淺談城市住宅小區(qū)配電設計的幾點問題

摘要：城市住宅小區(qū)電氣設計是保障城市小區(qū)供電安全可靠的關鍵，本文以對城市小區(qū)電氣設計的實際工作經(jīng)驗為依據(jù)，提出了城市住宅小區(qū)電氣設計中應注意的幾點問題，并通過10kV電源進線方案、配電變壓器配置及布點及低壓配電網(wǎng)設計三方面入手對城市小區(qū)供電方案優(yōu)化設計方法進行闡述。

關鍵詞：城市住宅小區(qū) 配電 設計

1．緒論

本人2000年畢業(yè)開始參加工作，先后在佛山市南海供電局黃岐供電所、局本部及廣東怡信電力工程有限公司等單位從事技術和管理方面的工作，先后從事過維修電工人員、市場營銷人員、質安部副經(jīng)理、低壓工程客戶服務中心經(jīng)理等工作崗位，尤其任低壓工程客戶服務中心經(jīng)理崗位以來，組織開展了低壓工程800多項，積累了較豐富的城市住宅小區(qū)電氣設計、安裝、維修等方面的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗。本論文主要是結合日常城市住宅小區(qū)配電設計、安裝和維修的工作經(jīng)驗，和當前城市住宅小區(qū)配電設計的要求和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀及趁勢，認真探討、總結和分析城市住宅小區(qū)配電設計存在的問題，為我國城市住宅小區(qū)配電設計方面提供參考。

2．主體

伴隨經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活質量的不斷提升，人們對居住條件也有了更高的要求，基礎設施日益完備、城市小區(qū)檔次不斷提高、城市小區(qū)功能日漸豐富，小區(qū)的建設正在如火如荼的進行中。城市小區(qū)的供電設施是城市小區(qū)的基礎設施之一，做好城市小區(qū)的供電工作，無疑是城市小區(qū)建設的關鍵環(huán)節(jié)。居民用電需求的不斷變化，對保障電氣設計的長期使用性提出了新的挑戰(zhàn)。下面針對城市住宅電氣設計中應注意的幾點問題進行闡述，希望為城市小區(qū)電氣設計提供參考。

2.1城市住宅電氣設計中應注意的幾個問題

2.1.1合理確定用電負荷

為了同時滿足居民對居住條件的高要求和開發(fā)商對經(jīng)濟效益的追求，城市小區(qū)的戶型設計多為兩室一廳或三室兩廳，目前我國城市居民住宅的建筑面積一般在60m2到150 m2左右。按每個家庭用電需要系數(shù)在0.3到0.5之間來計算，一般家庭的用電計算負荷應在4kW～8kW 之間。針對居民用電不斷增長的現(xiàn)實狀況，在對電氣設計的過程中對每戶的用電計算負荷取0.5較為合理。合理確定用電負荷一方面可以很好的提高住宅電氣的安全水平，避免電氣火災和其它由電氣引起的事故發(fā)生，另一方面還可以滿足用戶日益增長的用電需求。

2.1.2住戶配電回路的設計

住戶配電回路的設計在回路數(shù)量上要以用電標準和大功率家庭用電器為參考依據(jù)，設置的專用插座回路的數(shù)量為基準。住宅內兼具一般照明的插座回路和空調、廚房設備的特殊用電回路。這種多分支回路設計方案具有使戶內負荷電流分流、減少線路溫升及諧波產(chǎn)生的危險、延長線路壽命和減少電氣火災發(fā)生的作用。住戶配電系統(tǒng)的設計應嚴格遵循安全、適用、經(jīng)濟和有利發(fā)展的原則，室內配電回路要大于八個。

2.1.3弱電線路的設計

弱電系統(tǒng)主要涵蓋了電視、電話、寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、減災防盜報警等多個電氣系統(tǒng)。其中固定電話通信和有線電視系統(tǒng)已經(jīng)在社會上得到了廣泛的普及，據(jù)有關數(shù)據(jù)調查顯示，城鎮(zhèn)家庭電視機的占有率為100%，并且城鎮(zhèn)家庭中有近1/3的的家庭擁有兩臺電視，隨著有線電視終端的發(fā)展趨勢來看，在餐廳和衛(wèi)生間內安裝有線電視終端已經(jīng)成為一種必然。已投入使用的圖文電視就是它的初級應用，在新建住宅中對有線電視系統(tǒng)的敷設應力求完善，以滿足日后其他應用的需求。

