某国有工矿棚户区改造工程电气设计

杨耀政 朱喆琳 樊文生

(大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西 大同 037000)

1 工程情况介绍

某国有工矿棚户区改造工程，其规划用地面积约17万m2，总建筑面积约为26万m2。项目包括：住宅楼、配套公建、幼儿园等，其中住宅约50栋6层砖混住宅楼，配套公建有沿街底商和独立的2层商业用房。

2 供电电源及计量

本工程高压供电电源由小区西侧约2 km处的110 kV降压站引来，在本小区设一进十出10 kV开闭站一座，放射式为本小区各箱式变电站提供电源。

计量方式：1)住宅每户设磁卡表，在1层表箱处计量；2)地下自行车棚、泵房等消防用电在末端配电箱处设计量表；3)商铺、物业、幼儿园等用电在末端设计量表计量。

3 负荷等级

本小区主要建筑6层住宅，三级负荷供电；商铺面积均小于200 m2，三级负荷供电；幼儿园为小型幼儿园，三级负荷供电；小区水泵房，热交换站由于要求用电可靠性高，为二级负荷供电。

4 供电方案

本工程10 kV开闭站设于小区中部接近总负荷中心，以减少10 kV电缆使用长度和降低能耗，小区内设10座10/0.4 kV箱式变电站，单座箱式变电站容量630 kVA，由箱式变电站电缆敷设至各楼用电处。

5 负荷计算

负荷计算采用需要系数法，依据《住宅建筑电气设计规范》，每套住宅用电负荷和住宅建筑用电负荷需要系数计算。住宅部分A型建筑面积约75 m2/每套，用电负荷按4 kW/套计；B型住宅建筑面积约93 m2/每套，用电负荷按6 kW/套计；商铺按50 W/m2计，每个商铺按10 kW计；幼儿园按40 W/m2计；建筑面积约2 000 m2，按80 kW计。

住宅部分A,B型户型相间分布于1号箱变，计划供A户型住宅楼4栋，每栋48户；B户型3栋，每栋36户，负荷计算如下：

4×48+3×36=300户；

Pjs=Kx·(n1·Pe1+n2·Pe2),

Sjs=Pjs/cosφK1=Se/Sjs。

其中，Pjs为居民用电量计算负荷，kW；Kx为需要系数，根据《住宅建筑电气设计规范》条文说明表一，75户～300户需要系数取0.4～0.45，本计算取0.42;n1为A户型住宅户数;n2为B户型住宅户数;Pe1为A户型住宅用电负荷,4 kW/户;Pe2为B户型住宅用电负荷,5 kW/户;cosφ为低压侧补偿后的功率因数值，取0.9;Se为变压器容量,取630 kVA;K1为变压器负荷率。

Pjs=0.42×(4×48×4+3×36×5)=549.36 kW。

Sjs=549.36 kW/0.9=610.4 kVA。

K1=610.4/630=96.8%。

以上计划变压器负荷率偏大，修改为1号箱变供3栋A户型住宅楼和3栋B户型住宅楼共计252户，仍取需要系数0.42，Pjs=468.72 kW，Sjs=520.8 kVA,K1=82.6%，变压器负荷率较合适，还可以供就近小负荷用电设备如路灯。

经计算各箱变所供楼号和计算负荷见表1。

表1 安装容量统计

本小区用电总负荷计算：参考《工业与民用供配电设计手册》(第3版)配电站或总降压变电站的计算负荷简化计算，取K∑p=0.85。

小区总用电负荷:

Se=K∑p·∑Sjs=53 058×0.85=4 510 kVA。

6 电缆截面的选择

选取两栋本小区典型住宅楼，A户型48户楼和B户型36户楼进线供电电缆截面选择。

本工程为普通住宅小区。运用温升选择截面，可满足要求，为保证电缆实际工作温度不超过允许值，电缆按发热条件的长期工作电流及载流量，不小于线路的工作电流来确定。同时考虑散热条件，对于直埋电缆主要考虑不同土壤热阻系数的载流量修正系数和多回路直埋地电缆的载流量校正系数。

1)A户型48户楼电流计算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.45×48×4/0.4×0.9=240 A。

本工程位于黄土高原土壤为粉质黄土，土壤热阻Ρt=1.2，多根铠装电缆土壤中直埋敷设时要求线芯轴间距S≥2 d，工程中可直接查表确定，本人查山西系列建筑标准设计图集12D1-P99表，YJV22-4×95在上诉条件下载流量为254，254>240故选用YJV22-4×95为本楼供电即可满足要求。

2)B户型36户楼电流计算。

Ijs=Kx·∑Pe/0.4·cosφ=0.55×36×5/0.4×0.9=275 A。

按上述条件查表YJV22-4×120电缆载流量291 A，291>275故选用YJV22-4×120电缆为本楼供电即可满足要求。

按温升选择后应进行电压损失校验:

电压损失计算，工程中电压损失计算可查表计算，如《工业与民用配电设计手册》中1 kV交联聚氯乙烯绝缘电力电缆用于三相380系统电压损失表可查得95 mm2电缆在cosφ=0.9时电压损失为0.109%(A·km)，120 mm2截面电缆电压损失为0.09%(A·km)。本工程上例室外电缆长度约为100 m，计算得95 mm2电压损失为：240 A×0.1 km×0.109%=2.62%；120 mm2截面电缆电压损失为275 A×0.1 km×0.09%=2.48%以上电压损失均小于5%满足供电要求。

7 电缆敷设

室外低压电缆因本工程采用直埋敷设入户处穿钢管保护宜先用YJV22-0.6/1 kV型交联聚氯乙烯护套电力电缆，由于建筑物低压系统的接地形式为TN-C-S，现家用电器谐波含量较大，故选用四芯电缆。

由于本工程位于寒冷地区，电缆宜埋设于冻土层以下(且大于0.7 m)，并应在电缆上下分别均匀铺设100 mm厚的细砂或软土，覆盖混凝土保护板或砖保护层，且满足电缆与电缆或其他设施相互间容许最小净距，电缆与管沟交叉时应按标准图集做法相互配合施工，直埋电缆直行转弯处做标志牌。

8 结语

以上是作者设计完成的一项工程，就负荷计算和室外低压电缆敷设的一点心得，写出来希望能得到各位同行教导，也可供初入行者参考学习。