住宅小区供配电系统设计存在的问题及对策

探讨当前住宅小区供配电系统设计存在的问题及对策论文摘要：随着技术的进步，人们对城市配电网络供电可靠性要求越来越高，因此要求住宅小区的配电系统设计接线方式简单灵活、运行可靠。小区占地面积大、人口集中。负荷容量大，用电设备多，尤其在用电负荷高峰季，过负荷跳闸断电，如果供电干线断路器频繁地跳闸造成大面积断电，会给居民生活带来不便，因此必须采取新的配电思路和方式来满足需要。本文对小区供配电设计中的住宅负荷、开关容量、导线截面、配置变压器容量作了分析，并提出了应注意的相关问题。关键词：居民小区、供配电设计、变电所1小区供配电特点小区各栋楼房之间空间较大，供电面积较大，每台箱变供电范围有限，因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。由于用户较多，必须有相应个数的供电回路。每栋楼的建筑面积和用户数量不一样，供电方式也不一样。根据住户数量，采取相应的电源方式。对于联体楼房可采用为单相供电，对于复式楼可采用三相电源供电。照明负荷为用户的生活用电，而空调负荷为舒适性用电。由于小区面积大，负荷点多而分散，所以在建设时，电源以采用现场两级变压，第一级为35kV变为10kV（站变），第二级为10kV变为0.4kV(户外箱式变压器)。箱变分布在负荷中心，减小一次投入，降低运行成本，提高用户的用电质量。从站变到箱变的10kV用电缆连接，各个箱变的容量由各进户单栋楼房的组团计算总负荷选定。2居民小区供配电设施现状随着居民生活水平的不断提高，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。随着居民用电负荷的剧增，居民生活小区的供电设施不能满足目前居民用电负荷增长的需要，存在如下问题：有的房地产开发商只考虑自身利益，为了节省资金，提供落后的配电设备选型、变压器配置容量不足、建设标准较低、超期运行和线变损高，带来不安全隐患。配电设备陈旧落后，需要更新改造。甚至在开发初期少报容量。由于供电企业和物业公司存在供用电合同关系，而与用电居民之间无法律上的合同约束，一旦出现个别居民欠费问题，供电企业难以采取有效措施依法催收电费。小区内很难找到一个较合适的地方来重新建造一座变配电室，以满足居民生活用电负荷增长的需要。小区内的变压器容量普遍偏小，原设计容量仅仅是按能满足居民生活照明用电负荷考虑的，所以需要增容。有的小区变配电室面积普遍偏小，不能满足变压器增容及设备改造的需要。随着居民小区数量的不断增加，业主与物业公司之间的各种矛盾越来越突出，供用电之间的纠纷就是一个重要问题。3住宅小区用电负荷与配电设计存在问题配电设计中，一部分为不能更换部分，如：各住户的室内配电方式，暗埋管线的导线截面、各房间的插座等。另一部分为能更换部分，例如供电变压器的台数(或容量)、电能表9用4倍率表)、进户线和电源干线。由户用电表开并箱向室内配电回路，应以照明、空调及其它电器用插座分三个回路为基本回路，除以上三个回路外，尚应根据地区条件和工程要求增设厨房电器具专用回路，以及卫生间电热水器专用回路。供配电设计的第一项任务是分清用电负荷的类别和用电负荷的统计，然后进行负荷计算。3.1用电负荷问题目前住宅小区通常没有高楼大厦，没有集中空调。所以，住宅小区仅有住宅用电，负荷预测较为简单，下面举例说明。某小区内建筑类型分为高档公寓、地下车库及配套用锅炉房、变电气等。地上、地下总建筑面积约为14万平方米。其中公寓面积约为11万平方米，地下车库面积约为3万平方米。小区需建10KV自管变电所一座，电源引自供电局110KV变电站。甲方要求每户总用电容量为8.5KW(约合35W/m2至45W/m2)，空调系统为户用集中空调，每户约为3.0－5.0KW，每户照明负荷3.5－5.5KW，按变压器70％负荷率(经济运行)计算，变电所总负荷为6636KVA，初步计算小区变压器应报装容量≥6,400KVA。甲方要求提高住宅照明负荷的等级，采用双路电源互投。在非火灾等情况下应确保公寓照明供电的正常。经计算，在有电力监控系统作为可靠保证的前提下，充分利用变压器的过负荷能力，可按4×1,2500KVA装。如果住宅用户的电负荷再继续增长，供电电缆、单元和住户的配电装置和导线将会面临严峻的困难，所以电气规划设计的超前意识是十分必要的，小区住户的配电设施技术需要不断改造。选用何种供电方式，必须结合当地电业部门的供电系统规划去处理。3.2供配电系统供配电能力小由于家用电器的频繁增长和使用，用电负荷迅速增长，导致供配电线路、断路器和电能表不能匹配迅速增长的电气负荷。3.3供电干线近几年居民家庭电气负荷迅速增长，住户的配电线路、电能表和断路器频繁发生故障和跳闸，有的住户自己更换大容量断路器或将其短路，强行使用空调机、电饭煲、微波炉等电器。结果导致发生户内外导线严重发热，加速绝缘老化，最终发生短路事故，甚至引起了火灾。从居民小区供配电设计上分析，确定好最终用电负荷容量，如果换暗埋导线就相对容易些。配电方式一旦确定就不能再变动了。在现实生活中，如果房间内插座少，住户加装多用插座和临时线或所有房间只有一个插座或一个组合插座，显然不安全和不合理，更影响美观。