關(guān)于住宅建筑供配電設(shè)計(jì)的若干問題探討

摘要：隨著我國改革開放的不斷深入與人民生活水平提高，我國城市化建設(shè)也在迅速發(fā)展，更促進(jìn)了我國建筑業(yè)的快速發(fā)展。各類建筑工程的與日俱增中，民用建筑工程項(xiàng)目在整個(gè)建筑工程中所占的比例越來越大。因此，民用建筑供配電系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性就顯得尤為重要。文章圍繞住宅建筑小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)的一些問題進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：電氣;供配電;問題

1.建筑小區(qū)配電設(shè)計(jì)方案的確定

在選擇供配電方案的初步階段，首先要預(yù)測(cè)用電負(fù)荷并接入10kV"的電源。進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)的目的是為了確定容量，確定了容量之后即可接入10kV"電源，以滿足小區(qū)相關(guān)負(fù)荷的要求。由于城市用地緊張，目前我國居民建筑區(qū)多以高層為主，總占地面積一般為5000～400000m2"之間，每戶面積一般為70～180m2。因此，居民小區(qū)的配電設(shè)計(jì)要結(jié)合具體的情況擬定適合的方案。若按照三室兩廳為例進(jìn)行分析

1.1.負(fù)荷的預(yù)測(cè)

依據(jù)JGJ"242-2011《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于住宅建筑的負(fù)荷計(jì)算，方案階段可采用單位指標(biāo)法和單位面積負(fù)荷密度法;初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用單位指標(biāo)法與需要系數(shù)法相結(jié)合的算法。

按規(guī)定，每套住宅的用電負(fù)荷選擇不宜低于下表規(guī)定：

套型

建筑面積S（㎡）

用電負(fù)荷（kW）

A

S≤60

3

B

60

4

C

90

6

當(dāng)每套住宅建筑面積大于150㎡時(shí)，超出的建筑面積可按40W/㎡-50W/㎡計(jì)算用電負(fù)荷。此外，根據(jù)住宅小區(qū)檔次不同及實(shí)際需求不同，以上取值可適當(dāng)提高。

1.2.10kV電源接入

住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)另一項(xiàng)基礎(chǔ)是10kV電源接入方案的確定?？紤]到住宅小區(qū)的供電可靠性以及供電可拓展性，在進(jìn)行用電負(fù)荷預(yù)測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)查勘后，還應(yīng)在城市配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上制定合理的電源接入方案。根據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求及供電企業(yè)提升居民用電可靠性的宗旨，目前大部分住宅小區(qū)供電設(shè)計(jì)需設(shè)置10kV開閉所一座，由兩條10kV線路（一般為專線）主備用供電，并要求這兩條10kV線路出自不同的上一級(jí)變電所或同一個(gè)變電所的不同母線，以保證兩條10kV電源的相對(duì)獨(dú)立。

2.小區(qū)配電設(shè)計(jì)方案確定

2.1.10kV"電氣主接線

根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時(shí)，宜以10（6）kV供電，就目前而言，大部分住宅小區(qū)規(guī)模都超過了以上數(shù)值，10（6）kV供電方式得到廣泛使用。對(duì)于一類高層或二類高層的住宅小區(qū)來說，其負(fù)荷較重，電氣主接線的設(shè)計(jì)就顯得相對(duì)復(fù)雜。一般的高層小區(qū)住宅都設(shè)有用電負(fù)荷一級(jí)或者二級(jí)的設(shè)施，例如電梯、消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)施。按規(guī)定，一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，二級(jí)負(fù)荷宜由兩回線路供電，為保證供電要求，具有一級(jí)負(fù)荷的小區(qū)要求具備雙電源要求，因此，可從市電引兩路10kV電源并且要在小區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置一座開閉所，采用兩條單獨(dú)的母線接入10kV電氣主接線，以滿足小區(qū)相關(guān)負(fù)荷的要求，適應(yīng)小區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)的特殊情況。以某住宅小區(qū)為例，該小區(qū)總建筑面積240000m2，其中包括高層住宅、商業(yè)裙樓、地下車庫等。該工程有一、二級(jí)負(fù)荷，要求由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)能保證供電，即兩個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)停電。10kV高壓系統(tǒng)采用單母線分段接線，系統(tǒng)正常工作時(shí)兩路電源獨(dú)立運(yùn)行，母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)此時(shí)為斷開狀態(tài)。其中一路電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)合上，全部負(fù)荷由另一路電源供電。400V"低壓側(cè)同樣采用單母線分段接線，設(shè)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，與進(jìn)線開關(guān)采用電氣加機(jī)械聯(lián)鎖。考慮到目前大部分小區(qū)的一、二級(jí)負(fù)荷較小，且從市電取得第二電源有困難或技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理時(shí)，可自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組作為第二電源。

2.2"10kV開關(guān)柜的選擇

在小區(qū)配電中，為方便設(shè)備維護(hù)及確保配電的可靠性，應(yīng)在高層住宅內(nèi)設(shè)置充氣式負(fù)荷開關(guān)柜。開關(guān)柜分為空氣絕緣負(fù)荷、充氣式負(fù)荷、真空斷路器開關(guān)柜三種，而充氣式負(fù)荷開關(guān)柜更適用于高層住宅區(qū)，它具有分段能力強(qiáng)、設(shè)備穩(wěn)定性高、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，既能夠滿足小區(qū)相關(guān)負(fù)荷，又方便供電公司的日常維修。

