某國有工礦棚戶區(qū)改造工程電氣設(shè)計(jì)

楊耀政 朱喆琳 樊文生

(大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

1 工程情況介紹

某國有工礦棚戶區(qū)改造工程，其規(guī)劃用地面積約17萬m2，總建筑面積約為26萬m2。項(xiàng)目包括：住宅樓、配套公建、幼兒園等，其中住宅約50棟6層磚混住宅樓，配套公建有沿街底商和獨(dú)立的2層商業(yè)用房。

2 供電電源及計(jì)量

本工程高壓供電電源由小區(qū)西側(cè)約2 km處的110 kV降壓站引來，在本小區(qū)設(shè)一進(jìn)十出10 kV開閉站一座，放射式為本小區(qū)各箱式變電站提供電源。

計(jì)量方式：1)住宅每戶設(shè)磁卡表，在1層表箱處計(jì)量；2)地下自行車棚、泵房等消防用電在末端配電箱處設(shè)計(jì)量表；3)商鋪、物業(yè)、幼兒園等用電在末端設(shè)計(jì)量表計(jì)量。

3 負(fù)荷等級(jí)

本小區(qū)主要建筑6層住宅，三級(jí)負(fù)荷供電；商鋪面積均小于200 m2，三級(jí)負(fù)荷供電；幼兒園為小型幼兒園，三級(jí)負(fù)荷供電；小區(qū)水泵房，熱交換站由于要求用電可靠性高，為二級(jí)負(fù)荷供電。

4 供電方案

本工程10 kV開閉站設(shè)于小區(qū)中部接近總負(fù)荷中心，以減少10 kV電纜使用長度和降低能耗，小區(qū)內(nèi)設(shè)10座10/0.4 kV箱式變電站，單座箱式變電站容量630 kVA，由箱式變電站電纜敷設(shè)至各樓用電處。

5 負(fù)荷計(jì)算

負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法，依據(jù)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，每套住宅用電負(fù)荷和住宅建筑用電負(fù)荷需要系數(shù)計(jì)算。住宅部分A型建筑面積約75 m2/每套，用電負(fù)荷按4 kW/套計(jì)；B型住宅建筑面積約93 m2/每套，用電負(fù)荷按6 kW/套計(jì)；商鋪按50 W/m2計(jì)，每個(gè)商鋪按10 kW計(jì)；幼兒園按40 W/m2計(jì)；建筑面積約2 000 m2，按80 kW計(jì)。

住宅部分A,B型戶型相間分布于1號(hào)箱變，計(jì)劃供A戶型住宅樓4棟，每棟48戶；B戶型3棟，每棟36戶，負(fù)荷計(jì)算如下：

4×48+3×36=300戶；

Pjs=Kx·(n1·Pe1+n2·Pe2),

Sjs=Pjs/cosφK1=Se/Sjs。

其中，Pjs為居民用電量計(jì)算負(fù)荷，kW；Kx為需要系數(shù)，根據(jù)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明表一，75戶～300戶需要系數(shù)取0.4～0.45，本計(jì)算取0.42;n1為A戶型住宅戶數(shù);n2為B戶型住宅戶數(shù);Pe1為A戶型住宅用電負(fù)荷,4 kW/戶;Pe2為B戶型住宅用電負(fù)荷,5 kW/戶;cosφ為低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)值，取0.9;Se為變壓器容量,取630 kVA;K1為變壓器負(fù)荷率。

Pjs=0.42×(4×48×4+3×36×5)=549.36 kW。

Sjs=549.36 kW/0.9=610.4 kVA。

K1=610.4/630=96.8%。

以上計(jì)劃變壓器負(fù)荷率偏大，修改為1號(hào)箱變供3棟A戶型住宅樓和3棟B戶型住宅樓共計(jì)252戶，仍取需要系數(shù)0.42，Pjs=468.72 kW，Sjs=520.8 kVA,K1=82.6%，變壓器負(fù)荷率較合適，還可以供就近小負(fù)荷用電設(shè)備如路燈。

