設也迅速發(fā)展，高層住宅小區(qū)的建設十分常見。在這些住宅小區(qū)建設過程中，供配電系統(tǒng)的建設非常重要。主要針對高層住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計，從供電電源、中低壓供電系統(tǒng)、計量采集等系統(tǒng)組成方面，以及從負荷分級、負荷計算、設備選型等技術(shù)要求方面進行了分析，旨在從設計角度滿足高層小區(qū)的供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的要求，使高層住宅小區(qū)能夠給用戶帶來更好的生活體驗。

[關(guān)鍵詞]高層住宅小區(qū);供配電系統(tǒng);設計

[中圖分類號]TU976.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–00–03

[Abstract]With the continuous development of China's economy， construction engineering is also developing rapidly， and the construction of high-rise residential quarters is very common. In the construction process of these residential areas， the construction of power supply and distribution system is very important. This paper mainly focuses on the design of power supply and distribution system in high-rise residential area， analyzes the system composition of power supply， medium and low voltage power supply system， metering collection， etc.， and analyzes the technical requirements of load classification， load calculation， equipment selection， etc.， so as to meet the requirements of safe， reliable and economic operation of power supply and distribution system in high-rise residential area from the perspective of design， So that high-rise residential areas can bring better life experience to users.

[Keywords]high rise residential district; power supply and distribution system; design

1 工程概述

本文主要針對某大型住宅小區(qū)進行分析，該大型住宅小區(qū)的規(guī)劃總用地面積約為71 039 m2，總建筑面積約為232 501 m2，其中地上建筑面積為177 533 m2，地下建筑面積為64 968 m2。該小區(qū)建筑性質(zhì)是以住宅為主，商業(yè)為輔。小區(qū)共建設12棟高層住宅樓，為地面28～33層，地下1層住宅，總戶數(shù)為1 712戶，另有1#～3#樓為2層沿街商鋪，4#～6#樓的1-2層均為沿街商鋪，3～4層均為社區(qū)服務及物業(yè)管理用房。小區(qū)機動車停車位共計1 954個，其中地面停車位336個，地下停車位1 618個，非機動車停車位3 494個。

為使小區(qū)高層住宅建設更加穩(wěn)定，方便用戶使用，在各方面均要結(jié)合供配電系統(tǒng)的具體細節(jié)進行探討，對各方面數(shù)據(jù)進行計算，方便對其中的數(shù)據(jù)進行精準控制，進而使供配電系統(tǒng)符合目前的建設要求，在日常的使用過程中不會出現(xiàn)問題，并且能夠加強其使用合理性。此外，該住宅小區(qū)還存在部分非住宅建筑，不光需要住宅部分，還需要對其他諸如商業(yè)、社區(qū)用房、物業(yè)管理用房及變配電室等功能性建筑進行考慮。因此，在其供配電系統(tǒng)的建設過程中，需要對其各種建筑類型進行全面細致考慮，避免在規(guī)劃設計過程中出現(xiàn)少項漏項的情況。

2 供電電源

在高層住宅小區(qū)的用電方面，選擇供電電源的類型，得先從小區(qū)的用電負荷性質(zhì)下手。這里就需引入負荷分級的概率。根據(jù)居住區(qū)內(nèi)建筑物及配套設施負荷性質(zhì)不同可分為一、二、三級負荷。

居住區(qū)內(nèi)一級負荷：①高級住宅的電梯、泵房、消防設施、應急照明用電等;②十九層及以上居住類建筑的電梯、泵房、消防設施、應急照明用電等;③Ⅰ類汽車庫、機械停車設備以及采用升降梯作為車輛疏散出口的升降梯用電;④建筑面積大于5 000 m2的人防工程。

居住區(qū)內(nèi)二級負荷：①8～18層居住類建筑的電梯、泵房、消防設施、應急照明用電等;②Ⅱ、Ⅲ類汽車庫;③建筑面積小于或等于5 000 m2的人防工程;④人防工程汽車庫重要的風機、水泵、正常照明、電動防護密閉門、電動密閉門和電動密閉閥門;⑤區(qū)域性的增壓泵房、智能化系統(tǒng)網(wǎng)絡中心等。

居住區(qū)內(nèi)三級負荷：居民用電負荷及其他不屬于上述一級或二級的負荷。

由上述可知，案例中的小區(qū)存在一二級負荷，對供電可靠性要求很高，故供電電源選擇從不同變電站或同一變電站的不同中壓母線，各引出一回線路接入小區(qū)內(nèi)中壓開關(guān)站的供電方式。這樣供電電源為兩個獨立電源，互不影響，即使某一變電站或某一線路發(fā)生斷電，另一變電站和線路仍能保證小區(qū)內(nèi)的重要負荷不失電，供電的可靠性更高。