2.3.變壓器的選擇

變壓器是10kV"配電設(shè)計(jì)當(dāng)中的關(guān)鍵部分，變壓器的選擇關(guān)系著供電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定，因此必須結(jié)合住宅區(qū)的實(shí)際情況，選擇合理的變壓器。干式變壓器與全密封油浸式變壓器是變壓器的常見類型。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，干式變壓器得到了廣泛使用，尤其是在商業(yè)綜合體、居民小區(qū)、高層建筑、地下場(chǎng)所以及人員密集場(chǎng)所等防火要求高的地方適宜使用干式變壓器;油浸式變壓器也憑借著造價(jià)較低、容量大、電壓等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)在各行業(yè)中被采用。

3.建筑電氣供配電設(shè)計(jì)中常見問題

3.1"高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

首先，在高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，通常采用單母線方式進(jìn)行分段接入，單母線分段可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)切換，起到互為備用的作用。同時(shí)要注意，母線分段的數(shù)目應(yīng)與電源進(jìn)線的回路數(shù)目相一致。

其次在配電設(shè)備方式方面，根據(jù)我國《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：當(dāng)消防用電負(fù)荷為二級(jí)并采用交流電源供電時(shí)，宜采用雙回路樹干式供電，并按防火分區(qū)設(shè)置自動(dòng)切換應(yīng)急照明配電箱。當(dāng)采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組時(shí)，可由單回線路樹干式供電，并按防火分區(qū)設(shè)置應(yīng)急照明配電箱。但是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由存在著在理解上的偏差，民用建筑供配電設(shè)計(jì)人員、民用建筑的審查人員、校對(duì)人員經(jīng)常會(huì)要求在住宅樓消防電梯前室的一兩個(gè)應(yīng)急燈也要求單獨(dú)設(shè)置雙電源切換箱。從設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性考慮，這樣做很明顯比較浪費(fèi)。如果在民用建筑的每一層的每個(gè)防火分區(qū)都設(shè)置應(yīng)急照明配電箱，那就更不合理了。

由于高層住宅內(nèi)走線較為困難，采用電纜或豎井母線槽對(duì)豎向干線進(jìn)行布置和連接。在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)的各級(jí)開關(guān)時(shí)，為做好電路保護(hù)工作，應(yīng)當(dāng)設(shè)置三級(jí)過流保護(hù)裝置，分別為瞬時(shí)、短延時(shí)、長延時(shí)。

在配電系統(tǒng)功率的選擇方面，變壓器的選擇應(yīng)考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)和功率因數(shù)補(bǔ)償效果。變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)在0.6～0.75之間，變壓器的負(fù)荷率不應(yīng)大于0.85.10kV供電的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9.否則應(yīng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。

3.2"配變電所的組成及對(duì)土建專業(yè)的要求

從所址的選擇方面來說，配電所包含高、低壓配電室，電容器，控制室，變壓器等。一般來說使用低壓配電的裝置或者不帶可燃的高壓、非可燃性油的電容器、非油浸電力變壓器時(shí)，配變電室的組成相對(duì)簡單，只需滿足一般要求即可，無須另設(shè)置配變電所。為方便出線應(yīng)當(dāng)確保配變電所深入負(fù)荷中心。高層住宅區(qū)的配變電所的設(shè)置要特殊看待，應(yīng)當(dāng)設(shè)置在負(fù)荷比較集中的區(qū)域，例如地下或者首層，若是將配變電所設(shè)置在地下，要注意不能處于最底層。

從土建專業(yè)的要求方面來說，按規(guī)定，可燃油油浸電力變壓器室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。非燃或難燃介質(zhì)的電力變壓器室、電壓為10（6）kV的配電裝置室和電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。低壓配電裝置室和電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)。在配電室的設(shè)計(jì)方面，當(dāng)配電室的長度在7m"以上時(shí)，應(yīng)在配電室的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)出口;當(dāng)兩個(gè)出口的距離超過15m"時(shí)則應(yīng)根據(jù)情況增加出口的設(shè)置。

4.幾點(diǎn)應(yīng)注意的問題

在電纜外網(wǎng)設(shè)計(jì)上，要與同方向路徑的電纜處在同一條電纜溝之中，并且要選擇捷徑，盡可能分布在小區(qū)干道一側(cè)，注意不要與弱電箱的位置靠近，以免影響施工;針對(duì)過道的電纜要采取相應(yīng)的安全措施，避免發(fā)生意外;住宅區(qū)的路燈、草坪燈等公共設(shè)施應(yīng)由變電站統(tǒng)一管理;為保證住宅區(qū)的審美價(jià)值，箱變的外觀的美化以及包裝極其重要，如可在內(nèi)箱變四周種植爬藤植物，讓植物攀附在內(nèi)箱變的外表上，這樣既能美化環(huán)境，又能保護(hù)箱變。

5.結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及全面建設(shè)小康社會(huì)進(jìn)程的加快，居民住宅區(qū)的建設(shè)取得了明顯的成就，與此同時(shí)，居民對(duì)配電供應(yīng)的要求也越來越高。優(yōu)化居民區(qū)的供配電設(shè)計(jì)，適應(yīng)人們生存與發(fā)展的需要，解決供配電存在的難題，結(jié)合實(shí)踐，不斷提高供配電的質(zhì)量，為居民提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，滿足其用電需求，促進(jìn)電力事業(yè)的快速發(fā)展。

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