住宅小区“专改公”建设相关问题探讨

张 炜, 胡娟平

(1.国网陕西省电力公司 渭南供电公司, 陕西 渭南 714099;2.陕西省建筑设计研究院有限责任公司, 陕西 西安 710018)



住宅小区“专改公”建设相关问题探讨

张 炜1, 胡娟平2

(1.国网陕西省电力公司 渭南供电公司, 陕西 渭南 714099;2.陕西省建筑设计研究院有限责任公司, 陕西 西安 710018)

介绍了渭南市供电局变配电室专变、公变基本概念及相关设计要求,从前期需考虑的问题、10 kV中压配电系统、主接线形式、低压0.4 kV系统等方面,详细分析了渭南市新建住宅项目专用变电站改公用变压器/公用变电站的有关问题。实践表明,住宅小区“专改公”项目成功投运,保证了居民用电的可靠性、安全性。

住宅小区; 公变; 专变; 配电系统; 电缆沟

0 引 言

随着城市化的不断发展以及住宅小区的多样化发展,新建住宅小区用电统一管理、统一收费成为新的发展方向。本文以《渭南市新建住宅供配电设施建设技术导则》[1](试行)(简称《导则》)及相关规范为设计及实施依据,探讨了渭南市供电局当前专用变压器/专用变电站(简称专变)改为公用变压器/公用变电站(简称公变)的有关问题,供相关技术人员在确定供配电设备用房及供配电系统设计时参考。

1 变配电室专变、公变基本概念及相关设计要求

1.1 公变与专变

《导则》中规定,公变是指为新建住宅内终端用户直接服务,由供电部门直接管理的配(变)电站,所供负荷一般为住宅居民生活用电、电梯、消防、水泵、公共照明等;专变是指为居住区内公共用户服务,由产权委托人自行负责管理的配(变)电站。

(1) 《导则》对公变的定义服务对象是新建住宅,但在实际实施项目的过程中也包括改造工程。

(2) 公变在北京等地也称为局管变电站,实际工程图纸上多表达为公变配电室;专变也称为自管变电站,图纸上多表达为专变配电室。

(3) 公共用户是指设置在小区内的会所、学校、医疗卫生、文化体育、商业、车库等。

(4) 当小区内所有公共用户的用电总量<100 kVA时,可免设专变而由公变供电,但应在公用配电室供公共用户的配电回路上装设计量装置。当小区内所有公共用户的用电总量≥100 kVA时,应设置专变。

(5) 公变中公共照明是指楼梯间照明、电梯厅、前室、公共走道和门厅照明,不含建筑立面景观照明、小区景观照明和小区道路照明。

(6) 电气专业在与建筑专业配合的过程中,各个配电室一定要留足够面积,并尽量给主配电室留值班室。

(7) 新建小区各配电室应根据项目情况,中、低压各预留1～3个配电柜的位置。

1.2 专变配电室与公变配电室设置要求

小区内的供配电都是采用纯公变或公变与专变相结合的形式。10 kV中压配电设备可以单独设置中压配电室,也可以与公变设置在相同的房间,但不能与专变设置在相同的房间。新建小区公变和专变必须分别设置在不同的房间内。

配电用房位置的选择应遵循密布点、短半径、均衡分布的原则合理布置,应深入或接近负荷中心。《导则》规定:为满足住宅小区负荷要求及供电质量,有条件时建筑面积每2万m2的建筑群内,应设置一个以上公变。目前,实际上未按此规定执行,但一个配电用房的服务半径不应过大。

1.3 专变配电室与公变配电室变压器容量设计要求

《导则》规定:箱变单台变压器容量应控制为315～500 kVA,公变单台变压器容量≤1 250 kVA,专变单台变压器容量≤1 600 kVA。目前,实际项目中按箱变单台变压器容量≤1 000 kVA执行,非箱变单台变压器容量≤1250 kVA。

2 新建住宅项目前期需考虑的问题

新建住宅前期方案和初步设计阶段要考虑和落实以下两个问题,以便为项目的前期规划阶段或后期建筑设计阶段提出相应的要求。

(1) 新建项目建筑面积≥30万m2时,应在方案阶段或初步设计阶段对小区供电方案规划性设计,开发商应与供电部门沟通供电方案,以便在后期建筑设计阶段能更好地结合实际展开工作。对于建筑面积<30万m2新建项目,建议在施工图初期开发商就能及时与供电部门进行供电方案沟通,确定项目中压供电回路数,公变、专变配电室位置及数量,是否要设置自备发电机等。

