浅析住宅小区供配电系统设计

叶灼辉

中图分类号：U224.3+1

摘要:随着人民生活水平的提高，越来越多的住宅小区被开发出来，为了保障人民居住安全，必须做好住宅小区的供配电系统的设计。本文在分析住宅小区的用电负荷情况下，探讨了住宅小区供配电系统的设计要点，并对变电所的确定与选址提出一些建议，以保证住宅小区供配电系统的安全可靠运行。

关键词:住宅小区；用电负荷；供配电系统设计；变电所

随着我国经济的快速发展，人民生活水平也得到逐步提高，各种住宅小区被开发建造。人们对住宅小区供电的可靠性、安全性的要求也越来越高，因此，研究住宅小区供配电设计问题，以最经济、安全、可靠的方式向住户提供电能，确保住宅小区设备正常运转，是很有必要的。

1 住宅小区用电负荷计算

住宅小区的用电负荷计算涉及的方面非常广，主要包括：商业用电、住户用电、消防用电、居住公共用电（包括楼梯间、门厅、住宅楼电梯、架空层照明、地下车库用电、生活水泵以及居住区配套居委会和物业管理、老人活动室等）、整体用电等。

1.1 住宅用电

居民住宅用电负荷为建设住宅小区供电网的根本依据。住宅的用电负荷预测点在于居民投入家电种类与数量的不确定，用电设施投入的时间不确定性。直接影响着这2个不确定性因素包含：国家经济的发展水平与社会的文明程度，居民人均收入，地域及文化生活、习惯与消费理念，所处地域的气候环境因素，电力给予情况与能源策略等。

1.2 住宅小区公共用电

住宅小区公共的用电负荷包含架空层、门厅及楼梯间等公用照明；供居住楼使用的生活水泵、电梯以及供居住楼地下车库的用电。公用照明可依据照度需求采取单位面积的安装功率法展开设计。正常状况下可依照度30～75 lx，即依4.0～10W/m（2 荧光灯）来计算。其计算总容量要依需求系数法计算，在照明面积＜500m2需要系数取1.0～0.9；面积在500～3 000 m2时，取0.9～0.7；面积＞3 000 m2时，取0.7～0.5。供居住楼使用的电梯分直流电梯与交流电梯2种，其中单台电梯的设备容量应为电动机额定功率加上别的附属电器之和（比如轿厢照明、排气扇等），当其为直流电梯时，设备容量应依拖动直流发电机的交流电动机限定功率计算。在向多台电梯供电之时，其计算总容量应当算进同时工作系数。

1.3 商业用电

住宅小区广泛设置有商场、店铺、俱乐部及学校与诊所等公共建设，其用电容量应当依实际安装设备的容量计算并且计入同时工作系数。在方案及扩初阶段可以采纳单位指标法计算。正常情形下店铺依60～80 W/m2，诊所依60～80 W/m2，学校依40～60 W/m2，娱乐场所依80～100 W/m2，商场依80～120 W/m2。以上均包含动力、照明、空调综合的用电指标。

1.4 消防用电

住宅小区依据其建筑范围、高低以及建筑物内的功能与设置有相应的消防用电设备。它的用电容量需依有关专业给予的设备容量展开计算。尤其为高层住宅楼的电梯正常兼作消防电梯。所以其用电除计入住宅用电负荷外，还应计入消防用电负荷。

1.5 整体用电

住宅小区整体用电包含道路照明、景观与广告照明，还有动力设备用电。其用电容量和小区的范围及景观照明与动力设置的要求相关。施工图设计需依实际设备容量来计算，并考虑恰当的需要系数。方案与扩初设计时于正常情形下（不包含别墅型小区）可依建筑面积衡量，建筑面积在2 万m2以下，为20～30 kW；于2～6 万m2，为30～60 kW；于6～10万m2，为60～100 kW。

2 小区供配电系统设计

对住宅小区的供配电设计，应本着超前规划原则，为以后将增加的用电设备保留相应的负荷容量，这样可避免供电设备不间断式的更新，降低重复投资带来的浪费及给用户带来的用电不便。

2.1 住户线路系统

无专业电工维护的住宅电气线路与有专业维修工的企事业单位的电气线路不同，加上居民不懂电气维修的安全知识，极易产生电气事故。所以，居住区电气线路设计当吸取以往经验，面对未来需求，达到安全性、可持续发展性，以达到住宅的功用性及舒适性需求。当下居民对电的需要愈来愈高，高档大功率的电器逐步进入一般百姓家庭，对住宅的电气线路设计，当由以往的温饱型过渡至现今小康智能型，在重视电气线路安全性的同时，为长远负荷增长预留充分的容量。由于住宅暗配的电气线路为难以更换与增加的，故需一步到位，以满足长远负荷需求。所以针对昔日住宅电气设计要求中存在的问题与《住宅设计规范》（GB0096—1999）中的规定“电气线路当采纳符合安全与防火需求的敷设形式配线，导线当采取铜芯线，每套的住宅进户导线截面不应＜10 mm2，分支的回路截面亦不应＜2.5 mm2。”依据以上基准的最低需求，在进行住宅小区设计时，应依照户型面积大小，对于用电负荷是单相8 kW 的，那么住宅入户的线径，不应＜16 mm2的铜芯导线；对于用电负荷为单相6 kW的，那么住宅入户的线径为≮10 mm2的铜芯导线；其分支回路采取2.5～4 mm2的铜芯导线。

