住宅小区的电气设计

1、前言
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。

2、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线路过载跳闸，甚至有时造成变压器过载烧坏。另外，人们对供电可靠性(这里指停电时间)要求也不断提高。因此，我们对新建住宅小区的供电方式应该有所改变。 
(1)在新建住宅内配套建配电房。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。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(美式箱变)，这样可以节约用电，但投资比前者大些。 
(2)供电方式有多种选择。其一，10kV高压侧双电源进线(该方式可以通过分段开关或箱式变的四工位开关来实现环网功能)，经联络开关柜后至变压器；低压侧采用单母线分段，正常情况下分段运行。其二，10kV高压侧单电源进线，低压侧单母线分段或不分段。前一种方式可靠性较高，但投资大，适用于较高档的住宅小区，特别是有高层建筑的小区；后一种方式可靠性较前一种低，但投资省。从目前的情况来看，后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电，一般采用后种方式，但考虑以后的发展，配电室应该预留有安装高压进线柜的位置。 
综合以上两点，当前新建住宅小区应该配套建立配电房或箱式变；同时，10kV电源进线应该预留2回进线位置(以保证供电可靠性及环网功能的实现)，首期可以根据实际情况只接入1回10kV进线。 

3、变压器容量和台数的选择 
要确定合适的变压器容量和台数也是件困难的事情。容量选择大了，台数选择多了将造成浪费；而相反，则造成变压器的过载，供电可靠性和安全性又得不到保证。那么，怎样才能做到选择合理？下面以一个实例来探讨这个问题。 
假设有一个小区有20幢8层楼房，每幢楼有2个单元，每个单元每层有2套住户，即该小区共有住户640户，每套住宅面积从90～150m2不等。下面用两种方法来确定该小区的总用电量。 
(1)单位住户负荷预测法： 
根据资料统计，我国住宅电气设计每户计算负荷大概为：近期每户4kW，远期每户为10kW。则该住宅小区总负荷P为： 
P近期=4kW/户×640户=2560kW
P远期=10kW/户×640户=6400kW
(2)单位面积法： 
根据资料介绍的经验值，我国住宅电气设计住户的单位面积计算负荷大概为：近期每m2为35W，远期每m2为90W。由于该小区各户的面积不等，为方便计算，这里取每套住宅面积为120m2作为平均值，则该住宅小区总负荷P为： 
P近期=35W/m2×120m2/户×640户=2688kW
P远期=90W/m2×120m2/户×640户=6912kW
根据以上两种计算方法得出的结果，现取P近期为2600kW，为6500kW。由于住宅小区内居民的作息时间不同，而取同时系数为0.4，则折算后该住宅小区的总负荷P′为： 
P′近期=2600×0.4=1040kW
P′远期=6500×0.4=2600kW
考虑到变压器的经济运行及功率因数，取变压器最佳负荷率k为0.85，功率因数cosφ为0.75，则变压器容量S应为： 
S=P′/(kcosφ)
S近期=1040/（0.85×0.75）=1631kVA
S远期=2600/（0.85×0.75）=4078kVA
通过以上计算，加上考虑该小区总面积较大，因而在区内2个地方各建一座配电房，每座配电房各供10幢楼房，近期选用2台1000kVA变压器，每座配电房各立1台，这样可以满足近期及近若干年负荷的增加，而远期再各增加1台1000kVA变压器就可以满足本小区居民的用电。

4、住宅进户线及室内电气设计 
为保证用电安全，住宅小区内应采用TN－C－S，TN－S或TT系统；住户进户线必须采用三线制进线，即引至住户的电源线必须有火线、中性线和保护地线。根据GB50096－1999《住宅设计规范》中"当前线路必须采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜芯导线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2"。因此，目前引至住户的电源线采用3根10mm2的铜芯导线，有条件或大面积的住户采用3根16mm2的铜芯导线，以后随着住户负荷的增长再考虑更换截面积更大的导线。 
进户线大多是明敷设的，以后更换难度不高，费用也较低，而大部分住宅室内导线则是暗敷设，以后要更换难度较大，费用也较高，同时又影响美观。因此室内电气线路设计不能片面强调节约，而应该有一定的超前意识。我们可以借鉴国外经验并结合我国实际来合理设计室内住宅的电气线路。每套住宅电气线路的分支数不应少于5回；空调电源、插座电源和照明电源应分路设计；厨房及卫生间的插座电源宜设独立回路；空调电源回路导线截面积不应小于4mm2，其它回路不应小于2.5mm2。 
室内插座设计与室内电气线路设计一样要有超前意识，应考虑未来发展的需要，宜一次性安装完毕。要做到每间房、厅4面墙至少有一个插座，但客厅应适当增加插座数量。 
室内电气设计的其它方面，如应有过载、过流和漏电保护等其它方面的内容在许多地方的论文有介绍，这里就不再赘述。总之，住宅室内电气设计应有超前意识，宜一次性投资，这样才能避免以后因更换导线或增加插座而产生麻烦、美观等问题，同时能够增大电气安全和防火安全系数。 

5、结束语 
由于生活用电负荷的不断发展，使远期住宅负荷很难预测，现在要将住宅小区的电气设计做到十分完美是不可能的。我们只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的保证。

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