信号楼照明与配电系统进行设计毕业设计.doc

兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要本设计针对牛场站信号楼照明与配电系统进行设计。具体内容包括照明设计、配电系统设计、导线截面选择、主要电气设备选型、线路敷设及设备安装、等电位联接、防雷接地等系统设计。本文以国家现行的建筑标准及相关规范为依据，根据工程设计资料进行设计。在照明设计中，照度计算采用工程中常用的利用系数法，在此基础上根据信号楼对应急照明的需要完成了电气照明的平面布置图。配电系统设计中，运用需要系数法对信号楼的各个用电设备和各类负荷进行负荷计算，完成了整个信号楼的配电系统设计，并且选择配电箱的安装位置。通过计算线路的计算电流，按照规定根据电线和电缆的载流量选择导线截面。在主要电气设备选型部分，明确选择低压电器的一般方法，并根据实际情况选择合适的设备。此信号楼采用一级防雷，根据建筑物的结构，参考顶层平面图，进行防雷方式的选择与布置以及接地电阻的确定，并完成等电位联接系统的设计。设计中考虑了未来发展，留下足够的发展空间。通过本次设计，证明设计方案切实可行，主要设备选型合理，为施工安装提供依据，达到安全供电和经济节能的目标。关键词：信号楼；照明设计；配电系统设计；防雷；等电位联接- I -AbstractThe design is done for the station signal building lighting and power distribution system. Concrete contents include the lighting design, distribution system design, wire cross section selection, switching equipment selection, line laying and installation of equipment, equal potential links and lightning protection grounding system design. The design is based on the present national building standards and related specifications according to engineering design data. In the lighting design, illumination calculation applies the common utilization factor method. The paper completes the electrical lighting of the floor plan according to the need for emergency lighting of the signal building. In distribution design, the load calculations use demand factor method. Through the load calculations, it is completed the entire signal building power distribution system design and selected the installation location of power distribution boxes. In accordance with the provisions, the paper selects wire cross in line with the current-carrying capacity of wire and cable by calculating the calculating current line. In the main electrical equipment selection, it chooses general method of low-voltage electrical clearly, and chooses the appropriate equipments actually. This signal building uses one level lighting protection. According to the building structure and referring to the top floor plans the selection and arrangement of lighting protection methods are performed, and the ground resistances are conformed, and the equal potential links systems are acomplished.In the lighting design, it is taking into account the future development and leaving enough space for development. The design proves the