毕业设计（论文）-江南春天住宅小区13#楼电气设计.docx

沈阳建筑大学毕业设计摘要本次设计为江南春天住宅小区 13#楼电气设计。地下一层为车库，地上 14 层住宅，一梯三户，顶层为机房，建筑物高度为 45.1 米，总住宅面积 6324.32 平方米，本工程为二类普通高层建筑。本工程主要任务包括强电设计和弱电设计。强电设计内容包括：电气照明设计、电力插座设计、低压配电系统设计、防雷与接地系统设计；弱电部分包括有线电视系统设计、电话系统设计及宽网系统设计等。该建筑最高用电负荷等级为二级。电源引自小区变电所低压配电室,以电缆埋地引入 220/380V 电源至配电间电源总进线柜。进建筑物做重复接地，建筑内配电系统接地型式为 TN-C-S 系统，配电系统电源中性线与保护用 PE 线自电源总进线柜配出后不可共用。用电负荷标准及计量：住宅的电能计量采用集中电表箱计量，公共用电单独设一块电能表计量。住宅用电负荷设计标准为 6kW/户，住宅每户室内设置电源分户箱。本设计说明书对电力插座设计、电话系统设计、宽带网络系统设计、防雷与接地系统作一般说明，具体内容详见设计图纸。设计重点内容为电气照明设计、低压配电系统设计和有线电视系统设计，这里将对设计内容作详细说明。本次设计旨在综合应用及巩固在校期间所学的基本知识和技能，熟悉设计工作基本方法及设计思想，加深对理论知识的理解，为今后的工作打下一定的基础。关键词：照明；配电；防雷；接地；有线电视全套图纸加扣 3012250582I沈阳建筑大学毕业设计AbstractThe project of residential electrical design is for the JiangNanChunTian13# building. garage is under ground,fourteen floors of residential is on the ground, and the top floor of the building is computer-room.The height of the building is 45.1 meter,The total area of this building is 6324.32 square meters,The project is the two class of ordinary high-rise building. The main task of this project include strong electrical design and weak electrical design. Strong electrical design include electrical lighting design,power socket design,low voltage power distribution system design, lightning protection and ground system design. Weak electrical design includes:Design of cable television, Telephone Data Systems,Network system design.The highest electric load level of the building is level 2. Power supply lead-dimensional substation low pressure chamber from the Park Board, The introduction of power supply 220/380V to the power line incoming cabinet of the power distribution room by the buried cable. Into buildings do repeat grounded, Building grounding type distribution system for TN-C-S system. Neutral power line distribution systems and protection of the PE line the total from the power line cabinet is equipped with a non-shared. Electricity load standards and metrology: Residential electricity metering Measurement with centralized list box, Public electricity set a watt-hour meter measurement alone. Design standards of the residential electricity load is 6kW every household. Residential household should set Power box.The design specification of the power socket design, telephone system,broadband network system design, lightning protection and grounding systems are described as general, the specific content as shown in the design drawings.The design focus on the content of the design of electrical lighting design, low voltage power distribution system design and cable TV system, here will be explained the design content.The integrated application and is designed to consolidate the basic knowledge and skills learned during the school familiar with the basic design methods and design ideas, to deepen