近些年城市建设持续发展，大中型住宅小区的数量不断增加。同时，人们生活水平不断提高，各种用电器陆续进入人们的生活，人们对电能的需求越来越大, 对供电质量的要求也越来越高。安全、可靠、优质、经济的供配电系统成为提升居民生活质量的有力保证。因此，设计人员要全面提升设计水准，严格按照国家设计标准、能源发展战略、城市规划和当地电力部门要求设计供配电系统，此外还要结合居民小区的规模和规划需求^[1]。本文依据山东省住宅小区供配电设施建设标准，对大型住宅小区供配电的设计原则、方法进行说明，并通过实际项目设计对供配电系统设计进行详细介绍。

1 供配电设计

住宅供配电系统设计要树立以人为本的理念，结合经济发展形势和配电网现状，本着安全、可靠、优质、经济的原则，进行整体设计。确保供配电方案既能够满足近期发展又能兼顾长远规划。

1.1 负荷性质分类

根据中断供电对人身伤亡以及在政治、经济上所造成损失的严重程度，可以将电力负荷划分为三个等级。一级负荷是指中断供电后将造成人员伤亡，影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作，导致经济极大损失, 政治影响恶劣的负荷。二级负荷中断供电后造成政治、经济较大损失，影响重要电力用户的正常工作。不属于一级、二级负荷的均视为三级负荷^[2]。负荷等级不同，对供电要求也就不同，负荷等级越高，对供电系统的安全性和可靠性要求也越高。一级负荷供电要求双电源供电，此外还要配备应急电源。二级负荷宜由两回线路供电，要求不间断供电或中断后能迅速恢复供电。三级负荷只需一路电源供电，保证不中断供电即可。根据负荷等级的划分以及相应的供电要求，可将住宅小区内建筑及配套设施负荷性质进行分类，如表 1。

1.2 负荷容量计算

住宅小区内低压用电负荷包括：住宅一户一表，住宅公共用电，住宅附属商业用电，消防、车库、排水、换热站等必要的低压公建设施用电。依据国家相关标准和山东地区现行规范对住宅小区内容量进行配置和相应的负荷计算^[3]。

现以山东地区某地块新建大型住宅小区供配电设计为例结合相关标准进行阐述。该住宅小区总建筑面积30万m²，18栋住宅楼，高压配电室一座，分配电室4座，10台变压器进行供电，总用电容量约为12000 kVA。住宅小区负荷计算采用负荷需要系数法，简单直观。根据新型住宅小区住户用电负荷预测，按每户8 kW的容量进行负荷计算，选择变压器容量，计算情况如表 2。

1.3 供电方案设计

住宅小区中一、二级负荷，应采用双电源或环网方式供电。一级负荷为特别重要负荷，除由双电源供电外，还应配置应急电源。住宅小区供电容量≤4 000 kVA时，可接入现有10 kV公用线路；供电容量＞4 000 kVA时，宜从变电站新建10 kV线路。其供电容量在8 000~30 000 kVA时，新建多回10 kV线路供电；供电容量≥30 000 kVA时，采35 kV~110 kV供电，由住宅小区开发建设单位结合城市规划提供35 kV~110 kV变电站的规划用地^[3]。新建住宅小区采取高压供电方式时使用高压开关站和配电室供电方式，单母线分段接线，设置分段开关，如下图 1。

两路电源同时工作、互为备用。正常工作时QF断开，^#1和^#2电源分别通过Ⅲ段母线向各自的负荷供电。当其中一路电源(如^#1电源，称为故障电源)停电时，断开QF01，闭合QF，由另一路电源(如^#2电源，称为正常电源)向两段母线上的负荷供电，提高了供电可靠性。

本项目为高层住宅区，包含一级负荷，按标准选用双路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一电源应能保证供电。小区由两路电源供电，内设高压开关站，并采用单母线分段接线方式，小区10 kV电气主接线如图 2。

两台变压器中间的联络柜保障了供电可靠性，当一台变压器出现故障或者检修时，另一台变压器通过联络柜可以对故障线路或检修线路供电。^[4]

新建住宅小区低压供电半径不应超过200 m，设置有两台及以上变压器的配电室应装设0.4 kV分段开关，低压进线开关与分段开关之间加装闭锁装置(电气联锁+机械连锁)，两台变压器正常工作时确保低压进线开关与分段开关不能同时合上。低压配电线路采用“配电室-低压电缆分支箱-住宅用户”的接线方式^[5]，低压电气主接线如图 3。