design plan is feasible, the major equipment selection is reasonable and provided the basis for the construction and installation. And it guarantee power-supply security and energy saving of the system.Keywords：Signal building，Lighting design，Distribution system design，Lighting protection，Illumination- III -目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 引言11.2 工程概况11.3 设计范围11.4 设计依据11.5 设计目标21.6 本文设计内容22电气照明设计42.1 照明设计概述42.2 照度计算42.2.1 利用系数法42.2.2 单位容量法92.3 信号楼照明设计92.3.1 房间照度标准92.3.2 灯具选型102.3.3 利用系数法照度计算102.3.4 利用天正电气进行照度计算133供电系统设计153.1 负荷的分级153.1.1 负荷分级的相关规范153.1.2 本工程的负荷情况153.2 负荷计算163.3 信号楼负荷计算183.3.1 负荷计算方法确定原则183.3.2 房间分类193.3.3 利用需要系数法进行负荷计算193.4 供配电系统243.4.1 常用配电方式243.4.2 配电系统设计原则253.4.3 信号楼配电系统设计254 主要低压设备选择与安装274.1 导线截面选择274.1.1 导线截面的选择原则274.1.2 导线截面的选择方法274.1.3 导线敷设284.1.4 本设计导线的选择与敷设284.2 低压设备选择与安装294.2.1 插座与开关294.2.2 断路器304.3 电流互感器324.4 浪涌保护器325 综合防雷系统设计345.1 概述345.2 防雷的措施345.2.1 铁路信号楼内部空间防雷区划分345.2.2 雷电防护原则及其基本技术措施355.3 信号楼综合防雷系统方案设计355.3.1 完整屏蔽体系355.3.2 等电位联接375.3.3 接地系统385.3.4 SPD保护40结 论41致 谢42参 考 文 献43附录A 导线载流量44附录B 断路器技术参数45附录C OVR型电涌保护器技术参数46兰州交通大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 引言随着铁路的不断发展，信号综合楼的地位越来越显著。铁路信号楼是铁路行车指挥系统的关键结点，其安全状况是影响铁路运输安全的关键因素之一。铁路信号楼多为一层平房或两、三层楼房建筑，房屋建筑面积较小，多处于车站站场内较空旷地区。1.2 工程概况牛场站信号全称为牛场圪卜站信号综合楼，属于新建铁路马场壕至何家塔线。此信号楼占地面积约800平方米，层高4.2米，共计8.4米，共二层，采用混砖结构，现浇混泥土面板，共有5个部门(车务、通信、信号、工务、房间段)组成，主要有会议兼办公室、通信机械室、信号电源及继电器室、控制台室、养护、间休等房屋。本次设计是对牛场站信号综合楼的电气设计，该信号楼是个小型信号楼，但设计需做到方案合理、经济投资、运行可靠、满足相关规范的要求。本设计应能满足使用者在使用期内用电的增长，以远期负荷发展为依据，以设备用电达到中等电气化水平为目标，并尽量保证在短期内不再改造。1.3 设计范围本设计主要包括照明设计、配电系统设计、导线截面选择、开关设备选型及设备安装、等电位联接、防雷接地等系统设。1.4 设计依据(1) 相关专业提供的工程设计资料。(2) 国家现行有关设计规程，规范及标准，主要包括： 2006铁运200626号文件；建筑照明设计标准(GB500342004)；铁路照明照度标准 (TB4941997)；供电设计规范 (GB500961999)；等电位联结安装(02D5012)；低压配电系统设计规范(GB500541995)；建筑物防雷设计规范(GB500571994)；通用用电设备配电设计规范(GB500551993)。(3) 铁道第一勘察设计院提供的有关样图。(4) ABB公司产品说明。1.5 设计目标(1) 安全：设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。(2) 可靠：体现在供电电源和供电质量的可靠性。(3) 合理：一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求，另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护及扩充发展等的要求。(4) 先进：杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展的需要。(5) 实用：考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。如提高功率因数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。