城市居住区供配电系统设计研究

城市居住区供配电系统设计研究

候全稳

云南能通电力有限公司   云南省昆明   650000

摘要：在经济蓬勃发展的今天，人们对生活品质的追求不断提升，居住条件作为生活质量的重要组成部分，其重要性日益凸显。特别是居住区的供配电系统，作为支撑现代生活的基础保障，其供电能力直接关系到居民日常生活的方方面面。随着需求的增长，对供配电系统的设计提出了更高的要求。设计人员在规划居民住宅小区的供配电系统时，要满足居民日常生活的基本用电需求，考虑到供配电系统的可持续性。基于此，文章就城市居住区的供配电系统设计展开了相关研究。

关键词：城市居住区；供配电系统；设计

引言：

在现代社会，城市居住区的供配电系统是保障居民日常生活正常进行的基础。城市居住区供配电系统的设计，因此需要综合考虑电气工程、信息科学、环境工程以及社会学等多个领域的知识，以实现供配电系统的高效运行。

一、城市居住区的供电现状

随着居民生活水平的显著提升，家用电器如空调、热水器、地暖等大功率设备在普通家庭中变得日益普及。设备的广泛使用直接导致用电负荷的激增，使得原本设计的供电设施难以满足当前的需求。变压器配置容量不足，电缆截面不够，电缆供电半径过长等问题日益凸显，不仅影响了居民的日常生活，也对供电可靠性提出了严峻的考验。

城市居住区的供电设计需要充分考虑居民的用电需求和经济性、适用性。由于居住区的楼房之间存在较大的空间，所需的供电面积也随之增大，而配电设备只能在有限的范围内供电。因此，合理安装变压器台数，确保用户负荷需求得到满足的同时，也要考虑供电的经济性和适用性。随着用户数量的增加，供电回路的个数也需要相应增加，以适应不同楼宇的用户数量和建筑面积的差异。

不同类型的住宅建筑对供电可靠性的要求各不相同。别墅、多层、小高层等不同类型的住宅建筑，其供电需求和特点各有差异，因此在设计供电系统时，需要采取针对性的策略，以满足不同类型住宅建筑的供电需求。例如，别墅等高端住宅可能需要更高级的供电设备和更精细的供电管理，以确保供电的稳定性和安全性；而多层或小高层住宅则可能更注重供电的便捷性。

二、城市居住区供配电系统设计要点

1.负荷等级

在城市居住区供配电系统设计中，负荷等级的划分是确保供电系统合理性的核心。负荷等级根据建筑物类别和用电负荷特性被划分为一级、二级和三级。一级负荷涉及生命安全和重要设施，如医院和消防站，要求极高的供电可靠性。二级负荷包括商业和办公区等，对供电连续性有较高要求。三级负荷则涵盖普通住宅的日常用电，对供电的稳定性和经济性有基本需求。

2.负荷计算

负荷指标的确定依据住宅建筑面积的不同而有所区分：对于120平方米及以下的住宅，每户的配置容量设定为8千瓦；当建筑面积介于120至150平方米时，每户配置容量提升至12千瓦；150至200平方米的住宅则配置16千瓦；超过200平方米的住宅，配置容量按照每平方米80瓦的标准来计算。公共服务设施的负荷计算则需根据实际设备容量进行，若设备容量不明确，则通过负荷密度进行估算。在独立供配电设施的设计中，容量配置系数的确定需考虑负荷的性质及容量，以确保供电系统的适应性和灵活性。设计人员在进行实际设计时，需针对每个居住区的负荷特性，预留适当的变压器容量裕度，以适应用电需求增长。同时，低压电缆的容量设计也应考虑一定的裕度，目前建议城市居住区内低压单根电缆的供电容量设计时采用1.5倍的系数，有助于提升供电系统应对用电高峰的能力。