住宅中的有線電話系統(tǒng)既可以用作固定電話的接入端口，也可用作寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)，用來滿足用戶對多媒體計算機數(shù)據(jù)通信技術的需求，電話系統(tǒng)在數(shù)量上的設置要有一定的超前性。電話系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢是居民住宅包括衛(wèi)生間在內的每個空間都應裝有電話插座，和網(wǎng)線插座。與此同時，在住宅城市小區(qū)內建設寬帶局域網(wǎng)已成為大勢所趨，局域網(wǎng)的建立方便了城市小區(qū)管理，為居民提供了更為廣泛的數(shù)據(jù)信息，為提供安全和遠程控制等服務奠定基礎。

上述內容僅為家庭弱電系統(tǒng)目前的使用狀況，住宅的智能化才是住宅在未來的發(fā)展趨勢，在智能化的住宅中，智能控制板是智能化的核心，它大體有三部分構成：

第一部分是通信網(wǎng)絡部分，它包括電話、有線電視和計算機互聯(lián)網(wǎng)接口三個部分。

第二部分是設備自動化部分，它涵蓋了照明、空調監(jiān)控、電器設備監(jiān)控、家庭能耗數(shù)據(jù)抄送等四個方面。

第三部分是安全防范部分，它包含了火災報警、煤氣泄漏、防盜報警、安全對講及緊急求救等五部分內容。

智能化住宅在國外已經(jīng)得到了很好的推廣和應用，智能化住宅將是我國住宅努力發(fā)展的目標。

2.1.4設計上的安全性

高層建筑火災問題突出，由于高度問題，高層建筑火災救援一直是世界性的難題，所以我們必須從預防開始。高層建筑失火一般都是由于電氣失火，究其根源，都是電氣設計方面出現(xiàn)問題。

首先是電氣設備和管線材料選擇上不合理，由于在設計過程中過分壓低經(jīng)濟成本，或在實際施工過程中出現(xiàn)的偷工減料、沒嚴格進行材料驗收等，導致一些不符合國家標準的材料進入到住宅電氣設備系統(tǒng)中。例如，10kV進線電纜沒有有效的敷設保護措施，導致電纜被破壞。

其次，就是設計的不合理，沒有考慮到大功率用電器長時間用電后的散熱問題，為電氣系統(tǒng)的安全使用埋下隱患。還有一個十分容易出現(xiàn)的問題就是住宅建筑的防雷設計不科學。防雷設計的計算不合理，導致防雷等級不符合建筑物的實際需求。

2.2新建城市小區(qū)供電方案優(yōu)化設計

低壓配電網(wǎng)設計、10kV電源進線配電變壓器配置和布點三個大的部分共同構成了新建城市住宅小區(qū)供電方案，再加上安全性問題，成為電氣設計的關鍵。

2.2.1 10千伏電源進線方案優(yōu)化

第一，根據(jù)當?shù)爻鞘幸?guī)劃或配網(wǎng)規(guī)劃可以使用電纜或架空方式，城市住宅小區(qū)外部10kV供電線路進行供電。第二，可以使用雙電源方式供電來應對城市住宅小區(qū)內的高層建筑電梯一級的負荷。第三，城市住宅小區(qū)內部可以使用環(huán)網(wǎng)柜和配電所方式用電纜線路進行環(huán)網(wǎng)供電。可以使用以下的供電方案：選擇使用單回路10kV電源引入。優(yōu)化方案：使用雙回路10kV的電源引入設計來應對多于400戶的城市住宅小區(qū)或者是具有一二級負荷的城市小區(qū)。而單回路10kV電源進線設計可以滿足沒有一二級用電負荷且規(guī)模在少于400戶的城市小區(qū)。通過對10kV電源進線方案進行優(yōu)化可以達到以下的效果：第一，對城市住宅小區(qū)用電可靠性提供了較高的保障。第二，可以在日后供電線路負荷增加或者減少時隨時對兩條線路的用電可靠性進行調節(jié)，將用電負荷較大的線路轉移到負荷較低的線路，使得線路耗損大大降低，實現(xiàn)節(jié)能的目的。但是，這一方案也存在著缺點，那就是相對于單回路10kV電源進線，雙回路10kV電源進線的成本明顯變高，使得投資成本加大。

