住宅小區(qū)10kV變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

申巧利

摘 要：10 kV變配電設(shè)計(jì)對(duì)住宅小區(qū)的安全性、可靠性有著舉足輕重的作用。目前，住宅小區(qū)變配電設(shè)計(jì)方案因其規(guī)模、用電特征等不同而存在很大的差異。文章主要通過(guò)筆者設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和體會(huì)，提出了解決目前住宅小區(qū)10 kV變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的一些思路及方向。

關(guān)鍵詞：住宅小區(qū)；變配電；設(shè)計(jì)；負(fù)荷

中圖分類(lèi)號(hào)：TU994 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）17-0022-02

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，住宅小區(qū)迅速發(fā)展，規(guī)模日益擴(kuò)大，電力作為住宅小區(qū)日常生活中必不可少的一部分，為了提高住宅小區(qū)用電安全可靠性和舒適實(shí)用性，住宅小區(qū)變配電設(shè)計(jì)工作就顯得極其迫切重要。在對(duì)住宅小區(qū)變配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，結(jié)合筆者的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)，簡(jiǎn)要闡述住宅小區(qū)10 kV變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、電源外進(jìn)線(xiàn)方案、用電負(fù)荷計(jì)算、變壓器的配置以及變配電室設(shè)置等方面內(nèi)容。

1 住宅小區(qū)變配電的特點(diǎn)

在探討之前，先深入了解住宅小區(qū)變配電的四個(gè)特點(diǎn)，如下：

①通常需供電的面積較大，范圍較廣；

②用電性質(zhì)多樣化，如住宅、商業(yè)、辦公、幼兒園及相應(yīng)的公共配套設(shè)備等；

②對(duì)供電安全性，可靠性，環(huán)保性，經(jīng)濟(jì)合理性要求比較高；

④各地供電模式和住宅設(shè)計(jì)規(guī)范因地區(qū)的差異也各不相同。

2 變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 10 kV電源外進(jìn)線(xiàn)方案

2.1.1 供電方式

根據(jù)《中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司“十二五”110 kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃編制技術(shù)規(guī)定》，住宅小區(qū)應(yīng)采用主供+環(huán)網(wǎng)供電方式，其相對(duì)于采用一路電源進(jìn)線(xiàn)投資有所加大，但是，當(dāng)主供進(jìn)線(xiàn)回路發(fā)生故障，由環(huán)網(wǎng)進(jìn)線(xiàn)回路進(jìn)行供電，從而大大提高了小區(qū)用電的可靠性。

2.1.2 供電電壓等級(jí)

根據(jù)各技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，供電電壓等級(jí)的確定跟住宅小區(qū)總?cè)萘坑兄芮嘘P(guān)系，為了描述清晰明了，總結(jié)供電電壓等級(jí)確定，見(jiàn)表1。

住宅小區(qū)容量常見(jiàn)的在100 ～40 000 kVA之間，故相應(yīng)采用10 kV專(zhuān)線(xiàn)供電或10 kV專(zhuān)變供電的多些。

2.2 小區(qū)用電負(fù)荷計(jì)算和變壓器的配置

2.2.1 小區(qū)用電負(fù)荷計(jì)算

①需要系數(shù)法。

在初步設(shè)計(jì)階段，可采用需要系數(shù)法確定變壓器容量、臺(tái)數(shù)以及其他高低壓配電設(shè)施，根據(jù)小區(qū)用電設(shè)備的額定容量，負(fù)荷特性和行業(yè)特點(diǎn)在實(shí)際用電負(fù)荷下的需要系數(shù)求出計(jì)算負(fù)荷，同時(shí)考慮用電設(shè)備使用時(shí)的各種損耗等因素，以及國(guó)家規(guī)定應(yīng)達(dá)到的功率因數(shù)值和實(shí)際自然功率因數(shù)，來(lái)確定變壓器容量。其公式是：

Sc=Pc/cosφ=K∑p∑（PeKx）/cosφ

式中，Sc為視在功率（kVA）；

Pc為有功計(jì)算負(fù)荷（kW）；

Kx為需要系數(shù)；

cosφ為平均功率因數(shù)；

Pe為設(shè)備容量（kW）；

K∑p為有功功率同時(shí)系數(shù)。

②用電負(fù)荷密度法。

在方案設(shè)計(jì)階段，為確定供電方案和變壓器的容量及臺(tái)數(shù)，用電負(fù)荷密度法最為廣泛采用。小區(qū)住宅、商業(yè)以及公共服務(wù)設(shè)施用電容量的確定應(yīng)綜合考慮所在的城市的性質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、氣候、民族、習(xí)俗及家庭能源使用的種類(lèi)。采用用電負(fù)荷密度法時(shí)，在計(jì)算過(guò)程中，其單位指標(biāo)負(fù)荷或密度不宜小于的數(shù)值，見(jiàn)表2。

不僅需根據(jù)表2，另外還需考慮每個(gè)客戶(hù)類(lèi)型需要系數(shù)才能計(jì)算出實(shí)際小區(qū)總?cè)萘?，需要的系?shù)根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》歸納參考，見(jiàn)表3。

2.2.2 變壓器的配置

①小區(qū)用電負(fù)荷根據(jù)總計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)確定，有了用電負(fù)荷，并結(jié)合以下幾點(diǎn)配置原則確定變壓器的大小和臺(tái)數(shù)。