understanding of theoretical knowledge, to lay a foundation for future work.Key words:Illumination;Power distribution;Lightning protection; Earthing; Cable televisionII沈阳建筑大学毕业设计目录第一章 前言.11.1建筑电气设计的内容和意义.11.2建筑电气设计的原则.11.3设计依据.2第二章 低压配电系统设计.42.1低压配电系统概述.42.1.1系统设计原则.42.1.2设计一般规定.42.2低压线路接线方式.62.3负荷分级及供电要求.62.3.1负荷分级.62.3.2各级负荷对供电电源的要求.72.3.3本工程的供电情况.82.4负荷计算.82.4.1负荷计算的内容.82.4.2负荷计算的方法.92.4.3负荷计算方法选取原则.102.4.4本工程负荷计算.11第三章 照明系统设计.143.1照明设计概述.143.2照明设计原则.143.2.1照明设计内容.143.2.2照明设计原则.143.3照度计算的方法.153.4灯具的选择.163.5本工程照明计算.17第四章 插座及导线的选择与安装.244.1插座的选择与安装.24I沈阳建筑大学毕业设计4.1.1电气插座布置.244.1.2插座安装的一般规定.274.2线路敷设.284.3本工程插座与导线的设置.28第五章 防雷及接地系统设计.295.1防雷系统设计概述.295.1.1基本原则.295.1.2防雷的分类.295.1.3三级防雷建筑物的保护措施.315.1.4一般的防雷措施.325.2建筑物的防雷装置.325.2.1引下线.325.2.2接地装置.335.3接地方式.335.4本工程建筑物防雷的设计.35第六章 有线电视系统设计.376.1有线电视系统.376.1.1系统概述.376.1.2有线电视系统构成.376.2本工程有线电视系统设计.38第七章 电话及宽网系统设计.447.1 电话系统构成.447.2本工程电话系统.447.3宽带网络系统设计.447.3.1系统设计方案.447.3.2本工程宽带网络系统设计.45第八章 技术经济分析.46第九章 结 论.47参考文献.48II沈阳建筑大学毕业设计致 谢49附录一：中文译文附录二：外文资料原文附录三：工程图纸III沈阳建筑大学毕业设计江南春天住宅小区 13#楼电气设计第一章 前言1.1 建筑电气设计的内容和意义十几年前，我国的房地产行业腾飞而起，与之相对应的建筑电气行业在我国也开始高速发展。我国的建筑电气专业从 1980 年设立自今不过短短 30 多年时间，然而，其发展的速度可谓惊人。这也从侧面反映了房地产行业的兴隆。随着房地产行业的发展，人们已不再满足于单一的老式低层建筑，所以广泛应用先进的电气设备、先进的计算机技术、现代化的通信技术、现代控制技术，加快设计进度，提高设计质量才能更好地吸引客户眼球，增加产品在行业内的竞争力。与此同时，近些年许多大的建筑电气公司纷纷进驻我国，给本土行业造成较大冲级，面对这些挑战，我们应该沉着应对，它除保证住宅建筑功能要求外，还要满足住宅建筑的安全性，舒适性，灵活性，环保性，物业管理等方面的综合要求。随着当今住宅消费者层次的多元化，住宅设计趋向个性化，高效节能住宅的逐渐实施，使住宅建筑电气越来越越丰富，设计范围越来越广，其更新的周期也在不断地缩短，这些都表明住宅电气设计在住宅建筑设计中的核心地位，并承担着繁重的任务。跟随着社会的进步，电力的消耗在不断增加，电气技术上取得了惊人的进步。在公共及其它社会条件的制约下，为了能够在有限的土地资源上满足人们日益增长的物质文化要求，保证资源和能源的合理运用，必须对建筑电气进行多方面的研究。1.2 建筑电气设计的原则在设计中必须始终贯彻国家的有关政策和法律，符合现行的国家标准和设计规程。对于某些行业、部门和地区的工程设计任务，还应该遵守这些行业、部门和地区的有关规定。但是，在规范的前提下，应该尽量满足建筑单位的需求，树立服务思想。建筑电气设计一般遵循以下原则：满足建筑物的使用功能照明的照度、色温、显色指数。满足舒适性空调的温度及新风量；满足上下、左右的运输通道畅通无阻。满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，客厅的工艺照明及电力用电等。1沈阳建筑大学毕业设计考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或短时间内节能减少下来的运行费用进行回收。节省无谓消耗的能量节能的着眼点，应是无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。1.3 设计依据设计依据据民用建筑设计规范.火灾自动报警系统设计规范及其它规范的有关规定。根据建设单位及建筑.设备专业的设计委托条件。设计范围变电所设计条件，动力配电，照明及有关控制系统平面设计，防雷接地等，其中变电所设计图纸仅作为给有关电力设计部门的设计条件。技术要求工程概况本工程为一类普通高层住宅建筑.地下 1 层为车库，地上 14 层，为普通住宅，顶层为机房层。建筑高度 45.1 米，总建筑面积 6324.32 平方米。工程供电本设计自维电源进户线采用 YJV-0.6/1kV 型电力电缆。本工程消防负荷用电等级为二级。例如：消防电梯、消防泵、排烟风机、应急照明等；地下层及地上各层通道照明均采用双电源自动切换供电，各防火分区均由各防火分区配电间供电。工程用电计量住宅采用集中电表箱低压计量。住宅公用用电由自维变电所统一计量。设备选择及安装配电箱分别采用 XL-21 型落地式配电箱及 GDZ 型配电箱,各小型配电箱为墙上明设或暗设管线选择与敷设电力电缆层间供电采用预分支交联聚乙烯电力电缆供电.2沈阳建筑大学毕业设计各电缆均采用桥架或电缆 竖井明敷或穿镀锌钢管敷设。应急照明采用 NH-BV-450/750V 铜芯导线穿镀锌钢管敷设。其它部分采用 BV-450/750V 铜芯导线穿镀锌钢管或金属线槽敷设。电缆安装完毕后,各层间及过墙处采用非燃体填充封堵。交流单相电力电缆以单根穿管敷设时,不得用未分隔磁路的钢管。平面图中未标注导线其截面均为 2.5 平方毫米,不同导线配保护管如下:各插座回路为 BV 3X4 S20/PC25。各照明和回路为 BV 2X2.5 S15/PC20。3沈阳建筑大学毕业设计第二章 低压配电系统设计2.1 低压配电系统概述2.1.1 系统设计原则配电系统应做到供电可靠，电能质量好，满足生产要求。