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摘要：文章主要阐述了住宅小区设计中对10 / 0.4kV变配电系统，应急发电系统，低压动力与照明配电以及防雷与接地设计的具体做法和个人经验体会。
关键词：住宅；配电；照明；等电位；防雷
Abstract: the paper mainly expounds the design of residential district is 10/0.4 kV power distribution systems, emergency power generation system, low voltage power and lighting distribution and lightning protection and grounding the specific design practices and personal experiences.
Keywords: residential; Distribution; Lighting; Potential; Lightning protection
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
引言
随着社会的进步，经济的迅速发展以及人民生活水平普遍提高，国家对住宅的质量规范也在更加完善，以及对节约能源亦更加重视；人们对住宅质量的要求也在不断的提升。因此住宅其质量以及其设计布局应更多注重安全，能源资源的节约和合理利用。因此住宅的电气设计应引起设计人员的注意。本文从笔者参与的保利房地产股份有限公司在广州市金沙洲兴建的某高层住宅项目出发阐述电气设计中的一些体会。
工程概况
1)、本项目为保利房地产股份有限公司广州市金沙洲某地块兴建的住宅小区。
2)、本工程占地27035㎡，总建筑面积181257㎡。其中住宅建筑面积137734㎡；商铺建筑面积3447㎡；地下部分建筑面积37885㎡。住宅总户数838户。共设计有1~5#塔楼，其中1塔楼为40层、高118.15米，2~4#塔楼为39层，高117.75米，5#塔楼为38层、高117.95米，地下室2层，其中地下二层为人防地下室，地下一层临街面布置配套商业设施。
3)、消防及弱电控制中心位于2#楼下地下室负一层。小区设置三处变电所，变电房具体配置情况如下：小区开关房设于1#楼首层临街处，1#变电所设于1#楼下地下室负一层，备用柴油发电机房及2#变电所位于3#楼下地下室负一层，3#变电所位于5#楼下地下室负一层。
供配电方案
2.1负荷等级：
本工程消防控制中心、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及联动控制系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志、电动的卷帘、阀门、梯间照明、客梯、排污泵、生活泵等用电按一级负荷设计，其余为三级负荷。
2.2、电源：
10kV电源采用环网供电，从小区开关房引两路10kV线路至小区1#、2#、3#变电所。在3#楼地下一层设一台自起动应急柴油发电机组(备用640KW，常用576KW)，供一级负荷（火灾时只供消防负荷），当市电停电时应急发电机组应能在30秒内自起动及供电，维持一级负荷及正常生活必须用电，市电恢复时发电机组自动退出运行，并将负荷转移至正常供电系统。发电机采用风冷式、热风直排至首层室外无人处，其排烟经水处理后沿烟道引上屋顶排放。
2.3、负荷计算
住宅部分：住户户内面积在81~120平方米的按每户6kW计算，户内面积在121~150平方米的按每户8kW计算，151平方米以上的按每户10kW计算。公共部分：商铺按每平方米200W计算，卫生站、居委按每平方米100W计算，地下室照明按每平方米4W计算，风机、水泵等负荷则根据通风、给排水专业提供的资料进行统计。负荷统计见电气负荷计算书。
2.4、备用电源
设自备应急柴油发电机组一台(备用640KW，常用576KW)，以备在市电停电时确保消防设施用电及必要的生活用电。自备电源负荷统计见电气负荷计算书。自备应急柴油发电机组采用自启动方式，自动信号引自专用变压器低压进线开关。
2.5、低压配电
经技术经济比较及与甲方协商，决定在地下一层设三个变电所：
1#变电所：设在1#楼地下一层，设三台1000kVA公共变压器，供1、2#楼住宅用电和1、2#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)。
2#变电所：设在3#楼地下一层，设两台1000kVA公共变压器，供3、4#楼住宅用电和3、4#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)；设一台1250 kVA专用变压器，供商铺、电信机房、消防控制中心、居委会、地下室汽车库、自行车库动力及照明、室外园林照明、建筑立面照明等商业和非居民用电负荷。
3#变电所：设在5#楼地下一层，设两台800kVA公共变压器，供5#楼住宅用电和5#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)。
2.6、无功功率补偿：在低压室采用集中补偿方式，安装成套低压自动补偿静电电容柜，将功率因数提高至0.9（滞后）以上。
2.7、保护与计量：
a.专用变压器设专用高压计量柜作高压总计量，低压侧按不同用电类别作分计量。
