住宅小区电气专业浅析

曹光明

随着城市建筑的飞速发展，大型住宅小区工程比比皆是，作为电气专业设计新人，应从哪些方面考虑本专业设计问题，从多年来的设计经验出发，提出以下一些方面仅供参考：
确定负荷等级。负荷等级的确定关系到整个供电系统的配置，一级负荷需要双路或多路配电，二级负荷需要双回路电源配电，而三级负荷只需要单回路电源供电，所以，准确而合理的确定负荷等级是整个供配电的前提。确定负荷等级后，应确定供电系统形式，是高压还是低压供电，这一步应结合当地供电部门的要求，按常理用电负荷超过250KW以上的应该高压供电，接下来合理选择高低压变配电室的位置，应尽量靠近负荷中心，而且进出线方便。下面列举一个住宅小区，包含七栋十七层住宅楼、一个地下立体车库、一栋三层幼儿园，一栋两层社区文化中心服务用房工程，此住宅小区规划阶段电气专业需注意的问题：
第一步，确定供电条件，确定能否提供双路电源及进线方
向如何（如不能提供双路电源，建议最好采用柴油发电机供电以满足第二电源供电需求），第二步，确定室外变配电设备，根据当地供电部门提供的供电条件，小区室外采用分散的箱变，至各单体住宅楼再进行低压配电。第三步，初步计算用电负荷：
住户用电量： 715（居住总户数）*6KVA（每户预留电量）*0.35(需用系数)=1502KVA;
地下车库用电量：12100（车库面积）*30VA(立体车库用电指标)=363KVA;
地下储藏间用电量：9680（储藏间面积）*10V(用电指标)=97KVA;
地上独立车库用电量：1185（车库面积）*20(用电指标)=27KVA;
幼儿园用电量:2640(建筑面积)*25(用电指标)=66KVA;
社区文化中心及服务用房用电量:1115(建筑面积)*100(用电指标)=112KVA;
商业用电量:1850(建筑面积)*140(用电指标)=259KVA;
其它项：小区配套设施用电（换热站，变电站，门卫，室外照明等）150KW
经初步计算,总用电负荷为2576KVA，适当考虑预量外，可以按3000KVA考虑选择变压器容量。在接下来的初步设计及施工图阶段需要结合总图确定单体住宅楼进线方向，而后再着手单个楼的电气施工图设计，这里不再累述。
二.在单体住宅楼内合理确定强弱电竖井的位置及面积是电气设计人不可回避的问题，现普遍采用的高层住宅电气竖井尺寸：不进人操作的强电竖井尺寸(1800X600)，不进人操作的弱电竖井尺寸（1500X600），进人操作的强弱电合用竖井尺寸（1100X2000）。提供以上尺寸仅供参考，应结合工程实际情况做相应调整。
4.应急电源负荷的确定上，举两个小区案例，看看柴油发电机的功率选择范围究竟是多少？
实例一：某住宅小区共5栋住宅楼，其中两栋楼地下二层，地上十八层；另两栋楼地下二层，地上十层；其余一栋楼地下二层，地上十二层。小区总建筑面积70302m2总住户数为452户（每户按5KW用电负荷考虑），消防及给排水配套设备分散于小区室内及室外附属建筑中，经统计：
1#楼照明负荷N1~N4,Pe=4*185kw，Pj=4*111kw
1#楼动力及应急负荷N5~N8,Pe=4*51.8kw，Pj=4*51.8kw
2#楼照明负荷N1~N2,Pe=2*270kw，Pj=2*135kw
2#楼动力及应急负荷N3~N4,Pe=2*113kw，Pj=2*113kw
3#楼照明负荷N1~N2,Pe=2*155kw，Pj=2*98kw
3#楼动力及应急负荷N3~N4,Pe=2*25.2kw，Pj=2*25.2kw
4#楼照明负荷N1~N4,Pe=4*105kw，Pj=4*84kw
4#楼动力及应急负荷N5~N8,Pe=4*25.2kw，Pj=4*25.2kw
5#楼照明负荷N1~N2,Pe=2*224kw，Pj=2*123kw
5#楼动力及应急负荷N3~N6,Pe=4*47.4kw，Pj=4*47.4kw
5#楼商业负荷N7=120kw
经计算，小区总照明，动力及应急负荷如下：
照明负荷Pe=2578kw, Pj=1999kw(含商业网点照明120kw)
动力负荷387kw
应急负荷387kw
应急负荷占额定照明负荷百分比为387/2578x100%=15%
应急负荷占计算照明负荷百分比为387/1999x100%=19.4%
小区单位面积照明用电量1999/70302x100%=28.4w
实例二：某小区共四栋住宅楼，其中两栋楼地上十七层，另外两栋地上十一层，一二层皆为商业网点，地下一层皆为戊类储藏室，总建筑面积为33950 m2 ,总住户数为207户（每户按5KW用电负荷考虑），消防及给排水配套设备分散于小区室内及室外附属建筑中，动力负荷考虑太阳能热水泵功率，经统计：
1#楼照明负荷N1,Pe=182kw，Pj=108kw
1#楼动力负荷N2,Pe=162kw，Pj=130kw
1#楼应急负荷N3,Pe=32kw，Pj=32kw
1#楼商业网点负荷N4,Pe=105kw,Pj=84kw
2#楼照明负荷N1~N2,Pe=2*150kw， Pj=2*130kw
2#楼动力负荷N3~N4,Pe=2*30.2kw， Pj=2*30.2kw
2#楼应急负荷N5~N6,Pe=2*35.7kw， Pj=2*35.7kw
