智能小區(qū)住宅配電系統(tǒng)設(shè)計

馬占敖， 江 平， 王琮澤

（吉林建筑工程學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院，吉林長春 130021）

0 引 言

智能住宅小區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)處理好現(xiàn)實性與超前性的關(guān)系，認同住戶間的經(jīng)濟差別，避免人為制造新的用電瓶頸，適應(yīng)家庭用電快速大幅增長的需要。

1 用戶配電箱回路數(shù)量[1]的確定

應(yīng)根據(jù)智能住宅小區(qū)居民生活用電的發(fā)展規(guī)律確定用電回路數(shù)量，并在此基礎(chǔ)上留有一定的發(fā)展余地。參照我國及國外居民生活用電水平以及智能小區(qū)照明設(shè)計標準，一般可分為以下4個階段:

1）萌芽階段。此階段以生活照明用電為主;

2）初級價段。電視機、洗衣機、收錄機、冰箱等需求型家電的普及;

3）中級階段。滿足電熱水器、空調(diào)、電炊具等需要;

4）高級階段。滿足包括采暖在內(nèi)的全面電氣化需要。

我國幅員遼闊，經(jīng)濟發(fā)展不平衡，但就一般城市而言已處于上述4個階段的初級階段，并正向中級階段過渡。因此，設(shè)計住宅用電回路數(shù)量時應(yīng)考慮未來發(fā)展，見表1。

表1 居民生活中級用電階段回路數(shù)量

根據(jù)表1可知，照明、一般插座、空調(diào)回路數(shù)量應(yīng)根據(jù)住房面積的大小和房間的數(shù)量來確定。下列家用電器應(yīng)采用單獨回路供電，整定電流值[2]可參考如下確定:

蒸汽浴房:16～25 A;

儲水式電熱水器:10～16 A;

即熱式電熱水器:20～32 A;

柜式空調(diào)器:16～25 A;

壁掛式空調(diào)器:16～20 A;

全自動滾筒洗衣機:16 A;

電炊具:16～20 A。

上述回路供電的導(dǎo)線截面積不宜小于4 mm2（塑銅線），每套住宅進戶線不應(yīng)小于16 mm2（塑銅線）。

2 用戶配電箱接線方式的比較與選擇

智能小區(qū)用戶配電箱有多種不同的接線方式，其焦點之一是空調(diào)、照明回路是否設(shè)漏電保護，另一個是漏電保護開關(guān)設(shè)置數(shù)量問題。日本較為典型的住宅配電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 日本住宅典型配線系統(tǒng)

在總開關(guān)處設(shè)漏電保護是一種比較經(jīng)濟的方式。

德國三室住宅回路劃分系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 德國三室住房的回路劃分

其特點是漏電斷路器分別設(shè)在各類負荷總開關(guān)處，發(fā)生接地故障時只斷開部分負荷，其它負荷不受影響。

由圖1和圖2可以看出，日本的方案比較經(jīng)濟，故障時影響范圍較小。德國的方案造價較高，故障時影響范圍較小。但有一點是共同的，即對住戶內(nèi)所有配電線路都進行了接地故障保護。壁掛式空調(diào)器、照明燈雖設(shè)在高處，人不易接觸，但如不設(shè)置保護措施，則當其回路發(fā)生接地故障時，只能靠設(shè)在進線處的接地故障保護開關(guān)（300～500 mA）作為火災(zāi)保護，故障時影響面大，而且不易查找故障點。另外對住宅而言，安全是第一位的，所以保護應(yīng)當完善，因此推薦采用如圖3所示的方式（受投資限制時可采用圖1的方式）。

圖3 樓層配電系統(tǒng)

3 用戶配電箱供電制式的選擇

我國家用電器都為單相負荷，隨著負荷的增加會出現(xiàn)線路電流大于30 A的情況，此時是仍舊采用單相供電還是依規(guī)范采用三相供電，成為設(shè)計專業(yè)工作者討論的又一焦點。

幾個國家為居民提供的供電制式[3-6]統(tǒng)計見表2。

表2 幾個國家住宅供電制式統(tǒng)計

由表中可知，英、法兩國均為單相供電，日本有兩種制式，根據(jù)容量的大小選擇。美國均為單相供電，小型家用電器接于120 V，用電較安全，大型家用電器接于240 V以減小電流，是技術(shù)經(jīng)濟及安全較好的方式。德國可以采用三相方式，因為在該國4.4 kW以上電熱器、2 kW以上取暖器、空調(diào)器均為三相負荷。從樓層電表箱至用戶配電箱一般只有幾米距離，采用三相入戶要用三相四線電能表和四極開關(guān)，就造價而言與單相入戶相比并無優(yōu)勢。從線損方面來看，三相入戶在負荷分配及使用較平衡時具有優(yōu)勢，但我國家用電器均為單相負荷且各類家用電器容量差別較大，加之使用的不同時性，即使三相入戶也較難使三相負荷的不平衡度控制在合理的范圍內(nèi)，因此，為簡化配電系統(tǒng)并從安全的角度考慮，應(yīng)盡可能不將三相電源引入用戶內(nèi)。為此，建議對我國住宅用戶配電箱供電以采用220 V單相方式為宜，不應(yīng)受到30 A的限制。

4 多層單元住宅配電系統(tǒng)接線方式

智能小區(qū)多層住宅一般采用樹干式配電，但由于負荷的大幅度增加，這種配電方式已不能滿足目前發(fā)展的需要。如果每個單元采用一條干線供電的方式，由于導(dǎo)線截面積太大，會不方便施工和接線。建議采用分段的方式進行供電，如圖4所示。

如果將圖4中單元內(nèi)兩條干線環(huán)接（圖中虛線所示），可使兩條干線間負荷得以進一步平衡，并增加任一條干線的帶負載能力，減小線路損耗，但出線開關(guān)的選擇及保護需作適當調(diào)整。

圖4 單元分段供電方式

5 結(jié) 語

1）為增加單元干線的容量儲備能力，并方便施工和接線，對智能小區(qū)多層單元式住宅應(yīng)采用220/380 V三相四線式分段方式供電。

2）對一般住宅，宜采用不小于35 mm2塑銅線分兩段方式供電，對標準較高的智能住宅宜采用不小于25 mm2塑銅線分4段供電。否則應(yīng)在單元各層電能表箱之間預(yù)留相應(yīng)數(shù)量和管徑的干線管作為備用。

3）采用分段方式供電[4]時，宜考慮環(huán)路供電的可能，并預(yù)埋相應(yīng)的管路。

4）對多層單元式智能住宅，每一路進戶線的供電范圍宜控制在2～3個單元之內(nèi)，用電標準較高的住宅，宜采用每個單元設(shè)一路進戶的方式，以方便增容時改造。

[1] 李英姿.住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計教程[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005:58-64.

[2] 趙振民.實用照明工程設(shè)計[M].天津:天津大學(xué)出版社，2003:45-55.

[3] 胡興軍.發(fā)展中的智能照明系統(tǒng)[J].光源與照明，2004（3）:44-46.

[4] 黃美春，汪雄海.基于網(wǎng)絡(luò)的家電智能控制系統(tǒng)設(shè)計與思考[J].電氣自動化，2008（3）:56-58.

[5] 佚名.低壓配電設(shè)計規(guī)范（GB50054-95）[M].北京:中國計劃出版社，1995:45-55.

[6] 中國建筑標準設(shè)計研究所.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施:電氣[M].北京:中國計劃出版社，2004: 35-55.