第1章 住宅小區變配電系統與維護

1.1 住宅小區的變配電系統

1.1.1 住宅小區變配電系統簡介

1.小區變配電系統的組成

住宅小區變配電系統一般由小區變電站、總配電室內的低壓配電柜、低壓輸送電纜、各單元樓進線總配電柜、公共區配電柜、單元分配電箱、用戶配電箱、用電設備等組成，如圖1-1所示。

圖1-1 小區變配電系統的組成

2.小區變配電系統的技術要求

1）小區住宅的10kV供電系統宜采用環網方式，以提高供電可靠性。

2）根據國家標準及有關部門規定：由地區公共電網供電的220V照明負荷，線路電流小于或等于30A時，可采用220V單相供電；大于30A時宜采用380V/220V三相四線制供電。住宅單元進線計算電流大于30A時，應采用三相電源供電，并盡量保持三相平衡。多層住宅（確定為三級負荷的）宜采用干線放射式供電，高層住宅、多層住宅（確定為一、二級負荷的）宜采用干線環路式供電。

3）小區住宅供電系統應留有發展的備用回路。

4）小區住宅樓重要的集中負荷可由變電所設專線供電。

5）住宅供電系統的設計，應采用TT、TN-S、TN-C-S接地方式，并進行總等電位聯結。住戶終端的配電方式宜采用三相五線制（包括PE線）。

6）每幢住宅的總電源進線斷路器，應能同時斷開相線和中性線，應具有剩余電流動作保護功能。剩余電流動作值的選擇應符合下列要求：

① 當住宅的電源總進線斷路器整定值不大于250A時，斷路器的剩余電流動作值應為300mA。

② 當住宅的電源總進線斷路器整定值為250～400A時，斷路器的剩余電流動作值應為500mA。

③ 當住宅的電源總進線斷路器整定值大于400A時，應在總配電柜的出線回路上分別裝設若干組具有剩余電流動作保護功能的斷路器，其剩余電流動作值按上述①、②項設定。

④ 消防設備供電回路的剩余電流動作保護裝置不應用于切斷電源，只應用于報警。

⑤ 電源總進線處的剩余電流動作保護裝置的報警除在配電柜上有顯示外，還應在小區值班室設聲光報警。

7）小區住宅路燈的供電電源，應由專用變壓器或專用回路供電。

8）供配電系統應考慮三相用電負荷平衡。

9）單元（層）應設電源檢修斷路器一個。

10）只有單相用電設備的用戶，其計算負荷電流小于等于40A時應單相供電，計算負荷電流大于40A時應三相供電。

11）當每戶住宅采用單相供電時，進戶的微型斷路器應采用兩極；當采用三相供電時，進戶的微型斷路器應采用三極。且應設置自復式過電壓、欠電壓保護器。

12）電能表應按當地供電部門有關規定安裝，容量應按用電負荷標準選擇；電能表應選用帶有遠傳通信功能接口的產品；當采用自動抄收數據遠傳的電能表時，安裝位置可由工程設計決定；電能表后應裝設斷路器。

13）小區的路燈、草坪燈的電源由小區變電站（一級變電）配出，并集中管理。消防泵電源應從其中的兩個箱變提供。

友情提示

住宅小區建筑用電負荷分為兩類：一類是住宅用電負荷，含住宅照明和家用電器；另一類是公共區用電負荷，含公共區照明和動力兩部分負荷。

對照明用電，每層樓應設配電箱（室），每箱單相供電。避免每層樓內380V線電壓進入，防止誤接線燒壞家用電器設備。

3.民用高層建筑的用電負荷分級

按照有關規定，民用高層建筑的用電負荷分為三級：一類建筑的消防用電設備為一級負荷；二類建筑的消防用電設備為二類負荷；一、二類建筑中，非消防電梯為二類負荷，其余為三類負荷。

因為高層建筑存在著一級或二級負荷，所以現代高層建筑均是采用至少兩路獨立的10kV電源同時供電。具體來說，高層建筑的負荷分級見表1-1。

表1-1 高層建筑的負荷分級

1.1.2 住宅小區變電站的設置

1.住宅小區變電站的分類

根據產權管理權限，小區變電站分為兩種：局管變電站（室）和自管變電站（室）。

1）局管變電站（室）由供電部門管理，采用低壓計量，住宅一戶一表，為住宅用戶和住宅小區中小于100kW的非居民用電負荷（如電梯、公共照明、小店鋪、物業用房等）供電。

2）自管變電站（室），由小區物業（用戶）管理，采用高壓計量，為住宅小區中大于100kW的非居民用電（如商業、會所等）。

2.小區變電站（室）的構成

小區變配電站（室）由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。社區變配電系統構成如圖1-2所示。

圖1-2 社區變配電系統構成示意圖

3.小區變電站位置確定的原則

1）接近負荷中心；

2）進出線方便；

3）靠近電源側；

4）滿足供電半徑的要求；

5）避免設在有劇烈震動和高溫的場所；

6）避免設在多塵或有腐蝕性氣體的場所；

7）避免設在潮濕或易積水場所；

8）避免設在有爆炸危險的區域或有火災危險區域的正上面或正下面；

9）盡量不設在小區廣場、幼兒園等人群比較集中場所的周圍。

4.小區變電站平面布置方案

小區變電站常用的幾種平面布置方案，如圖1-3所示。

5.預裝式變電站

預裝式變電站俗稱箱式變電站。預裝式變電站就是一種把高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定線路方案排布成一體的預制型戶內、戶外緊湊式配電設備，如圖1-4所示。