3 中低壓供電系統(tǒng)

高層住宅小區(qū)的中低壓供電系統(tǒng)指從小區(qū)紅線附近的前置環(huán)網(wǎng)柜電纜出線樁頭-中壓開關(guān)站-配電室-低壓分支箱-計量表箱這部分的供電設施。設計小區(qū)的中低壓供電系統(tǒng)需先通過負荷計算明確小區(qū)中低壓負荷的總?cè)萘?，依此來配置各個配電室的變壓器容量。

小區(qū)的負荷計算是根據(jù)小區(qū)內(nèi)各種用電負荷的類型、數(shù)量，選擇相應主供容量、備供容量及配置系數(shù)，進而計算出整個小區(qū)負荷總?cè)萘俊?/p>

一般情況下，居住區(qū)內(nèi)建筑面積120 m2及以下的戶型，基本配置容量每戶8 kW;建筑面積120 m2以上、150 m2以下的戶型，基本配置容量每戶12 kW;建筑面積150 m2以上、200 m2以下的戶型，基本配置容量每戶16 kW;200 m2以上的戶型，基本配置容量按80 W/m2來計算。高級住宅、別墅，基本配置容量根據(jù)實際需要確定。低壓供電公建設設施應按實際設備容量計算。設備容量不明確時，按負荷密度估算：辦公60～100 W/m2;商鋪、會所100-150 W/m2;車庫、車棚、垃圾房等公建設施40 W/m2。

根據(jù)以上配置原則，計算出單臺變壓器供電范圍內(nèi)各種用電負荷總?cè)萘浚俪松舷鄳渲孟禂?shù)Kp（單臺變壓器供電范圍內(nèi)住宅戶數(shù)50戶及以下，Kp=0.7;50戶以上200戶以下，Kp=0.6;200戶及以上，Kp=0.5;低壓供電公建設施，Kp=0.8），就可以得到單臺變壓器容量。小區(qū)配電室常用變壓器容量一般為630 kVA和800 kVA。在分配負荷時不僅要考慮單臺變壓器供電范圍內(nèi)負荷總量最大不超過800 kVA，還要考慮變壓器到用電負荷設備的供電距離問題，也就是常說的低壓供電半徑。

經(jīng)過上述分析和計算后，案例中小區(qū)的中低壓供電系統(tǒng)的雛形就顯現(xiàn)出來了。該小區(qū)的主供容量為6 860 kVA，備供容量為6 860 kVA，雙電源供電，共設置二進十二出開關(guān)站1座，4×800 kVA規(guī)模配電室3座，4×630 kVA規(guī)模配電室1座，2×800 kVA配電室1座。再根據(jù)負荷分部及供電半徑的要求，布置如下：

地上開關(guān)站1座設置于15#樓北側(cè)，電源來自紅線附近新建的前置環(huán)網(wǎng)柜;

地上1#配電室1座（4×800 kVA）設置于11#樓北側(cè)，電源引自開關(guān)站;

地上2#配電室1座（4×630 kVA）設置于12#樓東側(cè)，電源引自開關(guān)站;

地上3#配電室1座（4×800 kVA）設置于10#樓南側(cè)，電源引自開關(guān)站;

地上4#配電室1座（2×800 kVA）設置于16#樓東側(cè)，電源引自開關(guān)站;

地上5#配電室1座（4×800 kVA）設置于17#樓南側(cè)，電源引自開關(guān)站。

開關(guān)站和配電室的中壓部分大體規(guī)模確定好以后，就可以開始規(guī)劃低壓部分的建設了，也就是配電室的低壓出線回路、低壓分支箱、計量表箱上端低壓電纜的部分。

如案例中的小區(qū)，最終方案就是采用的電纜上樓的方式。這里選取該小區(qū)7#樓做詳細的設計分析。7#樓共33層，兩梯四戶，位于小區(qū)最北角，距離其最近的配電室為小區(qū)1#配電室，規(guī)模為4×800 kVA。7#樓居民用電共有4路電纜進線，進線電纜型號為ZR-YJV22-0.4/1kV-4×240 mm2，均引自1#配電室TB2變壓器后低壓出線柜，分別接至各樓層分布的4臺一進六出壁掛式電纜分支箱。因強電間的空間有限，在布置每層計量表箱、電纜分支箱的時候，要預先考慮好錯層布置，避免分支箱、計量表箱都擠在同一層強電間，保證實施的可行性。7#樓第1臺分支箱布置在5樓強電間，5路出線（1路備用）分別到1樓、2樓、4樓、6樓、8樓強電間的計量表箱;第2臺分支箱布置在9樓強電間，5路出線（1路備用）分別到10樓、11樓、12樓、14樓、16樓強電間的計量表箱;第3臺分支箱布置在17樓強電間，4路出線（2路備用）分別到18樓、20樓、22樓、24樓;第4臺分支箱布置在25樓強電間，4路出線（2路備用）分別到26樓、28樓、30樓、32樓。這樣保證了同一樓層的強電間內(nèi)只有1臺分支箱或計量表箱，讓強電間有足夠的空間布置電纜橋架，方便樓層間走電纜，使施工更加便利。