2.2 住户配电系统

以往我国每户住宅里照明与插座分支的回路数过小，并且有的甚至为照明与插座共用一个回路。因为分支回路少，导致每个回路所带负荷加大，事实上等于减少了线路与截面，因而致使电气线路的长期过载，导线绝缘下降，线路温升增大，造成电气线路的事故增多。

增加分支回路的数量，等于降低了回路阻抗，如此对于减少住宅的谐波电压，降低谐波危害非常有利。并且，住宅设计足够多的分支回路数量，便能够有条件地把发生谐波的、非线性负荷电器与对谐波的敏感电器分回路供电。这样，非线性的负荷谐波电流在其分支回路阻抗产生的谐波电压便不可能危及到另一回路上的敏感电器。分支回路的数量增多，当一路线展开检修与因故障跳闸之时，其停电范围缩小，给家庭生活带来的不便亦减少。

当今通用设计，在住户室内设配电箱，并依照照明、空调、插座等，分回路设置。其中空调、照明回路采取空气开关，对于柜式空调、浴霸、插座应采用漏电断路器。其优点为：照明不通过漏电开关，其空调安装于2.4 m 之上，人体正常不接触，插座通过不同家用电器配电，浴霸安置于卫生间，因环境潮湿，其漏电可能性比较大，若一旦发生漏电，开关便会脱扣，以保证用电安全。

2.3 住宅小区配电外线设计

（1）变压器容量确定：在建筑配电设计时，变压器容量依照小区的范围（建筑面积）进行确定。

变压器的总容量=a+b+c。

式中，a 为居民总用量：按50 VA/m2计，此部分包含居民户用电量、小区居住建筑中公共照明或建筑物里各类辅助的动力用电容量（比如小高层中的排烟机、电梯、污水泵、排风机等用电量）与居民区里必须的小型配套建筑（如居委会、商店、幼儿园、车库等用电量）；b 为较大型公共建筑用量：依照60～70 VA/m2计（比如多功能活动场所、商场等用电量）；c 为住宅小区里的广场、娱乐设施、喷泉、院区照明等用电量，依实际用电情形计算。例如：小区居住与配套建筑面积为12 万m2，公建面积为1.68 万m2，小区里设有一个较大型的广场，广场里有喷泉、院区照明等等。

上述3项计算：a=50VA×120000=6000kVA；b=65VA×16800=1092 kVA；c估算为300 kVA。

整个小区变压器的总容量=6 000+1 092+300=7 392 kVA，加上预留10%的容量，实际上整个小区变压器的总容量为7 392×1.1=8 130 kVA。

3 变电所的确定

住宅小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所，应依据当地的供电部门供电方案要求，与用电容量及负荷性质以及所在环境与节能等因素进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 kW、供电的距离超出250 m时，应增设变电所。

依据当下我国大多供电部门的要求，居住用户用电应采取一户一表计费方法，电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理，小区变电所低压系统可以提供一路三相400 A 与380 V/220 V的低压电源，并且经设于小区变电所以外专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400 A 与有容量极大的商业用电（＞100 kW）之时，应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源从小区变高压系统专用的回路提供，并且于小区变电所以外设置高压配电间，采取高供高计方法。

小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定，正常计算容量超出630 kVA，应采取2台变压器。单台变压器容量不宜超出1 600 kVA。专用的变内变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当有一级与二级负荷之时，应当考虑用柴油发电机组作为备用电源，并且做好和市电高低开关连锁的设计，禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法，相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷，可采取专用回路，并且经专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。一样，对于不安置专用变时，住宅小区的变中少量商业用电（商铺）经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与一户一表方法，分别计费。总之，住宅小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求，又需达到当地供电部门对小区住户用电管理中的特别要求。

4 变电所的选址

配电室与变压器室组成配电房。高、低压进出统一规划均采取电缆并且敷设于电缆沟与电缆保护管里。配电房适宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理角度来考虑，住宅小区变配电所应当设置于小区会所及专门管理用房内。从小区的建筑特征方面考虑，也就是住宅群、楼栋间的间距比较大且分布分散。可在小区中心会所内设置高压总配电房，来分区、分片设置低压配电房。在条件不允许时，也可设户外箱式变电站，但应当注意对住宅小区总体环境的影响以及电力变压器噪音对住宅小区用户的影响。

4 结束语

总之，住宅小区的供配电系统设计设计过程是比较复杂的，我们只有不断探讨和总结经验，才能为居民提供更安全、更经济、更可靠地供配电系统以及优质合格的供电质量，同时对住宅小区的用电负荷的确定机配电系统的安全设施配置应具有超前意识，这样才能为住宅小区的可持续发展提供更好的保证。

参考文献

[1] 柯文慧，浅谈大连东方优山美地住宅小区供配电系统设计[J].中小企业管理与科技, 2011, (12)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。