彭 晶

甘肅省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司（730000）

1 負(fù)荷分析

1.1 負(fù)荷等級

首先，住宅小區(qū)屬于民用建筑，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，依照中斷供電的損失情況及使用情況，其用電負(fù)荷可以分為一、二、三級負(fù)荷。

住宅小區(qū)一般由商住樓、純住宅、獨(dú)立商業(yè)、幼兒園、綜合服務(wù)樓、地下車庫等建筑組成。根據(jù)各類建筑的規(guī)模和類別，小區(qū)的負(fù)荷等級可以劃分為:

1）一類高層的值班照明設(shè)備、航空障礙燈照明設(shè)備、電梯設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、生活供水用電設(shè)備、消防設(shè)備、小區(qū)大型車庫的用電以及大型商場內(nèi)的用于經(jīng)營的計算機(jī)設(shè)備的用電為一級負(fù)荷[1]。 在發(fā)生緊急情況時的用電都屬于一級負(fù)荷。必須要保證一級負(fù)荷用電的連續(xù)性，為其配備應(yīng)急電源，以預(yù)防緊急事件的發(fā)生。

2）一、二類高層的走廊和樓梯的照明設(shè)備，二類高層的電梯設(shè)備、生活供水設(shè)備、消防設(shè)備，小區(qū)中型車庫以及大中型商場內(nèi)的公共通道和樓梯的照明設(shè)備、 供乘客用的電梯扶梯等都屬于二級負(fù)荷。 二級負(fù)荷用電在一級負(fù)荷用電的基礎(chǔ)上，保證了在意外發(fā)生時，人們能夠通過這些途徑獲得更多的逃生機(jī)會。

3）住宅小區(qū)內(nèi)的其它用電，如住戶戶內(nèi)和商住樓小商場內(nèi)的照明和插座用電等， 一般為三級負(fù)荷。

1.2 負(fù)荷計算

負(fù)荷計算是供配電設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而要進(jìn)行精準(zhǔn)的供電，必須要有精準(zhǔn)的計算方法。 供電的方式有很多種類型，而在估算的過程中，計算者必須要考慮到各種環(huán)境因素及可能出現(xiàn)的不可控因素，保證供電系統(tǒng)的完整性。常用的用電負(fù)荷估算方法是單位指標(biāo)法，針對某些供電類型，也可以采用需要系數(shù)法或者利用系數(shù)法[2]。

2 供電方案選擇

在一個項目中， 供電系統(tǒng)方案的確定要考慮多方因素，除了要遵照有關(guān)設(shè)計規(guī)范，也要從實際情況出發(fā)，對環(huán)境及當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T進(jìn)行實地考察，綜合考慮當(dāng)?shù)氐墓╇姉l件及甲方對于運(yùn)營和成本節(jié)約方面的要求。

住宅小區(qū)常采用以下幾種供電方案:

1）從市電網(wǎng)引入一路10 kV 電源作為主供電源，同時設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源給一、 二級負(fù)荷供電。

2）從市電網(wǎng)引入一路10 kV 電源作為主供電源，低壓母線采用單母分段， 低壓兩段同時工作且互為二級負(fù)荷備用； 同時設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源給一級負(fù)荷供電。

3）從市電網(wǎng)引入兩路不同開閉站的10 kV 電源，兩路電源同時工作且互為備用。

4）從市電網(wǎng)引入一路10 kV 電源作為主供電源，同時設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源給二級負(fù)荷供電。

5）從市電網(wǎng)引入一路專用架空線路作為供電電源，低壓母線采用單母分段，低壓兩段同時工作且互為備用。

6）從市電網(wǎng)引入一路10 kV 電源作為供電電源。

同時存在一、 二、 三級負(fù)荷的住宅小區(qū)常采用1）、2）、3）方案供電。 1）方案的優(yōu)點(diǎn)是供電系統(tǒng)組成簡單，供電可靠性高；缺點(diǎn)是柴油發(fā)電機(jī)組容量大[3]。2）方案的優(yōu)點(diǎn)是變壓器利用率高，柴油發(fā)電機(jī)組容量小，經(jīng)濟(jì)節(jié)約；缺點(diǎn)是供電系統(tǒng)復(fù)雜，管理不便，一但市電網(wǎng)斷電，二級負(fù)荷就沒有備用電源。3）方案的局限性比較多， 需要當(dāng)?shù)赜胁煌?0 kV 區(qū)域變電站且當(dāng)?shù)毓╇姴块T批準(zhǔn)使用， 還需要當(dāng)?shù)叵啦块T認(rèn)可 （有些地區(qū)消防部門要求消防設(shè)施備用電源必須采用柴油發(fā)電機(jī)組）。 建議設(shè)計者優(yōu)先采用1）方案。

