住宅小区配电系统设计

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业设计（论文）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目：住宅小区配电系统设计 学习中心： 内蒙古学习中心 学 号： 090F31133128 姓 名： 唐晓峰 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 2015 年 7 月 10 日 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名：唐晓峰 学号：090F31133128 专业： 电气工程及其自动化 毕业设计（论文）题目：住宅小区配电系统设计 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1.请指导教师按以上要求填写意见，2.学生在上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，指导教师要重新填写意见及新的指导日期。（指导教师填写指导意见时请将填写要求删除）指导教师结论： （合格、不合格）指导教师姓名所在单位指导时间中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表 学生姓名：唐晓峰 学号：090F31133128 专业： 电气工程及其自动化 毕业设计（论文）题目： 住宅小区配电系统设计 评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1.请评阅教师按以上要求填写意见，2.上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，评阅教师要重新填写意见及新的评阅日期。 （评阅教师填写指导意见时请将填写要求删除）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。）毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 评阅结论： （同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文住宅小区配电系统设计，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）：唐晓峰日期：2015年7月10日中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）摘要随着市场经济的发展，城市电网建设提出了更高的要求，高压要直接进入负荷中心，形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展；随着社会发展和城市化进程的加快，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空向电缆过渡，架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。因此，预装式变电站成为主要的配电设备之一。再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高，而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。 要提高建筑配电系统的可靠性，要正确选择各类配电设备的容量，就必须科学、合理的进行负荷计算。本文对符合计算中的相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择做了较为详细的论述，提出了一些进一步提高配电系统可靠性的措施，并结合工程实例进行负荷计算，计算结果证明本文所述方法是正确合理，可在实际中应用。高层建筑比一般建筑遭受雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷击，损失将非常严重。另外，普通建筑物防雷系统不但不能保护高层建筑物内的电子设备与计算机系统，反而可能会引入雷电。因此，高层建筑的防雷保护就越显重要，相应地对防雷保护提出了更高的要求。本文对于高层建筑物的防雷保护措施做了较为仔细的分析。关键词：配电系统;负荷计算;防雷设计；照明目录一、住宅小区配电系统设计1（一）小区配电规划1（二） 小区配电设计的准备资料和负荷计算2（三）变配电所方案选择及电气主接线3（四）变电所主变压器的选择原则4（五）变电所短路电流计算4（六）变电所继电保护6（七）电力系统6（八）配电模式6（九）电力线路敷设6二、住宅小区变配电所设计9（一）10kV配电自动化9（二）变配电所的任务与类型10三、住宅小区常用电气照明及安全问题12（一）常用照明12（二）电气设备中的电弧问题13 四、住宅小区的防雷、接地与电气安全14（一）过电压与雷电的有关概念14（二）防雷措施14（三）接地15（四）小区的防雷与接地措施15五、结论17致谢18参考文献19一、住宅小区配电系统设计以一个总占地面积为100亩左右，南北公布，集多层、高层、会所、商铺、物业、车库为一体的小区为例简单介绍一下配电系统。