援建住宅项目电气设计特点浅析

马 岩， 陈 璐， 潘 雪

(1.北京市建筑设计研究院有限公司，北京100045；2.北京市电力公司，北京100032)

0 引言

随着“一带一路”的发展，我国的工程技术团队也在探索着“走出去”的道路，这就必然需要了解目标国的工程技术要求、工程设计的外界参数、习惯做法、当地规范甚至宗教信仰，充分了解目标国现状工程做法。本文将以援建非洲某国保障性住房为例，简要介绍当地住宅建筑电气的特点。

1 变配电室设计

当地变配电室产权均归属于供电部门，所以当地供电部门对于变配电室的设计有自己的相关要求，并且需要在交付使用前，对变配电室进行验收。

当地现有住宅变配电室均采用地上单独建设，且供电范围以组图划分。变配电室运输门均朝红线外开，便于检修和运输设备。变配电室散热习惯采用百叶加窗式通风机形式。

供电部门对住宅用变压器单台容量上限没有要求，但据了解，市面上能够购买到的单台变压器最大容量为1 000kVA。本项目界面划分为中压部分设备和变压器均由外方提供，即项目中变压器容量最大只能设计到1 000kVA。由于单台变压器容量较小，外方中压系统常采用就近环网式供电，所以对于一个项目，市政中压电源进线有可能是两路或者更多。中压系统形式的不确定直接导致了变配电室土建条件预留的不确定性。

外方认为，现代技术发展已经日臻成熟，设备间防火已成为次要问题，所以建议高压室、变压器室和低压配电室不需要物理分隔，变配电室布置如图1所示。

图1 变配电室布置

由于当地平均气温较高，变压器多采用油浸式变压器，有利于散热，且当地对于干式变压器没有维护能力。国内项目多为干式变压器，不涉及储油池问题，参照国内规范设计的储油池如图2～3所示。

图2 储油池平面图

图3 储油池剖面图

2 TT系统间接接触防护措施

非洲一些受援国曾为欧洲国家殖民地，基础设施多为被殖民期间采用宗主国标准建设，导致其独立后继续沿袭原有建设标准。

欧洲多数国家配电系统的接地形式采用TT系统，与我国的TN系统不同，TN系统在电源侧只有一点直接接地，装置的外露可导电部分经PE接到接地点，TN系统又可分为TN-S系统和TN-C-S系统。TT系统在电源侧只有一点直接接地，装置的外露可导电部分接到在电气上独立于电源系统接地的接地极上。3种接地形式如图4～6所示。

图4 TN-S系统

图5 TN-C-S系统

图6 TT系统

2.1 TT系统间接防护措施

TT系统配电线路间接接触防护电器的动作特性，应符合式(1)要求:

式中，RA为外露可导电部分的接地电阻和保护导体电阻之和，Ω；Ia为保证保护电器切断故障回路的动作电流，A。当采用过电流保护电器时，反时限特性过电流保护电器的Ia应为保证在5s内切断的电流；采用瞬时动作特性过电流保护电器的Ia应为保证瞬时动作的最小电流。当采用剩余电流动作保护器时，Ia应为其额定剩余动作电流。

TT系统的故障回路阻抗包括电力系统阻抗、变压器相线和接地故障点阻抗以及外露可导电体接地电阻和变压器中性点接地电阻。故障回路阻抗大，故障电流小，而且还需要包括难以估计的接触电阻。因此，TT系统的故障回路阻抗和故障电流难以估算。所以为了对末端手持式和移动式设备回路进行可靠保护，通常采用剩余电流动作保护电器。各户内配电箱系统图如图7所示。

图7 户内配电箱系统图

表1保护电器灵敏度校验结果

2.2 TT系统配电线路间接接触防护校验

配电线路间接接触保护中，为确保保护电器能够可靠动作，需要采用最小短路电流进行灵敏度校验，且满足式(2)要求:

对于配电线路需要按式(2)进行保护灵敏度校验，如不满足要求，可采用增加短延时脱扣器或放大短路电流的措施。

线路的单相接地短路电流可利用ETAP电力系统分析软件进行系统故障仿真得到，仿真结果如图8所示。

三条典型线路末端保护电器灵敏度校验结果如表1所示。

图11 线路单相短路电流仿真计算

3 户内设备布置

当地供电部门对于电表的安装有严格的要求，工程竣工时要在首层预留有安装电表的位置，且需要把电缆头预留到位，电表需要在首层集中设置，方便今后抄表与维修。待用户入住时，由用户单独向供电部门申请，由供电部门负责安装电表。

当地经济较为落后，空调在普通家中的普及率并不高，且电费昂贵，所以一般住宅内仅预留了空调插座，待住户有条件时自行购买安装。基于此，吊扇对于家庭相当重要，在长期有人停留的起居室和卧室都需要安装吊扇，并且是在较为居中的位置，这就导致吊扇与灯的位置冲突。为了解决这一问题，且依据当地其他已建成项目的习惯做法，决定将灯具改为壁装，但易造成房间照明均匀度不够。经与外方沟通后，外方认为由于当地长期处于高温，吊扇散热才是居民的首要需求，当下照明均匀度问题可以暂时忽略。

4 结束语

保障性住房是民生项目，使用者的真实需求才是设计人员的根本出发点，只有深入了解使用者的生活习惯和生活环境，才能设计出让人舒服的住宅。至于对规范的执行，不能按照国内标准生搬硬套，要结合实际情况，适度执行和适当增减，凡是涉及到人身安全方面，绝对不能马虎。

住宅类项目的特点是园区较大、室外管线较多且电缆供电距离较长。从低压配电系统的供电形式看，TT系统和TN-C系统并无太多差别，但从接地形式看则是完全不同的。由于TT系统的故障电流很小，且难以准确估算，对于保护装置的灵敏度要求较高，所以在线路末端需要设置很多剩余电流保护电器，这就造成了投资增加且经济性较差。反之，TN系统的故障电流较大，且容易估算，保护装置灵敏度要求容易满足，线路末端也就不必设置大量的剩余电流保护电器，经济性也较好。所以，采用哪种配电系统形式需要根据当地的习惯做法、现代配电技术的发展和经济性综合考虑。