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摘要：随着居民生活水平的不断提高，住宅小区的建设得到了高速发展，人们对居住环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高，对住宅小区供配电设计的可靠性也提出了更高的要求。结合居民住宅小区的特点，阐述对居民住宅小区的供配电设计的过程及思路，提出了一些可提高供配电系统可靠性的措施，可靠类似供配电设计的同行参考。
关键词：供配电设计；设备选择；方案
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。由于人们生活水平的提高，家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中使用。因此，要求对居民小区的配电系统设计更加简单灵活、运行可靠。这就要求设计人员必须针对住宅小区的建设规模，结合小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行。
1 居民小区配电设计方案确定
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。供配电方案的初步选择负荷预测及10kV电源接入。考虑10kV电源接入前，首先必须进行负荷预测，只有容量确定之后，才可以从整个系统10kV线路上选择合适的接入点，来满足整个小区的负荷需求。就当地供电而言，2005年以后的住宅小区多以高层为主，其建筑总面积一般都是在5000～400000m2之间，每户的建筑面积多在70～180m²之間。以一个建筑总面积为250000m²的住宅小区为例，其中商业部分40000m²，多层27000m²，高层183000m²。总的住宅户数约2100户，每套住宅面积从90～150m²不等。下面来确定该小区的总用电量。
1.1 负荷预测
根据相关资料介绍的经验值，我国住宅电气设计住户的单位面积计算负荷大概为:多层住宅每平方按30～35W 计算，高层和小高层住宅每平方按40～45W 计算，商业性质用电按每平方50～55W 计算。以此原则计算该小区总的用电负荷为：
P=S 商业×55W/m²+S 多层×35W/m²+S 高层×45W/m²=40000×55W/m²+27000×35W/m²+183000×45W/m²=11380kW
考虑到变压器的经济运行及功率因数，取变压器最佳负荷率k为0.8，功率因数cos为0.75。由于住宅小区内居民的作息时间不同，而取同时系数为0.4，则折算后该住宅小区变压器容量S1应为：
S1=P/(kcos)*0.4 =11380/(0.8*0.75)*0.4 =7587kVA
再通过单位住户负荷预测法进行效验，我国住宅电气设计每户计算负荷大概为每户4～6kW；
S2 = 总住宅户数*4kW =2100*4kW =8400kW
经过效验，参考两组数字，小区变压器容量值S可取为S1 1.210kV电源接入方案确定住宅小区供电设施是城市配电网的组成部分，应该纳入城市配电网的统一规划，在准确的预测用电负荷后，一个合理的10kV 电源接入方案，成为日后保证住宅小区供电可靠性的一个至关重要的因素。
当地市内10kV 供电线路众多，每条线路在考虑n1情况后，控制电流电流约在200A，控制容量约在5000kVA。但是在现有的10kVA 线路中，大多负荷较重。作为一个供电容量8000kVA 左右的小区，没有线路可以满足其容量需求。故考虑自附近上一级变电所新出两条10kV 线路为本小区供电，并在小区内设置10kV开闭所一座。小区内存在高层和小高层型建筑，其负荷包括有二级负荷，根据《供配电系统设计规范》GB50052-95和《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92相关条款的规定，两条10kV线路要求出自不同的上一级变电所或同一个变电所的不同母线，保证两条10kV电源的相对独立，以满足小区二级负荷的双电源要求。
2 小区配电设计方案确定
2.1 10kV 电气主接线及设备选择
(1)10kV 电气主接线
一般的多层住宅小区，负荷比较单一，且电气主接线方案比较简单，配电设备多采用箱式变电站。本文的论述以负荷较大，拥有独立开闭所及变电所的高层及小高层住宅小区为主。
对于容量较大的高层及小高层住宅小区，每栋楼均有配套电梯、消防及喷淋设施，还有地下室人防及消防用电，均为二级及以上等级负荷，要求双电源供电。为满足其供电要求，小区内应设10kV开闭所一座或多座，开闭所内部10kV电气一次接线可根据小区的负荷性质和外围电气网络情况的不同采用两条独立的单母线或单母线分段接线。以上述初步方案确定小区为例，假如本小区最终负荷确定为8000kVA，且本小区以高层及小高层为主，包含二级负荷，故在小区内设开闭所一座，内部10kV电气主接线采用单母线分段；设10kV变电所四座，每座变电所内各设两台500kVA 变压器，并且要求两台变压器电源由小区开闭所不同段母线引入，保证二级负荷的双电源供电。
