住宅小区供配电系统设计要点

安 娜

(北京市建筑设计研究院有限公司，北京100045)

0 引言

由于地区差异，住宅建筑的供配电系统具有其自身特点，即各地区供电部门对住宅建筑10kV开闭站、10/0.4kV变配电室的设置要求不尽相同，因此设计前期应首先了解当地供电部门的具体要求，结合小区规模、用电容量及负荷性质，对系统中的主要参数进行计算，从而确定经济合理的供配电系统设计方案。本文结合以往的工程案例，从住宅小区的10kV开闭站、变配电室、住宅楼π接室、配电室及用电计量等方面，探讨各地区住宅小区的电气系统设计原则，总结了住宅小区供配电系统的设计要点。

1 住宅小区的整体供电设计思路

住宅小区通常是分期开发建设，为了方便对整个地块的供配电系统及电气室外管线路由进行统筹规划，在方案设计阶段就应与当地供电部门充分沟通，了解当地电源情况、高压系统接地形式、高低压计量方式、变配电室位置及进出线形式、变压器容量限制、住宅楼内动力及照明计费方式、用户电表设置及维护管理等内容。

2 10kV高压系统

2.1 10kV开闭站

开闭站也叫开关站，一般用于10kV电力的接受与分配，设有中压配电进出线、对功率进行再分配的配电装置(不设电力变压器)，其特征是电源进线侧与出线侧的电压相同。

开闭站相当于上一级变电站母线的延伸，可用于解决变电站进出线间隔有限、进出线走廊受限，以及减少相同路径的电缆数量等问题，并在区域中起到电源支撑的作用。

开闭站设置的基本要求有如下两点。

(1)宜地上独立建设，也可与配套公建合建。开闭站(与变配电室合用)，用地面积为 270～300m2。独立建设的开闭站应设有卫生间，如距站30m内有公共卫生间，可不在站内设置。

(2)开闭站的梁下净高应≥3m，电缆夹层净高≥1.9m。

2.2 10kV电缆分界室

规模较小的住宅小区，10kV电源可考虑从临近的开闭站引来，小区内仅设置10kV电缆分界室。

电缆分界室宜设置在首层，建筑面积为25～30m2。电缆分界室梁下净高≥3m，电缆夹层净高≥1.9m。

2.3 10kV开闭站带小区变压器容量计算

式中，I为一路10kV电源电缆(铜芯300mm2)的额定载流量，取550A；U为额定电压，10kV；K1为一路10kV电源电缆的负荷率，取50%；K2为所带小区配电变压器的负荷率，取60%；K3为所带小区配电变压器的总容量，最大负荷的同时系数取0.6。因此，S＝2 3IUK1/K2/K3＝2× 3×550×10×0.5/0.6/0.6＝26 460 kVA

开闭站带小区变压器的容量一般控制在26 000kVA以内。住宅小区的建筑面积在40万m2以上时，通常需考虑建一座10kV开闭站。

3 变配电室分类与配电范围

3.1 变配电室分类

以北京地区为例，住宅小区变配电室按管理属性可分为局管(低基)和自管(高基)两类，两者的维护管理、设计要求、计量方式和电价标准等各不相同，详见表1。

局管(低基)变配电室和自管(高基)变配电室的比较 表1

3.2 配电范围

(1)局管(低基)变配电室配电范围

1)居民户内用电；2)住宅楼内非居民用电，如电梯、公共区域照明、地下室污水泵、自行车库、人防等；3)服务于住宅的电气及设备用房:π接室、配电室、弱电机房、热交换站、水泵房等；4)不大于100kW的商业用户。

(2)自管(高基)变配电室配电范围

1)托儿所、幼儿园、小学、办公类公共建筑等；2)大于100kW的商业用户，如会所、商业、配套公建等。

4 10/0.4kV变配电室设计

4.1 选址

(1)宜设置于负荷中心区域或靠近大容量用电设备点，市中心区域低压电缆供电半径宜≤150m，其他地区宜≤250m。

(2)考虑高低压电缆进出线方便，宜设置在建筑物内靠外墙的部位。

(3)不应设在地势低洼、建筑结构最底部等可能积水的场所；不应设在厨房、卫生间、浴室等有水房间的正下方，也不宜与其贴邻。

(4)可设独立式变配电室，也可附设于建筑物首层、地下一层，或与汽车库同层建设，但不应设在住宅楼居住房间的正下方或与其贴邻。有条件时应适当拉开变配电室与居民住宅的距离。

4.2 运输通道

(1)变配电室附设于地下车库内时，优先考虑利用汽车通道作为运输通道。要求通道净高≥2.5m，净宽≥2m，转弯处净宽≥2.5m。

(2)利用公共通道(如走廊、门等)运输变压器时，根据运输穿越距离的长短，其宽度及高度应比设备最大尺寸每侧至少加大200～500mm。

(3)当运输条件受限，没有公共通道可利用时，可采用吊装口运输方式。吊装口尺寸≥1.8m×2.5m。吊装口须与变配电室贴邻，吊装口如在室外地面上，应高出地面0.5m或建防雨小屋。

4.3 变配电室设置的基本要求

(1)变配电室的板底净高≥3.5m，梁底净高≥3.0m。变配电室应设电缆沟或电缆夹层。当设置电缆沟时，应考虑高低压电缆转弯半径、电缆数量、施工及检修情况并结合当地供电部门的要求，确定电缆沟的宽度和深度；当设置电缆夹层时，夹层净高宜≥1.9m。