(2) 《导则》要求小区内电缆采用地下电缆,实际实施过程中不允许直埋,需尽量设置电缆沟,不具备设置电缆沟条件时可采用穿管埋地的方式。在实际项目实施过程中,尽量利用地下室通道设置电缆托盘或电缆槽盒,这种情况不涉及地上电缆沟的相关问题。

3 新建住宅项目10 kV中压配电系统

3.1 10 kV中压配电系统进线方式

新建住宅项目10 kV中压进线按照项目实际情况,常见为一路进线和两路进线,进线数量根据总建筑面积、建筑具体类别、建筑作用不同划分,具体方案大概分为以下几种情况。

(1) 10 kV中压配电系统一路进线:一路进线+自备发电机。一路进线既带公变,又带专变,保障性负荷的常用电源都由这一路中压市政电源担当。一般10 kV线路都是从某个10 kV开闭所或上级变配电站单独配给的相对独立的专线,当容量较小时也可能会与其他电力用户共用该线路。渭南市住宅小区“专改公”项目实施初期基本采用该方案,是最简单的一种方案。10 kV中压配电系统一路进线方案如图1所示。

图1 10 kV中压配电系统一路进线一次方案

(2) 10 kV中压配电系统两路进线。该方案主要分为以下两种情况:

① 两路进线分列运行:一路10 kV中压进线供公变,一路10 kV中压进线供专变,各自一二级负荷的备用电源由对方提供,单独计量。该方案对小区的中压系统而言,可看成是两个独立的系统,两个系统互不联络,10 kV母线互相独立。目前渭南市新建住宅项目尚未使用该供电方案。

② 两路主备运行:一路10 kV中压进线供公变和专变的所有负荷,另一路10 kV中压进线作为公变和专变一、二级负荷的备用电源。10 kV中压配电系统两路进线一次方案如图2所示。

图2 10 kV中压配电系统两路进线一次方案

(3) 两路进线+自备柴油发电机。一路10 kV中压进线作为公变和专变的常用电源,另一路电源作为公变一、二级负荷的备用电源,专变的一、二级负荷则由自备柴油发动机作为应急备用电源。该方案中两路10 kV中压进线可能分列运行,也可能是主备运行。

3.2 主接线形式

《导则》规定:根据住宅小区负荷容量及地理位置的不同,住宅小区内10 kV供电接线方式可分别采用单辐射和单环网、双环网运行接线方式。单辐射运行方式如图3所示。10 kV环网方式如图4所示。

渭南市新建住宅项目目前主要采用放射式或环网式,也有放射式与环网式相结合的方式。结合实际项目电源点情况,选择相应的接线方式。多采用户外环网柜或者电缆分支箱实现多个小区的负荷分配功能,便于运维人员检修,维护方便。开闭所多用于较大小区,有多个10 kV中压变配电室,且小区红线内有足够的地方可设置,但无论采用何种方式,一般都要求根据项目情况预留1～3个中压柜的位置。

图3 单辐射运行方式(开环运行)

图4 10 kV环网方式(开环运行)

3.3 10 kV中压配电系统设备选择 10 kV中压配电系统中开关柜根据《导则》的要求选择,新建项目供电容量小于10 000 kVA时，采用环网柜配负荷开关;当新建项目容量大于10 000 kVA时，采用KYN28等柜型配断路器;当变配电所建在地上时，采用KYN28等柜型配断路器。

目前不论是用环网柜配负荷开关还是用KYN28柜配断路器,都要配套直流屏、信号屏和自动化屏。直流屏只要提供中压开关柜操作电源、二次保护电源以及事故照明电源。根据项目中压开关柜数量选择直流屏的规格型号,当项目两路进线且有开闭所时一般可选用65 Ah的直流屏。所以,配电用房的面积一定要留有裕量,供电局方案及设备与建筑设计院设备选择可能存在偏差,不可避免发生重复修改的情况。

