中小型住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

侯濤

（四川瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川瀘州 646000）

伴隨著社會(huì)的持續(xù)性發(fā)展及人們消費(fèi)水平的不斷提高，用電設(shè)備越發(fā)普及，人們的生活逐漸向著高科技與自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)，人們對(duì)于供電質(zhì)量的要求也在不斷提高，優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、可靠及安全的供配電系統(tǒng)已經(jīng)成為了居民生活質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員而言，其不僅需要確保設(shè)計(jì)結(jié)果滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還需要兼并居民小區(qū)的規(guī)模及今后發(fā)展規(guī)劃基礎(chǔ)要求。對(duì)于中小型住宅建筑而言，其涉及居民數(shù)量多、可靠性要求高的特征，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模雖然較小，但是對(duì)于供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性要求更高。對(duì)此，探討中小型住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備顯著的實(shí)踐性價(jià)值。

1 中小型住宅小區(qū)配電基礎(chǔ)特征

目前來看，在中小型住宅的配電方面，基礎(chǔ)用電特征主要為以下兩個(gè)方面。一方面，能夠有效滿足居住人口數(shù)量不斷提升時(shí)用電需求不斷增加的現(xiàn)狀，特別是現(xiàn)代居住小區(qū)的樓層高度及面積不斷擴(kuò)大，用電規(guī)模會(huì)持續(xù)提高。另一方面，在于小區(qū)居民生活中高能耗電器的使用量很大，同時(shí)，隨著人們生活條件的不斷改善，用電負(fù)荷量不斷提升，配電難度不斷提高的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致配電安全性問題的形成。

就中小型住宅的配電特點(diǎn)來看，近些年，隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，建筑面積不斷擴(kuò)大，同時(shí)，城市化住宅面積呈現(xiàn)出了緊張趨勢(shì)，從而導(dǎo)致供電范圍及供電難度不斷提高，并且引發(fā)輸電線路整體負(fù)荷承載能力的持續(xù)提升，此時(shí)便會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷量隨之提高。因?yàn)樽≌^(qū)的建設(shè)期間資金鏈存在不完整、手續(xù)不完善等因素的影響，此時(shí)便會(huì)導(dǎo)致住宅小區(qū)進(jìn)行分期設(shè)計(jì)和施工，每一個(gè)小區(qū)的住宅面積和房間內(nèi)的結(jié)構(gòu)布局存在較大的差異，此時(shí)，樓層之間的供電要求及用電規(guī)模均會(huì)出現(xiàn)明顯的改變。一般情況下，需要基于小區(qū)的建設(shè)規(guī)模及基本的風(fēng)格特征，不僅需要嚴(yán)格設(shè)計(jì)單位樓房的供電量，還需要針對(duì)聯(lián)體樓房進(jìn)行設(shè)計(jì)，此時(shí)，便需要合理選擇三相電源或單相供電。另外，在電源方式選擇方面，應(yīng)當(dāng)積極做好樓房住宅數(shù)量的控制，并保持合理且規(guī)范化的設(shè)計(jì)方案。在用電規(guī)模的基礎(chǔ)特征方面，隨著人們生活水平的不斷提升，現(xiàn)代化住宅小區(qū)的配套設(shè)施不斷完善，應(yīng)用健身設(shè)備、空調(diào)、電梯及冰箱等都會(huì)包含大功率電氣設(shè)備，此時(shí)，每一個(gè)住宅的用電數(shù)量均會(huì)出現(xiàn)比較大的差異，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮小區(qū)狀況，并基于小區(qū)用電級(jí)別、類型結(jié)構(gòu)，明確用電規(guī)模，并保障混合型供電的合理性。