（一）小区配电规划1、电源 由于小区分为南北两区，则由供电部门分开供电，一路供给北小区，一路供给南小区，又由于住宅楼房林立，数量较多，面积较大，导致负荷分布过于零散，则需采用多台变压器，其中每台变压器向其周围负荷采取电缆放射式配电，形成以变压器为中心的供配电网络形式。结合小区的地理环境，北小区，南小区的变压器应设置在各区域中心的绿化带上，之后再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支电缆至各单元内配电箱。 （1）变压器容量选择采用10KW变0.4KW的箱式变电站。 由之前的负荷运算得知总负荷为 3217.58KVA，根据其各建筑物的分布，可大概算出北小区的负荷为 1137.9KVA，计算电流大概为 1729.18A，南小区的总负荷为 2079.68KVA，计算总负荷为 3161.17A，这里采用 SCB10 型树脂绝缘电力变压器，其优点是绕组高、低压采用合理结构，抗短路能力强，特殊设计的轴向气道，冷却效果好等。由于 SCB10 型变压器的最大额定容量为 2500KVA，其空载损耗及负载损耗过大，则在南区的设计应重新分配，改为两个变压器供电，这时两个变压器的负荷通过计算可大概设定为 865.33KVA，1214.35KVA，其计算电流为1315.42A.变压器暂时设定为1，2，3。 1：负担负荷为 2/5 的物业负荷、3/8 的多层负荷、地下室负荷、高层负荷、2/9 的商铺负荷，1/5 的排屋负荷、1/3 的路灯和景观负荷，共计 1148KVA。 2：负担负荷为 1/5 的物业负荷、2/8 的多层负荷、2/9 的商铺负荷、2/5的排屋负荷、1/3 的路灯和景观负荷、会所负荷，共计 875.5KVA。 3：负担负荷为 2/5 的物业负荷、3/8 的多层负荷、5/9 的商铺负荷、1/3的路灯和景观负荷、2/5 的排屋负荷，共计 1222.35KVA。（2）电缆的选择 以变电箱1 所带负荷母线槽，电缆，开关型号的选择为例。其中采用双回线路供电的包括高层，地下室，商铺，路灯，其余采用单回线路供电。路灯选用高压钠灯，额定功率范围为 250400w功率因素 cos :0.300.44；景观灯电压为 90v260v，光源功率 6w10w，型号为 FXS-4007；物业，多层，地下室，高层，商铺，排屋，景观灯，和路灯的计算电流分别为：6.08A 144.7A，42.54A 798.56A 440.89A 296.31A0.2A 2.6A。母线槽所带负荷有，物业、多层，计算电流为 489.716A，选用 ccx6 型号母线槽，选用ccx6-630/5 型号母线槽。此型号表示：额定电流为 630A，五线制直线段母线槽。母线槽规格用额定电流表示有 100、200、400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000（A） 母线槽优点：结构紧凑、传输电流大；短路强度高、安全可靠、防机械损伤和防火性能强；结构通用性、互换性强；线路变更及扩展灵活性；线路损耗小；安装方便，土建施工与配电施工互不干扰；使用寿命可达 50 年；接地保护装置可靠，可确保人身和设备安全；系统防护等级高达 IP 43。空气开关的优点是不管在任何故障情况下，它就会自动跳闸，直到问题解决，否则它就会再次跳闸，于是使用 DZC 型的空气开关。（二） 小区配电设计的准备资料和负荷计算 1. 为了进行供配电设计，在此之前要搜集齐下列资料： 1) 向电力部门取得的资料；向用户供电的电源容量和备用电源容量；供电线路的电压、规格型号、回路数、距离、入户线路的走向；向用户供电的系统在最小运行方式或最大运行方式下的短路容量数据；电力部门对用户继电保护设置、整定的要求；电力部门对用户电能计量及电费收取办法的规定；电力部门对用户功率因数补偿、高次谐波限制的要求；向用户供电的发电厂、变电所的一次接线图和地理位置图等。 2) 向当地气象、水文地质部门收集的资料 最高年平均气温、最热月平均最高气温、历年极端最高最低气温；当地年雷暴日数及年雷电小时数；当地土壤性质、土壤电阻率；当地曾经出现过或可能出现的最高地震烈度；当地常年主导风向、历年最大风速；当地年降水量、积雪深度；地下水位及最高洪水位等。 3) 向电力用户收集的资料 建筑总平面图，各建筑(车间)的土建平、断面图；各用电设备的详细型号、规格，对供电的要求，各设备的平面图及主要断面图；用户已有供配电系统的系统图及平面布置图；用户的最大负荷、年耗电量、功率因数等。 2、负荷的分配及计算 负荷的计算方法主要有三种：需要系数法、利用系数法、单位指标法。单位指标法计算简单，误差较大，适用于设备功率不明确的各类项目，单位面积功率法和综合单位指标法适用于民用建筑工程某单位产品耗电量发用于工业企业工程。因为我们采用单位指标法来进行此次的负荷计算。（1）多层 多层大概共计 11000m2，用电指标为 3050W/m2，取平均值 40W/m2，则多层总设备功率为 Pe112000 40480KW，按每户 100m2 计算，大概为 120 户，需要系数为 Kd0.45，功率因数 cos0.85，得出如下： Pc=KdPe1=0.45480KW=216KW， Qc=Pctan=216 0.62=133.86kvar， Sc=Pc/cos=216/0.85=254.12kva。 当 Ur=380V 时，Ic=Sc/ Ur=386.10A， 当 Ur220V 时，Ic=Sc/ Ur=666.89A。