对一级负荷应由两个独立电源；对二级负荷一般要有两个回路，可以手动切换，在条件很困难的情况下，允许只有一个电源1。配电系统的接线力求简单灵活，便于操作维护，并能适应负荷的变化和系统的发展。同一电压的配电级数不宜多于两级1。制定配电系统方案时，一般不考虑当一个电源系统发生故障或检修停电时，另一电源进线也同时发生故障1。制定配电系统方案时要充分考虑节约基建投资，降低运行费用，减少有色金属的消耗量1。配电系统应考虑负荷的增长，预留必要的发展余地做出分期建设的规划。配、变电所的电源进线要有适当的富裕的供电能力1。2.1.2 设计一般规定配电电压应采用 220/380V。配电系统设计应根据工程规模、设备布置、负荷容量及性质等综合考虑确定。配电系统应满足生产和使用所需要的供电可靠性和电压质量；接线简单，并有一定的灵活性；操作安全，检修方便；另外还要考虑节省有色金属消耗、减少电能损耗。从变压器二次侧到用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非常重要负荷供电时，可以超过三级。由公用电网引入建筑物内的电源线路，应在屋内靠近进线点便于操作维护的地方装设电源开关和保护电器。若由本单位配变电所引入建筑物内的专用电源线路，可装设不带保护的隔离电器。在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不很大的时候，又无特殊要求时宜采用树干式配电。当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在很潮湿、有腐蚀性环境的车间及建筑物内，宜采用放射式配电。各级低压配电屏，应根据发展的可能性留有适当的备用回路。4沈阳建筑大学毕业设计多层建筑低压配电一般应遵循以下原则：应满足计量-维护管理、供电安全、可靠的要求，应将照明与电力负荷分成不同配电系统。确定多层住宅低压配电系统及计量方式时，应与当地供电部门协商，一般可以采用以下几种方式：a)单元总配电箱设于首层，内设总计量表，层配电箱内设分户表，从总配电箱到层配电箱采用树干式配电，层配电箱至各户采用放射式配电。b)单元不设总计量表，只在分层配电箱内设分户表，其配电干线、支线的配电方式同项。c)分户计量表全部集中于首层或中间层电表间内，配电支线以放射式配电至各户。多层住宅照明计量应一户一表。其公用走道、楼梯间照明计量可以采取：当供电部门收费到户时，可以设公用电镀表；如收费到楼总表时，一般不另设表d)除多层住宅外的其他多层建筑，对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电；对于向各层配电间或配电箱的配电，宜采用树干式和分区树干式的方式。高层建筑低压配电一般应遵循如下原则：选择变压器时，一般 SCL 型环氧树脂干式变压器。将照明与电力负荷分成不同的配电系统：消防及其他用电设施的宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一：a)工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或首层到顶层垂直干线的方式。b)工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。c)工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。对经常处于备用状态的消防泵、喷淋泵、事故排风机等设备，不作为计算负荷的一部分来选择变压器容量。为保证在发生火灾事故时，消防设备的起动与正常运转，可以采取自动切除 非消防用电设备的措施。高层建筑的配电箱设置和配电回路划分，应根据负荷的性质和密度、防火分区、维护管理等条件综合确定。从层配电箱至用电负荷的分支回路，对于旅馆、饭店、公寓等建筑物内的客房，5沈阳建筑大学毕业设计宜采用每套房间设一个分配电箱的树干式配电，每套房间内根据负荷性质再设若干支路；或者采用对几套房间按不同用电类别，以几路分别配电的方式；但对贵宾馆间则宜采取专用分支回路供电。高层住宅的照明计量表应采用一户一表，公用楼梯、公用走道的照明及公用电力计量宜单独设表。自备应急柴油发电机组的选择2.2 低压线路接线方式低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。放射式系统：特点配电线故障互不影响，供电可靠性较高，适用于一级负荷配电。配电设备集中，检修比较方便；缺点是系统灵活性较差，导线消耗量较多。此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。以免影响其他用户正常用电。环形系统：环形线路运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性，当一回线路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的负荷仍可得到供电。树干式系统：特点树干式配电系统总长度小，也就是可以节约有色金属、比较经济；供电点的回路数量较少，配电设备也相应减少；配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是干线发生故障时影响范围大，供电可靠性较差，相比较导线截面积较大。一般很少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混合使用。链式系统：特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下，总功率在 10KW 以下。2.3 负荷分级及供电要求2.3.1 负荷分级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程度进行分级，并应符合下列规定：符合下列情况之一，应为一级负荷：中断供电将造成人身伤亡时。中断供电在政治上、经济上造成重大损失时。如重大设备损失、重大产品报废、6沈阳建筑大学毕业设计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。如重要铁路枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育馆、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负荷。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。