住宅小區(qū)的電氣設(shè)計分析

住宅小區(qū)的電氣設(shè)計分析
摘 要：文章從供電可靠性、變壓器選擇及住戶室內(nèi)電氣設(shè)計3個方面，通過實例簡單介紹了當(dāng)前住宅小區(qū)的電氣設(shè)計
思路、設(shè)計方法，對當(dāng)前新建住宅小區(qū)電氣設(shè)計起到一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：住宅小區(qū) 電氣設(shè)計 供電方式
1 前言
隨著人民生活水平的提高，居民家用電器的種類和數(shù)量也迅速增加，使生活用電量增長較快，以前住宅電氣設(shè)計的容量
選擇及布線等方法已不能適應(yīng)當(dāng)前的實際情況，因此有必要就當(dāng)前住宅小區(qū)的電氣設(shè)計提出一些新的看法。
2 供電可靠性方面
舊的住宅小區(qū)供電方式一般都在附近10kV變壓器臺低壓側(cè)直接引電源至小區(qū)，而且一個變壓器臺所帶的負(fù)荷也比較大，
大多數(shù)變壓器臺同時供應(yīng)幾個小區(qū)和一些零散的住宅群的生活用電，造成變壓器臺經(jīng)常過載，在夏季用電高峰期更加嚴(yán)
重，經(jīng)常造成10kV線路過載跳閘，甚至有時造成變壓器過載燒壞。另外，人們對供電可靠性(這里指停電時間)要求也
不斷提高。因此，我們對新建住宅小區(qū)的供電方式應(yīng)該有所改變。
(1)在新建住宅內(nèi)配套建配電房。配電房由配電室和變壓器室組成，高、低壓進出線均采用電纜并敷設(shè)于電纜溝或電纜保
護管內(nèi)。如果一些住宅小區(qū)公用面積較小，也可以采用預(yù)裝式變電站(美式箱變)，這樣可以節(jié)約用電，但投資比前者大
些。
(2)供電方式有多種選擇。其一，10kV高壓側(cè)雙電源進線(該方式可以通過分段開關(guān)或箱式變的四工位開關(guān)來實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)功
能)，經(jīng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜后至變壓器；低壓側(cè)采用單母線分段，正常情況下分段運行。其二，10kV高壓側(cè)單電源進線，低壓
側(cè)單母線分段或不分段。前一種方式可靠性較高，但投資大，適用于較高檔的住宅小區(qū)，特別是有高層建筑的小區(qū)；后
一種方式可靠性較前一種低，但投資省。從目前的情況來看，后一種方式的供電可靠性已能夠滿足普通的生活用電，一
般采用后種方式，但考慮以后的發(fā)展，配電室應(yīng)該預(yù)留有安裝高壓進線柜的位置。
綜合以上兩點，當(dāng)前新建住宅小區(qū)應(yīng)該配套建立配電房或箱式變；同時，10kV電源進線應(yīng)該預(yù)留2回進線位置(以保證
供電可靠性及環(huán)網(wǎng)功能的實現(xiàn))，首期可以根據(jù)實際情況只接入1回10kV進線。
3 變壓器容量和臺數(shù)的選擇
要確定合適的變壓器容量和臺數(shù)也是件困難的事情。容量選擇大了，臺數(shù)選擇多了將造成浪費；而相反，則造成變壓器
的過載，供電可靠性和安全性又得不到保證。那么，怎樣才能做到選擇合理？下面以一個實例來探討這個問題。
假設(shè)有一個小區(qū)有20幢8層樓房，每幢樓有2個單元，每個單元每層有2套住戶，即該小區(qū)共有住戶640戶，每套住
宅面積從90～150m2不等。下面用兩種方法來確定該小區(qū)的總用電量。
(1)單位住戶負(fù)荷預(yù)測法：
根據(jù)資料統(tǒng)計，我國住宅電氣設(shè)計每戶計算負(fù)荷大概為：近期每戶4kW，遠(yuǎn)期每戶為10kW。則該住宅小區(qū)總負(fù)荷P為：
P近期=4kW/戶×640戶=2560kWP遠(yuǎn)期=10kW/戶×640戶=6400kW
(2)單位面積法：
根據(jù)資料介紹的經(jīng)驗值，我國住宅電氣設(shè)計住戶的單位面積計算負(fù)荷大概為：近期每m2為35W，遠(yuǎn)期每m2為90W。
