鹏德小区电气部分设计

杨晓明

摘 要：本设计以国家相关规范及当地供电部门行业标准为准则，以安全用电、节约能源为指导，在满足安全、可靠的前提下优化典型设计方案，提高资源利用率，应用现代电气技术，实现小区4栋住宅楼的配电、动力、照明、接地防雷设计。

关键词：鹏德小区；电气设计；安全

中图分类号：U284 文献标识码：A

伴随建筑智能技术应用与推广，部分系统与设备控制越来越专业化，并且可以为建筑设备提供通信的协议，以实现系统之间的互通与互联。如：建筑物中电力自动化的监控体系，应用现场的总线技术来处理与采集数据，然后实时监控数据，以便遥控与遥测变配电的系统。

1.小区的配电系统设计

1.1 小区配电系统主接线设计

其一，双电源的方式进10kV高压线，这种方式经配电室或是分段开关来完成环网的功能，通过联络开柜以后到变压器。其二，单电源进10kV的高压线，对低压侧的单母线进行分段。

1.2 无功功率计算与补偿

假设低压侧的功率因数取cosφ=0.93，那么，低压侧所需安装并联的电容器实际容量如下：

Qc=P30×（tan arccos0.79-tan arccos0.93）=967kvar

这里取Qc=960kvar，故选用容量为160kvar组合无功补偿电容器柜6台。每台变压器配置一台，补偿后的配电室低压侧总的视在计算负荷为：

变压器有功功率损耗

△Pt=0.015×S30（2）=0.015×2724.6=40.9kW

变压器无功功率损耗

△Qt=0.06×S30（2）=0.06×2724.6=163.5kvar

1.3 保护配置

1.3.1 高压进线柜

高压进线开关柜设置一套微机型保护，以作配电变压器及10kV母线设备的后备保护。

1.3.2 配电室高压出线柜

出线柜设置一套微机型保护，以便保护变压器。

1.3.3 低压主进线开关

选用国标智能化万能式断路器（如国产DW45系列）配置有“速断、短延时过流、长延时过流”保护功能，对变压器低压侧进行总保护；联络开关、发电市电互换开关均选用智能化万能式断路器配置有“速断、短延时过流、长延时过流”保护功能，小电流出线开关均选用额定极限短路开断电流较高的塑料外壳式断路器配置有速断、过载保护，分别对对应0.4kV出线回路分别进行保护。

1.4 低压配电设计

1.4.1 配电室位置和形式的选择

本小区配电室设在地下负一层、面积约272m2，该层为地下车库，交通条件即层高（约3.8m）满足设备安装及进出高度要求。配电室地面按天然地基承载力标准值fk≧120kPa和7度抗震设防烈度设计；地基处理和配电室地面标高按工程实际计算和处理。配电室采用框架结构，其基础、梁、柱等建构物应选用现浇式构件。

1.4.2 低压室分配线路设计

现在以小区4#楼4～13层为例来计算低压侧的负荷：

4#楼为32层住宅，4～13层每层8户（3层以下为商业及会所）。所需系数Kd取0.58，而功率因数cosφ为0.8，tanφ为0.75则：

P4#=10×8×5kW×0.58=232kW

Q4#=P4#×tanφ=232×0.75=174kvar

=290kVA

I4#=S4#/U=290/（×0.38）=440.6A

1.5 楼层配电设计

1.5.1 各层配电箱设计

同样以小区4#楼4～13层为例来计算

每层8户，采用三相供电，Kd=0.9，cosφ=0.9，tanφe= 0.48则每一层负荷：

Pe=5×8=40kW P30=Kd×Pe=0.9×40=36kW

故无功功率Q30=P30tanφe=17.28kvar

视在功率=39.93kVA

每一层楼

1.5.2 进户配电箱设计

根据设计条件供电电源由小区4#楼底层总配电箱引来，电缆再沿室内贯穿整栋楼房的电缆竖井敷设，进入楼层分配电箱，分配电箱引出相应的回路数到住户配电箱，线路采用TN-S系统接线，并设防雷电波进行保护；在分配电箱之后保护接地线与工作零线严格分开再引入住户配电箱[3]。

2.鹏德小区的照明系统设计

2.1 A户型照度的计算

①主卧室：房间面积A=15.74m2，取照度E=50lx，选用荧光灯（2×36W），查表得单位容量W=4.5W/m2。根据W=P/A公式计算，房间之中总安装的功率P等于W×A，即4.5×15.74等于71W。

②次卧室：房间的面积A为12.4m2，取照度E=50lx，选用荧光灯（2×36W），查表得单位容量W=5.2W/m2。根据W=P/A公式计算，房间之中总安装的功率P等于W×A，即为5.2×12.4等于57W。

③客厅：房间面积A=27.68m2，取照度E=30lx，选用花灯（6×60W），查表得单位容量W=14.8W/m2。根据W=P/A公式计算，房间之中总安装功率P等于W×A，即14.8×27.68等于410W。

2.2B户型照度计算

①主卧室：房间面积A=15.74m2，取照度E=50lx，选用荧光灯（2×36W），查表得单位容量W=4.5W/m2。根据W=P/A公式计算，房间之中总安装的功率P等于W×A，计算得4.5×15.74等于71W。

②次卧室：房间面积A=12.4m2，取照度E=50lx，选用荧光灯（2×36W），查表得单位容量W=5.2W/m2。根据W=P/A公式计算，房间中总安装的功率P为W×A=5.2×12.4=57W。

③客厅：房间的面积A为27.68m2，照度E为30lx，选用花灯（6×60W），查表得单位容量W=14.8W/m2。根据W=P/A公式計算，房间内的总安装功率P=W×A=14.8×27.68=410W。

3.设计小区防雷接地

3.1 接地系统设计

通常情况下，雷击主要包含感应雷击与直接雷击，在雷击的灾害之中感应雷击占比高达80%，而电气设备外界的电涌指的是感应的雷击。

3.2 避雷器选择及安装位置

在高压进线柜装设一组HY5WS-17kV/45kV氧化锌避雷器，作为10kV母线和配变高压侧的防雷及过电压保护。在配变低压侧均装设一组HY1.5WZ-0.28/1.3低压氧化锌避雷器，作为配变低压侧的防雷及过电压保护。

3.3住宅楼防雷接地设计

楼屋顶将Φ10mm直径的圆钢作为避雷带，其架高为100mm，利用建筑物结构柱或剪力墙内的二根钢主筋（Φ>16mm）或四根钢主筋（Φ>12mm）作为防雷引下线，底板及桩基钢筋网可靠焊接。

结语

综上所述，本次设计在分析小区住宅用电基础上，针对居民小区用电负荷的特点，设计了符合自身特点的供电方案，为保证供电可靠性，低压部分单母分段带母联的主接线，这保证在某一路母线故障的情况下整个小区可以不停止供电。由于当今社会对用电安全愈来愈重视，故采取TN-S的系统，以保证接地的可靠性，为用电安全提供的保障。

参考文献

[1]谭天博，王晖.老旧小区抗震加固改造中的电气设计[J].智能建筑电气技术，2014，8（6）：51-56.

[2]李建翔.浅谈高层住宅楼及商业住宅小区的电气控制要点[J].建筑工程技术与设计，2015，15（25）：1499.

[3]蒋公民，李俊杰.论小区住宅楼电气设计的科学性[J].魅力中国，2014，21（21）：325-325.