符合下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电在政治、经济上造成较大损失时。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；中断供电将影响中重要用电单位的正常工作。如交通枢纽、通讯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公共场所秩序混乱。三级负荷：不属于一、二级负荷者应为三级负荷。2.3.2 各级负荷对供电电源的要求一级负荷的供电要求一级负荷应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。所谓独立电源，是指若干电源中任一电源发生故障或停止供电时，不影响其它电源继续供电。同时，具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线段，均属独立电源。每段母线的电源来自不同发电机；母线段之间无联系，或虽有联系但在一段发生故障时，能自动将其联系切断，不影响另一段母线继续供电。对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两个电源外，还要求增设应急电源。常用的应急电源有：独立与正常电源之外的发电机组、干电池、蓄电池、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。二级负荷的供电要求7沈阳建筑大学毕业设计对于二级负荷，应由二回线路供电，供电变压器也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回 6KV 及以上专用的架空线路供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受 100%的二级负荷。三级负荷的供电要求三级负荷属不重要负荷，对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不宜超过四级。且应在技术经济合理的条件下，尽量减少电压偏差和电压波动。2.3.3 本工程的供电情况本设计属于三级负荷，由小区配电电源供电，采用 380/220 三相四线制供电。用专线送至用电设备或配电箱；用户的电源进户总配电箱设在地下一层车库内，3 层，7 层，11 层，13 层各设置一个集中电表箱，14 层，58 层，912 层，1314 层各自共用一个集中电表箱。电源由地下一层的总配电箱一引至各个集中电表箱，然后由电表箱直接引到用户的进线柜。2.4 负荷计算2.4.1 负荷计算的内容计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就是计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费；计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷下运行，增加电能损耗，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。求计算负荷的这项工作称为负荷计算，它主要包括：求计算负荷，也称需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统各级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。求尖峰电流。用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。求平均负荷。用来计算供配电系统中电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。若要使供配电系统在正常情况下可靠地运行，必须正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，这就需要对电力负荷进行计算。8沈阳建筑大学毕业设计2.4.2 负荷计算的方法“计算负荷”是按照发热条件选择导体和电器设备时使用的一个假想负荷。其物理意义：按这个“计算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。换句话说，当导体持续流过“计算负荷”时所产生的导体恒定温升，恰好等于导体流过实际变动负荷所产生的平均最高温升，从发热结果来看二者是等效的。因此工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法，有估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。估算法适用于做设计任务书或初步设计阶段；需要系数法适用于求多组三相用电设备的计算负荷；二项式法适用于确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷；单相负荷计算法适用于一些单相设备的负荷计算。负荷计算分需用系数法和二项式法两种：需用系数法需用系数法，是将用电设备容量 Pe 乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便计算方法。大体分单个用电设备组和多个用电设备组，在此仅介绍单个用电设备组的计算负荷如下：PC= kd * Pe (KW)2-1Qc = PC *tgj(KVar )2-2S（ KVA ）C= P2+ Q22-3CCSC = PC / cosj(KVA )2-4IC = SC /U N (A)32-5式中PC 、QC 、SC 该用电设备组的有功、无功和视在功率Pe 该用电设备组的设备容量综合，但不包括备用设备容量（kW）U N 额定电压（kV）tgj 与运行功率因数角相对的正切值IC 该用电设备组的计算电流（A）9沈阳建筑大学毕业设计Kd 该用电设备组的需用系数二项式法二项式法将用电设备组的计算负荷分为两项计算：第一项是用电设备组的平均最大负荷值，该项为基本负荷值；第二项是考虑数台大容量用电设备对总计算负荷的影响而计入的附加功率值，故称二项式法。在此仅介绍同工作制的单组用电设备的计算负荷：Pc = bPe + cPx （KW ）2-6Qc = Pctgj （K var ）2-7Sc= P 2+ Q 2 （KVA ）2-8ccIc = Sc (Uc ) ( A)32-9式中 Pe该