1.6 本文设计内容本设计的内容为建筑物的室内照明设计、配电系统设计、导线截面选择、开关设备选型及设备安装、等电位联接、防雷接地等系统设计。照明系统设计的步骤为：确定照明方式和种类，选择光源和照明器种类和型号，进行照度计算和确定照明器的安装功率，选择供电电压和供电方式，选择配电装置，设计布线方式，选择照明开关和其他电气设备。供配电设计的步骤为：确定每部门的负荷种类及负荷总量，进而得出每部门以至整栋建筑的负荷总量。通过负荷计算，得出干线和支线的工作电流。设计中注意确定进线的位置和布置方式，对于三相供电电源来说，在设计中应尽量将建筑物的负荷平均分配到三相上，使三相工作电流基本相等。导线的选择主要是确定导线的型号和规格，其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料，做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电流及敷设环境来选择。在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要，适当留有余量，减少电压损失，保证导线使用的安全可靠和经济有效。 电气设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格，注意设备的容量等级宁大勿小，但又要避免选得过大造成浪费，一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量，应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB有关行业标准，并具有产品质量认可证书的电器产品。总之，电气设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。等电位联接设计步骤为：信号楼应在每个楼层设置等电位联接端子板，在电子信息系统设备机房设置局部等电位联接端子板。总等电位联接端子板直接或通过防雷引下线与楼层等电位接地端子板和局部等电位联接端子板连接。并在不同处采用不少于两根导体与接地装置连接。防雷系统的设计步骤为：根据建筑物的结构和面积，参考顶层平面图及建筑物的防雷等级确定避雷网、防雷装置的选择和布置。本工程接地系统采用TN-S接地系统，所有强弱电进建筑物金属配管均与接地装置可靠连接，接地电阻小于10欧姆。 在设计中，采用天正电气软件绘制照明系统平面布置图、照明配电系统图、等电位联接平面布置图和避雷接地平面布置图。2电气照明设计电气照明是现代人工照明极其重要的手段，是现代建筑的重要组成部分。通过学习要求掌握照度计算和电气照明设计。本设计的电气照明设计的主要任务是根据实际生活条件和要求，结合经济技术的可能性，选择配光合理的光源，合理的照度分布，从而达到美观、舒适的效果。本设计的内容主要包括光源及灯具的选择、照度计算等方面，目的是要增强整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性，符合以人为本的宗旨。本设计严格遵守按照规范的要求，并综合考虑了各种思路和方案。2.1 照明设计概述(1) 会议兼办公室的照明设计会议兼办公室室举行会议及日常办公为一体的场所。照度要求较高，宜采用照度标准200lx1。为了室内装修的美观，宜采用节能荧光灯。(2) 通信机械室的照明设计通信机械室存放通信机械设备及办公的场所。通信机械室内有较大型机械设备，因此在照明设计时，应考虑设备工作台的照度要求，灯具应安装在设备两侧，且安装应急荧光灯，照度标准为200lx。(3) 厨房的照明设计 如果厨房内有专用的配菜台或厨房用餐，则在它的上方应采用悬式照明器。此外还要注意应选用易清洗耐腐蚀的灯具。除在天花板或墙上设置普通照明外，在切菜配菜部位可设置辅助照明，一般选用长条管灯设在边框的较暗处，光线柔和而明亮，利于操作。(4) 锅楼间照明锅楼间环境污染度比较重，灯具宜采用防水防尘，布置灯具时应避开大型机械设备，照度标准为100lx。(5) 走廊照明走廊照明应满足日常照明要求，尤其在夜间，照明尽可能均匀。一般一个门口、楼梯口至少安装一个灯具，最好采用声光控吸顶灯，照度标准为75lx。2.2 照度计算2.2.1 利用系数法利用系数法又称为光通法，主要用于对照度精确要求高的场所的照度计算，或是检验室内照度是否达到设计要求2。(1) 应用利用系数法计算平均照度的基本公式 (2.1)式中：工作面上的平均照度，lx； 光源光通量，lm；光源数量；U利用系数；A工作面面积，m2；K灯具的维护系数，可由表2.1查得。表2.1灯具的维护系数环境污染特征房间或场所举例维护系数室室内清洁卧室、办公室、餐厅、阅览室、仪器仪表装配间、检验室等0.8一般商业营业厅、候车室、机械加工间、机械装配间等0.7污染严重厨房、锻工车间、水泥车间等0.6室外雨棚、站台等0.5(2) 利用系数U利用系数是工作面或其他规定的参考平面上，直接或经相互反射接受的光通量与照明装置全部灯具发射的额定光通量总和之比。利用系数是利用系数法预测平均照度采用的重要参数，它是灯具效率、灯具光强分布、房间几何特征与房间表面反射系数的函数，用光通传递理论导出。可由式(2.2)计算 (2.2)式中：光源的光通量，lm； 自光源发射，最后投射到工作面的光通量，lm。 (3) 室内空间的表示方法 房间的空间特征可以用空间系数表征,内空间的划分如图2.1所示。