智能小区住宅配电系统设计

马占敖， 江 平， 王琮泽

（吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，吉林长春 130021）

0 引 言

智能住宅小区配电系统设计应处理好现实性与超前性的关系，认同住户间的经济差别，避免人为制造新的用电瓶颈，适应家庭用电快速大幅增长的需要。

1 用户配电箱回路数量[1]的确定

应根据智能住宅小区居民生活用电的发展规律确定用电回路数量，并在此基础上留有一定的发展余地。参照我国及国外居民生活用电水平以及智能小区照明设计标准，一般可分为以下4个阶段:

1）萌芽阶段。此阶段以生活照明用电为主;

2）初级价段。电视机、洗衣机、收录机、冰箱等需求型家电的普及;

3）中级阶段。满足电热水器、空调、电炊具等需要;

4）高级阶段。满足包括采暖在内的全面电气化需要。

我国幅员辽阔，经济发展不平衡，但就一般城市而言已处于上述4个阶段的初级阶段，并正向中级阶段过渡。因此，设计住宅用电回路数量时应考虑未来发展，见表1。

表1 居民生活中级用电阶段回路数量

根据表1可知，照明、一般插座、空调回路数量应根据住房面积的大小和房间的数量来确定。下列家用电器应采用单独回路供电，整定电流值[2]可参考如下确定:

蒸汽浴房:16～25 A;

储水式电热水器:10～16 A;

即热式电热水器:20～32 A;

柜式空调器:16～25 A;

壁挂式空调器:16～20 A;

全自动滚筒洗衣机:16 A;

电炊具:16～20 A。

上述回路供电的导线截面积不宜小于4 mm2（塑铜线），每套住宅进户线不应小于16 mm2（塑铜线）。

2 用户配电箱接线方式的比较与选择

智能小区用户配电箱有多种不同的接线方式，其焦点之一是空调、照明回路是否设漏电保护，另一个是漏电保护开关设置数量问题。日本较为典型的住宅配电系统如图1所示。

图1 日本住宅典型配线系统

在总开关处设漏电保护是一种比较经济的方式。

德国三室住宅回路划分系统如图2所示。

图2 德国三室住房的回路划分

其特点是漏电断路器分别设在各类负荷总开关处，发生接地故障时只断开部分负荷，其它负荷不受影响。

由图1和图2可以看出，日本的方案比较经济，故障时影响范围较小。德国的方案造价较高，故障时影响范围较小。但有一点是共同的，即对住户内所有配电线路都进行了接地故障保护。壁挂式空调器、照明灯虽设在高处，人不易接触，但如不设置保护措施，则当其回路发生接地故障时，只能靠设在进线处的接地故障保护开关（300～500 mA）作为火灾保护，故障时影响面大，而且不易查找故障点。另外对住宅而言，安全是第一位的，所以保护应当完善，因此推荐采用如图3所示的方式（受投资限制时可采用图1的方式）。

图3 楼层配电系统

3 用户配电箱供电制式的选择

我国家用电器都为单相负荷，随着负荷的增加会出现线路电流大于30 A的情况，此时是仍旧采用单相供电还是依规范采用三相供电，成为设计专业工作者讨论的又一焦点。

几个国家为居民提供的供电制式[3-6]统计见表2。

表2 几个国家住宅供电制式统计

由表中可知，英、法两国均为单相供电，日本有两种制式，根据容量的大小选择。美国均为单相供电，小型家用电器接于120 V，用电较安全，大型家用电器接于240 V以减小电流，是技术经济及安全较好的方式。德国可以采用三相方式，因为在该国4.4 kW以上电热器、2 kW以上取暖器、空调器均为三相负荷。从楼层电表箱至用户配电箱一般只有几米距离，采用三相入户要用三相四线电能表和四极开关，就造价而言与单相入户相比并无优势。从线损方面来看，三相入户在负荷分配及使用较平衡时具有优势，但我国家用电器均为单相负荷且各类家用电器容量差别较大，加之使用的不同时性，即使三相入户也较难使三相负荷的不平衡度控制在合理的范围内，因此，为简化配电系统并从安全的角度考虑，应尽可能不将三相电源引入用户内。为此，建议对我国住宅用户配电箱供电以采用220 V单相方式为宜，不应受到30 A的限制。

4 多层单元住宅配电系统接线方式

智能小区多层住宅一般采用树干式配电，但由于负荷的大幅度增加，这种配电方式已不能满足目前发展的需要。如果每个单元采用一条干线供电的方式，由于导线截面积太大，会不方便施工和接线。建议采用分段的方式进行供电，如图4所示。

如果将图4中单元内两条干线环接（图中虚线所示），可使两条干线间负荷得以进一步平衡，并增加任一条干线的带负载能力，减小线路损耗，但出线开关的选择及保护需作适当调整。

图4 单元分段供电方式

5 结 语

1）为增加单元干线的容量储备能力，并方便施工和接线，对智能小区多层单元式住宅应采用220/380 V三相四线式分段方式供电。

2）对一般住宅，宜采用不小于35 mm2塑铜线分两段方式供电，对标准较高的智能住宅宜采用不小于25 mm2塑铜线分4段供电。否则应在单元各层电能表箱之间预留相应数量和管径的干线管作为备用。

3）采用分段方式供电[4]时，宜考虑环路供电的可能，并预埋相应的管路。

4）对多层单元式智能住宅，每一路进户线的供电范围宜控制在2～3个单元之内，用电标准较高的住宅，宜采用每个单元设一路进户的方式，以方便增容时改造。

[1] 李英姿.住宅电气系统设计教程[M].北京:机械工业出版社，2005:58-64.

[2] 赵振民.实用照明工程设计[M].天津:天津大学出版社，2003:45-55.

[3] 胡兴军.发展中的智能照明系统[J].光源与照明，2004（3）:44-46.

[4] 黄美春，汪雄海.基于网络的家电智能控制系统设计与思考[J].电气自动化，2008（3）:56-58.

[5] 佚名.低压配电设计规范（GB50054-95）[M].北京:中国计划出版社，1995:45-55.

[6] 中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施:电气[M].北京:中国计划出版社，2004: 35-55.