2 中小型住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 線路系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在中小型住宅小區(qū)中，供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)期間不僅需要嚴(yán)格落實(shí)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，還應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)保證經(jīng)驗(yàn)的豐富，并基于線路進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。在住宅小區(qū)的建設(shè)期間，電氣輸電線路的選擇應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格落實(shí)安全、防火等原則，同時(shí)，需要將輸電線的導(dǎo)線采取銅芯線作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，普遍情況下，小區(qū)住宅的供電系統(tǒng)近乎導(dǎo)線的面積應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)在10mm以上，每一個(gè)分支的回路線路界面應(yīng)當(dāng)控制在2.5mm以內(nèi)。基于這一情況，小區(qū)在具體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)提高對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)及小區(qū)住宅面積的重視，并針對(duì)性進(jìn)行調(diào)整。如果單相用電的負(fù)荷量在8kW/h，引入住宅單相輸電線路界面維持在16mm以上，此時(shí)，需要基于銅芯導(dǎo)線，在單相用電負(fù)荷為6kW/h時(shí)，引入住宅的輸電線路面積應(yīng)當(dāng)維持在10mm以上。

近些年，隨著家庭用電設(shè)備的不斷增多，導(dǎo)致住宅內(nèi)的用電負(fù)荷量明顯增加，此時(shí)，配電線路所需要承載的壓力也會(huì)隨之提升，其最為直接的表現(xiàn)便是家用電能表與斷路器經(jīng)常發(fā)生故障。部分家庭因?yàn)殡妷悍矫娴南拗?，在日常生活中?huì)同時(shí)使用各種空調(diào)、電飯煲、微波爐等電氣設(shè)備，此時(shí)便很容易發(fā)生電路熔斷與短路等問題，結(jié)果便是電線內(nèi)部與外部的嚴(yán)重發(fā)熱，從而加快絕緣老化導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。對(duì)于中小型住宅小區(qū)的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程而言，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于明確電力負(fù)荷及用電需求，在明確具體分配模式之后，便需要固定。如果房間較少，但采用多個(gè)插座、臨時(shí)線只有一個(gè)插座，這顯然是不合理的。為了更好地保障用戶的安全，電力開關(guān)的終端負(fù)荷應(yīng)當(dāng)為同時(shí)使用開關(guān)斷開電路與N條線路，采用雙擊電隔離。另外，如果房間插座數(shù)量比較少，采用臨時(shí)線或多插座即可滿足相應(yīng)需求，但是這不僅影響美觀，同時(shí)也存在安全問題。對(duì)此，為了更好地保障用戶安全，可以應(yīng)用雙極性的隔離裝置，采用終端負(fù)荷的電源開關(guān)。在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，可以在管線、管材方面采用焊管網(wǎng)，從而有效規(guī)避電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。在導(dǎo)線截面尺寸方面，一般為4～6mm的銅芯絕緣線，但是必須滿足15年使用期限這一基礎(chǔ)要求。對(duì)于廚房、浴室等方面的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整與優(yōu)化。

2.2 電力荷載設(shè)計(jì)

首先，需要滿足基本的用電需求，在住宅設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮兩組電源并基于獨(dú)立控制方案，建筑電力負(fù)荷期間，應(yīng)當(dāng)高度重視專用線路，從啟動(dòng)裝置供電時(shí)，保持供電時(shí)間超過電源轉(zhuǎn)換時(shí)間。在荷載設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持內(nèi)部專用線路系統(tǒng)滿足上述基礎(chǔ)要求，促使住宅消防負(fù)荷可以滿足相應(yīng)的要求。在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足供電時(shí)間超過電源切換的時(shí)間。在居民用電需求之下，需要按照不同用電的需求及設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)用電分級(jí)的判斷，并基于電氣設(shè)計(jì)作為規(guī)范和依據(jù)，有效明確電力負(fù)荷等級(jí)。其次，在電力負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí)，還需要基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)與電氣設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)，突出環(huán)保節(jié)能理念，從而保障電耗預(yù)測(cè)數(shù)值的精準(zhǔn)性控制，綜合成本預(yù)算及電力技術(shù)水平，保障電容量的合理性，探索大量數(shù)值實(shí)行供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，預(yù)防設(shè)計(jì)方案誤差或成本過高的問題。例如，針對(duì)一級(jí)荷載的設(shè)計(jì)問題，需要確保內(nèi)部有一組可持續(xù)性供電的電源，同時(shí)設(shè)置獨(dú)立電源，保障一組電源中斷供電時(shí)，另一組電源能夠及時(shí)支撐供電，或者是兩組電源出現(xiàn)中斷供電后，工作人員可以快速恢復(fù)其中一組，從而恢復(fù)電源。為了更好地規(guī)避電源系統(tǒng)故障而導(dǎo)致電氣設(shè)備遭受影響，需要按照一級(jí)荷載在建筑內(nèi)部運(yùn)行，其需要提前設(shè)計(jì)一整套能夠隨時(shí)監(jiān)控電源系統(tǒng)運(yùn)行的系統(tǒng)，從而保障供配電質(zhì)量。

