大型居住小区10kV高压供配电系统的设计

随着我国城市化进程的不断推进和各种物质的极大丰富，人们的居住条件发生了翻天覆地的变化，各种大型居住小区、别墅群拔地而起，人员居住更加集中，现代化程度更高，各种配套设施一应俱全，其居住环境在舒适性、美观性、安全性和环保性等方面都较以往有了更高的要求。

这就要求供电系统设计人员在设计时，要结合该居住小区的规模和小区规划需求，全面提升设计水准，要既能满足小区的用电负荷，又能保证小区的用电安全。

下面笔者就针对大型居住小区的供电系统的设计问题，与同行朋友们一起作如下的分析和探讨。

一、大型居住小区的用电特点及负荷的确定

目前，随着我国制造业的大力发展，人们生活水平逐步提高，各种用电器具不断增多，使用方便、干净、快捷的电能源正逐步取代其他类型的能源。在大型小区内，设置锅炉房、水泵房、基础道路设施、健身娱乐设施、基本商业机构、基础教育机构和停车场已成为常态，从而在用电方面呈现出多样性的特点。

因此，在对大型居住小区进行供电设计时，一定要按照该小区内各种建筑的类型，采用相应的指标进行负荷预算，其计算公式如（1）（2）所示。其中P代表的是小区内所有建筑的最大用电负荷，Pn代表的是小区内各种建筑的负荷密度；Sn代表的是不同类型建筑用地的面积；A代表的是小区内所有建筑的年用电总量；Tmax代表的是最大负荷利用的时间，单位为小时；Kx代表的是小区内各种建筑的需用系数。

P=(P1S1+P2S2+...PnSn)×Kx （1）

A=P×Tmax （2）

根据国家颁布的《住宅设计导则》推荐的需用系数值，可对小区内各种建筑的用电指标进行估算，以此作为设计大型居住小区供电系统时的参考，具体见表1。这里需要说明的是：供电系统的设计要本着超前计划的原则，即要为用户提供一定的增加负荷的余地，以免随着电子科技的迅速发展和用户电器的更新和增加，而不断更新供电设施，从而减少不必要的资金浪费和使用上的不便。

二、负荷的分级和供电要求

（一）负荷的分级

一般情况下，不同负荷在突然中断供电后，其在经济、社会和政治上的影响也均不相同，根据其影响的强弱，我们一般可将负荷分为三个高低不等的等级：一级、二级和三级，其造成的影响越大，级别越高，对供电系统的稳定性、可靠性和安全要求也越高。设计时，应根据《民用建筑电气设计规划》，为不同类型的建筑配备相应的级别。

（二）负荷的供电要求

由于级别越高，对供电系统的稳定性、可靠性和安全性要求也越高。因此，对各级别的负荷的供电，应做到以下要求：（1）为一级负荷提供2个独立的供电电源，从而保证其中一个供电电源出现故障时，启用另一个供电电源；对于特别重要的一级负荷，为了防止2个供电电源同时出现故障，还要准备1个应急电源。对应急电源的具体要求可参考负荷本身所允许的中断供电时间，而为其准备一个独立的发电机组。（2）为二级负荷供电的变压器或线路，在出现常见故障时，能够继续供电，或中断供电后能及时迅速地恢复，以保证二级负荷的正常运转。（3）为三级负荷供电的变压器或线路，无特别要求，只要能保证三级负荷在正常情况的使用即可。

三、配电所的设置

随着人们追求的提高，对供配电设施的要求也越来越高，对配电所而言，一般要求其符合小区的总体规划、保持小区的整体形象美观、节约小区的土地资源、具有较高的可靠性和安全性、布局科学合理。通常情况下，民用建筑的配电所电压的设计要考虑小区用电负荷的大小、小区的远景规划、当地电网的现状、供电距离的远近和线路的回路数等因素。对于大型居住小区而言，由于小区内各种用电设备的容量较大，一般选择10kV的高压供电方式。然而由于传统的独立配电所占地面积较大，影响小区的整体美观，需要投入较大的资金和较长的时间，另外，小区的建设也不是一蹴而就的，往往需要开发商分区、分期进行，从而在时间上具有先后顺序，所以大型居住小区内的配电所可以采用户外箱式变电所，这种配电所的特点是：所占面积较小，外观美观，不影响小区的整体形象美，所需要投入的资金和时间都较少，维修起来比较方便，且运行稳定、可靠、安全，因此，户外箱式变电所是一种非常适合大型居住小区的、较为理想的选择。其常用的容量大小为315～1260kVA，具体型式见表2。在选择箱式变电所时，应认真计算小区所需的容量大小，若容量过大，易出现大马拉小车的现象，从而造成浪费；若容量过小，不仅影响变压器的最佳负载率，出现损耗过大的现象，而且对小区用电器的扩容造成不利影响，因为当增加负载时，需要更换更大容量的变压器，从而出现重复投资，影响用户的用电。

由于大型居住小区一般均有不同的功能区，因此，在布置配电所的位置时，可将小区用次干道划分成不同的供电区域，从而使每个配电所及每条供电线路均有清晰、明确的供电区域，以免出现重叠和交叉的部分，以及近电远送的现象。另外，配电所的位置应选择在所供电区域的中心位置，并认真考虑其供电半径，以保证线路末端的负荷能够正常工作。

四、接线方式的选择

小区内供电系统的接线方式关系到供电网络能否为用户提供安全、可靠和经济合理的电能，我们只有通过对该小区供电系统的性能、适应性、费用、安全性和可靠性等各个方面进行综合考虑，才能为其选择合理的接线方式。目前，在接线方式上，有三种选择方案：放射式、树干式和环式。一般情况下，放射式只用在可靠性较低的地方，其允许停电的时间可高达32小时以上，然而该方案的前期投资较大，电缆线路较多，开

发商因资金问题，很少选择此种方案；树干式的可靠性较差，而大型居住小区一般集中了大量的人口，显然不符合该要求，并且该方案还要使用大量的高压电缆分接箱，因此，这种方案也不适合于大型居住小区的供电系统的设计；环式供电网络通过2个回路向负荷供电，并在各负荷点之间形成一个闭合的多边形电网，其可靠性较好，结构较为简单，且经济适用，因此，比较适合大型居住小区供电系统的设计。

五、结语

一个好的小区供电系统的设计，不仅要考虑其技术上的可行性，布局上的科学合理性，经济上的适用性，更应该考虑其使用上的安全性和可靠性。本文仅就大型小区的高压供电系统进行了上述讨论。如不当之处，欢迎广大技术人员和管理人员进行批评指正。