将一矩形房间从空间高度h上分成三部分，灯具出光口平面到顶棚之间的空间叫顶棚空间hc；工作面到地面之间的空间叫地板空间hf；灯具出光口平面到工作面之间的空间叫室空间hr。图2.1 室内空间的划分室空间比为： (2.3)顶棚空间比为： (2.4)地板空间比为： (2.5)式中：l室长，m；b室宽，m；hc顶棚空间高，m； hr室空间高，m；hf地板空间高，单位为m。当房间不是正六面体时，因为墙面积，地面积，则式(2.3)可改为 (2.6) (4) 有效空间反射比和墙面平均反射比为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比cc的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作面上，且具有有效反射比fc的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样。有效空间反射比由式(2.7)、式(2.8)计算 (2.7) (2.8)式中：eff有效空间反射比；A0空间开口平面面积，m2；As空间表面面积，m2；空间表面平均反射比；i第i个表面反射比；Ai第i个表面面积，m2；为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装饰品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。常用反射面反射比3可由表2.2查得。表2.2常用反射面反射比常用反射面反射面反射比(%)白色天花板、带有窗子（有白色窗帘遮蔽）的白色墙壁70混泥土及光亮的天花板、潮湿的白色天花板，无窗帘窗子的白色墙壁50有窗子的混泥土墙、用光亮纸糊的墙壁、天花板，一般是混泥土地面30带大量灰暗色的混泥土、木天花板、墙壁、砖墙及其他有色的地面10(5) 利用系数U利用系数是工作面或其他规定的参考平面上，直接或经相互反射接受的光通量与照明装置全部灯具发射的额定光通量总和之比。利用系数是灯具光强分别、灯具效率、房间形状、室内表面反射比的函数，计算比较复杂。因此设计时可查灯具利用系数表2.3与表2.4。表2.3 利用系数(U)表(YJK-1/40-1型灯具，L/h=1.0)有效顶棚反射比(%)8070墙反射比(%)7050301070503010室空间比RI10.900.850.800.760.870.830.790.7520.820.750.690.630.800.730.670.6330.750.660.590.540.730.650.580.5340.690.590.510.450.670.570.500.4550.630.520.440.390.610.510.440.3960.580.470.390.340.570.460.390.3470.540.420.350.290.520.420.340.2980.500.380.310.260.480.380.310.2590.460.350.280.230.450.340.270.23100.420.300.230.190.410.300.230.19表2.4 利用系数(U)表(YJK-2/40-1型灯具，L/h=1.0)有效顶棚反射比(%)8070墙反射比(%)7050301070503010室空间比RI10.740.700.670.640.720.690.660.6320.680.630.580.540.670.610.570.5330.630.560.510.460.610.550.500.4640.580.500.440.400.560.490.440.3950.530.450.390.340.520.440.380.3460.490.400.340.300.480.400.340.3070.460.360.300.260.440.360.300.2680.420.330.270.230.410.320.270.2390.390.300.240.200.380.300.240.20100.360.260.210.170.350.270.210.17查表时允许采用内插法计算。表2.3与表2.4上所列的利用系数是在地板空间反射比为0.2时的数值，若地板空间比不是0.2时，则应用适当的修正系数进行修正。如计算精度要求不高时，可不作修正。2.2.2 单位容量法单位容量法是从光通利用系数法演变而来的，是在各种光通利用系数和光的损失等因素相对固定的条件下，得出的平均照度的简化计算方法。一般在已知房间的被照面积后，就可以根据推荐的单位面积安装功率，来计算房间所需的总的电光源功率。加之现在灯具的种类和型号都很多，住户可能会选取不同类型和种类的灯具。我们在设计时，可以用单位容量法将房间的安装功率求出来，灯具的型号可以由住户自行选择。因此这是一种常用的方法，它适用于设计方案或初步设计的近似计算和一般住宅的照明计算。住宅各个部分都有各自的功能，有时一个房间要具备多种功能，对照度的要求也各不相同。(1) 计算过程 根据民用建筑不同房间和场所对照明设计的要求，首先选择照明光源和灯具； 根据所要达到的照度要求，查灯具的单位面积安装容量表； 按公式计算灯具数量，按一般的照明灯具进行布置，确定灯具布置方案。