浅谈住宅建筑供配电系统设计

浅谈住宅建筑供配电系统设计

杨亚平

杨亚平

（东莞市建筑设计院有限公司广东东莞523000）

摘要:本文从住宅建筑的特点出发，通过对住宅建筑的电压等级的选择及负荷分级、负荷计算、住宅建筑的配电、防雷接地等四个方面简要叙述了住宅建筑的供配电设计的过程及思路。

关键词:住宅建筑；供配电；设计

前言：建筑电气供配电线路的设计已经成为了影响建筑物供电质量的关键性因素，所以供配电线路设计应遵循相应的原则。供配电的设计除了应根据用户的工程规模、用电容量、负荷性质、当地供电局的电源条件，不但应满足在近期使用的相关要求，同时应兼顾到后期的发展需要。

一、电压等级的选择及负荷分级

住宅建筑的供电电压的选择应综合考虑如下几个方面：总的计算容量，离供电局接电点的供电距离，用电负荷的配电性质，是否有二期建设用电以及当地供电局的供电条件等因素，经技术经济比较后确定。当计算的总设备安装容量在250KW及以上或计算变压器容量在160KVA及以上时，供电局原则上提供高压10（6）KV电源的供电；当计算的总设备安装容量在250KW及以下或计算变压器容量在160KVA及以下时，供电局原则上提供低压380/220V电源的供电。

住宅建筑的用电负荷，根据建筑类型、用电设备对供电可靠性的要求以及如果中断供电会造成的人身伤害、经济损失程度、社会影响，将住户用电和用电设备分为三种负荷等级：一级负荷、二级负荷以及三级负荷，其中一级负荷分为消防一级负荷和平时一级负荷两种，当断电非火灾时，一级负荷可通过应急电源如发电机供电，但当断电火灾时，一级负荷应通过消防控制中断供电，火灾时应中断所有非消防负荷的供电。根据建筑类型的不同住宅建筑的用电负荷等级如下(表1)：

三、住宅建筑的配电

住宅建筑10KV高压系统宜采用环网供电方式，配电变压器应靠近负荷中心，对于变压器的设计，其单台容量最好不要超过1600KVA,住宅配电变压器应选用节能型干式变压器，且其结线为采用D,yn11形式。对于变压器负载率，通常设计在75%~85%之间，此外，公用变压器负载率在设计时应该偏低。一般住宅建筑的配变电所设在住宅的地下室，如车库等，不过通常不建议设在最底层。变配电所的设置应该避开常积水处的正下方或贴邻处，同时还应避开设置在住户的正上、下方，贴邻处和建筑的疏散出口两侧，其外墙面和住宅建筑的外墙面的距离应满足防噪声、防电磁辐射、防火的要求。还有，基于供电可靠性考虑，应尽量减少供配电系统的配电级数，比如：低压一级、二级负荷之间配电的级数不要超过三级，三级负荷配电的级数不要超过四级，高压配电的级数不要超过两级。住宅建筑配电通常建议采用TN－S或者是TN－C－S系统的配电方式，且应在每栋或每个单元入户处做总等电位联接。每栋住宅用户的用电应根据整栋的住户总计算负荷容量来确定采用一根电缆或者两根电缆供电，每根电缆上计算电流不宜大于400A，每根电缆入户时应设置带漏电隔离保护功能的总开关,再采用放射式配电至楼层各住户家居配电箱，家居配电箱的电源进线开关应能同时断开相线和中性线的，并带自恢复式过、欠电压保护功能。住户电能表分几层集中设置或者全部集中设置，有的地区供电局要求电表全部放在首层，比如：供电局提出生态园住宅的电表箱应全部设置在首层。住宅建筑户型内的照明配电设计的电线应采用铜芯电线，所有配电给消防设备的线缆应采用铜芯线缆。在高层住宅，若线缆使用明敷时，应该采用低毒、低烟的阻燃线缆，对于消防设备的供配电线缆要使用耐火阻燃的线缆。消防配电的线路不要和非消防配电的线路共电井进行敷设，如果消防配电线路和非消防配电线路敷设在同一个电气竖井内时，应该在电气竖井内的两侧分别布置，而且消防配电线路要使用矿物绝缘类的不燃性电缆。住宅的强、弱电竖井最好分开来设置，当受条件限制时强弱电竖井需要共用时，设计时强电大小配电箱以及强弱电箱尽量错层布置，强弱电应分别布置在电气竖井的两侧或采取隔离措施，并满足规范操作距离等要求。