为保证用户安全，末端负荷的电源开关应采用可同时断开相线和N线的开关，即双极隔离电器。住宅电气设计中，导线基本上都采用铜芯绝缘线穿管或电缆暗敷设方式，穿线管采用符合阻燃性能要求的PVC管或焊接网管，严禁导线(含护套线)直埋墙敷设，导线截面大小，主要是用户电表箱前的干线要留有发展裕量(15～20年)，一般为4～6mm2铜芯绝缘线，用户电表箱至室内各支路导线截面一般为2.5mm2，照明专用支路可用1.5mm2，厨房电具专用支路应根据工程具体要求做出选择。4住宅配电系统设计应注意的问题及方法4.1住户终端配电系统的回路配置住宅电气设计要协调配合当地实际情况，考虑住宅家用电器的发展，以为人服务为原则，合理设置或预留电气设施，保证住宅设计的有序性。(1)照明回路与插座回路分开设置；(2)确定了使用功能的插座设独立回路；(3)起居室、卧室各设单相二线、三线组合插座2～3个；厨房和卫生间设二加三暗式组合插座2组；(4)分户电表(IC卡电表、载波表)、户配电箱设在室外采用三相五线制，室内应引入一独立回路380V暗式插座1个，以备需380V三相电源的电器设备使用。(5)空调插座选用带开关的15A或16A插座，安装在起居室及主厨室各一个，一般卧室有的也设置空调机用插座。4.2干线配电方式根据国家标准及有关部门规定：由地区公共电网供电的220V照明负荷，线路电流小于或等于30A时，可采用220V单相供电；大于30A时宜采用380V／220V三相四线制供电。住宅单元进线计算电流大于30A时，应采用三相电源供电，并尽量保持三相平衡。多层住宅(确定为三级负荷的)宜采用干线放射式供电高层住宅、多层住宅(确定为一、二级负荷的)宜采用干线环路式4.3保护方式与等电位联接住宅供电系统应采用TN－C－S，用四芯带铠电缆引入楼内π接箱内，进π接箱后将PE线与N线严格分开。保护接地与防雷接地共用接地装置，接地电阻以较小的为准。接地方式进行总等电位联接，卫生间须做局部等电位联接，可以降低预期接触电压，减少漏电保护装置不可靠带来的危险。总等电位联接还可消除电磁场对弱电系统的干扰，保障电脑的安全使用。具体方法是建筑物总等电位联接线与保护线干线、接地干线或总接地端子与供暖系统管道、煤气、天燃气进户管道、自来水与污水管道、建筑物金属构件等导电体相连接。4.4住户终端配电方式采用三相五线制住户终端的配电方式宜采用三相五线制(包括PE线)是未来住宅的配电趋势。一些大功率电器生产厂家在设计时就考虑了采用三相电源380V，有利于供电系统三相负荷平衡，提高功效，减少导线截面和导线能耗。小区内必须有相应个数的供电回路。每栋楼可采用两相或三相供电。按每栋楼的住户数，采取相应的电源方式。把开发小区根据单体建筑的布局和负荷容量进行分块，形成以箱变为中心的配电团组。对照明来说，每层设配电箱，每箱单相供电。避免每层内380V线电压进入，防止误接线烧坏家用电器设备。4.5电源合理配置小区的路灯、草坪灯的电源由小区变电站（一级变电）配出，并集中管理。消防泵电源应从其中的两个箱变提供，小区的电缆外网做到同方向路径的电缆在一条电缆沟中，选择捷径的路径，沿小区干道一侧，与弱电箱分开。从而节约投资和施工方便。为了住户的安全，需对电缆外网及各栋建筑做二级防雷电波的电涌保护器。4.6选择合适的变电站变电站类型的确定，必须结合当地的实际情况进行技术经济比较后才是可靠的。选择合适的箱式变和变压器的额定电压是非常重要的，如果占地面积小，可以安装在接近负荷中心的场所，从而缩短了低压馈电线路的供电半径，减少了线路的电压降和电能损失，提高了供电电压质量。并且可以控制箱内的温度、适度。箱式变电站每个箱均构成一个独立系统，组合方式灵活。节省投资费用，并且安装简单、供电迅速，在做好安装基础的情况下，一般只需几个小时就可安装完毕进行送电，及时保证居民生活的用电。箱式变电站设计中应注意一些问题，配电装置的最低耐火等级为二级，箱式变电站箱体内部一次系统采用单元真空开关柜结构，每个单元均采用特制铝型材装饰的大门结构，每个间隔后部均设有双层防护板，即可打开的外门，因此在设计工作中，如果主变采用户外布置时，建议主变与箱体之间最小防火净距保持10m，以确保变电站的安全运行。4.7可配置电力监控系统为保证整个小区供电数据采集的一致性。控制的灵活性及负荷的高可调性可以在每个单体建筑内装设电力监控系统。运用电力监控系统可实现控制的硬件系统模块化，提高整个系统的安全及可靠性。采用总线方式可节省缆线和工程费用。可以控制层照明与层空调配电箱间的互投，可以监控整个大楼照明、空调及动力的电流模拟量及开关量状态，对整个小区负荷进行统计、分析。当一条封闭母线或进线电源等发生故障时，就需将一条封闭母线的照明负荷投切至另一条封闭母线。电力监控系统控制，既可以保证供电可靠性及高供电等级，也减小了物业管理部门的工作强度。若能采取电力监控系统节能，节能效益是客观的，但也会加大投资费用。5结束语随着居民小区数量的不断增加，用电量越来越大，居民小区的供配电设计中许多问题需要分析总结，结合工程实践，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。对住宅电气负荷标准的确定及配电系统的安全设施配置应具有超前意识，为城市的可持续发展提供更好的保证。