浅谈居民住宅小区供配电系统的设计问题

温州华电实业有限公司 卢 琼

关键字：居民住宅小区；供配电系统；设计要点

1 引言

由于各种民用建筑、商用建筑向着大面积、高层次、多功能的方向发展，对城市居民住宅建筑电气设计提出了更高的要求。居民小区住宅的供电方案、供电设计是住宅设计中的重要组成部分，它关系到住宅建筑的美观、保障居民的生命财产安全、降低住宅造价等。在人民的生活中离不开供电系统的服务，一个良好的供配电设计能够提升人民的生活质量。但是在实际供配电设计中，由于部分设计人员缺乏对新技术、新工艺的接触与了解，在供配电设计方面还存在很多缺陷。

2 居民住宅小区供配电系统设计要点以及原则

2.1 设计要求

当前，社会发展十分迅速，城市居民生活水平有了很大程度的改善，对于住宅小区建设功能性和美观性提出了更高的要求[1]。但是居民住宅小区在实际建设中，要特别注重供配电系统的设计，全面有效地提升设计质量水平，以满足现代化居民住宅小区的功能性要求，详细体现在以下几点。

在进行住宅小区供配电系统设计中，要充分有效地结合当地实际情况进行方案的调整，在严格确保功能性和美观性的基础上，科学合理地进行供配电系统进行优化和改良，确保其在实际当中发挥出理想的作用优势。如果供配电系统设计存在不合理的问题，那么不仅会给小区的建设和发展造成严重的制约，同时也会对居民的正常生活工作造成影响。

对于城镇居民住宅小区而言，其供配电系统设计中除了要严格遵循当地城镇规划要求以外，还需要最大限度降低资源和能源等消耗，确保供配电系统发挥出作用的同时，也能体现出可持续发展的节能理念。

居民住宅小区供配电系统设计中还需要严格控制安全性要求，因为供电系统的可靠性关系着居民的生命和财产安全，为了防止供电安全事故的出现，需要尽可能地确保供配电系统设计的安全性和可靠性。

2.2 设计原则

居民住宅小区供配电系统设计中需要严格遵循以下几方面原则。

一是可靠性。以安全可靠为基本出发点进行供配电系统设计和优化，在实际进行设计中要严格按照相关规范标准以及实际电负荷等级实施操作，确保系统在任何运行方式下都可以安全高效的为用户提供电力供应，满足居民的日常生活需求。

二是简洁性。供配电系统主线设计与连接需要尽可能的简单明显，避免出现较多不必要的电气设备，同时对于线路分合闸等安装要足够直观，便于后续进行维修和操作，同时也能最大程度的降低供配电安全事故的出现，确保供配电系统运行的稳定性。

三是安全性。设计工作开展中，确保供配电系统设计人员操作足够规范、相关设备性能足够达标，不存在人员误操作而引发的安全事故问题[2]。与此同时，系统各项检修以及维护工作都需要在安全性基础上实施，尤其是电气设备必须要在额定的电流及电压条件下运行，确保出现事故的第一时间可以进行故障清除，将事故损失降至最低。

四是选择性。在实际进行供配电系统设计中，还需要严格遵循控制性原则，即将事故可能造成的损失确定在一个范围内。要想实现这一要求，实际当中需要采用断路器装置进行配合设计，并且合理控制设计范围，确保经济性效果的充分体现。

3 居民住宅小区供配电系统的设计问题

在实际开展居民住宅小区供配电系统设计工作中，需要重视以下两方面的设计工作，即断路器的选用设计和回路设计，详细分析如下：

3.1 断路器选用

在以往的供配电系统设计工作中，很多情况下存在断路器选择不合理的情况，很多设计人员实际考虑不周全，在方案制定中选择使用功能性强大的高级断路器装置，盲目的认为功能性越强越高级的断路器安全性越高，但是实际当中这种高级断路器装置存在很大的弊端，例如末端位置故障电流产生并且突增时，高级断路器装置极有可能造成多级短路装置跳转。不仅如此，该装置选择中还存在一些不足，对于一些居住人数比较少的小区来说，本身对于电能需要并不高，而实际线路中流经的电流参数最大值为百安培，在此情况下如果设置较多的非选择性装置，不仅不会起到实质性的效果，同时也会造成资源浪费，不符合可持续发展的生态设计理念[3]。除此之外，在实际进行断路器装置设计中，要科学合理的明确装置参数信息，确保与实际供配电系统的各项参数相匹配。

3.2 回路设计

目前，我国居民住宅小区供配电系统设计中，很多情况下对于回路设计工作重视力度不够高，一些设计工作者为了节能作业时间，通常会将照明以及插座等位置的回路数大幅减少，更有甚者完全不考虑这一项工作，由于回路配置不合理，设计不到位，实际的供配电系统中线路结构横截面难以满足规范要求，导致后续系统运行中出现超负荷的情况，容易引发一系列的安全事故。当线路处于超负荷状况下时，会对原有结构的绝缘性能造成破坏，温度参数会短时间迅速上升，对配套的电气设备性能造成很大程度的干扰和影响，严重的还会导致更大规模的系统损坏，影响电力正常供应的同时，造成较大经济损失。因此，设计开展供配电系统设计规划中，要加强回路设计工作，同时结合各个住户的实际配电模式，对整体回路结构进行有效调整和优化，确保安全风险隐患的有效排出，为供配电系统的正常有序运行奠定坚实基础。