新建住宅项目早期均未配置自动化屏及信号屏,但预留柜位及接口。有些厂家将信号与自动化屏合并,有些则分开设置。目前均预留两面柜位,以满足不同厂家设备需求。

3.4 10 kV变电所内中压电缆沟

建筑设计单位设计的中压电缆沟普遍为800 mm×800 mm,当中压电缆截面大于185 mm2时,如果电缆沟深度≤800 mm,电缆敷设及施工难度较大。中压电缆一般都是通过桥架引至配电室内进入中压沟道,在短距离内电缆拐弯次数较多,所以建议中压电缆沟按沟深1 200～1 500 mm设计,可保证配电室二次设计净高满足要求。配电室电缆沟内应布置集水坑,且电缆沟坡度不小于0.5%,满足沟内排水要求。

新建住宅项目要求中压电缆沟和低压电缆沟分开设置,不可共沟,中压电缆沟设置时尽量考虑建筑预留桥架入口,中压电缆沟应尽量靠近入口位置,保证配电室内较少布置中压桥架,中压电缆沟应尽可能直接延伸至变压器下方,避免配电室内埋管敷设。

3.5 10 kV中压计量问题

渭南市新建住宅项目计量方式为中压在中压侧计量,低压在低压侧计量。中压系统中不设置专用计量柜,其计量方式是在中压进线柜出线柜分别增加一套电能表,从各个中压柜本柜0.2 s级电流互感器取电流信号,在电压互感器柜柜顶计量母线取电压信号,电度表本柜安装,柜体开可视窗口,满足巡检要求。

常用方案是不加专门的计量柜,但不能所有的工程都不用设置计量柜。对于专变项目,应设置计量柜,分配电室专变及公变均不需要设置计量柜。建议在考虑中心配电室及各分配电室的面积时,不论是专变配电室还是公变配电室,均考虑计量柜的位置,避免后期由于设备选型及方案调整造成变配电室面积不足。

4 新建住宅项目低压0.4 kV系统

4.1 低压0.4 kV母线联络

专变与专变、公变与公变的低压0.4 kV母线之间可以互相联络,专变与公变低压0.4 kV母线之间不允许联络。公变低压母线与用户自备柴油发动机配出的应急母线不联络,也不在前端切换,一般要求一、二级负荷在末端切换。目前新建住宅项目中联络柜采用的是手动方式,便于变压器的检修及运维,防止误操作。

4.2 低压0.4 kV计量与回路划分

目前主要有两种电价计量方式,但回路划分不仅考虑电价问题,一般动力和照明不共用配电干线回路,住户用电与其他负荷不共用配电干线。当负荷容量较小时用直通表,容量较大时通过设置专用计量互感器计量。直通表安装在配电柜内,非直通表则安装配电室墙上的计量小盘内。一个计量小盘内安装的计量表计不超过3套,计量小盘的位置应能保证计量电缆总长度不大于15 m,在低压0.4 kV进线柜内安装考核表对应的计量互感器,实现低压侧计量总考核,所有计量表计均应具备通信功能。

(1) 新建住宅项目一般把楼梯间、电梯厅、前室照明等统称为梯间照明,并要求其从变电所低压柜直接配出,并设置计量装置,但不一定每栋楼或每个单元都从变电所单独配出,建议根据工程具体情况采用若干个单元或若干栋楼梯间照明共用干线,配出后再在某个合适的地方设置一级配电,然后用放射式方式配到各单元或各栋楼,也可以采用树干式方式配到各单元或各栋楼。楼内容量不大的风机、水泵等也可以用类似的方式配电。

(2) 所用电(自用电)公变配电室一般设置一个普通照明配电箱和一个事故照明配电箱。事故照明配电箱电源由直流屏提供,公变配电室的普通照明和事故照明是独立的两套系统。专变配电室照明按照建筑设计单位设计方式设置。自用电源都要从低压配电柜单独配出。一般在公变低压柜中所用电和直流屏充电电源由同一组隔离开关配出,并留1～2个备用回路。

(3) 一般在每台变压器的低压进线柜内,除了装一组建筑设计院传统设计的电流互感器外,需加装一组主要用于考核的计量用电流互感器。

4.3 低压0.4 kV配电柜

供电局一般均采用GGD型低压配电柜,建议建筑设计单位在设计渭南市住宅小区时低压开关柜采用GGD柜。柜子的开关布置一般为单面布置,每面柜子不可设置太多开关,低压柜柜后通道及柜前通道均按照规范要求设置。若项目中有2台以上变压器时,应设置母联柜,以保证在检修或1台变压器故障时一、二级负荷不受影响。联络柜开关设计为手动切换开关,以便供电部门运维及检修安全。