2.2.2配電變壓器配置及布點優(yōu)化

首先對變壓器需要配變的容量進行科學的測算，然后才能配置配電變壓器。一般來說，由于城市小區(qū)居民比較低的用電負荷率，而城市小區(qū)所配置的配電變壓器的配備容量遠遠高于用戶負荷率，因此，在很長的一段時期內，配電變壓器存在著空載損耗大、配容過剩的問題。通常的解決方案是首先對總體負荷進行科學的預計估算，根據(jù)變壓器的容量來計算需要多少臺，單臺變壓器輻射供電低壓不聯(lián)絡。該方案的優(yōu)化如下：第一，由于城市小區(qū)電纜線路大多是在施工的時候被埋入地下，因此無法隨時改變，電纜配置必須按照最大負荷進行。第二，由于變壓器大多被安置在專門的配電房內，比較容易調換，即使出現(xiàn)變電容量不足的情況，也可以很方便的處理。

因此在實際中為實現(xiàn)低壓聯(lián)絡，可以對容量配置適當縮小。該優(yōu)化方案具有以下的效果：

第一，由于容量降低，使得城市小區(qū)建設成本降低，對開發(fā)商有利。

第二，由于兩臺變壓器可以放在一個配電室內，可以大大節(jié)省城市小區(qū)的面積，對城市小區(qū)環(huán)境有利。

第三，在通過每2 臺配電實現(xiàn)低壓聯(lián)絡,供電方式更加靈活，在用電負擔較重時使用兩臺而負擔較輕的時候只運行一臺就可以了。變壓器利用率提高、空載損耗下降, 給供電公司帶來直接經(jīng)濟效益。

第四，當其中一臺配變損壞需要進行檢修時，可以利用沒壞的那臺變壓器來暫時肩負起兩臺的工作，大大提高了供電可靠性，大幅度縮短了停電時間。

2.2.3低壓配電網(wǎng)設計優(yōu)化

新建居住區(qū)低壓供電半徑應該小于250m，因此這部分的設計相對比較簡單。可以采用低壓的方式對居住區(qū)內公共設施進行供電，只有設備容量不超過250kW或者變壓器容量不超過160kVA的情況下可以使用，超出這個范圍的可以使用高壓供電。常規(guī)方案:可以正常進行人工抄表，并且同時符合最基本的要求就可以了。可以采取以下優(yōu)化方案：預留配網(wǎng)自動化通信管孔、配網(wǎng)自動化設備裝設位置及通信線路位置，為日后配網(wǎng)自動化發(fā)展提供升級空間。第一，居住區(qū)內安裝配電信息綜合采集裝置。第二，將表箱集中安裝，并且使用遠程抄表裝置。

2.2.4住宅電氣安裝工作設計的整體性和安全性

在這一點上，首先要端正設計人員的思想認識，必須貫徹落實國家、行業(yè)、地方的強制性標準，認識到安全問題重于泰山。

在具體的電氣設計當中，對于建筑電氣設備的安全保護起較大作用的是斷路器和電涌保護器，要尤其重視。斷路器對于漏電和短路問題有著良好的靈敏性，特別是對于接地電弧的短路問題具有很好的預防效果，在設計過程中設計人員對斷路器的選擇、整定值的計算必須嚴格準確。而電涌保護器主要用于防備電氣設備中因外部原因引起的電壓異常波動，從而保證居民的電器安全。

由于一些電氣設備隨著時間的推移，其線路老化出現(xiàn)絕緣性降低的情況。因此，在設計過程中，要嚴格依據(jù)國家的技術規(guī)范對各個回路中的負荷進行合理分配，避免出現(xiàn)某回路負荷過高而出現(xiàn)溫升異常的情況。

最后要注意的是住在內消防系統(tǒng)的電氣設計問題。許多高層建筑的火災損失程度之所以難以控制，其根源就是消防電氣系統(tǒng)在失火后難以正常運行。因此，對于配電線路材料的選擇上，最好使用阻燃電纜，保證線路的防火性和耐熱性。并設計中保證消防系統(tǒng)的供電可靠性。

