住宅小区配电系统设计分析

方习娇

摘 要:随着科技的进步和生活水平的提高,人们对住宅的安全性、功能性和舒适性也提出了越来越高的要求。本文主要从用户电气负荷的确定、变压器容量选择、用户配电系统和防雷及接地等方面内容对住宅小区的配电系统设计进行分析,对当前新建的住宅小区电气设计起到一定的参考作用。

关键词:电气负荷变压器容量配电系统防雷与接地

中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2010)5(a)-0063-01

1 用户电气负荷的确定

随着经济的发展,居民用电设备也在不断增加,因此用电负荷的准确确定显得尤为重要。过去由于设计时每户负荷定得较低,所配置的开关型号及导线截面均偏小,使得经常性的负荷跳闸,烧坏开关和电线的现象常有发生。

《中国南方电网城市配电网技术导则》中写到城市住宅用电负荷估算可按下值确定,“建筑面积≤80m2,按4kW/套;建筑面积81～120m2,按6kW/套;建筑面积121～150m2,按8～10kW/套;高档住宅、别墅,按12～20kW/套,计算住宅小区用电负荷或变压器容量,需考虑同时系数”。《2003全国民用建筑工程设计技术措施电气》中将住宅用电负荷用电指标分为3类,“基本型(1A):4kW或50W/m2;提高型(2A):6kW或75W/m2;先进型(3A):8kW或100W/m2”。同时,指出住宅用电负荷计算,宜采用需要系数法计算。

2 变压器容量和台数的选择

该小区有3栋24层的建筑,每栋建筑每层有6套住户,地下室共2层建筑面积为17500m2。即小区共有住户432户。其中建筑面积≤80m2的,共151户;建筑面积81～120m2的,共264户;建筑面积121～150m2的,共17户。

单位住户负荷预测法

住户:4kW/户×151户+6kW/户×264户+8kW/户×17户=2324kW

地下室:10W/m2×17500m2=175kW

由于住宅小区内居民的作息时间不同,而取同时系数为0.4,则折算后该住宅小区的总负荷P′为:P′=2324kW×0.4+ 175kW=1105kW

考虑到变压器的经济运行及功率因数,取变压器最佳负荷率k为0.85,功率因数cosφ为0.75,则变压器容量S应为:

S=P′/(kcosφ)=1105/(0.85×0.75)=1733kVA

通过以上计算,本小区选用2台1000kVA变压器。

3 用户配电系统

过去我国每户住宅内,照明和插座的分支回路数过少,甚至有些照明和插座共用一个回路。由于分支回路少,每个回路所带的负荷相应增大,从而导致电气线路长期过载,温升增加,导线绝缘下降,电气线路事故增多。现在居民对用电的要求越来越高,高档大功率电器也逐步进入普通家庭,且住宅的暗配电气线路难以更换或增加,因此我们在进行室内电气线路设计时,不能片面的追求节约,而应保持一定的超前意识,尽量做到一步到位,满足远期负荷需求。

我们可以结合实际情况来合理布置住宅室内的电气线路。设计时每套住宅电气线路的分支回路按不少于5回考虑;照明、插座和空调电源分回路设计;厨房和卫生间的插座电源宜单独设置回路。其中照明和窗式空调回路选用小型空气开关,插座和立柜式空调回路选用漏电开关。选用开关时需注意到:照明回路不经过漏电开关;窗式空调安装在2.4米以上,人体一般不易接触到,故可不选用漏电开关;插座用于各种家用电器配电,人体接触到的几率较大,卫生间内一般会用到吹风机,由于环境潮湿,漏电的可能性较大,故选用漏电开关,一旦发生漏电,就会脱扣,从而保证了用电安全。

根据GB50096－2011《住宅设计规范》中“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线;导线应采用铜芯导线,每套住宅进户线截面不应小于10mm2,分支回路截面不应小于2.5mm2”。根据以上规范中的要求,本项目电气设计中,根据户型面积的大小,每户的进户线选用截面10～25mm2的铜芯导线,分支回路则选用2.5～4mm2的铜芯导线。

4 防雷与接地

4.1 防雷保护

1)本项目按二类防雷考虑,在屋顶设避雷带作防直击雷的接闪器,避雷带采用φ10镀锌圆钢连接成不大于10×10m或12×8m的网格,利用建筑物钢筋混凝土柱内的至少二根主筋(每根>16mm)作引下线,引下线间距不大于18m,引下线上端与避雷带焊接,下端与基础内上下两层主筋焊接。在女儿墙及突出物体等处敷设φ8镀锌圆钢作接闪器。凡凸出屋面的金属通风管、屋顶风机等所有金属构件均应与避雷带可靠焊接,焊接长度不应小于100mm。垂直敷设的金属管道均应在顶部和底部与防雷接地装置连接,外墙上的金属物如门窗及金属栏杆等均应与防雷装置连接。

2)为防雷电波侵入,进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入,并应在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接。

3)为预防雷电电磁脉冲引起的过电流和过电压,在必要部位装设电涌保护器(SPD)。

4.2 接地安全

1)本项目全系统采用TN-S系统。在电源引入处作重复接地,其工作零线和保护地线在接地点后严格分开。

2)变电所、发电机房的接地包括变压器中性点接地、建筑物防雷接地等各种接地均共一个接地网。接地电阻要求不大于1欧,否则应增设人工接地装置。凡电气设备正常时不带电的金属外壳,穿线金属管、金属接线盒、桥架、支架等应做好电气连接并接地。

3)在地下一层靠近各进出建筑物金属管又便于安装检查之处,做总等电位联结。每个塔楼设一处总等电位联结箱,并需用BV-1×25mm2穿PC32管将几处总等电位联结箱端子板互相连通。将变电所的接地干线PE母排、进出建筑物的给排水金属总管、消防栓系统的进户总管、煤气进户总管、空调进户总管、电梯的导轨、访客对讲电话的金属外壳及铁门、弱电竖井内接地干线等弱电系统,用MEB线与MEB端子板相连接。卫生间做局部等电位联结。

5 结语

随着科技的进步和人们生活水平的提高,现代生活中居民住宅小区建设也是百花齐放,同时市场中关于供配电系统的新技术和新产品也层出不穷。这就要求我们工程技术人员在实践工作中不断探索,努力提高技术水平和标准,在确保安全可靠、经济合理的基础上引入高科技技术,以满足现时代居民的用电需求。

参考文献

[1] JGJ16-2008,民用建筑电气设计规范[S].

[2] GB50096-2011,住宅设计规范[S].

[3] 王素卿.2003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,2003.