經(jīng)計(jì)算各箱變所供樓號(hào)和計(jì)算負(fù)荷見表1。

表1 安裝容量統(tǒng)計(jì)

本小區(qū)用電總負(fù)荷計(jì)算：參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第3版)配電站或總降壓變電站的計(jì)算負(fù)荷簡化計(jì)算，取K∑p=0.85。

小區(qū)總用電負(fù)荷:

Se=K∑p·∑Sjs=53 058×0.85=4 510 kVA。

6 電纜截面的選擇

選取兩棟本小區(qū)典型住宅樓，A戶型48戶樓和B戶型36戶樓進(jìn)線供電電纜截面選擇。

本工程為普通住宅小區(qū)。運(yùn)用溫升選擇截面，可滿足要求，為保證電纜實(shí)際工作溫度不超過允許值，電纜按發(fā)熱條件的長期工作電流及載流量，不小于線路的工作電流來確定。同時(shí)考慮散熱條件，對(duì)于直埋電纜主要考慮不同土壤熱阻系數(shù)的載流量修正系數(shù)和多回路直埋地電纜的載流量校正系數(shù)。

1)A戶型48戶樓電流計(jì)算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.45×48×4/0.4×0.9=240 A。

本工程位于黃土高原土壤為粉質(zhì)黃土，土壤熱阻Ρt=1.2，多根鎧裝電纜土壤中直埋敷設(shè)時(shí)要求線芯軸間距S≥2 d，工程中可直接查表確定，本人查山西系列建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集12D1-P99表，YJV22-4×95在上訴條件下載流量為254，254>240故選用YJV22-4×95為本樓供電即可滿足要求。

2)B戶型36戶樓電流計(jì)算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.55×36×5/0.4×0.9=275 A。

按上述條件查表YJV22-4×120電纜載流量291 A，291>275故選用YJV22-4×120電纜為本樓供電即可滿足要求。

按溫升選擇后應(yīng)進(jìn)行電壓損失校驗(yàn):

電壓損失計(jì)算，工程中電壓損失計(jì)算可查表計(jì)算，如《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》中1 kV交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電力電纜用于三相380系統(tǒng)電壓損失表可查得95 mm2電纜在cosφ=0.9時(shí)電壓損失為0.109%(A·km)，120 mm2截面電纜電壓損失為0.09%(A·km)。本工程上例室外電纜長度約為100 m，計(jì)算得95 mm2電壓損失為：240 A×0.1 km×0.109%=2.62%；120 mm2截面電纜電壓損失為275 A×0.1 km×0.09%=2.48%以上電壓損失均小于5%滿足供電要求。

7 電纜敷設(shè)

室外低壓電纜因本工程采用直埋敷設(shè)入戶處穿鋼管保護(hù)宜先用YJV22-0.6/1 kV型交聯(lián)聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，由于建筑物低壓系統(tǒng)的接地形式為TN-C-S，現(xiàn)家用電器諧波含量較大，故選用四芯電纜。

由于本工程位于寒冷地區(qū)，電纜宜埋設(shè)于凍土層以下(且大于0.7 m)，并應(yīng)在電纜上下分別均勻鋪設(shè)100 mm厚的細(xì)砂或軟土，覆蓋混凝土保護(hù)板或磚保護(hù)層，且滿足電纜與電纜或其他設(shè)施相互間容許最小凈距，電纜與管溝交叉時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)圖集做法相互配合施工，直埋電纜直行轉(zhuǎn)彎處做標(biāo)志牌。

8 結(jié)語

以上是作者設(shè)計(jì)完成的一項(xiàng)工程，就負(fù)荷計(jì)算和室外低壓電纜敷設(shè)的一點(diǎn)心得，寫出來希望能得到各位同行教導(dǎo)，也可供初入行者參考學(xué)習(xí)。