四、防雷接地

在住宅建筑的保护接地，变压器中性点接地，防雷接地，还有弱电接地共同使用同一个接地体的时，接地电阻通常不应大于1Ω。一般利用结构的主筋作为防雷引下线，利用结构基础作为接地装置。根据计算确定防雷等级，按防雷等级设置防雷装置。人员密集的场所，例如住宅下面有一些小商铺，如果计算是三类防雷，建议按二类防雷设计。住宅建筑内应有总等电位联结，建筑物内的金属线槽、金属电缆桥架及其支架、电梯轨道、设备房的设备外壳等平时不带电的金属，均应与接地装置可靠连接，装有淋浴或浴盆的卫生间应做局部等电位联接。除应在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架、电缆的金属外皮以及电缆的金属套管等与接地装置可靠连接外，同时应在电缆从室外进入室内的配电箱或者变压器的低压柜处安装电涌保护器，满足防雷等级相应防雷设置的要求。

五、某住宅小区供配电系统的设计实例

5.1工程概况

本住宅小区总建筑面积为55159平方米，总占地面积13579.9㎡，一共有4个建筑单体，分别是：1号住宅楼、2/3号住宅楼、4号住宅楼、负一层车库，其中1~4号住宅楼均为一类高层住宅建筑。住户总户数为360户，其中地下车库建筑面积为10815平方米，住宅建筑面积为39687平方米，商业建筑面积为2088平方米，其他建筑面积2567平方米。

5.2配电电压等级及负荷分级

本住宅小区的消防一级负荷有：消防电梯、消防电梯潜污泵、消防稳压泵、消防水泵、消防风机、防火卷帘、应急疏散照明、消防控制室、变配电房用电、车库排污泵等，根据水专业的用电要求，地下室潜污泵属于消防负荷配电；平时一级负荷有：公共照明、客梯、生活泵、车库照明、弱电机房等；三级负荷有：住户用电、小型商铺、物业办公室、园林路灯照明等其他负荷。小区变配电室由一路10kV高压电源引入，10KV高压电源从小区用地红线区外附近的市政高压环网柜处引来，设置发电机的容量为500KW,构成双电源对全部一级负荷进行供电，如果市电停或变压器故障，则发电机启动，进行供电，其符合进行一级负荷供电的要求。

5.3负荷计算

本住宅小区的户型主要有80平方米左右、60平方米左右和120多平方米两种户型面积的建筑面积，住户配电箱的容量设计有6KW和10KW两种，其他设备用电由水专业和空调专业提供，公共照明用电根据灯具和插座的实际布置计算，该小区总设备容量约为3718kW，总负荷计算约为1631kW；发电机安装总设备容量约为：857kW，总计算负荷约为550kW，火灾时计算负荷约为425kW，非火灾时计算负荷约为359kW。

5.4配电设计

变配电房设置在地下室，既方便高压的进线和低压的出线，又接近负荷中心，离1、2号住宅电井最近，离最远的4号住宅楼电井配电半径在150米以内。变配电房共设置住户变压器1250KVA和公用用电变压器1000KVA各一台，选用SC（B）11节能变压器。在公用用电变压器的低压柜设置商铺用电单独的供电母线段，并设置总计量开关，设置备用柴油发电机500KW，满足单台最大电动机的启动要求。每栋住宅进线处设总漏电开关，每四层设置一个电表箱，消防电缆采用耐火无卤低烟线缆，敷设在电井内的消防电缆采用矿物绝缘线缆，非消防电缆采用阻燃无卤低烟线缆。消防一级负荷的供电，在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。每栋住宅用电按负荷分类如平时照明、应急照明、消防电梯、消防风机、客梯、住户用电、小商铺用电等从变配电房低压柜直接配电，地下室的平时照明、应急照明、潜污泵分别做总配电箱，再分配到各防火分区，地下室的消防风机按防火分区从低压柜处直接配电，生活水泵房、消防水泵房的用电从低压柜处直接配电。

5.5防雷接地

本住宅小区的强弱电、防雷共用接地系统，四栋住宅单体和地下室都按二类防雷建筑物设计，并采用防直击雷、防侧击、防闪电电涌侵入等措施进行防雷装置的设计，比如：屋面明装接闪带、接闪杆，屋面上所有的金属物与防雷装置可靠连接，防直Ⅰ级试验的电涌保护器装设在低压柜处以防闪电电涌侵入，为更安全起见完全消除电涌侵入，ⅠⅠ级试验的电涌保护器装设在总配电箱、消防配电箱、屋顶设备的配电箱等的进线处。

六、小结

综上文所述，对于供电配电系统的设计，可靠和安全性是第一要考虑的条件，同时要求在经济合理的情况下，尽量优先考虑先进的技术手段。另外，在运行过程中，我们应加强对供电质量的要求，尽量减少电能在运行过程中的损失，力求做到节能环保。随着社会的不断发展，城市化进程的不断加快，必将有更多更好的住宅建筑被开发出来，这也需要更多电力行业的专门人才积极的投入到社会建设中去。

参考文献

[1]JGJ242－2011，《住宅建筑电气设计规范》.

[2]JGJ16－2008，《民用建筑电气设计规范》.

[3]GB50016-2014，《建筑设计防火规范》.

[4]GB50067-2014，《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》.

[5]《广东电网公司业扩管理实施细则》.