某小区10kv供配电设计要点探讨

某小区10kv供配电设计要点探讨
摘要：目前，随着社会的发展和人们生活水平的提高，小区使用功率大、耗电多的用电设备越来越多。

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。

文章主要结合某居住区总体规划及用电负荷特征，并针对小区供配电设计的相关要点进行了分析，旨在采用合理的住宅供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行。

关键词：居民住宅区供配电设计负荷预测
1 工程概况
某高层住宅小区，其建筑总面积为250000㎡，其中商业部分40000㎡，多层27000㎡，高层183000㎡。

总的住宅户数约2100户，每套住宅面积从90~150㎡不等。

根据小区住户单位面积计算及供电容量控制要求，小区总的用电负荷为11380KW，供电容量约8000kV A左右；引用两条独立的10kV线路为小区供电。

2小区负荷预测及电源选择
2.1 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=4000×55W/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＝7587kV A
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＜S＜S2。

2.2电源选择
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，一般要求控制供电容量约在5000kV A。

但是在现有的10kV线路中，大多线路负荷较重。

作为一个供电容量8000kV A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。

3 小区10kv供配电设计要点分析
3.1 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8000kV A，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500kV A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；就目前广东地区而言，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。

3.2 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。

变压器容量的选择。

一般情况下，按变压器的效率最高时的负荷率M来计算变压器容量。

首先，应确定建筑物的计算负荷，其确定方式如下：
单相用电设备的功率：P=I*U*cos-p*n
三相用电设备的功率：P=1.732*I*U*cos-p*n
公式中，P——功率，I是电流，U是电压，cos-p是功率因素（取值在0.8~0.95），n是工作效率（取值在0.85~0.95）。

把各负载的功率相加算出总功率P总（KW），那么在选择变压器时其容量（功率）应大于用电设备的总功率，最好是2倍P总，这样留有一定的缓冲空间，当负载突然加大时，才不会使变压器因超载而烧毁。

当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：
S=P/b×cos￠2（KV A）
公式中，P——建筑物的有功计算负荷KW；cos￠2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；b——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率b。

我们知道，当变压器的负荷率为：b=M=Po/PKH
公式中，Po——变压器的空载损耗；PKH——变压器的短路损耗。

然而小区高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，小区住宅配电变压器选用干式变压器。

3.3 400V电气主接线及设备选择
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。

我国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，广东目前主要应用的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，各分路均采用塑壳式断路器，并根据变压器的不同容量配置无功补偿装置。

4 结束语
总之，随着居民小区日益增多，人们对生活水平及质量要求越来越高，特别是小区配电工程方面。

如何不断地提高居民小区的配电设计水平，实现安全、可靠的配电系统成为设计者一直关注的话题。

因此，必须结合工程实践，不断优化设计，创建一个优质合格的供电系统工程。

参考文献
[1]林巨军.对住宅小区供配电设计的探讨[J].城市建设理论研究，2011.
[2]李炜文.探讨城镇住宅小区供配电系统设计[J].大科技：科技天地，2011.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。