當(dāng)前所擁有的數(shù)據(jù)與電氣設(shè)計(jì)規(guī)范基礎(chǔ)，其能夠基于節(jié)能環(huán)保理念為重點(diǎn)，在保障電耗預(yù)測(cè)值精度滿足基本要求的情況下，可以計(jì)算供配電系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，借助對(duì)相關(guān)模型的模擬判斷，可以掌握電力建設(shè)的需求，并綜合成本預(yù)算、電力技術(shù)及電力設(shè)備3個(gè)方面的關(guān)系，保障工作成本的同時(shí)，適當(dāng)增加電容量，探索各種數(shù)據(jù)的合理性，針對(duì)性判斷供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果，預(yù)防因設(shè)計(jì)方案不合理而造成誤差，從而影響電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行。

2.3 供電電源與斷路器

首先，以居民住宅的用電需求為基礎(chǔ)，需要針對(duì)性做好供電電源的合理設(shè)計(jì)，按照整體電荷載量的數(shù)據(jù)，合理地計(jì)算并針對(duì)負(fù)荷進(jìn)行登記劃分，在保障供配電系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)前提下，可以采用添加柴油發(fā)電機(jī)組的方式進(jìn)行運(yùn)行。為了更好地達(dá)到持續(xù)性的居民建筑供電效果，需要采用獨(dú)立性的10kV 高壓電源，在保障供電線路的有效傳輸基礎(chǔ)上，還可以將電源基于變配電站傳輸?shù)骄用裥〗M的開關(guān)房間。為了保障用電的安全性，住宅建筑可以應(yīng)用380V/220V 的配電電壓。

其次，對(duì)于低壓斷路器，針對(duì)住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，應(yīng)當(dāng)高度重視低壓斷路器的應(yīng)用。在保障主體的電器不會(huì)遭受影響的基礎(chǔ)上，需要盡可能提高對(duì)于低壓斷路器的類型選擇，積極預(yù)防低壓斷路器因型號(hào)方面的不匹配導(dǎo)致動(dòng)力設(shè)備壽命縮短、照明設(shè)備壽命縮短等問題。當(dāng)前，大多數(shù)的住宅小區(qū)在設(shè)計(jì)過程中，需要基于居民住宅的具體類型，基于低壓斷路器涉及的直流、交流進(jìn)行電源的劃分，同時(shí)，將建筑與用電需求進(jìn)行結(jié)合分析，合理應(yīng)用低壓斷路器，從而有效預(yù)防電壓過低的問題，確保電動(dòng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量與使用壽命。

2.4 配電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在以往住宅小區(qū)當(dāng)中，因?yàn)槊恳粦舻姆种Щ芈繁容^少，無法將多個(gè)用電器具與設(shè)備采取同一個(gè)插座進(jìn)行處理，甚至還會(huì)導(dǎo)致二級(jí)插座現(xiàn)象的發(fā)生，此時(shí)，一級(jí)插座的承載功率可想而知。在中小型住宅小區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要盡可能規(guī)避插座損壞和跳閘問題的判斷，因?yàn)榉种Щ芈返臏p少會(huì)直接影響單個(gè)分支回路承擔(dān)更大的負(fù)荷量，但實(shí)際上相當(dāng)于降低線路或回路截面會(huì)隨之縮小。對(duì)于供電線路的運(yùn)行質(zhì)量而言，如存在長期的過載運(yùn)行，線路溫度會(huì)隨之提升，此時(shí)便會(huì)導(dǎo)致外部的絕緣層保持軟化，很容易導(dǎo)致電氣線路出現(xiàn)漏電、斷電及火災(zāi)等事故問題。配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，一般情況下，住戶室內(nèi)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)配備相應(yīng)的配電箱，同時(shí)，需要基于照明、插座及空調(diào)等設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的回路。照明回路與空調(diào)線路應(yīng)當(dāng)應(yīng)用空氣開關(guān)，而對(duì)于其他大功率的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行漏電斷路器管理工作。照明回路需要基于漏電開關(guān)進(jìn)行保護(hù)，而空調(diào)等設(shè)備應(yīng)當(dāng)確保2.5m 以上的安裝高度，保障用電設(shè)備不會(huì)對(duì)居民生活造成影響。

