居民小区供配电设计的问题研究

居民小区供配电设计的问题研究

董兰,刘运涛,董逍逍

1山东省粮油工程设计院有限公司

2汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司

3广东博意建筑设计院有限公司济南分公司

摘要：随着人们生活水平不断提高，城市住宅小区建设得到了较快发展，人们对小区供电质量和供配电设计可靠性的要求越来越高。住宅小区是城市配电网中的重要组成部分之一，住宅小区供配电设计问题逐渐受到人们重视与关注。居民用电情况越来越复杂，从而为住宅小区供配电系统设计提出挑战。为了防止在用电高峰时间段内出现超负荷运行的问题，系统架设回路时尽量避免选用单一线路模式。不仅如此，还应当结合社区实际的建筑布局以及楼体结构进行调整，选取最佳的供电模式，保证电能供给方式和区域内实际的居民情况相匹配。本文结合社区实际的供配电系统发展情况进行研究，为未来发展提供指导意见。　　

关键词： 住宅；供配电；负荷计算

　通常来说，社区采用的供电模式有以下两类：其一是单项电源模式，主要适合联体结构的住宅区域;其二是三相供电模式，主要适合复式结构的住宅区域。在社区內普遍建立有专门的供配电服务中心，将电能按照预期方案进行配发。供配电模式通常选择单环网体系或双射体系，能够保证某一条线路出现运行问题后自动将负荷跳转到另外线路侧。对社区的配电系统进行方案设计时，要全面把控该区域内的居民特性，由此保证设计方案的准确性和科学性。

　　1 社会发展对居民住宅小区供配电的要求

　　随着时代的发展和进步，科学技术水平得到很大的提升，人们用电量在急剧的增加，因此，要从长远发展作为出发点，能够尽量的减少拆除重建的次数，避免给居民带来不利的影响。设计人员能够在供配电设计中，要结合城镇总体规划来进行。现代城市发展之下，土地资源的短缺问题更加的严重，因此，设计人员在实施供配电设计和建设中，必须要确保各项设施能够正常运行的前提下，尽量的缩小占地面积，从而避免给公共绿化产生不利的影响，也不会给小区的形象和人们的生活带来不便。

　　2 城市居民住宅小区供配电设计应遵循的基本原则

　　2.1 简洁性

　　当前的城市居民小区都要根据需要安装很多配套设施，一般都是天然气、自来水等管道基础设施，这时小区的内部管道已经非常的复杂，所以为了能够有效的减少这些设施、设备之间的相互影响，设计人员在进行供配电系统设计中，要秉承简洁性的基本原则，要避免有多余设备存在影响。同时为了能够使得设备运行更加的安全、稳定，要避免操作失误过多的发生，工作人员也能够日常的检查与维修管理，在设计和建设中，应该保证设备和线路分合闸更加的直观、顺畅，这种设计方式有着明显的优势，那就是在供配电系统出现故障问题后，能够及时进行处理，确保系统可以安全稳定的运行。

　　2.2 可靠性

　　可靠性是供配电设计应该遵循的最基本原则，就是在设计中要综合分析实际电负荷的等级，能够做好应急设计，以避免故障问题的出现而影响人们的正常生活，也可以给故障处理提供必要抢修时间。

　　2.3 安全性

　　在设计中，要明确所有操作切换和电气设备的运行更加的安全、可靠，同时进行必要的安全防护，从而可以防止发生类似的安全事故问题。同时，还应该确保人们在进行线路或者设备的检查、维修等工作时，能够确保所有电器设备都能够在额定电流、额定电压的条件下正常运行。

　　3 居民小区供配电设计的问题与方案

　　3.1 居民小区供配电设计的问题

　　3.1.1 断路器的选用方面

　　在社区进行实际的配电系统方案设计的过程中，通常会发生断路设备选取不合理的问题，部分设计人员在构建方案时往往会应用更高级的断路设备，主观认定等级越高的断路设备能提供更好的安全系数，确保区域内电能供给稳定。但从实际应用来说，高级断路设备普遍具有不足之处，尤其是末端位置出现突增的故障电流后，高级断路设备可能会引起多级断路设备的跳转;不仅如此，选取断路设备的过程中还存在共性问题，就是选用较多的非选择性装置，由于某些人数较少的社区对于电能需求不高，通常线路中流经的电流参数最大值仅为百安培，所以在该区域中设置过多的选择性装置，就会造成资源浪费，出现冗余问题。此外，未能有效确定断路设备的具体参数以及同供电系统实际运行参数不符合也是系统运行时较为多见的问题。常见的问题还有上级过电流脱扣器设定的参数过低，甚至出现比下级断路设备参数还低的情况，导致选择性装置无法有效运作。如果出现电路运行问题，断路设备无法发挥出应有作用，就会造成较大的经济损失。

　　3.1.2 回路设计方面

　　从近期社区中设计的配电系统来说，大多会忽略回路部分。某些设计人员为了自身方便，会将照明和插座位置的回路数尽可能缩减。少数设计人员甚至会完全忽视这一环节，完全不配置回路，导致线路结构中的横截面无法满足预期要求，进而造成在实际运行中出现超负荷问题。如果电气线路运行于超负荷状态，就会破坏原有的绝缘性能，导致温度指标急剧攀升，以致于用户端的电器设备会出现严重的损耗，甚至造成较大规模的破坏问题，无法有效保证社区居民的财务安全。所以实际设计供配电系统方案时，需要注意各住户自身的配电模式，将回路结构落在实处，消除可能存在的安全风险。整个过程中应当充分注意，技术人员不可以在设计方案时肆意调整，一旦随意调整导线位置和插座位置，就会在实际运行阶段遗留安全风险。