由于該小區(qū)各戶的面積不等，為方便計算，這里取每套住宅面積為120m2作為平均值，則該住宅小區(qū)總負(fù)荷P為：
P近期=35W/m2×120m2/戶×640戶=2688kW
P遠(yuǎn)期=90W/m2×120m2/戶×640戶=6912kW
根據(jù)以上兩種計算方法得出的結(jié)果，現(xiàn)取P近期為2600kW，為6500kW。由于住宅小區(qū)內(nèi)居民的作息時間不同，而取同
時系數(shù)為0.4，則折算后該住宅小區(qū)的總負(fù)荷P′為：
P′近期=2600×0.4=1040kW
P′遠(yuǎn)期=6500×0.4=2600kW
考慮到變壓器的經(jīng)濟運行及功率因數(shù)，取變壓器最佳負(fù)荷率k為0.85，功率因數(shù)cosφ為0.75，則變壓器容量S應(yīng)為：
S=P′/(kcosφ)
S近期=1040/（0.85×0.75）=1631kVA
S遠(yuǎn)期=2600/（0.85×0.75）=4078kVA
通過以上計算，加上考慮該小區(qū)總面積較大，因而在區(qū)內(nèi)2個地方各建一座配電房，每座配電房各供10幢樓房，近期
選用2臺1000kVA變壓器，每座配電房各立1臺，這樣可以滿足近期及近若干年負(fù)荷的增加，而遠(yuǎn)期再各增加1臺
1000kVA變壓器就可以滿足本小區(qū)居民的用電。
4 住宅進戶線及室內(nèi)電氣設(shè)計
為保證用電安全，住宅小區(qū)內(nèi)應(yīng)采用TN－C－S，TN－S或TT系統(tǒng)；住戶進戶線必須采用三線制進線，即引至住戶的
電源線必須有火線、中性線和保護地線。根據(jù)GB50096－1999《住宅設(shè)計規(guī)范》中"當(dāng)前線路必須采用符合安全和防火
要求的敷設(shè)方式配線，導(dǎo)線應(yīng)采用銅芯導(dǎo)線，每套住宅進戶線截面不應(yīng)小于10mm2"。因此，目前引至住戶的電源線采
用3根10mm2的銅芯導(dǎo)線，有條件或大面積的住戶采用3根16mm2的銅芯導(dǎo)線，以后隨著住戶負(fù)荷的增長再考慮更換
截面積更大的導(dǎo)線。
進戶線大多是明敷設(shè)的，以后更換難度不高，費用也較低，而大部分住宅室內(nèi)導(dǎo)線則是暗敷設(shè)，以后要更換難度較大，
費用也較高，同時又影響美觀。因此室內(nèi)電氣線路設(shè)計不能片面強調(diào)節(jié)約，而應(yīng)該有一定的超前意識。我們可以借鑒國
外經(jīng)驗并結(jié)合我國實際來合理設(shè)計室內(nèi)住宅的電氣線路。每套住宅電氣線路的分支數(shù)不應(yīng)少于5回；空調(diào)電源、插座電
源和照明電源應(yīng)分路設(shè)計；廚房及衛(wèi)生間的插座電源宜設(shè)獨立回路；空調(diào)電源回路導(dǎo)線截面積不應(yīng)小于4mm2，其它回
路不應(yīng)小于2.5mm2。
室內(nèi)插座設(shè)計與室內(nèi)電氣線路設(shè)計一樣要有超前意識，應(yīng)考慮未來發(fā)展的需要，宜一次性安裝完畢。要做到每間房、廳
4面墻至少有一個插座，但客廳應(yīng)適當(dāng)增加插座數(shù)量。室內(nèi)電氣設(shè)計的其它方面，如應(yīng)有過載、過流和漏電保護等其它方面的內(nèi)容在許多地方的論文有介紹，這里就不再贅述。
總之，住宅室內(nèi)電氣設(shè)計應(yīng)有超前意識，宜一次性投資，這樣才能避免以后因更換導(dǎo)線或增加插座而產(chǎn)生麻煩、美觀等
問題，同時能夠增大電氣安全和防火安全系數(shù)。
5 結(jié)束語
由于生活用電負(fù)荷的不斷發(fā)展，使遠(yuǎn)期住宅負(fù)荷很難預(yù)測，現(xiàn)在要將住宅小區(qū)的電氣設(shè)計做到十分完美是不可能的。我
們只有不斷探討和總結(jié)經(jīng)驗，才能為居民的用電提供更優(yōu)質(zhì)的保證。