4 計量采集

高層住宅小區(qū)低壓用戶用電信息數(shù)據(jù)的采集（簡稱集抄）指小區(qū)內(nèi)所有居民用電、商業(yè)用電、各種公建設施用電的用電信息的收集和上傳?，F(xiàn)代智能化小區(qū)已不需要人工抄表收電費，而采用智能電能表和采集裝置的組合，實現(xiàn)智能采集用戶的用電信息，通過無線網(wǎng)絡上傳到供電部門。

計量表箱作為智能電能表和GPRS采集終端的載體，也是高層住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的最末端環(huán)節(jié)。在設計高層住宅小區(qū)的計量表箱時要緊跟當?shù)毓╇姴块T的要求，滿足當?shù)毓╇姴块T的驗收規(guī)范。高層住宅小區(qū)的計量表箱應優(yōu)先使用不銹鋼材質(zhì)，按當?shù)毓╇姴块T標準制造，并經(jīng)供電部門確認合格后方可接入使用。表箱應安裝位置應符合電氣安全要求，滿足保護接地條件，便于維護，如案例中安裝在專用的強電間內(nèi)。

對于多層和中高層住宅視不同情況，可按單元集中、同樓層集中或多樓層集中設置計量點：

（1）9層及以下住宅采用以單元為單位的集中安裝方式。表箱安裝位置統(tǒng)一在地面一層的電氣間、樓道墻體或戶外地面，應滿足照明、通風、防潮等方面的要求。

（2）10及以上住宅用電計量表計安裝視不同情況，按下列原則辦理：①單層戶數(shù)在4戶及以上時，宜分層集中裝表;②單層戶數(shù)在4戶以下時，采用多層集中裝表，每個表箱安裝點的表數(shù)應不低于6只。案例中7#樓單層為4戶，按上述要求，每2層設置集中裝表，故采用9表位計量表箱。

采集裝置是收集用電信息數(shù)據(jù)并上傳到供電部門。設計時采集裝置的設置要按以下要求進行：①對于單體表箱，由于表計數(shù)量少、接線距離短，通訊線使用采集器廠家原配安裝導線，表箱廠家需安裝好采集器電源端子和固定端子并接好端子上部單元導線。②對于多表位計量表箱，由于現(xiàn)場運行環(huán)境復雜，要求每只表箱安裝一套485總線盒，總線盒根據(jù)使用環(huán)境不同分為有源型和無源型，根據(jù)接口數(shù)量不同分為9端口和18端口規(guī)格，分別用于9表及以下和18表及以下的計量箱中。③多表位計量箱進線室中放置采集終端或者采集器。放置采集終端時需加裝采集終端電源開關(guān);放置采集器時需按照單體表箱使用辦法加裝電源接線端子和固定端子。采集終端和采集器電源取自進線開關(guān)下方。④互感器式計量箱采用單表配置，表計右側(cè)加裝采集器。采集器布線規(guī)則按照單體表箱使用辦法加裝電源接線端子和固定端子。采集終端和采集器電源取自進線開關(guān)下方U相和零排。⑤每個計量箱內(nèi)均安裝GPRS采集終端，電能表通過RS-485傳輸線依次連接后統(tǒng)一接入采集終端。計量箱安裝處應引入移動信號，信號強度不小于-85 dBm，保證用電采集遠程抄表實施。每單元頂層需預留水電氣三表合一通道并穿管預埋。

5 結(jié)束語

在高層住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設計過程中，需先明確供電電源為嚴格意義上的雙電源供電，再對住宅小區(qū)的居民、商業(yè)、公建負荷進行細致的分析，合理的計算，這樣才能夠使中低壓系統(tǒng)供電方式的選擇更加可靠，使開閉所配電房的規(guī)模、設備選型、布置、供電范圍更加合理，使小區(qū)的各類負荷的計量采集配置更加精確，進而為高層住宅小區(qū)的具體建設做好安全、可靠、經(jīng)濟的鋪墊，確保高層住宅小區(qū)用戶有良好的用電體驗。

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