住宅小区供电系统设计
1、引言
社会经济的快速发展使人们对居住条件的要求越来越高,各式各样的住宅小区层出不穷,在了解了小区的位置、环境、交通及户型等外观后,人们开始更加注重供配电等内在条件的质量。因此,安全可靠、技术先进、经济合理的小区供配电系统显得日趋重要。住宅小区供电方案设计质量直接影响小区可靠用电、节能运行。对新建住宅小区供电方案进行研究分析,在常规方案基础上对10kV电源进线方案、配电变压器配置及布点、低压配电网进行优化设计,提高了供电可靠率,降低了变压器损耗。近几年，全国各地新建住宅小区发展迅速，新建住宅小区以其优美、舒适的居住环境深受广大居民青睐。但是，住宅小区配套电力设施建设由于标准不统一、供电方案不规范等原因，使小区用电可靠性不高、设备运行损耗偏大等问题，在全国各地均有不同程度体现，这影响和谐、节约型社会的构建。
在保障住宅小区居民今后用电需求增长前提下，如何提高供电可靠性，降低配电运行损耗，需对供电方案进行深入分析研究。本文从提高小区供电可靠性、提高能效利用水平的思路出发，对住宅小区电力建设供电方案进行优化设计。
2、小区的供电
2.1负荷等级
按我国现有的有关规范规定，凡多层住宅用电均按三级负荷供电，而小区的配套设施如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》（GBJ 16-87）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-98）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50057-97）设置相应的消防设施，且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级，即宜由二回线供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用10 kV架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电。当采用电缆线路时应采用二根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。对末端消防设备应采用单独的供电回路，并当发生火灾而切断生活用电时，应仍能保证消防用电，其配电设备应有明显标志。
2.2配电房（箱式变电站）的设置
配电房由配电室和变压器室组成，高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟或电缆保护管内。配电房宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理方面考虑，小区变配电所应设置在小区会所或专用管理用房内。从小区的建筑特点方面考虑，即住宅群、楼栋之间间距较大，分布分散。可在小区中心会所设高压总配电房，分区、分片设低压配电房。当条件不允许时亦可设置户外箱式变电站，但应注意对小区整体环境的影响和电力变压器躁声对小区住户的影响[1]。
如果一些住宅小区公用面积较小，也可以采用预装式变电站(箱式变压器)，这样可以节约用电，但投资比前者大些。
2.3 高压供电型式
杆上变压器形式已逐渐被淘汰，住宅小区户外宜采用带负荷开关的箱式变压器和环网开关柜，低压侧宜采用电缆线路供电，增加供电的可靠性。
2.4 电能计量
电能计量装置应按《中华人民共和国电力法》、《电力供应与使用条例》有关规定进行设计、安装，高层建筑及小区住宅的用电，按一户一表安装电能计量装置，多层建筑电能表应在首层集中安装，高层建筑电能表宜3~5层集中安装。在有条件时宜将住宅用电和其它用电分别独立设置供电变压器，并采取高压总计量，这样可减少供电部门电费收取的工作量。
2.5 无功补偿
小区配电网无功补偿应采用就地平衡方式，可采用分散补偿和集中补偿相结合的方式，分散补偿在用户低压侧装设自动投切电容器，集中补偿在配电变压器的低压侧安装。
2.6 保护装置
配变容量在800 kVA及以上的油浸式变压器的高压侧应采用断路器开关柜，应装设电流速断、过负荷、温度、瓦斯、低压零序等保护。配变容量在800 kVA以下的油浸式变压器的高压侧可采用高压负荷开关一熔断器组合电器作为保护。配变容量在1.25 MVA 及以上的干式变压器的高压侧应采用断路器开关柜，容量在1.25 MVA以下的干式变压器可采用高压负荷开关一熔断器组合电器作为保护。低压配电线路，应装设短路保护、过负荷保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。用户用电负荷的确定，根据配网技术导则的要求，负荷计算标准。依据人们的生活习惯，可能同时使用的电器设备有：灯具300W、音响600 W、冰箱200W、空调2500W、微波炉或电饭煲1800W、
电视机400W、饮水机 (台式制冷) 100W、抽油烟机200W、洗衣机200W，其它未知设备（我们假定一个“功率因子”）500W，根据所列设备容量可知，一般单户住宅的设备容量约为7kW，对于高级公寓和别墅的容量应根据情况适当增加，宜取8~10kW。根据人们生活水平的现状，该容量在10年内不会突破。如果偶尔遇到过大的负荷，只要切除一部分用电设备就可以了，况且该种情况并不多见。单元低压配电干线的敷设住宅电气线路的敷设几乎要求暗敷。多层住宅小区一般以单元式、一梯二户设计且多为砖混构成，而现代住宅电气系统多、线路复杂，如照明线路、有线电视线路、电话线路、安防系统等等，因此在进行干线设计时应充分利用楼梯间的有效空间，且强、弱电缆线路宜在楼梯间两侧分开设置，并与建筑、结构专业密切配合。必要时还可以采取一定的土建技术措施如局部墙体增厚抹灰层或局部梁、柱采取加固措施。接地及安全，住宅供电应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式，但同一低压网不允许采用两种运行系统。TN系统在有些情况下，如线路较长、导线截面较小的情况下，接地故障电流也随之减小，过电流保护电器常常不能满足切断故障回路的时间要求，因此必需采用剩余电流动作保护器和专用PE线作接地故障保护。TT接地系统的电源端中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护接地线（PE线）接至与电源接地点无关的接地极。TT系统正常运行时，用电设备金属外壳电位为零。但与TN系统相比，TT系统故障回路阻抗大，故障电流小，过电流保护更难以满足动作灵敏度的要求。在TT系统内每栋住宅楼有其各自分开的接地线和PE 线，所以外部危险故障电压不会沿着PE线进入建筑引起电击事故。
住宅楼应采用二级等电位保护，整栋住宅楼的总等电位联结，即在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结，电气装置接地极的接地干线；建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；建筑物金属构件等导电体，并接至进入建筑物处的总等电位端子箱。
3、供电设计
随着人民生活水平的提高，居民家用电器的种类和数量也迅速增加，使生活用电量增长较快，以前住宅电气设计的容量选择及布线等方法已不能适应当前的实际情况，因此有必要就当前住宅小区的电气设计提出一些新的看法。
3.1供电可靠性方面
旧的住宅小区供电方式一般都在附近10kV变压器台低压侧直接引电源至小区，而且一个变压器台所带的负荷也比较大，大多数变压器台同时供应几个小区和一些零散的住宅群的生活用电，造成变压器台经常过载，在夏季用电高峰期更加严重，经常造成10kV
