住宅建筑中供配电系统的设计

李彩娟

（兰州工业学院电气工程学院，甘肃 兰州 730050）

近年来，随着住宅建筑规模的增大，人们对住宅建筑供电可靠性的要求越来越高，加之供配电系统设计中负荷分级及供电要求属于强制性标准，电气设计时审查要求非常严格，在电气设计中供配电系统主要核查一级负荷及一级负荷中的特别重要负荷的供电措施，备用电源与应急电源的关系、应急电源与正常电源的关系。因此在电气设计时，首先应该正确划分负荷级别，再根据一、二、三级不同级别的负荷采取不同的供配电措施。

一、住宅建筑的负荷分级

在住宅建筑供配电系统设计中首先根据住宅小区的建设规模、设计定位、使用标准、防火分类、耐火等级要求，按照现行的设计规范准确划分负荷的级别。

结合《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）对住宅建筑中的负荷分级如表1。

高层住宅建筑中的一、二级用电负荷多为消防负荷及非消防必保负荷。在供配电系统设计说明中要分别交代一、二、三各级负荷所对应的用电设备名称与容量。因为只有明确了一、二、三级负荷对应的用电设备及各级负荷的容量才可以确定变压器的安装台数及安装容量；明确了一、二级负荷的容量就可以确定备用供电电源容量；而一级负荷中的特别重要负荷的容量决定了自备发电机组、集中应急电源装置EPS或不间断电源UPS的容量，所以在设计说明中要明确各级负荷的容量。

表1 住宅建筑负荷分级

二、住宅建筑的供电措施

住宅建筑中的一级负荷必须通过双重电源供电，要求两个电源相互独立。双重电源可以采用以下三种方式中的一种：

（1）来自两个不同发电厂；

（2）来自两个电压在35kV及以上区域的变电站；

（3）一个来自区域变电站，另一个设置自备发电设备。

由于地区电网在主网上部是并网的，也很难遇到由各自发电厂直接送至民用建筑用户的情况，双重电源往往采用上述方式（1）或（2）。

当可从市政电网引入来自两个区域变电站的两路10kV高压电源供电时，根据负荷特点，经过技术经济比较，可以采用以下两种接线方式：

（1）两路电源同时供电采用单母线分段，两路电源各供一部分负荷，互为备用；

（2）两路电源采用母线不分段，一用一备用。

若市政电网中只有一路10kV供电时，可采用自备柴油发电机作为备用电源。采用如图1所示的系统接线图，正常时由变压器母线供电，正常电源失电后，启动柴油发电机（见图1）。

二级负荷采用双回路供电，要求两个回路相互独立。双回路电源可以采用以下三种方式中的一种：

（1）来自两个变电站的电源；

（2）来自同一个变电站（或区域变电站）的不同母线的电源；

图1 负荷等级高，无法取得第二电源时的系统接线图

（3）来自同一个变电站（或区域变电站）的同一母线上的两个不同回路。

规范中并未明确指明其电源的出处，因此在初步设计阶段设计者需与建设单位、当地供电部门共同确定项目的供电情况。

三、住宅建筑中低压配电系统接线方案设计

住宅建筑中0.4kV低压系统经常采用单母线分段方式运行。电气设计中需要注意：照明负荷和电力负荷尽量在母线上分开供电，正常负荷和应急负荷由不同变压器供电。消防和非消防电源干线要分开。

为确保设备供电的可靠性，以下这些负荷需要从低压总配电室至最末级配电箱采用专用的供电回路供电，与一般配电线路严格分开：

（1）消防用电设备

（2）楼梯间的应急照明

（3）电梯

电气设计时，消防用电设备必须采用单独的供电回路[1]，不能与其他动力、照明共用回路，只有这样，当发生因火灾切断非消防电源时，消防电源才能不受影响。具体做法是：当楼内设有10/0.4kV变配电所时，从低压开关柜馈出的供消防负荷、非消防负荷用的电源干线必须分开；当楼内设有0.4kV低压配电室时，从该配电室馈出的消防、非消防电源干线要分开。同时还需要注意消防用电设备和应急照明应按照防火分区在最末一级配电箱处设置双电源自动切换装置。

对于超高层住宅供电电源宜设置自备应急柴油发电机组。鉴于目前市政供电质量不断提高，实际项目中柴油发电机组使用率不高，在实际设计中应优化设置柴油发电机组，合理选择柴油发电机组容量。超高层住宅的低压配电系统接线图可采用下图2。

图2 超高层住宅低压配电系统接线图

图2 的低压配电系统接线图中，应急负荷的主用电源由1号变压器供电，备用电源由柴油发电机提供。应急负荷的电源由柴油发电机组和1号变压器母线两路互投。系统中增加了应急母线Ⅲ和Ⅳ，分别为消防负荷应急母线和非消防必备负荷母线，这两种母线可以不考虑同时工作以减少柴油发电机的容量。设计中还需注意应急电源柴油发电机的启动命令应该由正常电源主开关AT的辅助接点发出，也就是要从市电—发电机自动互投开关处拾取发电机的延时启动信号[2]。注意发电机的启动信号不能由继电器的触点发出，因为继电器有可能会误动作发出启动发电机的信号，从而造成与正常电源并列运行。

四、结束语

本文仅就供电可靠性方面对住宅建筑中的供配电系统设计中应注意的问题进行了阐述，具体设计时，还应注意结合当地供电部门对住宅建筑供配电的相关规定，避免设计因不满足地方规定而造成的设计返工。