4.4 低压0.4 kV电缆沟

建筑设计单位设计的低压电缆沟也是800 mm×800 mm规格,建议低压电缆沟尽量按沟宽1 000 mm、沟深1 200 mm设计,并应进行电缆支架核算,计算支架能否放下所有低压柜出线电缆。根据实际情况,调整低压电缆沟的宽度及深度,常见有800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm、1 000 mm×1 000 mm等规格。根据实际标高、配电室大小、电缆大小、电缆数量等选择满足规范要求的电缆沟,电缆沟电缆出口位置应结合建筑设计院预留的低压桥架出口预留,配电室电缆沟内应布置集水坑,且电缆沟坡度不小于0.5%,以满足沟内排水要求。

5 新建住宅项目其他相关问题

(1) 中心配电室和各个分配电室均应设置一部外线电话。

(2) 新建项目电表箱应每层设置,安装于便于检修和住户查看的公共部位,必须满足一户一表,电表箱大小参考《导则》设置,电表和表箱由供电局提供。

(3) 无功补偿以后的功率因数一般要求不小于0.92,同时建议不大于0.98。

(4) 供电局只负责从变电所至各单体楼住户照明总箱的干线低压电缆,因此住宅配电干线需要在单体楼的1F或-1F适当位置设置分界开关总箱,开关箱的设置可结合GB 50052—2009《供配电系统设计规范》[2]第7.0.10条的规定实施,即“由建筑物外引入的配电线路,应在室内分界点便于操作维护的地方装设隔离电器”。开关箱以上干线电缆及应急照明、动力回路电缆,由开发商承担采购、安装、运维等。

(5) 目前供电局为住宅干线提供的电缆一般为铜芯低烟无卤阻燃电缆,因此建议楼内电缆电线采用低烟无卤阻燃铜芯电缆电线。对于JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》[3]、JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》[4]等规范有更高要求供电回路的线缆,应根据规范要求选用更高等级的线缆[4-5]。

(6) 关于低压接地系统,供电局一般要求采用TN-S或TN-C-S系统。

(7) 供电局没有明确规定变压器中性点的接地方式,有按传统做法(就近接地),也有在进线柜内通过PEN母排与PE母排连接。

6 结 语

介绍了变配电室专变、公变的基本概念,分析了渭南市供电局当前专变改公变的有关问题。实践表明,住宅小区“专改公”项目成功投运,保证了居民用电的可靠性、安全性。

[1] 渭南市城乡建设委员会.渭南市新建住宅供配电设施建设技术导则(试行)[G].2013.

[2] 供配电系统设计规范:GB 50052—2009[S].

[3] 民用建筑电气设计规范:JGJ 16—2008[S].

[4] 住宅建筑电气设计规范:JGJ 242—2011[S].

[5] 20 kV及以下变电所设计规范:GB 50053—2013[S].

[6] 刘晓莉,马焰.小区供电设施配置问题分析[J].农村电气化,2009(3):11-12.

Discussion on Construction Relevant Issues of Special Transformer to Public Transformer in Weinan Residential Areas

ZHANG Wei1, HE Juanping2

1.Weinan Power Supply Company of Shaanxi Electric Power Company, State Grid, Weinan 714099, China;2.Shaanxi Architectural Design & Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710018, China)

This paper introduced the basic concepts and related design requirements of special transformer and public transformer in variable power distribution room of Weinan power supply bureau.The relevant issues of special transformer to public transformer were emphatically analyzed in Weinan new residential areas including early considerations,10 kV mid-voltage power system,main wiring forms,low voltage 0.4 kV system,etc.The practice shows that the special transformer to public transformer project has successful operation in new residential areas,which ensures the high reliability and high safety of household electricity.

residential area; public transformer; special transformer; power distribution system; cable trench

张 炜(1980—),男,工程师,从事配网工程管理方面的工作。

胡娟平(1986—),女,工程师,从事建筑电气工作。

TU 852

B

1674-8417(2016)08-0038-05

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.08.010

2016-07-09