(2) 计算方法 (2.9) (2.10)式中： 安装容量(功率)，不包括镇流器的功率损耗，W；S房间面积，一般指建筑面积，m2；w在某最低照度值的单位面积安装容量，W/m2；P一套灯具的安装容量(功率)，W；N房间灯的总盏数。单位面积安装容量w取决于下列因素：灯具类型、最小照度、计算高度及房间面积，顶棚、墙壁、地面的反射系数等。此外还与照明的布置和所选用的光源效率有关，工程计算中，应查相关表可得。2.3 信号楼照明设计2.3.1 房间照度标准根据铁路照明照度标准，结合各房间功能用途，各房间的照度标准如表2.5所示1。其中走廊照明均匀布置灯具即可，室外雨棚和门口均装设灯具，且最好装设声光控灯具。表2.5 房间照度标准房间照度标准(lx)房间照度标准(lx)会议兼办公室200仓库100列尾办公室200锅楼间100车号办公室200值班室200吊车办公室200信号电源继电器室200通信机械室200计算机室200材料室200信号值班室200库房100站长室200开水间100道岔清扫100厨房100水箱间100饭厅100间休200养护100走廊752.3.2 灯具选型此设计中灯具类型有：单管荧光灯、双管荧光灯(配电子整流器及节能灯管)、应急应关灯、浅扁圆吸顶灯、声光控浅扁圆吸顶灯、防水防尘灯。在通信机械室、信号电源及继电器室、计算机室、控制台室均装设应急荧光灯(MYJ002，40W，220V)。库房、开水间和仓库装设浅扁圆吸顶灯。走廊和室外装设声光控浅扁圆吸顶灯(JC10.1)。锅炉房装设方式防尘灯。2.3.3 利用系数法照度计算根据式(2.1)，灯具数可按式(2.11)计算 (2.11)照度计算步骤如下：第一步根据房间参数，由式(2.3)计算室空间比；第二步确定有效顶棚空间反射比、墙反射比、地板空间反射比，在此工程设计中均采用有效顶棚空间反射比0.7、墙反射比0.5、地板空间反射比0.2。第三步查灯具维护系数表2.1；第四步有利用系数表查利用系数表2.3或表2.4；第五步由式(2.11)计算灯具数。工程计算会议兼办公室采用双管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此会议兼办公室采用6盏双管荧光灯。列尾、车号、调车办公室及信号值班、站长室、道岔清扫、间休室均采用双管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此列尾、车号、调车办公室及信号值班、站长室、道岔清扫、间休室均采用2盏双管荧光灯。通信机械室采用单管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此通信机械室采用9盏单管荧光灯。外勤值班室、控制台采用双管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此外勤值班室、控制台室采用4盏双管荧光灯。饭厅采用双管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此饭厅室采用2盏双管荧光灯。养护1采用双管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此养护1采用2盏双管荧光灯。仓库采用吸顶灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此仓库采用2盏吸顶灯。信号电源及继电器室采用单管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此信号电源及继电器室采用18盏单管荧光灯。计算机室采用单管荧光灯由式(2.3)得，由表2.4查得利用系数由表2.1查得维护系数根据式(2.11)得，因此计算机室采用6盏单管荧光灯。信号材料室、库房、开水间、值班室及水箱间均为小房间，因此信号材料室和值班室均装设双管荧光灯，库房、开水间和水箱间均装设吸顶灯。2.3.4 利用天正电气进行照度计算(1) 计算步骤如下4 ：第一步 房间参数设定输入房间的长、宽(可直接捕捉房间的对角两端点)、灯具安装高度(默认3m)与工作面高度(默认0.75m)。第二步 利用系数第三步 光源参数设定选择光源类型、种类、功率、光通量等。第四步 其他计算参数第五步 计算结果计算出建议灯具数与实际照度值，若不满足设计要求，则进行灯具反算照度。(2) 会议兼办公室灯具数选择第一步 会议兼办公室长6.6m，宽7.5m，灯具安装高度与工作面高度采用默认值。第二步 利用查表法得系数值为0.537。 第三步 光源分类选择为荧光灯，光源种类为普通直管荧光灯，单灯具内有2个光源。第四步 照度标准值为200lx，维护系数0.8。第五步 计算出建议灯具数为6，照度值校验208.29lx，利用天正电气软件计算会议兼办公室灯具数如图2.2与图2.3所示。图2.2 会议兼办公室照度计算图2.3 会议兼办公室照度计算由图2.3得，利用天正电气软件照度计算模块计算得灯具个数与2.3.3基本一致，以此绘制施工图时可利用天正电气软件照度计算，方便快捷。3供电系统设计3.1 负荷的分级3.1.1 负荷分级的相关规范电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定5：(1) 符合下列情况之一时，应为一级负荷： 中断供电将造成人身伤亡。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷 ，应视为特别重要的负荷。