b.公共变压器部分不设高压总计量，在低压出线侧设计量，电梯、生活水泵、住宅公共照明的用电量为住户公共用电量,分别设不同的计量表以计算各住户的分摊费用。
c.本次设计所有塔楼均为12层以上的住宅楼,按供电部门规定在各层电井集中设户计费表计取每户电费。
d.公共变压器的高压侧为六氟化硫负荷开关柜，装设高分断能力的高压熔断器作保护。专用变压器的高压侧设中置真空金属封闭开关柜, 装设高分断能力的真空断路器作保护,变压器还设有超温报警及自带风机功能以确保变压器安全可靠地运行。
2.8、 配电电压及配电方式：
a.~380/220V电源由变压器或发电机低压出线引来。动力配电电压为380V，照明配电电压为220V。
b.低压配电采用放射式和树干式相结合的配电方式。住宅住户部分采用树干式配电方式，大型设备、消防设备等动力、商用电部份采用放射式供电（见系统图）。
c.所有消防设备及事故照明采用双回路供电，其中消防控制中心,消防水泵,消防电梯,防排烟风机等消防设备双路电源在末端自动切换。
2.9、 用电安全：
低压系统采用TN-S系统。变压器、发电机工作接地、弱电工作接地、保护接地和防雷接地采用共用接地装置，接地电阻要求不大于1欧。建筑物采取总等电位和局部等电位连接措施。插座回路设置剩余动作电流为30mA的漏电保护开关以防触电危险，住宅配电在每层的层配电箱主开关设置剩余动作电流为500mA延时动作的漏电保护开关以防电气火灾。
照明设计
3.1、本设计不包括商业用房的内部照明设计及室外园林的照明设计，但预留电源，采用三基色荧光灯和高效节能灯为主。
3.2、地下室的车库、各种设备机房均采用日光灯照明，其中车库停车位照度按75lx考虑，设备用房照度按100lx考虑，电梯前室照度按75lx考虑，楼梯间照度按30lx考虑，臥室照度按75lx考虑，起居室照度按100lx考虑。各疏散楼梯走道及公共出口设出口标志灯及应急灯，照度不低于0.5lx。应急照明的连续供电时间不少于30分钟。
3.3、住宅内部照明以各种带装饰性的吸顶灯为主。
3.4、商铺、门厅等带有特殊装修要求场所的照明、道路照明、绿化照明、节日照明和立面照明等待后续设计考虑。
各场所照明节能要求见下表1：
保护接地及防雷
4.1、采用TN-S保护接地系统，采用专用接地保护线（PE），所有电气设备之金属外壳均应与PE线连接。
4.2、本次设计范围内的建筑物均属二类防雷建筑物（参照表2 以等效面积法计算年预计雷击次数），按二类防雷建筑物设防。用φ10热镀锌圆钢沿屋顶、梯间顶及四周女儿墙顶明敷不大于10m×10m或12m×8m之网状接闪带，以防直击雷；利用部分柱（或剪力墙）内两根外侧主钢筋从下至上绑扎连通作防雷引下线，引下线间距不大于18m,其上端与接闪网焊接连通，下端与基础接地网焊接连通；利用桩、基础梁及底板钢筋作接地体。
表2：
4.3、为防侧击雷，每三层利用建筑物周边圈梁外侧主钢筋焊接连通并与作引下线的柱内主筋环接一次作均压环。45m以上外墙上的金属门窗、金属栏杆与均压环连接。为做好等电位措施，在电缆井处每三层利用建筑物内钢筋设置一个局部等电位端子板，建筑物内竖向金属管道每三层与局部等电电位连接。
4.4、所有高出屋面的金属物应用φ10镀锌圆钢就近与接闪带相焊接。进出建筑物之电缆金属外皮、金属管道就近与防雷接地装置连接以防过电压引入。高压房10kV电缆进线处、变压器低压侧装设避雷器以防过电压。
4.5、在地下室和各楼层将保护接地干线、总给水管、电梯导轨和建筑物金属构件就近与防雷接地装置连通，在卫生间将可导电的水管、洁具和保护接地线用等电位连接线与预留等电位端子板连通，等电位端子板与就近的引下线、均压环或其他梁、柱钢筋焊接连通。通过上述措施实现总等电位和局部等电位连接。
4.6、建筑物内各种接地采用共同接地装置，要求综合接地电阻不大于1欧姆。
结束语
总之，在住宅电气设计的过程中，技术上要达到国家规范、标准的要求，同时要做到安全，经济，可靠。以上是笔者在电气设计工作中的一些经验体会，难免不完整和错漏的地方，希望同行批评指正。
参考文献：
[1] 《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）；
[2] 《高层民用建筑设计防火規范》（GB50045-95）2005年版；
[3] 《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）；
[4] 《住宅设计规范》（GB50096-1999）2003年版；
[5] 《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
[6] 《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；
[7] 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：住宅；配电；照明；等电位；防雷
Abstract: the paper mainly expounds the design of residential district is 10/0.4 kV power distribution systems, emergency power generation system, low voltage power and lighting distribution and lightning protection and grounding the specific design practices and personal experiences.