(2)变配电室需设两个独立向外开启的门，其中1个为运输设备的大门，其尺寸为1.8m×2.7m。

(3)电气设备的荷载应提供给土建专业:变压器荷载应根据变压器容量确定，SF6气体绝缘环网柜每面约500kg；低压开关柜每面约600kg。

4.4 变配电室布置图实例

变配电室平面布置图及剖面图如图1～2所示。

图1 变配电室平面布置图

图2 变配电室剖面图(A-A)

5 变压器容量的配置

5.1 用户用电设备容量的确定

住宅小区用电负荷应按照公式(2)计算。

式中，P为用户计算最大负荷，kW；Q为负荷计算指标，kW/户或kW/m2，按表2选取；F为户数或建筑面积，户或m2；K为需要系数，各类住宅用电负荷需要系数，按表3选取。

各类住宅供电容量负荷计算指标[4] 表2

各类住宅面积用电负荷需用系数表[2] 表3

5.2 局管(低基)变电室变压器容量配置要求

住宅、公寓及配套公建变压器的容量按照式(3)计算。

式中，S为配电变压器容量参考值，kVA；P为住宅、公寓及配套公建等折算到配电变压器的用电负荷，kW，按公式(2)确定；cosφ为功率因数，取0.85；K2为变压器的负载率，单台变压器时取85%，两台变压器时取60%；局管(低基)变配电室单台变压器容量不宜超过800kVA。

5.3 工程案例

某住宅小区总建筑面积约22万m2，其中D地块共有高层住宅楼8栋(为板式小高层)，居民814户，居民用电最大负荷4 884kW；E地块共有住宅楼23栋(均为六层带电梯)，居民932户，居民用电最大负荷5 592kW。

D、E地块中设置一个开闭站及四个低基变配电室。开闭站设于D地块，D、E地块分别各设置两个低基变配电室。其中D地块中开闭站与一个低基变配电室在地上合建，D地块中另外一个低基变配电室及E地块中的两个低基变配电室分别设于所属地块的地下车库内。具体变配电室设置方案可参见表4。

某工程变配电室设置方案 表4

6 计量装置

(1)居民住户按供电部门要求采用一户一表计量，电度表采用智能卡式电度表，电度表一般采用4倍表，如10(40)A、20(80)A等，需根据各户计算负荷确定。电度表安装在各层电气竖井内的电表箱中，表前设隔离开关，表后设微型断路器。动力和公共照明负荷计量分别在配电室的光、力柜上。

(2)配套商业店铺按户设计量电表，电表集中设于配电间；对动力负荷等楼内公共用电设备负荷在总进线柜内集中设表计量。

7 电气竖井设置

(1)强、弱电线缆宜分别设置竖井。当条件受限需合用时，强、弱电线缆应分别布置在竖井两侧或采取隔离措施。

(2)高层住宅建筑中，非进人(利用建筑通道做检修面)电气(强电)竖井的净宽度宜≥0.8m。

(3)非进人(利用建筑通道做检修面)弱电竖井的净宽度对于多层住宅来说宜≥0.35m；对于7层及以上的住宅建筑来说宜≥0.6m。

8 公共区域管线敷设

根据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》(以下简称《民规》)第8.1.6款:敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线导管的最大外径不宜大于板厚的1/3[3]。

以一层四户高层住宅为例，从强、弱电竖井沿每层公共区域引至各户的管线为:1根SC32管至家居配电箱(强电箱)＋1根SC20管至家居配线箱(弱电箱)＋1根SC25管至户内对讲机，共12根管。此外，各层公共区域内还有照明、应急照明、消防报警、消防联动等各类管线，故建议公共区域的照明类和消防报警、联动类管线采用竖向敷设布线，以避免与引至各户的水平管线交叉而影响结构板厚。

同时，工程设计中，应结合项目的实际情况，根据建筑高度、每层户数、结构板厚等条件，密切配合结构专业，在同层水平管线较多、管径较大的情况下，酌情加大公共区域局部楼板厚度，以满足《民规》第8.1.6款的要求。

9 室外管线简介

(1)住宅小区内的室外电缆线路分为用户线路和供电局线路两类。

(2)供电部门规定，供电局线路不允许穿用户线路电缆排管的管孔敷设，也不得敷设于用户线路的电缆沟内。

(3)同一路径的电缆数量不超过12根时，宜采用电缆排管(即管加井方式)敷设，超过12根时应采用电缆沟敷设。

(4)住宅小区室外电缆管井及路由的设计，应结合弱电、水暖设备管线、管井及场地标高等条件统筹考虑，尽量使引至各住宅楼及配套建筑的低压电缆路由经济合理。

10 其他地区住宅项目供配电系统设计

住宅项目设计不仅要满足国家相关规范的规定，还应充分结合各地区规范、标准及供电部门的具体要求，常见的做法有以下几种。

(1)市政仅能提供一路10kV电源，需设置柴油发电机作为备用电源。

(2)变配电室位于地下一层时，其地面需抬高，防止雨水、消防水等流入。

(3)变配电室下设电缆沟，高压电缆沟宽1m、深1.2m；低压电缆沟宽0.8m、沟深1m。沟后设检修盖板。设计时需注意电缆沟底部与基础地梁的竖向标高关系。

(4)住宅楼内直接设配电室(不需设π接室)。(5)电表选型:机械表、磁卡表等。

(6)电表箱安装位置:与电表选型有关，或是集中安装在首层或公共区域，或是安装在各层电井内或外等。

11 结束语

住宅小区的品质与日常生活息息相关，从源头上做好其供配电系统设计是居民生活安全舒适的基本保障。针对各地区供电部门要求和做法的多样性，及实际工程中供电方案批复时间相对滞后等若干问题，需要设计师在工程实践中不断总结和不断积累，努力提高设计水平，全面系统的了解和掌握各地区住宅项目的特点，力求住宅小区的供配电系统设计更加完善。