国外居住区配电设计方案的分析

刘思嘉

北京市建筑工程设计有限责任公司，北京 100055

国外居住区配电设计方案的分析

刘思嘉

北京市建筑工程设计有限责任公司，北京 100055

以国外某项目为例，探讨了国外设计规范中住宅区供配电设计的计算方法，比较了国内外设计规范负荷计算的算法差异，并针对这些差异提出一些结论。

.住宅区；供配电设计；国外

0 引言

随着我国经济的快速发展，对外开放进一步扩大，国内设计企业越来越多的走出国门，参与到国际项目的设计工作中。与以往国内住宅区配电设计相比，很多国外项目的规模和占地面积远远大于前者，部分项目的规模甚至相当于国内的小城镇规模。国内较大项目的一般规模约为数十栋建筑，建筑面积在十几至几十万平方米，总负荷在数千kVA数量级[2,3,4,5]。而国外大规模住宅区项目，以本文背景为例，有时可达到数百万m2的建筑面积，数十万kVA的用电负荷。而在此情况下，凭借以往的住宅小区配电设计的经验，可能有部分已不适用于此类规模的设计工作；另一方面，国外项目所依据的设计规范和标准，有时在内容甚至体系上也不同于国内标准，这也给国内企业参与国际项目带来一定的挑战。本文将以某国外项目为背景，探讨在这类大型住宅区设计中的一些经验和准则。

1 项目概况

该项目位于某国首都郊区，总占地面积约8.5km2，总建筑面积约330万 m2，其中住宅约290万m2，共约15 000户，公建面积40余万m2。共分11区块，其中10个区块为带有少量配套公建的居住区，剩下一个区块为公建区，规划居住人数90 000人左右。

电源情况如下：地块南北方向各有一路220kV供电线路，经220/30kV变电站提供电源。电网频率50Hz。

2 负荷计算

2.1 单户负荷指标

目前，国内在设计阶段，对住宅负荷的计算大多采用按需要系数确定计算负荷的方法，这种方法在计算上比较简便易行，但缺点是精确度较低。而在本项目中，根据该国相关设计标准和惯例，单户住宅采用考虑多样性的最大需求（After Diversity Maximum Demand）方法。这种方法在计算上相对繁杂，但更加准确。

此项目的住宅大致可以分为两种户型，建筑面积分别为182m2和205m2，依据当地规范，计算负荷如表1：

表1 单户用电负荷计算

2.2 组团负荷计算

国内项目计算住宅负荷时，通常采用需要系数法[1,2]，按照户数的不同取用单一的需要系数，与单户负荷计算类似，这种方法计算比较简单，但相应的，准确度也有一定的欠缺，在建成运行后的某些情况下（如夏季用电高峰），较易出现实际负荷达到或超过设计容量的情况，造成各种事故。本项目所采用的标准采用了该国设计标准所提供的同时系数计算方法，并参考了国际标准IEC60439，按照同一变压器所带负荷户数的不同，分段计算总负荷，每段的同时系数各不相同。各段的同时系数如表2所示。

表2 同时系数列表

每栋住宅楼有4层，共2个单元，一梯两户，每栋楼共16户。若一台变压器所带住宅为100户，则根据此方法，相应的变压器负荷（设功率因数为0.9）为：

按照相应的国内规范[1]，100户住宅所对应同时系数为0.2-0.3，取0.3，则对应的变压器负荷为：

显然，相应的国外规范计算上明显大于国内规范，这利弊兼有：从不利的一方面来说，计算负荷偏大，同样规模的项目，会需要更多的变压器，增加了一次投资；从有利的一方面来说，这种算法保险系数较高，尤其是出现瞬时负荷较大时，出现跳闸等事故的几率将大大降低。

根据该国供电部门的要求和此项目地实际情况，最终确定，11/0.4kV变压器容量选取1 000kVA。考虑到今后负荷的持续发展，变压器负荷率一般在60%左右，最多不超过72%。表3为一个典型的11/0.4kV变压器所带的负荷，具体计算过程如下：

表3 11/0.4kV变压器典型负荷

2.3 总负荷估算与变压器数量的确定

根据上文所述，每台11/0.4kV变压器对应72户住宅负荷，则住宅所对应的变压器负荷约为：

由于本项目中公建类型繁多，再加上部分公建方案在本文撰写时仍未确定，因此，公建负荷只能按照其建筑面积进行大致估算，单位负荷取100W/m2，公建负荷约为：

则总负荷约为：

则共需11/0.4kV变压器240台，考虑到实际运行时，不可能每台变压器都达到设计负荷率，低于设计负荷率的可能比高的可能要大一些，因此，11/0.4kV变压器的数量大约在240～260台之间。

3 变电站规划

3.1 11/0.4kV变电站的规划

根据当地规范，11/0.4kV变电站间距按照表4取值，在本项目中，其间距不应超过310m。相对于国内规范的变电站负荷半径250m，要求更高一些。

表4 低压变压器间距与负荷密度之间的关系

3.2 30/11kV变电站的规划

对此项目，南北间距约4km，东西间距约2km。显然，如果直接采用11kV线路的话，线路电压降将会非常大，导致供电质量大大降低。采用30kV网络使30/11kV变电站互联，再从30/11kV变电站向11/0.4kV变电站供电，是更加合适的方案。30kV网络如图1所示。

4 结论

由上述分析我们可以得知，国外设计标准在负荷计算方面，比国内标准要高出不少，这固然增加了一次投资的数量，但是，在运行时，降低了末端变压器跳闸等事故的概率，可靠性会大大提高，对于减少运行和维护工作量和费用有显著效果，相比较而言，对国内规范的修订具有一定的参考意义。

图1 30/11kV网络连接示意图

[1]冯静主编.简明建筑电气手册[M].福州：福建科学技术出版社，2007：92-93.

[2]宋卫东.住宅小区供电规划——变电所数量的确定[J].低压电器，2007(10)：33-37.

[3]朱锐，常泳.住宅小区环网供电设计探讨[J].石河子科技，2003(5)：37-38.

[4]顾赵明，张巍巍.住宅小区环网供电设计探讨与设备选型[J].山西建筑，2007(11)：182-183.

[5]张玉霞.城镇居民小区供电设计及措施[J].民营科技，2008(5)：31.

TM7.

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.1674-6708（2011）52-0172-02