(2)10kV 开关柜的选择
目前应用于10kV 配电的设备按其绝缘介质可分为充气式(SF6)负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜或真空断路器柜三种；就目前此地区而言，在小区配电设计中，考虑到设备的使用维护和可靠性等因素，高层及小高层住宅小区内现多采用充气式(SF6)负荷开关柜，其特点在于柜型尺寸较小、分段能力强、设备可靠性高、免维护，能够较好的满足供电公司运行维护及小区供电的要求。
2.2 变压器的选择
10kV 配电设计中，变压器作为配电系统的核心部分，其设备选型应符合节能、低噪音、免维护的要求，并且必须结合不同的用电性质和不同的用电环境进行正确的选择。
常用的变压器有两种：全密封油浸式变压器和干式变压器。小区配电设计中，变电所位于地面以上，且位于独立的变电所内，可采用油浸式变压器；当变电所位于地面以下，或处于非独立型变电所内时，需选用干式变压器，以满足消防及其它配套设施的相关要求。变压器接线组别采用D，Yn11额定电压及分接头开关10×(1±2×2.5%)kV/0.4kV。
2.3400V 电气主接线及设备选择
在这里，仍以此小区为例，小区内四座变电所均设有两台变压器，两台变压器电源引自上级开闭所的不同母线，400V 电气主接线亦采用两个独立的单母线和单母线分段接线方式，但采用单母线分段接线方式时，必须在低压两台变压器低压进线总柜及联络柜间采用闭锁装置，保证在一段向另一段母线供电时，不会造成电力系统不同电源之间合环。
目前国内低压成套设备及元器件技术相对比较成熟，设备种类也比较繁多，作为通用设备，此地目前主要应用的400V 室内配电柜以抽屉式成套开关柜和固定式成套开关柜为主。两种柜型进线总柜采用智能型低压断路器，各分路均采用塑壳是式断路器，并根据变压器的不同容量配置无功补偿装置。
结束语
随着国民经济飞速发展，人们生活水平不断提高，配电网建设中暴露出来的有电送不上,配网结构薄弱，自动化水平低的矛盾日益严重。供电部门急需完善供配电基础设施以加快经济发展。配电自动化技术的广泛应用与配电网整体规划的实施，将为居民提供更安全、稳定、可靠的供配电系统，优质合格的供电质量。为完善城市功能和促进城市可持续发展提供坚实的物质保证。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活。
综上所述，随着更多更好的居民小区被开发出了，居民小区的配电设计还有许多问题需要分析总结。因此，必须结合工程实践，不断优化设计，为居民提供更安全、稳定、可靠的配电系统，优质合格的供电质量。
关键词：供配电设计；设备选择；方案
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。由于人们生活水平的提高，家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中使用。因此，要求对居民小区的配电系统设计更加简单灵活、运行可靠。这就要求设计人员必须针对住宅小区的建设规模，结合小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行。
1 居民小区配电设计方案确定
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。供配电方案的初步选择负荷预测及10kV电源接入。考虑10kV电源接入前，首先必须进行负荷预测，只有容量确定之后，才可以从整个系统10kV线路上选择合适的接入点，来满足整个小区的负荷需求。就当地供电而言，2005年以后的住宅小区多以高层为主，其建筑总面积一般都是在5000～400000m2之间，每户的建筑面积多在70～180m²之間。以一个建筑总面积为250000m²的住宅小区为例，其中商业部分40000m²，多层27000m²，高层183000m²。总的住宅户数约2100户，每套住宅面积从90～150m²不等。下面来确定该小区的总用电量。
1.1 负荷预测
根据相关资料介绍的经验值，我国住宅电气设计住户的单位面积计算负荷大概为:多层住宅每平方按30～35W 计算，高层和小高层住宅每平方按40～45W 计算，商业性质用电按每平方50～55W 计算。以此原则计算该小区总的用电负荷为：
P=S 商业×55W/m²+S 多层×35W/m²+S 高层×45W/m²=40000×55W/m²+27000×35W/m²+183000×45W/m²=11380kW
考虑到变压器的经济运行及功率因数，取变压器最佳负荷率k为0.8，功率因数cos为0.75。由于住宅小区内居民的作息时间不同，而取同时系数为0.4，则折算后该住宅小区变压器容量S1应为：