　　3.2 解决方案分析

　　对社区供配电系统进行设计，要在电流参数较高的反馈线路中配置相应的选择断路设备，短延时过电流脱扣设备的电流参数需要保证超过下级断路设备的瞬时电流的1.2倍以上，整个延时周期要超过0.3s。瞬时过电流脱扣设备的电流指标应当尽可能提高。中间保护装置需要选择质量可靠、分断性能好且便于维护的断路设备。

　　末端位置的回路保护装置不存在选择需求，应当选用非选择类型的断路设备，但需要保证接地问题发生后可以及时处理。为用户侧搭建配电箱，通常装设在临近入口位置的承重墙体，同时配电箱内要配备有对应的断路装置。如果用户侧仅存在一路回路，要为其增设漏电断路装置。如果插座回路超过两路以后，就需要加装漏电保护体系，为各个插座配备独立的断路装置，并且某些大型设备要采用专门的回路设计;在居民楼内部开展回路方案设计时，需要注重照明、空调等常用设备的插座回路，以此为基础计算大型设备的负荷指标，根据具体的测试结果完成回路方案，不可以主观臆断。

　4 高、低压分线设备选择
　　4.1 高、低压电缆分支箱选择
　　高压电缆的分配体系主要是在进线位置设置开关模式的分缆箱，该模式的分配箱选用单元柜类型。
　　低压电缆的分配系统主要采用DFW-0.4kv结构，该模式的分支箱有如下特点：绝缘性能好、密闭性能好且稳定性高，有效适用在居民住宅区域。
　　4.2 高、低压电缆选择
　　进行方案设计的过程中要遵守以下原则：防止电缆被外力破坏、避免出现过热和腐蚀等问题;便于后期维护和建设;规避施工现场中已经规划完成的区域;以安全运行为核心，尽可能缩减电缆长度。
　　對于居民住宅区域的配电项目来说，电缆应当选用直埋模式的架构技术，高压电缆要保证外部的保护套符合预期目标，确保性能指标达到要求。基于一次侧变压设备的电流参数，确定实际的高压电缆保护设备，保证系统的稳定运行。
　　5 合理选择变压器
　　电力变压装置是配电系统稳定运行的基础所在。实际确定配电变压装置的型号时，应当明确用户的用电性能，全面把控变压设备的装设数目、类别和容量指标。确定变压设备的位置时需要将其安放在负荷中心，从而完成对电压参数的有效管控。在进行项目建设的过程中，要选取最优的变电装置，要在社区供配电系统方案设计时注重变压设备的选型，同时也要明确社区内部的负荷情况，综合周边的环境影响和节能因素，保证设备选型的科学合理。
　　5.1 变压器的容量选择
　　在设计变压设备的容量指标和数目参数时要采用需要系数法，并确定相应的供配电结构。结合实际的用户侧定额参数、负荷性能和行业标准通过需要系数来算出精确的负荷值，同时考量设备在运行过程中出现的损耗情况，并保证满足规定的功率因数，确保变压设备发挥作用。
　　5.2 变压器台数的确定
　　变压装置的数目选择需要保证负荷的稳定。通常为重要性较高的用户设置最少两台变压装置。对于负荷参数波动较大的用户提供以经济性为主的运行体系，设置两台以上的变压装置。在拥有两台以上变压装置的系统实际运行时，一旦某一台设备断开后，就需要另一台设备承担全部的负荷指标。为了保证设备容量较高且负荷集中的系统稳定工作，需要为其配备高容量变压装置。
　　5.3 配电变压器
　　住宅区域进行供配电系统方案设计要选用密封性能良好的油浸变压设备和干式变压设备，具体选型要结合实际情况。整体的配电系统设计要遵循环保、可靠且便于维护的理念;对于高层楼体、地下室以及特殊防火要求的场所中应采用干式变压设备。具体的配电变压装置额定参数需要参照国家规定。
　　5.4 居住区公用变压器容量的确定
　　实际设计社区的配电系统方案时，要结合负荷指标和功率因进行标定。变压装置的需要系数应当参考社区内的总用户量进行确定，户数和需要系数之间存在正相关关系，但最低指标不可低于0.45，也就是配电变压装置的容量要保证在0.45的需要系数以上进行设计。同时，应对10kv电器进行主接线及其设备选择，住宅小区不同，则其所用电负荷量也不同，期间小型多层住宅小区中的用电负荷较为单一，这时设计只需设置简单的箱式变电站即可;但若是小高层和高层住宅小区，则应设置10kv开闭所。
　　6 结语
　　居民小区配电设计对于小区的正常运行、居民生命财产安全有着直接的影响，所以要按照国家标准开展设计，选择最佳断路器设施，能够避免发生电路故障问题，能够保障电力系统运行安全性，从而可以消除安全隐患，为居民的正常生活、安全保障提供良好基础条件。

　参考文献：
　　[1]贾彩玲.浅析小区低压供配电的应用与发展[J].中外企业家，2019，634（08）：130.
　　[2]蔡先强.对大型生活小区高低压供配电系统设计研究[J].价值工程，2018，37（34）：221-222.
　　[3]沈明光.超大体量居住小区供配电系统设计问题探讨[J].科技经济导刊，2018，648（22）：43+46.