預裝式變電站三個主要部分（高壓配電裝置、變壓器及低壓配電裝置）的布置方式一般有兩種：“目”字形和“品”字形。“目”字形布置接線方便，“品”字形布置接線緊湊。

圖1-3 變電站常用的幾種平面布置方案

圖1-4 小區箱式變電站

1.1.3 住宅小區供電方式

因為住宅小區的外線設計通常由供電部門完成，因此這里僅簡單介紹住宅小區低壓配電系統的配電方式。

住宅小區供配電網絡通常采用放射式、樹干式，或是兩者相結合的供電方式，見表1-2。

友情提示

放射式配電系統是從小區變電站用低壓干線直接向各用戶配電，適用于大容量用戶。小區內的高層住宅多采用這種方式配電。照明和動力負荷宜以不同的回路分別供電，照明、動力作為雙路電源，為建筑內的一級、二級負荷（如電梯、消防電梯、正壓風機等）供電。

表1-2 住宅小區典型的供電方式

（續）

樹干式配電系統是變電站低壓干線送出，采取π接的方式把電送到各用戶，適用于線路有較大容量而負荷容量不大的建筑。小區內的多層住宅多采用這種方式配電，其照明和動力負荷宜采用同一回路供電。

應用技巧

住宅小區供電方式的選擇

1）對于單臺設備容量較大或較重要場合，一般采用放射式方式。

2）對于非重要用電設備，用電性質相近，又便于線路敷設時，一般采用樹干式方式。

3）對于重要用電設備，可采用雙電源雙回路樹干式方式或雙電源雙回路放射式方式。

1.1.4 住宅小區變電站的主接線

電氣主接線是表示變配電站接受電能和輸送、分配電能的電路。它根據供電要求及受電情況設計，電氣主接線直接關系到供電配電的安全可靠性、運行靈活性，以及基建投資。因此，設計電氣主接線必須嚴格地根據用戶負荷情況及實際條件，經過仔細的技術經濟比較確定最佳方案。

電源進線電壓為10kV的小區，一般總降壓變壓站將10kV電壓降低到380V/220V后，然后經低壓配電線路供電到各用電場所，供給低壓用電設備用電。也有在總降壓變電站，一方面降壓到380V/220V供附近低壓用電設備用電，另一方面又以高壓10kV送到較遠場所再降壓到380V/220V供電給場所附近的一片低壓設備用電。這要根據用戶供電范圍距離和用電負荷大小來確定。

小區變電站一般采用無匯流母線的主接線，常見的有單元式接線和橋式接線。

1.單元式接線

單元式接線即線路-變壓器組接線，用于只有一路進線和一路出線的場合，如圖1-5所示。這種主接線適用于小型住宅小區，只有一種運行方式。

圖1-5 單元式接線

a）進線開關為隔離開關 b）進線開關為負荷開關+熔斷器 c）進線開關為隔離開關+斷路器

1）高壓側采用隔離開關和熔斷器或跌落式熔斷器的變電站主接線，如圖1-5a所示。這種接線因為隔離開關不能帶負荷操作，只能切斷變壓器空載電流，所以變壓器容量不能大，而且在變壓器低壓側必須裝設帶負荷操作的低壓斷路器（俗稱自動空氣開關）。

2）高壓側采用負荷開關和熔斷器的變電站主接線如圖1-5b所示。負荷開關能切斷和合上正常負荷電流，但不能切斷短路電流，所以用負荷開關加上高壓熔斷器對變壓器進行控制和保護（一般高壓熔斷器裝設在負荷開關柜內）。

3）高壓側采用隔離開關和斷路器的變電站主接線如圖1-5c所示。這種主接線適用于供電可靠性要求較高、變壓器容量較大的變電站。斷路器有完善的滅弧裝置，它既能投切正常負荷電流，又能在發生短路故障時可靠切斷短路電流，保護變壓器等電氣設備的安全。

2.橋式接線

當只有兩臺變壓器和兩條線路時，可以采用橋式接線。橋式接線按照橋斷路器的位置可分為內橋式接線和外橋式接線。

1）橋斷路器在進線斷路器的內側（即變壓器側），則稱為內橋式接線，如圖1-6a所示。內橋接線的特點是線路故障或檢修，不影響變壓器運行，而變壓器故障或檢修要影響相應線路，線路要短時停電。

2）橋斷路器在進線斷路器的外側（即進線側），則稱為外橋式接線，如圖1-6b所示。外橋接線的特點是變壓器故障或檢修不影響線路運行，而線路故障或檢修要影響變壓器，相應的變壓器要短時停電。

圖1-6 橋式接線

a）內橋式接線 b）外橋式接線

應用技巧

由于線路故障和檢修機會比變壓器多，所以一般都用內橋接線。但變壓器需要經常投切的場合及系統交換功率比較大的情況，應用外橋接線比較方便和有利。

橋接線使用的電氣設備較少，布置簡單，造價低，供電可靠性、運行靈活性也可以；而且只要在配電裝置的布置上采取適當措施，橋接線還可能發展為單母線分段接線，以便增加進出線回路。因此，橋接線在大型住宅小區降壓變電站中用得較多。

友情提示

電氣主接線的基本形式分有匯流母線主接線和無匯流母線主接線兩種形式。

有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線接線、單母線分段、單母線分段帶旁路母線等形式；雙母線又分為雙母線接線、雙母線分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線的形式。

無匯流母線主要有單元接線、擴大單元接線、橋形接線、角形接線。