S1=P/(kcos)*0.4 =11380/(0.8*0.75)*0.4 =7587kVA
再通过单位住户负荷预测法进行效验，我国住宅电气设计每户计算负荷大概为每户4～6kW；
S2 = 总住宅户数*4kW =2100*4kW =8400kW
经过效验，参考两组数字，小区变压器容量值S可取为S1
当地市内10kV 供电线路众多，每条线路在考虑n1情况后，控制电流电流约在200A，控制容量约在5000kVA。但是在现有的10kVA 线路中，大多负荷较重。作为一个供电容量8000kVA 左右的小区，没有线路可以满足其容量需求。故考虑自附近上一级变电所新出两条10kV 线路为本小区供电，并在小区内设置10kV开闭所一座。小区内存在高层和小高层型建筑，其负荷包括有二级负荷，根据《供配电系统设计规范》GB50052-95和《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92相关条款的规定，两条10kV线路要求出自不同的上一级变电所或同一个变电所的不同母线，保证两条10kV电源的相对独立，以满足小区二级负荷的双电源要求。
2 小区配电设计方案确定
2.1 10kV 电气主接线及设备选择
(1)10kV 电气主接线
一般的多层住宅小区，负荷比较单一，且电气主接线方案比较简单，配电设备多采用箱式变电站。本文的论述以负荷较大，拥有独立开闭所及变电所的高层及小高层住宅小区为主。
对于容量较大的高层及小高层住宅小区，每栋楼均有配套电梯、消防及喷淋设施，还有地下室人防及消防用电，均为二级及以上等级负荷，要求双电源供电。为满足其供电要求，小区内应设10kV开闭所一座或多座，开闭所内部10kV电气一次接线可根据小区的负荷性质和外围电气网络情况的不同采用两条独立的单母线或单母线分段接线。以上述初步方案确定小区为例，假如本小区最终负荷确定为8000kVA，且本小区以高层及小高层为主，包含二级负荷，故在小区内设开闭所一座，内部10kV电气主接线采用单母线分段；设10kV变电所四座，每座变电所内各设两台500kVA 变压器，并且要求两台变压器电源由小区开闭所不同段母线引入，保证二级负荷的双电源供电。
(2)10kV 开关柜的选择
目前应用于10kV 配电的设备按其绝缘介质可分为充气式(SF6)负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜或真空断路器柜三种；就目前此地区而言，在小区配电设计中，考虑到设备的使用维护和可靠性等因素，高层及小高层住宅小区内现多采用充气式(SF6)负荷开关柜，其特点在于柜型尺寸较小、分段能力强、设备可靠性高、免维护，能够较好的满足供电公司运行维护及小区供电的要求。
2.2 变压器的选择
10kV 配电设计中，变压器作为配电系统的核心部分，其设备选型应符合节能、低噪音、免维护的要求，并且必须结合不同的用电性质和不同的用电环境进行正确的选择。
常用的变压器有两种：全密封油浸式变压器和干式变压器。小区配电设计中，变电所位于地面以上，且位于独立的变电所内，可采用油浸式变压器；当变电所位于地面以下，或处于非独立型变电所内时，需选用干式变压器，以满足消防及其它配套设施的相关要求。变压器接线组别采用D，Yn11额定电压及分接头开关10×(1±2×2.5%)kV/0.4kV。
2.3400V 电气主接线及设备选择
在这里，仍以此小区为例，小区内四座变电所均设有两台变压器，两台变压器电源引自上级开闭所的不同母线，400V 电气主接线亦采用两个独立的单母线和单母线分段接线方式，但采用单母线分段接线方式时，必须在低压两台变压器低压进线总柜及联络柜间采用闭锁装置，保证在一段向另一段母线供电时，不会造成电力系统不同电源之间合环。
目前国内低压成套设备及元器件技术相对比较成熟，设备种类也比较繁多，作为通用设备，此地目前主要应用的400V 室内配电柜以抽屉式成套开关柜和固定式成套开关柜为主。两种柜型进线总柜采用智能型低压断路器，各分路均采用塑壳是式断路器，并根据变压器的不同容量配置无功补偿装置。
结束语
随着国民经济飞速发展，人们生活水平不断提高，配电网建设中暴露出来的有电送不上,配网结构薄弱，自动化水平低的矛盾日益严重。供电部门急需完善供配电基础设施以加快经济发展。配电自动化技术的广泛应用与配电网整体规划的实施，将为居民提供更安全、稳定、可靠的供配电系统，优质合格的供电质量。为完善城市功能和促进城市可持续发展提供坚实的物质保证。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活。
综上所述，随着更多更好的居民小区被开发出了，居民小区的配电设计还有许多问题需要分析总结。因此，必须结合工程实践，不断优化设计，为居民提供更安全、稳定、可靠的配电系统，优质合格的供电质量。