只存在二、三級負(fù)荷的住宅小區(qū)常采用3）、4）、5）方案供電。 3）方案在前面已經(jīng)分析過，其局限性比較大。 4）方案供電系統(tǒng)組成簡單，供電性能更加完善。5）方案具有一定的缺陷，如果市電網(wǎng)斷電，由于缺乏應(yīng)急供電設(shè)備，小區(qū)就無法用電。 所以建議設(shè)計者采用4）方案。

6）方案適用于全是三級負(fù)荷的多層住宅小區(qū)。

3 變配電所設(shè)置

小區(qū)變配電所設(shè)計需要考慮到的常見問題：首先是確定供電范圍，以供電設(shè)備為中心，在半徑大小的范圍內(nèi)可進(jìn)行供電；其次是確定用電設(shè)備的總?cè)萘?，既要保證用戶的正常使用，又要滿足相關(guān)部門的規(guī)定要求； 最后要盡可能地滿足甲方的需求，同時還要考慮建筑專業(yè)提供的條件。

變配電所應(yīng)盡量設(shè)置在靠近負(fù)荷中心的位置，變配電所的供電半徑一般要求在250 m 以內(nèi)。實際設(shè)計供電線路的長度時， 不僅要考慮水平距離，還要考慮垂直距離。 近年來新建住宅小區(qū)以一、二類高層建筑居多，所以應(yīng)該盡量把供電的范圍控制在半徑為150 m 的范圍之內(nèi)[4]。

一般情況下，單路10 kV 電源的供電容量應(yīng)為10 000 kVA 以下，由于各地供電部門的要求不盡不同，設(shè)計前最好向當(dāng)?shù)毓╇姴块T核實。 依據(jù)負(fù)荷計算結(jié)果，一個住宅小區(qū)可設(shè)置一個或多個變配電所。根據(jù)以往經(jīng)驗，一類高層居多的住宅小區(qū)，一般以建筑面積10 萬m2左右設(shè)置一處變配電所比較合理；多層和二類高層為主的住宅小區(qū)，以建筑面積5萬m2左右設(shè)置一處變配電所比較合理。

設(shè)置變配電所時應(yīng)考慮當(dāng)?shù)?0 kV 電源的位置，盡量靠近電源側(cè)，并且考慮當(dāng)?shù)毓╇姉l件和供電部門的要求。 如蘭州地區(qū)供電部門就要求每個住宅小區(qū)都要為居民戶內(nèi)照明用電設(shè)置專用變壓器和專用變配電室，由供電部門管理；小區(qū)內(nèi)其它負(fù)荷另設(shè)一座變配電室，由建設(shè)方自己管理。 所以設(shè)計師在做方案前就要通知甲方，讓其與當(dāng)?shù)毓╇姴块T溝通，摸清情況，從而作出合理的設(shè)計。

在保證用電安全的基礎(chǔ)上，變配電所的設(shè)置應(yīng)考慮多方的需求。 如一個住宅小區(qū)中有一棟獨(dú)立酒店建筑，此建筑后期就極有可能整體出售，由第三方管理；設(shè)計者在設(shè)計時，最好為酒店設(shè)置專用變配電室，以方便后期運(yùn)營管理[5]。

實際設(shè)計中，對變配電所位置影響最大的因素是建筑條件限制。 建筑條件包括建筑層高、建筑地下室條件、建筑剪力墻布置、建筑選用地址、建筑功能的具體要求等。 電氣專業(yè)希望變配電所設(shè)置在負(fù)荷中心，如地下車庫這種比較規(guī)整且靠近坡道的地方，但此位置通常會占用很多車位[6]；而建筑專業(yè)希望變配電所設(shè)置在不影響建筑使用功能的地方，如主體地下室，但此位置通常剪力墻分布較多，無法滿足變配電設(shè)備擺放距離的要求且不便于后期設(shè)備運(yùn)輸安裝（變配電室內(nèi)的設(shè)備通常是建筑主體完工后才進(jìn)行安裝）；甲方不希望損失車位，也不希望設(shè)備用房占用太多建筑面積，因此雙方會產(chǎn)生意見分歧。 這時就需要電氣專業(yè)設(shè)計人員頂住壓力，綜合考慮多方因素， 積極與建筑專業(yè)和甲方溝通，最終選取合適位置。

4 結(jié)語

文章根據(jù)實際設(shè)計經(jīng)驗和國家相關(guān)規(guī)范、地方標(biāo)準(zhǔn)要求，通過分析住宅小區(qū)負(fù)荷特點(diǎn)、供電方案及變配電所設(shè)置，對住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設(shè)計提出建議，希望為同類建筑的配電設(shè)計提供一定參考。