Keywords: residential; Distribution; Lighting; Potential; Lightning protection
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
引言
随着社会的进步，经济的迅速发展以及人民生活水平普遍提高，国家对住宅的质量规范也在更加完善，以及对节约能源亦更加重视；人们对住宅质量的要求也在不断的提升。因此住宅其质量以及其设计布局应更多注重安全，能源资源的节约和合理利用。因此住宅的电气设计应引起设计人员的注意。本文从笔者参与的保利房地产股份有限公司在广州市金沙洲兴建的某高层住宅项目出发阐述电气设计中的一些体会。
工程概况
1)、本项目为保利房地产股份有限公司广州市金沙洲某地块兴建的住宅小区。
2)、本工程占地27035㎡，总建筑面积181257㎡。其中住宅建筑面积137734㎡；商铺建筑面积3447㎡；地下部分建筑面积37885㎡。住宅总户数838户。共设计有1~5#塔楼，其中1塔楼为40层、高118.15米，2~4#塔楼为39层，高117.75米，5#塔楼为38层、高117.95米，地下室2层，其中地下二层为人防地下室，地下一层临街面布置配套商业设施。
3)、消防及弱电控制中心位于2#楼下地下室负一层。小区设置三处变电所，变电房具体配置情况如下：小区开关房设于1#楼首层临街处，1#变电所设于1#楼下地下室负一层，备用柴油发电机房及2#变电所位于3#楼下地下室负一层，3#变电所位于5#楼下地下室负一层。
供配电方案
2.1负荷等级：
本工程消防控制中心、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及联动控制系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志、电动的卷帘、阀门、梯间照明、客梯、排污泵、生活泵等用电按一级负荷设计，其余为三级负荷。
2.2、电源：
10kV电源采用环网供电，从小区开关房引两路10kV线路至小区1#、2#、3#变电所。在3#楼地下一层设一台自起动应急柴油发电机组(备用640KW，常用576KW)，供一级负荷（火灾时只供消防负荷），当市电停电时应急发电机组应能在30秒内自起动及供电，维持一级负荷及正常生活必须用电，市电恢复时发电机组自动退出运行，并将负荷转移至正常供电系统。发电机采用风冷式、热风直排至首层室外无人处，其排烟经水处理后沿烟道引上屋顶排放。
2.3、负荷计算
住宅部分：住户户内面积在81~120平方米的按每户6kW计算，户内面积在121~150平方米的按每户8kW计算，151平方米以上的按每户10kW计算。公共部分：商铺按每平方米200W计算，卫生站、居委按每平方米100W计算，地下室照明按每平方米4W计算，风机、水泵等负荷则根据通风、给排水专业提供的资料进行统计。负荷统计见电气负荷计算书。
2.4、备用电源
设自备应急柴油发电机组一台(备用640KW，常用576KW)，以备在市电停电时确保消防设施用电及必要的生活用电。自备电源负荷统计见电气负荷计算书。自备应急柴油发电机组采用自启动方式，自动信号引自专用变压器低压进线开关。
2.5、低压配电
经技术经济比较及与甲方协商，决定在地下一层设三个变电所：
1#变电所：设在1#楼地下一层，设三台1000kVA公共变压器，供1、2#楼住宅用电和1、2#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)。
2#变电所：设在3#楼地下一层，设两台1000kVA公共变压器，供3、4#楼住宅用电和3、4#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)；设一台1250 kVA专用变压器，供商铺、电信机房、消防控制中心、居委会、地下室汽车库、自行车库动力及照明、室外园林照明、建筑立面照明等商业和非居民用电负荷。
3#变电所：设在5#楼地下一层，设两台800kVA公共变压器，供5#楼住宅用电和5#楼的公共设施用电(如电梯,正压风机,梯间照明等)。
2.6、无功功率补偿：在低压室采用集中补偿方式，安装成套低压自动补偿静电电容柜，将功率因数提高至0.9（滞后）以上。
2.7、保护与计量：
a.专用变压器设专用高压计量柜作高压总计量，低压侧按不同用电类别作分计量。
b.公共变压器部分不设高压总计量，在低压出线侧设计量，电梯、生活水泵、住宅公共照明的用电量为住户公共用电量,分别设不同的计量表以计算各住户的分摊费用。
c.本次设计所有塔楼均为12层以上的住宅楼,按供电部门规定在各层电井集中设户计费表计取每户电费。