2.5 變電所位置設(shè)計(jì)

配電室與變壓器屬于中小型住宅小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間兩個(gè)非常重要的內(nèi)容，無論系統(tǒng)屬于高壓還是低壓，線路的進(jìn)出都應(yīng)當(dāng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，配電房的位置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)小區(qū)的用電規(guī)模及負(fù)荷重點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇，配電房與主要用電負(fù)荷之間應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x。針對(duì)中小型的住宅小區(qū)而言，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，變電所的位置應(yīng)當(dāng)確保選擇合理，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)讓變電器到小區(qū)每一個(gè)建筑的距離都達(dá)到最短，盡可能降低線路和負(fù)荷的損耗表現(xiàn)。普遍情況下，還需要綜合考慮安全性和管理的便利性，需要基于變電所安裝在特殊管理房中。小區(qū)內(nèi)部的樓棟應(yīng)當(dāng)保持有效分散，高壓配電房的位置應(yīng)當(dāng)安裝在小區(qū)中心位置，假設(shè)方案無法實(shí)施，則應(yīng)當(dāng)充分考慮在適當(dāng)位置安裝小型箱式變電站?；诜謪^(qū)和分片管理方案，促使所有變電站可以獨(dú)立服務(wù)在樓房中。但是，這一種模式之下，因?yàn)樽冸娖鬟\(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較高噪音而影響到居民，所以需要做好相應(yīng)的隔離防護(hù)管理，可以采用隔音材料或防護(hù)罩進(jìn)行隔離保護(hù)。因?yàn)榕潆娮儔浩髟诠┡潆姺矫娌豢商娲谧儔浩鬟x擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮變壓器的相關(guān)型號(hào)指數(shù)，如型號(hào)、容量、數(shù)量，考慮住戶用電設(shè)備的基本特性，在分配期間，應(yīng)當(dāng)盡可能安裝在負(fù)荷較大的重點(diǎn)位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的控制。但在具體建設(shè)安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)呐潆娮儔浩?，并提高?duì)于住宅小區(qū)負(fù)荷性質(zhì)的了解，基于對(duì)住宅小區(qū)的環(huán)境、節(jié)能及環(huán)保等問題的關(guān)注，從而保障設(shè)備的合理選擇。

2.6 供配電設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

對(duì)于設(shè)計(jì)人員，在居民住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)期間，需要充分考慮供電方案的合理性，一方面，需要綜合基于純用戶住宅小區(qū)的供電設(shè)計(jì)方案及其他類型的用電采取不同的設(shè)計(jì)原則，其中，純用戶的住宅小區(qū)供配電方案應(yīng)當(dāng)基于地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格履行相應(yīng)的地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。在電表箱設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)高度重視地區(qū)供電的基礎(chǔ)狀況。另一方面，在住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)盡可能規(guī)避資源浪費(fèi)，合理考慮二次裝修問題，對(duì)于商鋪與住戶內(nèi)等部位的電氣設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，目前部分小區(qū)不再使用這一方面的電氣設(shè)計(jì)，在室內(nèi)可以預(yù)留電氣配電箱。

3 結(jié)語

綜上所述，中小型住宅小區(qū)屬于城市居民群體生活的重要居住場(chǎng)所，配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰幕A(chǔ)保障。在具體設(shè)計(jì)工作中，不僅需要保證豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)成效，還需要基于工程實(shí)踐需求，強(qiáng)化自身設(shè)計(jì)水平并優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合能力。與此同時(shí)，還需要深切落實(shí)中小型住宅小區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與布線規(guī)劃，并完善住宅供配電的設(shè)計(jì)功能，從而推動(dòng)城市建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。