(2) 符合下列情况之一时，应为二级负荷： 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。(3) 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。3.1.2 本工程的负荷情况本工程为牛场站信号楼，属于规范规定的一级负荷。一级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。其中普通照明与动力供电箱变综合变压器低压单独一路引来；通信配电箱供电由信号专用箱变和综合箱变两路引来，通信专用箱变供电为主供电源，综合箱变供电为备用电源；信号配电箱供电由专用信号箱变和综合箱变两路引来，专用信号箱变为主供电源，综合箱变为备用电源。3.2 负荷计算负荷计算的目的，在于正确的选择电气设备和电工材料，同时也为合理地进行无功功率补偿提供依据。负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、二项式法、单位指标法等几种。(1) 需用系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。其计算公式为：Pc=KdPe (3.1)式中Pe单元计算负荷和用电设备的总功率，kW，Kd需要系数，查阅有关设计手册 需要系数Kd需要系数定义为配电范围内的计算负荷与配电范围内用电设备的设备负荷之比，即： (3.2) 同类设备组负荷计算 (3.3)式中、是计算负荷，为设备额定线电压，为需要系数。 不同负荷类型的负荷计算 (3.4)当计算得支线负荷功率，求干线负荷功率和计算电流，根据式(3.4)计算可得。式中为同时系数，取值范围一般为0.81。在采用需要系数法求计算负荷时，先将配电范围内的用电设备按负荷类型统一分组，分组负荷计算时，还要考虑同组内用电设备的数量。一般情况下，如果一个分组内只有三台及三台以下设备，则计算负荷等于其设备功率总和，即采用设备负荷作为选择设备和导线的依据；如果一个分组内有三台以上设备，则计算负荷可采用需要系数法计算确定。对于配电干线，其计算负荷为配电干线范围内各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数；对于配电所的低压侧的总负荷，其计算负荷为各配电干线的计算负荷之和再乘同时系数6。本工程供配电需要系数如表3.1所示。表3.1 需要系数设备类型需要系数Kd功率因数costan白炽灯0.810荧光灯（无补偿）0.80.551.52荧光灯（有补偿）0.80.90.48空调0.40.80.6循环泵0.70.850.62(2) 利用系数法采用利用系数求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较难，在建筑电气设计中一般不采用。(3) 二项式法在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷。在高层建筑电气设计中，二项式法仅作为负荷计算的辅助方法。其基本的计算公式为：Pc=aPsbPn (3.5) 式中Pc单元计算负荷，kW；Ps为用电设备的总功率，kW；Pn为用电设备组中n台最大功率用电设备的设备功率，kW；a、b二项式系数，查阅有关工程设计手册。(4) 单位面积功率法，单位指标法单位面积功率法，单位指标法也是高层建筑电气设计中经常使用的方法。单位面积功率法，又称为负荷密度法，其计算公式为： Pc=KsA/1000 (3.6)式中Ks负荷密度，W/m2；A建筑面积，m2。 (5) 单相负荷计算单相负荷指仅与三相线路中某一相线与工作零线或某两相线并联连接的用电负荷，接在相线与工作零线之间的用电负荷称为单相相负荷，例如通常的建筑照明负荷等；接在两相线之间的用电负荷称为单相线负荷，例如380V的单相电焊机、电加热器等。单相负荷的存在，会造成三相配电系统不对称运行，导致产生环流、谐波、电磁干扰等影响，在供配电设计和工程应用中，应尽可能将单相负荷均衡地分配在三相回路中，保证三相配电系统的对称运行，这是供配电设计的原则之一。 单相相负荷的折算如果计算范围内仅有单相相负荷，则三相等效计算负荷Peq为最大单相相负荷Pmax的3倍，即：Peq=3Pmax (3.7) 单相线负荷的折算单相线间折算先为单相相间计算负荷，然后再等效为三相负荷。3.3 信号楼负荷计算3.3.1 负荷计算方法确定原则在进行配电设计计算时，不同的阶段应采用不同的计算方法。(1) 方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法，对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法；(2) 用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线、配变电所的负荷计算；(3) 用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏(箱)的负荷计算。对于信号楼电气负荷，电气设备较多，各设备容量相差不悬殊，多采用需用系数法确定计算负荷。3.3.2 房间分类一栋信号综合楼由许多不同的部门组成，为了方便计量和额外添加设备，将不同房间按不同功能分组。