d.公共变压器的高压侧为六氟化硫负荷开关柜，装设高分断能力的高压熔断器作保护。专用变压器的高压侧设中置真空金属封闭开关柜, 装设高分断能力的真空断路器作保护,变压器还设有超温报警及自带风机功能以确保变压器安全可靠地运行。
2.8、 配电电压及配电方式：
a.~380/220V电源由变压器或发电机低压出线引来。动力配电电压为380V，照明配电电压为220V。
b.低压配电采用放射式和树干式相结合的配电方式。住宅住户部分采用树干式配电方式，大型设备、消防设备等动力、商用电部份采用放射式供电（见系统图）。
c.所有消防设备及事故照明采用双回路供电，其中消防控制中心,消防水泵,消防电梯,防排烟风机等消防设备双路电源在末端自动切换。
2.9、 用电安全：
低压系统采用TN-S系统。变压器、发电机工作接地、弱电工作接地、保护接地和防雷接地采用共用接地装置，接地电阻要求不大于1欧。建筑物采取总等电位和局部等电位连接措施。插座回路设置剩余动作电流为30mA的漏电保护开关以防触电危险，住宅配电在每层的层配电箱主开关设置剩余动作电流为500mA延时动作的漏电保护开关以防电气火灾。
照明设计
3.1、本设计不包括商业用房的内部照明设计及室外园林的照明设计，但预留电源，采用三基色荧光灯和高效节能灯为主。
3.2、地下室的车库、各种设备机房均采用日光灯照明，其中车库停车位照度按75lx考虑，设备用房照度按100lx考虑，电梯前室照度按75lx考虑，楼梯间照度按30lx考虑，臥室照度按75lx考虑，起居室照度按100lx考虑。各疏散楼梯走道及公共出口设出口标志灯及应急灯，照度不低于0.5lx。应急照明的连续供电时间不少于30分钟。
3.3、住宅内部照明以各种带装饰性的吸顶灯为主。
3.4、商铺、门厅等带有特殊装修要求场所的照明、道路照明、绿化照明、节日照明和立面照明等待后续设计考虑。
各场所照明节能要求见下表1：
保护接地及防雷
4.1、采用TN-S保护接地系统，采用专用接地保护线（PE），所有电气设备之金属外壳均应与PE线连接。
4.2、本次设计范围内的建筑物均属二类防雷建筑物（参照表2 以等效面积法计算年预计雷击次数），按二类防雷建筑物设防。用φ10热镀锌圆钢沿屋顶、梯间顶及四周女儿墙顶明敷不大于10m×10m或12m×8m之网状接闪带，以防直击雷；利用部分柱（或剪力墙）内两根外侧主钢筋从下至上绑扎连通作防雷引下线，引下线间距不大于18m,其上端与接闪网焊接连通，下端与基础接地网焊接连通；利用桩、基础梁及底板钢筋作接地体。
表2：
4.3、为防侧击雷，每三层利用建筑物周边圈梁外侧主钢筋焊接连通并与作引下线的柱内主筋环接一次作均压环。45m以上外墙上的金属门窗、金属栏杆与均压环连接。为做好等电位措施，在电缆井处每三层利用建筑物内钢筋设置一个局部等电位端子板，建筑物内竖向金属管道每三层与局部等电电位连接。
4.4、所有高出屋面的金属物应用φ10镀锌圆钢就近与接闪带相焊接。进出建筑物之电缆金属外皮、金属管道就近与防雷接地装置连接以防过电压引入。高压房10kV电缆进线处、变压器低压侧装设避雷器以防过电压。
4.5、在地下室和各楼层将保护接地干线、总给水管、电梯导轨和建筑物金属构件就近与防雷接地装置连通，在卫生间将可导电的水管、洁具和保护接地线用等电位连接线与预留等电位端子板连通，等电位端子板与就近的引下线、均压环或其他梁、柱钢筋焊接连通。通过上述措施实现总等电位和局部等电位连接。
4.6、建筑物内各种接地采用共同接地装置，要求综合接地电阻不大于1欧姆。
结束语
总之，在住宅电气设计的过程中，技术上要达到国家规范、标准的要求，同时要做到安全，经济，可靠。以上是笔者在电气设计工作中的一些经验体会，难免不完整和错漏的地方，希望同行批评指正。
参考文献：
[1] 《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）；
[2] 《高层民用建筑设计防火規范》（GB50045-95）2005年版；
[3] 《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）；
[4] 《住宅设计规范》（GB50096-1999）2003年版；
[5] 《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
[6] 《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；
[7] 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。