2.3其余應注意事項

2.3.1干線配電方式

根據(jù)國家標準及有關部門規(guī)定：由地區(qū)公共電網(wǎng)供電的２２０Ｖ照明負荷，線路電流小于或等于３０Ａ時，可采用２２０Ｖ單相供電；大于３０Ａ時宜采用３８０Ｖ／２２０Ｖ三相四線制供電。住宅單元進線計算電流大于３０Ａ時，應采用三相電源供電，并盡量保持三相平衡。多層住宅（確定為三級負荷的）宜采用干線放射式供電高層住宅、多層住宅（確定為一、二級負荷的）宜采用干線環(huán)路式。

2.3.2保護方式與等電位聯(lián)接

住宅供電系統(tǒng)應采用ＴＮ－Ｃ－Ｓ，用四芯帶鎧電纜引入樓內π接箱內，進π接箱后將ＰＥ線與Ｎ線嚴格分開。保護接地與防雷接地共用接地裝置，接地電阻以較小的為準。接地方式進行總等電位聯(lián)接，衛(wèi)生間須做局部等電位聯(lián)接，可以降低預期接觸電壓，減少漏電保護裝置不可靠帶來的危險。總等電位聯(lián)接還可消除電磁場對弱電系統(tǒng)的干擾，保障電腦的安全使用。具體方法是建筑物總等電位聯(lián)接線與保護線干線、接地干線或總接地端子與供暖系統(tǒng)管道、煤氣、天燃氣進戶管道、自來水與污水管道、建筑物金屬構件等導電體相連接。

2.3.3住戶終端配電方式采用三相五線制

住戶終端的配電方式宜采用三相五線制（包括ＰＥ線）是未來住宅的配電趨勢。一些大功率電器生產(chǎn)廠家在設計時就考慮了采用三相電源３８０Ｖ，有利于供電系統(tǒng)三相負荷平衡，提高功效，減少導線截面和導線能耗。小區(qū)內必須有相應個數(shù)的供電回路。每棟樓可采用兩相或三相供電。按每棟樓的住戶數(shù)，采取相應的電源方式。把開發(fā)小區(qū)根據(jù)單體建筑的布局和負荷容量進行分塊，形成以箱變?yōu)橹行牡呐潆妶F組。對照明來說，每層設配電箱，每箱單相供電。避免每層內３８０Ｖ線電壓進入，防止誤接線燒壞家用電器設備。

2.3.4電源合理配置

小區(qū)的路燈、草坪燈的電源由小區(qū)變電站（一級變電）配出，并集中管理。消防泵電源應從其中的兩個箱變提供，小區(qū)的電纜外網(wǎng)做到同方向路徑的電纜在一條電纜溝中，選擇捷徑的路徑，沿小區(qū)干道一側，與弱電箱分開。從而節(jié)約投資和施工方便。為了住戶的安全，需對電纜外網(wǎng)及各棟建筑做二級防雷電波的電涌保護器。

2.3.5可配置電力監(jiān)控系統(tǒng)

為保證整個小區(qū)供電數(shù)據(jù)采集的一致性。控制的靈活性及負荷的高可調性可以在每個單體建筑內裝設電力監(jiān)控系統(tǒng)。

運用電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)控制的硬件系統(tǒng)模塊化，提高整個系統(tǒng)的安全及可靠性。采用總線方式可節(jié)省纜線和工程費用。可以控制層照明與層空調配電箱間的互投，可以監(jiān)控整個大樓照明、空調及動力的電流模擬量及開關量狀態(tài)，對整個小區(qū)負荷進行統(tǒng)計、分析。當一條封閉母線或進線電源等發(fā)生故障時，就需將一條封閉母線的照明負荷投切至另一條封閉母線。電力監(jiān)控系統(tǒng)控制，既可以保證供電可靠性及高供電等級，也減小了物業(yè)管理部門的工作強度。若能采取電力監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)能，節(jié)能效益是客觀的，但也會加大投資費用。

3．小結

安全、方便、適用是城市住宅小區(qū)電氣設計的首要任務,電氣設計應符合我國經(jīng)濟發(fā)展及居住環(huán)境不斷變化的需要,滿足城市住宅小區(qū)各項電氣功能配置安全合理的要求, 為人們營造一個良好的居住環(huán)境。

4．參考文獻及注釋

[1] 顧偉國，淺談建筑電氣設計中的節(jié)能措施[J]安徽建筑，2008(05).[2] 蔣小洛，現(xiàn)代住宅電氣設計與智能化[J]，溫州大學學報,2002(03).