住宅小区10kV供配电设计要点

李家生

摘要：人们生活水平的提升以及各种智能电器的出现，这使得住宅小区的用电负荷在增加，而各种电器的使用则要求现代住宅小区的供电具备可靠性和持续性，因此在进行小区的供配电设计时，就要结合小区的规模来设计，既要考虑到用电负荷，又要保证供电的稳定性、可靠性，只有这样才能保证小区的电力设备配套设施符合标准，供电方案负荷国家设计标准的规范。

关键词：住宅小区；10kV；供配电；设计

随着城镇化建设的发展以及人们生活水平的提升，各种电器设备层出不穷，使得人们的用电需求也在逐渐增强，对电力设备运行的稳定性、安全性和可靠性的要求也越来越高。在现代住宅小区中，10kV电压作为配电网中常见的一种，探讨如何结合小区的建设规模和标准来做好其供配电设计，这对保证小区用户的用电需求很重要，也关系到整个供配电系统的安全稳定运行。因此，本文粗浅谈谈住宅小区10kV供配电设计要点，望和同行们共勉。

1工程概况

现有一高层住宅小区，整体的建筑面积约为168000㎡，其中分为商业部分和住宅部分，商业部分的总体面积为42000㎡，住宅部分大约有居民1142户，分别住于小高层、多层和高层；地下停车场面积47600㎡。根据我国的相关技术执行标准以及规定，该小区内的总体的用电负荷应该控制在11491kW，而总体的供电容量大概为8000kVA；根据上述标准，该小区的供电设计采用的是两条独立的10kV线路的供电形式。

2小区电力负荷的预测

在社会经济发展的今天，各家各户使用高耗能的家用电器已经非常普遍，空调、冰箱、电热水器、豪华吊灯等等早已司空见惯，一个家庭几台空调，因此在设计住宅小区的供电上，一定要留置出一定的负荷余地，以备于居民在后期更换新的供电设备时，不会因为超负荷而出现变更问题。电力负荷的预测可以为电力系统设备的选择以及线路的布置提供依据，能够确保电力系统设备安全运行，保证电力供应的正常运转。

由于上文中该住宅小区以小高层和高层为主，根据《民用建筑电气设计规范》，对于住宅可以按60W/㎡来考虑；而根据《全国民用建筑工程技术措施——电气》，商业区的供电规格可设定在80W/㎡左右，地下车库可设定在12W/㎡。因此，可以通过计算得到该小区的总体的用电负荷情况，即用商业用电的80瓦乘以其面积加上住宅区的60瓦乘以其所占面积再加上地下停车场的12瓦乘以其面积，即可以预测该小区的负荷约为11491kW。

3小区10kV供配电设计要点分析

3.110kV电气主接线方案及设备选择

（1）10kV电气主接线方案的设计

目前，有汇流母线的主接线形式包括单母线（又分为单母线接线、单母线分段、单母线分段带旁路母线等形式）和双母线接线（又分为双母线接线、双母线分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线的形式）。单母线只适用于一台发电机或一台主变压器，出线回路数少；单母线分段接线适用于6-10kV配电装置出线回路数为6回及以上；双母线接线适用于6-10kV的配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。从该工程的概况来看，由于该住宅小区都配置有电梯、消防等设施，在一定程度上增加了电源负荷，因此10kV侧母线采用单母线分段接线的形式，同时在小区内应设10kV开闭所一座或多座，其接线方式则应综合考住宅小区的地理分布和经济问题，可采用两条独立的单母线或单母线分段接线。

（2）10kV开关柜的选择

目前常见的用于10kV配电的设备有SF6气体绝缘紧凑型金属封闭开关设备（简称充气柜）、空气绝缘负荷开关柜等。从区域性来看，SF6充气柜以适合终端用户或网络节点的要求，同时能满足各种配电开闭所、箱式变电站、电缆分接箱的需要，其特点在于结构紧凑、安全可靠、长寿命、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，变压器是很重要的核心部分，关系到小区用户的用电质量。由于小区的负荷点多且分散，一般将箱变设置在负荷中心，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区域计算总负荷选定。

一般情况下，按变压器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

式中，P—功率；I—电流；u—电压，cos-p—功率因素（取值在0.8～0.95）；n—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（kVA）

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。

在实际工程中，变压器容量的选择，要以现有的负荷为依据，适当考虑负荷发展，选择变压容量可以按5年电力发展计划确定。

当5年内电力发展明确，变动不大且当年负荷不低于变压器容量的30%时：

SN=KS·ΣPH/（cosδ·η）

式中，SN—箱变在5年内所需配置容量，KVA；

KS—同时率，一般为0.7-0.8；

ΣPH—5年内的有功负荷，kW；

cosδ—功率因数，一般为0.8-0.85；

η—变压器效率，一般为0.8-0.9。

根据公式一般把KS=0.75，cosδ=0.8，η=0.8，即，SN=0.75ΣPH/（0.8×0.8）=1.17ΣPH。

3.3400V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问采用闭锁装置，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，目前应用较多的400V室内配电柜有抽屉式成套开关柜、固定式成套开关柜这两种。这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

综上所述，住宅小区供配电的详细规划是小区配电网施工设计的基础和依据，在本文中主要从小区电力负荷的预测、10kV电气主接线方案的设计、10kV开关柜的选择、变压器的选择等方面做了一些简要的详述，希望能和同行们一起探讨，在新技术、智能电器层出不穷的今天，在小区供配电设计上如何做到更好，以满足住户们的用电需求，同时做到供配电上可靠性高、经济性更佳！

参考文献：

[1]胡俊彦.住宅小区10kV供配电工程施工管理分析[J].低碳世界，2017（16）.

[2]毛敬松.关于10kV供配电设计常见问题探讨[J].工程技术(引文版)，2016（06）.

[3]刘锦华.电力工程中10kV供配电设计常见问题探讨[J].通讯世界，2017（10）.

[4]余利霞.10kV供配电系统负荷计算方法分析[J].中国科技纵横，2013（19）.