2 设备选型 2.1 高压设备选型

高压开关柜宜选用小型化、免维护、全绝缘型环网单元。环网单元使用SF₆或真空开关户外环网单元要求小型化、全绝缘、防水、耐腐蚀；户内环网单元采用间隔型的单元柜。开关类型根据需求选用，环网使用负荷开关，馈出线使用负荷开关或断路器。变压器单元保护采用负荷开关-熔断器组合，出线间隔接入变压器容量超过1250 kVA时宜配置断路器及继电保护^[6]。

变压器是供配电系统中最重要的设备之一。变压器选择涉及住宅供配电系统的可靠性、电能质量、安全性、投资与运行费用等多方面的问题，需要综合考虑和平衡。

1) 配电室、箱式变电站内的变压器应选用13型及以上系列的低损耗油浸全密封变压器，楼内配电室选用10型及以上系列低损耗干式变压器，一般采用Dyn11接线方式。

2) 干式变压器外壳防护等级不能低于IP2X。与低压配电柜并列安装时，变压器外壳的防护等级不能低于IP3X。采取措施降低变压器的震动、噪声污染。

3) 干式变压器应配有温控、风机等设备，带有金属外壳，设置主变超温远程告警装置^[3]。

本住宅小区10 kV高压设备选型是通过小区的负荷计算容量、负荷性质、负荷分配并结合设备安置的地理环境为依据进行科学、合理的选择^[7]。高压电气设备选型如下表 3。

2.2 低压设备选型

低压开关柜选用抽屉式开关柜，采取下进风、上出风的散热结构，防护等级不低于IP31。母线选用额定电流为2000 A、2500 A，额定短时耐受电流不小于65 KA/1S。低压进线、分段采用电子控制的框架断路器，额定运行短路分段能力不小于65 KA，出线采用塑壳真空断路器，额定运行短路分段能力不小于50 KA。无功补偿方式为低压集中补偿，低压无功补偿容量按变压器容量的10%~30%配置，采用复合开关自动投切方式^[8]。小区低压设备选型如下表 4。

2.3 电缆型号选择

10 kV电缆一般选用三芯绕包型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。电缆附件选用预制式、冷缩式产品，有密封防水措施。电缆铠装接地线与屏蔽接地线分开，铠装接地线截面积不小于10 mm²，屏蔽接地线截面面积不小于25 mm²。10 kV电缆额定电压(U₀/U)采用8.7/15 kV，满足中性点不接地系统单相接地故障时持续运行两小时。小区内高低压电缆是根据实际负荷计算容量、热稳定校验以及安全性要求进行选择的，符合国家标准^[9]。10 kV电缆截面选择如下表 5。

低压配电线路从配电室低压出线至各栋楼单元电表间，户表至用户配电箱均选用交联聚乙烯绝缘、阻燃、纵向阻水的铜芯电缆，相线、中性线等芯结构，额定电压0.6 V/1 kV。进出开关站、配电室的电缆，采用阻燃电缆。低压电缆截面选择如表 6。

3 电能计量

现今新建居民住宅都采用一户一表的供电方式，由供电部门设置远程计量系统进行统一管理。电能计量设计要满足相关的技术规范，接入中性点绝缘系统时，采用三相三线接线方式，其电流互感器二次绕组与电能表之间采用四线连接；接入中性点非绝缘系统时，采用三相四线接线方式。选择计量箱应采用非金属、高强度、阻燃、耐老化的环保材料，表箱安装在专用表箱间，采用壁挂式设计，安装高度为表箱下沿距楼面(地)距离1.2 m±0.2 m^[10]。本小区一户一表设计采用集中计量、远程自动抄表方式。使用多户表箱，根据需求选用6表位、9表位、12表位电表箱放置在地下一层电表间，预留远程自动抄表装置表位。一户一表接线图如图 4。

4 结束

结合山东省住宅供配电设计标准以及住宅小区供配电设计实例对大型住宅供配电设计进行了详细地阐述。现今电能已经成为人们生活、工作、学习的必需品。科学、合理的供配电系统是保障人们用电质量关键。在住宅电气设计过程中不但要考虑用电的安全性和可靠性，而且还要考虑技术上的可行性，布局上的合理性，经济上的适用性；为人们的现代化生活提供一个安全、舒适、便捷的用电环境^[11]。