住宅小區(qū)內(nèi)公用配電變壓器，應(yīng)采用“小容量，多布點(diǎn)”的原則，滿(mǎn)足電壓質(zhì)量和可靠性條件下，應(yīng)因地制宜。單臺(tái)油浸式變壓器容量選擇不應(yīng)超過(guò)630 kVA，單臺(tái)干式變壓器的容量不應(yīng)超過(guò)1 250 kVA。另外，公用配電變壓器的長(zhǎng)期工作負(fù)載率不宜大于80%。

②住宅小區(qū)配套的商場(chǎng)、超市、會(huì)所、幼兒園及學(xué)校等采用獨(dú)立回路供電，按照電價(jià)類(lèi)別獨(dú)立安裝電表計(jì)費(fèi)，用電容量在100 kW及以上時(shí)，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置專(zhuān)變供電。

③住宅小區(qū)地下室照明、電梯、抽水、消防、公共景觀(guān)及照明等公用設(shè)施可由小區(qū)公用變供電，如設(shè)備的單臺(tái)容量超過(guò)100 kW及以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置小區(qū)專(zhuān)用變供電。

④變壓器的容量及臺(tái)數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足用電負(fù)荷對(duì)高可靠性的要求。對(duì)于重要電力客戶(hù)或有一、二級(jí)負(fù)荷的客戶(hù)，選擇兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器供電；對(duì)于季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大客戶(hù)宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，可選擇兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器供電。當(dāng)裝有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)滿(mǎn)足一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)負(fù)荷的全部用電。

2.3 變配電室設(shè)置

確定了住宅小區(qū)負(fù)荷及選定了變壓器后，需要確定變配電室的位置，實(shí)際設(shè)計(jì)中需要注意以下問(wèn)題：

①符合供電半徑要求，盡可能靠近用電負(fù)荷中心或大容量設(shè)備處，如小區(qū)泵房等。變配電室至低壓用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)處距離不宜大于250 m，這樣既保證電能質(zhì)量，又降低電壓損耗，節(jié)約一次投資和常年運(yùn)行費(fèi)用。

②需考慮變壓器等相關(guān)設(shè)備的搬運(yùn)及消防搶修通道。

③考慮高低壓進(jìn)出線(xiàn)方便和通風(fēng)采光等問(wèn)題，應(yīng)設(shè)于建筑物靠外墻側(cè)，不得位于衛(wèi)生間、浴室及其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或貼臨。

④充分考慮變配電室對(duì)住戶(hù)住宅噪音，熱量的影響。

⑤避開(kāi)建筑物的伸縮縫、沉淀縫，避免積水沿其他渠道淹漬變配電室的可能。

⑥中小型住宅小區(qū)宜設(shè)1～2個(gè)變配電室，大型住宅小區(qū)設(shè)多個(gè)變配電室；對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷設(shè)置備用電源配電房，設(shè)置發(fā)電機(jī)房。

3 設(shè)計(jì)體會(huì)

①大中型住宅小區(qū)在最初投資建設(shè)時(shí)，通常會(huì)先設(shè)置施工臨變用電，在臨變?cè)O(shè)計(jì)10 kV外進(jìn)線(xiàn)時(shí)，我們可考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)點(diǎn)，盡可能按能滿(mǎn)足長(zhǎng)久用電容量和位置預(yù)留臨變10 kV外進(jìn)線(xiàn)電力大小和確定其地址，當(dāng)變配電室建好后，臨變拆除，但10 kV外進(jìn)線(xiàn)可作為住宅小區(qū)供配電其中一路電源，尤其是對(duì)于10 kV外進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)點(diǎn)相對(duì)比較遠(yuǎn)的工程更要考慮，節(jié)約總投資成本，降低損耗。

②住宅小區(qū)10 kV變配電設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足安全性、可靠性基礎(chǔ)上，也要考慮經(jīng)濟(jì)性，很多細(xì)節(jié)通過(guò)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)，如變配電室布置時(shí)，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范前提下，高壓中心電房設(shè)置在距10 kV外進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)點(diǎn)近的位置，縮短10 kV外進(jìn)線(xiàn)長(zhǎng)度；低壓出線(xiàn)柜盡可能靠近負(fù)荷密集的地方，減少低壓出線(xiàn)電纜數(shù)量；變壓器盡可能擺放在與其連接低壓母線(xiàn)槽的低壓配電柜的適當(dāng)位置，以降低成本。

③進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不但要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)要多了解熟悉工程所屬地方頒布的規(guī)范，大多數(shù)的地區(qū)會(huì)根據(jù)規(guī)范結(jié)合各自的不同情況、特點(diǎn)頒布地方住宅的設(shè)計(jì)規(guī)范，其用電指標(biāo)規(guī)定一般略高于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)前一定要深入學(xué)習(xí)掌握。

④為了方便后期小區(qū)負(fù)荷調(diào)整，增容等改造工程，變配電房在允許情況下可預(yù)留適當(dāng)位置，低壓出線(xiàn)回路預(yù)留1/4備用回路。

⑤為符合電網(wǎng)建設(shè)、改造和發(fā)展規(guī)劃要求，需預(yù)留配網(wǎng)自動(dòng)化，智能化通訊接口。

4 結(jié) 語(yǔ)

在保證變配電設(shè)計(jì)安全可靠的前提下，住宅小區(qū)10 kV變配電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)國(guó)家、地區(qū)不同的技術(shù)規(guī)范要求，充分考慮其特征需求，設(shè)計(jì)更優(yōu)化的變配電系統(tǒng)方案，從而滿(mǎn)足居民對(duì)居住環(huán)境的舒適、安全、方便、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)實(shí)用等方面的需求。

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