2#楼商业网点负荷N4,Pe=105kw,Pj=84kw
3#楼照明负荷N1~N3,Pe=3*150kw， Pj=3*130kw
3#楼动力负荷N4~N5,Pe=2*47kw，Pj=2*47kw
3#楼应急负荷N6~N7,Pe=2*53kw， Pj=2*53kw
3#楼商业网点负荷N8,Pe=105kw, Pj=84kw
4#楼照明负荷N1,Pe=272kw， Pj=136kw
4#楼动力负荷N2,Pe=195kw， Pj=117kw
4#楼应急负荷N3~N4,Pe=2*44kw，Pj=2*44kw
4#楼商业网点负荷N5,Pe=90kw, Pj=72kw
经计算，小区总照明，动力及应急负荷如下：
照明负荷额定值1609kw(含商业网点额定照明值405kw)
照明负荷计算值1218kw(含商业网点计算照明值324kw)
动力负荷535kw
应急负荷242kw
应急负荷占额定照明负荷百分比为242/1609x100%=15%
应急负荷占计算照明负荷百分比为242/1218x100%=19.8%
小区单位面积照明用电量1218/33950x100%=35.8w
以上两个工程的统计可见一斑，应急负荷占额定照明负荷百分比皆为15%，占计算照明负荷量的19%左右，可见，我们只要按照应急负荷为10%~20%的范围选取就能满足应急负荷的供电要求。另外，住宅小区的总照明用电量一般按小区面积略有出入，一般可以达到每平米20~40w左右，利用这个数字可以大略的估算出整个小区的总照明用电量。
三．在设计电气图的过程中，还应注意以下一些常见问题：
A．保护电器与导体不匹配。审图中60%的问题出在这里，万万不可忽视。（计算电流<整定电流<导体载流量，见GB50054-95第4.3.4条）另有很多情况是这个规则的演绎，如：
桥架多层配线，电缆载流量相应折减，在选择开关时要考虑进去;电缆敷设方式，是暗敷设还是明敷设，载流量有一定区别，应按照形式准确选择载流量。
B.自动转换开关电器（ATSE）的选用值偏低。当采用PC级自动转换开关电器时，应能耐受回路的预期短路电流，且ATSE的额定电流不应小于回路计算电流的125%。见JGJ16-2008第7.5.4条（应根据配电系统的要求，选择高可靠性的ATSE电器，其特性应满足现行国家标准《低压开关设备和控制设备》GB/T14048.11的有关规定）
C.配电柜电流互感器变比选择不符合要求。仪表的测量范围和电流互感器变比的选择，宜满足当被测量回路以额定值的条件运行时，仪表的指示在满量程的70%。（见JGJ16-2008第5.3.1条第7款。）
D.应急照明最少持续供电时间不符合要求。JGJ16-2008第13.8.6条。
E.信息系统电缆入户处，应选用适配的信号线路浪涌保护器。见GB50311-2007第7.0.9条。
F.竖井内布线每层应做防火密封隔离。竖井的井壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体。竖井在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊，其耐火等级不应低于三级。同时楼层应采用防火密封隔离，电缆和绝缘线在楼层间穿管时，两端管口空隙应作密封隔离。见GB50054-95第5.7.5条。
G.变配电室应急照明照度应为100%。消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其他房间的消防应急照明，应保证正常照明的照度。见GB50016-2006第11.3.2条4款。
H.消防配电设备应设有明显标志，采用专用的供电回路。见GB50045-2005第9.1.3条。
I.所有消防用电回路的断路器过载保护皆应动作于信号，不应动作于跳闸，设计时，消防设备回路应注明断路器的脱扣器代号，根据目前断路器的情况，应采用“200”单电磁型脱扣器，如有只报警不脱扣的过载保护元件，应优先选用。
J.卫生间插座安装高度必须遵照0、1、2区的要求，在0、1、2区内不允许非本区的配电线路通过，也不允许在该区内装设接线盒。见JGJ/T16-92第14.8.2.8条要求。
K.多层公共建筑及住宅的低压配电系统应符合JGJ16-2008第7.2.1条规定。（照明、电力、消防及其他防灾用电负荷，应分别自成配电系统；电源可采用电缆埋地或架空进线，进线处应设置电源箱，箱内应设置总开关电器；电源箱宜设在室内，当设在室外时，应选用室外型箱体；当用电负荷容量较大或用电负荷较重要时，应设置低压配电室，对容量较大和较重要的用电负荷宜从低压配电室以放射式配电；由低压配电室至各层配电箱或分配电箱，宜采用树干式或放射与树干相结合的混合式配电）
四.另外，初学者在电气施工图设计阶段时刻要牢记：纵观全局，考虑整体。对于有广场及立面泛光照明要求的小区，还应做好容量预留及管线预留工作。施工中会经常出现水电管路交叉碰幢等问题，如，暖气片与插座位置重叠、配电箱与消火栓箱位置重叠，电缆桥架与设备管线打架等等，这些都是应该注意，甚至是设计中应避免发生的问题，只有专业之间减少错漏碰缺现象，才能使电气专业更好的为整体服务。