此工程分为车务、通信、信号、房间段、工务、公共六类。房间分类如上表3.2所示。表3.2 房间分类房间楼层分类及配电箱房间楼层分类及配电箱会议兼办公室1#车务1 AL1信号材料室1#信号AL8列尾办公室1#信号电源及继电器室2#车号办公室1#计算机室2#调车办公室1#信号值班室2#外勤办公室1#站长室2#车务2 AL2养护1#工务AL6道岔清扫2#仓库1#控制台室2#库房1#公共1 AL4间休2#开水间1#水箱间2#公共2 AL5厨房1#开水间2#饭厅1#走廊2#走廊1#通信机械室1#通信AL3锅楼间1#锅楼间AL7值班室1#3.3.3 利用需要系数法进行负荷计算此工程中共有9个配电箱，1个总配电箱ALZ，8个子配电箱AL18。车务1：在车务1配电箱AL1中，共有3支回路WL1-1、WL1-2、WL1-3，回路WL1-1为照明回路，回路WL1-2为插座回路，回路WL1-3为预留回路。WL1-1回路中共有16盏双管荧光灯。(kW)(A)WL1-2回路中共有12个普通插座(kW)(A)WL1-3回路为预留回路(kW)车务2：在车务2配电箱AL2中，共有7支回路WL2-1WL2-7，其中WL2-1、WL2-2为照明回路，WL2-3、WL2-4为插座回路，WL2-5为空调回路，WL2-6为室外柱灯回路，WL2-7为预留回路。WL2-1回路是3个间休的照明回路，共有6盏双管荧光灯。(kW)(A)WL2-2回路是站长室、道岔清扫和控制台室的照明回路，共有8盏双管荧光灯。(kW)(A)WL2-3回路是3个间休的插座回路，共有6盏普通插座。(kW)(A)WL2-4回路是站长室、道岔清扫和控制台室的插座回路，共有6盏普通插座。(kW)(A)WL2-5回路是站长室的空调回路，共有1个挂式空调。(kW)(A)WL2-6回路是室外照明回路(kW)(A)WL2-7回路是预留回路(kW)通信：在通信配电箱AL3中，共有4支回路WL3-1WL3-4，其中WL3-1回路为照明回路，WL3-2回路为插座回路，WL3-3回路为空调插座回路，WL3-3回路为预留回路。WL3-1回路为通信机械室的照明回路，共有9盏单管荧光灯。(kW)(A)WL3-2回路是通信机械室的插座回路，共有3盏普通插座。(kW)(A)WL3-3回路为通信机械室空调插座回路，共有1台挂式空调。(kW)(A)WL3-3回路是通信预留回路(kW)公共1：公共1配电箱AL4共有4支回路WL4-1WL4-4，WL4-1为照明回路，WL4-2为插座回路，WL4-3为电开水器控制箱AL4-1，WL4-4为预留回路。WL4-1回路是一楼公共区照明回路，共有8个吸顶灯，2个防水防尘灯，4个双管荧光灯。(kW)(A)WL4-2回路是一楼公共区插座回路，共有3个普通插座。(kW)(A)WL4-3回路是电开水器控制箱AL4.1，共一台电开水器。(kW)(A)WL4.4回路是一楼公共区预留回路(kW)公共2：公共2配电箱AL5共有4支回路WL5-1WL5-4，WL5-1为照明回路，WL5-2为插座回路，WL5-3为电开水器控制箱AL5-1，WL5-4为预留回路。WL5-1回路是一楼公共区照明回路，共有8个吸顶灯。(kW)(A)WL5-2回路是一楼公共区插座回路，共有2个普通插座。(kW)(A)WL5-3回路是电开水器控制箱AL4.1，共一台电开水器。(kW)(A)WL5-4回路是一楼公共区预留回路(kW)公务：公务配电箱AL6共有3支回路WL6-1WL6-3，WL6-1为照明回路，WL6-2为插座回路，WL6-3为预留回路。WL6-1回路为养护1，养护2和仓库的照明回路，共有3盏双管荧光灯，2个吸顶灯。(kW)(A)WL6-2回路为养护1，养护2和仓库的插座回路，共有5个普通插座。(kW)(A) WL6-3回路是公务预留回路(kW)锅楼：锅楼间配电箱AL7共有4支回路WL7-1WL7-4，其中WL7-1回路为照明回路，WL7-2回路插座回路，WL7-3回路为热水循环泵控制箱AL7-1，WL7-4为预留回路。WL7-1为锅楼间及值班室照明回路，共有2个防水防尘灯和1个双管荧光灯。(kW)(A)WL7-2为锅楼间及值班室插座回路，共有3个普通插座。(kW)(A) WL7-3为热水循环泵控制箱AL7-1。(kW)(A) WL7-4回路是锅楼间预留回路(kW)信号：信号配电箱AL8共有6支回路WL8-1WL8-6，其中WL8-1为照明回路，WL8-2为插座回路，WL8-3为空调插座回路，WL8-4为柜式空调控制箱，WL8-5为柜式空调控制箱，WL8-6未预留回路。WL8-1为信号电源及继电器室、计算机室、信号值班室及信号材料室的照明回路，共有24盏单管荧光灯和3盏双管荧光灯。(kW)(A)WL8-2为信号电源及继电器室、计算机室、信号值班室及信号材料室的照明回路，共有7个普通插座。(kW)(A) WL8-3为计算机室空调插座回路。(kW)(A)WL8-4为信号电源及继电器室的空调控制箱。(kW)(A)WL8-5为信号电源及继电器室的空调控制箱。(kW)(A)WL8-6回路是信号预留回路(kW)3.4 供配电系统建筑物配电系统是指从总配电箱至各层分配电箱，或各层用户单元开关之间的供电线路系统，主要由馈电线、干线、分支线及配电箱组成。馈电线是将电能从变电所低压配电屏送到区域(或用户)总配电箱的线路；干线是将电能从总配电箱送至各个分照明配电箱的