三、城市居住区供配电系统设计

1.配电系统硬件设计

城市居住区供配电系统的设计中，低压断路器作为保护和控制电路的重要元件，在结构上分为框架式和封闭式两种类型。考虑到民用建筑的特殊性，直流封闭式低压断路器因其更高的安全性和可靠性而成为首选。变压器作为配电系统的核心设备，其配置对于降低能源消耗具有显著影响。在负荷率维持在65%至80%的范围内，变压器能够有效地减少能源浪费，同时保持供电的稳定性。电力监控仪表作为采集电力数据的重要工具，通过选用开关电源控制电力监控仪表，能够实现对民用建筑电气工程所用交流电的实时转换，通过扩大电压的输入范围，增强配电系统的适应性和灵活性。FSTN液晶显示技术的应用，提高了电表控制的精确度，而温度补偿芯片的结合使用，则能够实时监测配电系统运行时的温度变化，为系统的稳定运行提供了有力保障。外接扩展接口的丰富性，使得MCU型号控制器能够灵活地适应不同的应用场景，满足多样化的用电需求。

2.供电系统的设计

消防配电作为供电系统中的重中之重，其设计质量直接影响到消防系统能否在紧急情况下安全、可靠地运行。因此，优化设计供电系统时，必须优先考虑消防系统供电的独立性和安全性，确保在任何情况下都能为消防系统提供稳定、可靠的电力支持。在高压电路设计中，由于二级回路主要涉及高压电路，因此需要确保电力资源的独立性，严禁与任何其他供电系统混合使用，以减少安全隐患。此外，电池作为高压电路设计中常用的能源，需要将高压母线作为连锁输入电气系统的一部分，以提供必要的支持。同时，为了进一步提高供电系统的可靠性，设计中还应考虑双向电源的布设，避免单向电源可能导致的供电不稳定现象。

3.弱电系统的优化

在城市居住区供配电系统设计中，弱电系统包括地下一层预留的电信机房、有线电视机房以及各栋楼内弱电管井，其合理布局对于整个居住区的通信息传输十分重要。电话及信息系统方面，垂直电缆被精心设置于内弱电井的通信线槽内，确保了线路的集中管理和维护的便捷性。住户内部设计有信息配线箱，线路沿地面及墙面暗敷，既满足了功能需求，又保持了室内的美观。根据不同功能需求，信息终端从信息配线箱引出，合理布设，以实现信息传输的高效性。综合布线系统的优化设计支持数据和电话系统，通过在小区内布设整套综合布线系统，根据每栋楼的具体功能需求，合理设置数据接口和电话系统端口数量，为居民提供了稳定可靠的通信服务。

4.系统预警功能设计

系统预警功能主要分为预警显示和显示控制两个部分，旨在通过实时监控和智能分析，确保供电系统的稳定运行。预警显示部分专注于供电网络的异常状况，如过压、过流和故障等，一旦检测到异常，系统将自动发出报警提示，为运维人员提供及时的反馈，以便迅速采取相应措施。显示控制部分则由A、B两个供电区组成，两个区域根据实际需求提供不同支路的电流，并能够根据应用情况自动调节电流变化，确保供电的平衡和稳定。为了实现更精细的控制，设计中包括了调节按钮，允许实时控制供电区各个支路的接通与关断状态，从而提高供电的响应速度。

在用户界面设计上，系统预警功能通过三个模块化的设计来展示信息：第一个模块集中显示配电系统的总电流变化，为用户提供了一个宏观的视角；第二个模块则专注于展示各个供电区的电流变化，帮助用户了解不同区域的用电情况；第三个模块进一步细化，展示供电区内各个支路的电流状态，使用户能够精确地掌握电流的分配和使用情况。

结语：

随着城市化进程的加速，城市居住区供配电系统的设计面临着新的要求。供配电系统的设计需要考虑当前的用电需求，更应具备前瞻性，以适应未来可能的变化。通过对系统设计要点的深入探讨，体现了工程技术的创新，也反映了对居民生活质量提升的不懈追求。面对日益复杂的用电环境，供配电系统设计人员需要不断探索，确保系统能够适应不断变化的需求，为城市居住区的可持续发展提供坚实的电力保障。

参考文献：

[1]刘佳.建筑电气供配电系统节能设计研究[J].工程管理与技术探讨, 2022.

[2]贾超.基于高层住宅低压供配电系统设计的研究[J].建筑·建材·装饰, 2023.

[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(22):2.