4 居民住宅小区供配电系统设计实践

本次研究将结合具体的工程案例，对居民住宅小区设计供配电系统设计要点和注意事项进行详细分析，具体如下：

4.1 设计思路

某住宅小区由于属于分期开发建设，所以在实际当中为了确保供配电系统设计的正常进行，在设计工作开展前需要与当地供电部门进行有效沟通协调，明确区域内电源情况、高压系统接地形式以及变配电室位置等等信息，然后以此为基础进行主要的供配电系统设计[4]。

4.2 设计要点

4.2.1 10 kV 高压系统

4.2.1.1 10kV 开关站

住宅小区供配电系统中开关站通常用于10kV电力接受和分配，在实际当中设置了中压配电进出线以及功率再分配装置，其电源进线侧和出线侧的电压数值相同。对于该装置而言，可以看作是上一级变电站母线的有效延伸，主要对变电站进出线间隔有限问题进行控制和解决，同时降低相同路径下电缆数量，最终起到支撑电源运行的实质性目的。在实际对开关站进行设计中，需要满足以下两方面内容：第一，选择小区地上合适的位置进行单独设置，一般占地面积在300m2左右为宜；第二，对开关站的相关参数信息进行控制，例如梁下净高应当确保在3m 以上，电缆沟净高在1.15m 以上，如此可以让装置发挥出理想的作用效果[5]。

4.2.1.2 开关站带小区变压器容量计算

变压器容量计算公式如下所示：

上述公式中，I 代表的是一路10kV 电源电缆的额定载流量，本次研究中取值为550A；U 代表的是额定电压，数值为10kV；K1代表一路电源电缆负荷率参数，实际取值为50%；K2代表的是住宅小区配电变压器的负荷率参数，实际取值为60%；K3代表的是所带小区配电变压器总容量，最大负荷的同时系数取值为0.6，即：

由上述计算可知，开关站带小区变压器容量通常需要控制在26000kVA 范围之内，当居民住宅小区占地面积超过10万m2时，为了确保电力传输的稳定性和可靠性，一般会选择建立一座专门的10kV 开关站[6]。

4.2.2 变配电室分类

本次研究住宅小区地处温州市周边，所以实际开展供配电系统设计中，其变配电室分类需要严格按照当地标准执行，其中依据管理方面的属性将其分为局管和自管两种，其在计量方式、设计标准以及电价等方面存在明显的差异，详细见表1所示。

表1 局管和自管变配电室对比表

4.2.3 10 /0.4kV 变配电室设计

4.2.3.1 选址

本次研究中变配电室位置的选择一般需要临近大容量电气设备，由于该小区建设位置处于城市周边，所以低压电缆供电半径需要控制在250m 以内最为适宜。由于高低压电缆进出线操作比较复杂，难度相对较大，所以考虑便捷性要求，实际当中需要将其设置在内靠外墙的地点。为了避免后续供电稳定性受到干扰，实际进行选址过程中要有效避开以下场所，即结构底部可能存在积水的位置、卫生间或浴室的正下方等[7]。除此之外，变配电室可以单独进行配置，同时也能附设在小区建筑的一层或地下一层等位置。

4.2.3.2 运输通道

当变配电室设置在建筑物的地下室时，这种情况下可以优先考虑私家车行驶作为主要的运输通道。为了确保运输的正常有序进行，通道净高和净宽通常需要分别超出2.5m 和2m。在利用公共通道进行变压器装置的运输时，结合实际的运输距离，可对相关通道指标作出一定的调整。除此之外，如果小区实际当中不存在公共运输通道，此时为了实现对变压器装置的运输，可以采用吊装口运输的方式进行，其中吊装口尺寸需要控制在1.8m×2.5m 以上。

4.2.4 变压器容量的配置

4.2.4.1 明确用户用电设备容量参数。

在实际对该居民住宅小区用电负荷进行计算中，详细见以下公式：

上述公式中，P 代表的是用户计算最大的负荷参数；Q 代表的是负荷计算指标，具体数值结合表2进行选择；F 代表的是小区建筑面积或住户数量；K代表的是住宅用电负荷需要系数。

表2 住宅用户供电容量负荷计算指标

4.2.4.2 局管(低基)变电室变压器容量配置要求

变电器容量配置中计算公式如下：

上述公式中，S 代表的是配电变压器容量参考值；P 代表的是住宅小区折算到配电变压器的用电负荷，具体需要结合公式（2）进行计算；cosΦ 代表的是功率因数，本次研究中取值为0.85；K2代表的是变压器的负载率，其中一台变压器运行时取值为85%，两台变压器运行时取值为60%。通过上述计算结果，本次研究中局管(低基)变电室变压器容量需要控制在800kVA 以内。

综上所述，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，及实际工程中存在的若干问题，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。