（2）商铺 商铺大概共计 19500m2，商铺的用电指标为 4080W/m2，大中型商铺的用电指标为60120W/m2，取平均值 75W/m2，则商铺的设备功率为 Pe275 185001387.5KW，需要系数 Kd0.750.85，取平均值 Kd0.80，功率因数取 cos0.85，得出如下： Pc=KdPe=30.81387051110Kw Qc=Pctan=1110 0.62=688.2kvar Sc=Pc/cos=1305.88kva。 当 Ur380V 时，Ic=Sc/Ur=1984.08A， 当 Ur220V 时，Ic=Sc/Ur=3427.05A。（三）变配电所方案选择及电气主接线 1. 变配电所方案选择 变配电所设计应先拿出总体设计方案。即根据预测或计算出的计算负荷容量大小、负荷性质、负荷分布、负荷数量、供电半径等定出变配电所的进线电压、电源及备用电源数量，确定出线电压、出线回路数；按照靠近负荷中心，考虑污染、易燃易爆、防洪，考虑进出线、施工运输、职工生活方便等等因素，选择变配电所的位置；结合规范确定变配电所主接线，选出变压器等主要设备；最后进行工程估算。 变配电所的总体设计方案通常有多个可供选择。方案比较要从技术和经济性的角度进行。首先设计方案要满足技术性需求，即从供电的可靠性、电能质量、运行维护、设备技术等方面进行比较；其次设计方案要考虑变配电所建设和运行的经济性，即让变配电所建设的总投资和年运行费用达到最小。总体设计方案通过技术性、经济性比较选出最优方案，进行下一步设计。如果总体设计不足以确定最优方案，那么可以进一步在初步设计阶段完成后再进行变配电所方案比较与选择。 2. 变配电所电气主接线 1) 10kV 及以下变配电所中的主接线设置原则： 高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。 2) 35kV110kV 变电所中的主接线设置原则： 高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。当35kV110kV线路为2 回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过 2 回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。 35kV63kV 配电装置，当出线回路数为4 回7 回时，宜采用单母线或分段单母线， 8 回及以上时采用双母线，除断路器允许停电检修外，可设置旁路隔离开关或旁路母线。当出线为8 回及以上时，也可装设专用的旁路断路器。（四）变电所主变压器的选择原则变电所主变压器数量、容量基本选择原则前面章节已介绍过，这里需要注意的是： (1) 10kV 及以下变电所中的单台配电变压器(低压为0.4kV)的容量不宜大于1250kVA。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。 (2) 在一般情况下，动力和照明宜共用配电变压器。但当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯具使用寿命，单台单相负荷较大，冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设专用变压器；在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统(IT 系统)的低压电网中，照明负荷应设专用配电变压器。(3) 多层或高层主体建筑内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器。 (4) 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用防尘型或防腐型变压器。 (5) 当变电所具有 3 种电压时，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，则主变压器宜采用三线圈变压器。 (6) 对深入市区的城市电力网变电所，结合城市供电规划，为简化变压层次和接线，也可采用双绕组变压器。 （五）变电所短路电流计算 计算短路电流主要是选择和校验电气设备，以及为了继电保护的整定与灵敏度校验。变电所短路电流的计算因考虑到有多个电压等级，故一般用标制法。采用标制法进行变电所短路电流计算应注意以下几点： (1)变电所短路电流计算从简化的角度考虑可按无限大容量电源系统的方法计算，认为在短路的全过程中系统电源的端电压保持不变；不过，要计入系统电源的内阻对短路电流的影响。 (2)基准值的选取：基准电压要选取电网额定电压的 1.05 倍；基准容量一般选取 100MVA，并且在设计计算时只能有一个基准容量。 (3)最大运行方式与最小运行方式： 电力系统在运行时有所谓的最大运行方式和最小运行方式，最大运行方式下系统各电厂投入的发电机组最多，供电部门及用户的输、变电设备按最大负荷的情况相互连接投入运行。 在短路电流计算时既要考虑系统电源在最大运行方式和最小运行方式下的容量，又要考虑变电所主接线的不同运行方式，如图1 所示。 线路变压器K1Smax=250MVASmax=160MV电源线路变压器变压器Smax=250MAVK1（最大运行方式下）电源线路变压器Sair=160MVAK1（最小运行方式下）图1-1 不同运行方式下短路电流计算示意图（六）变电所继电保护 变电所继电保护设计按继电保护和安全自动装置技术规程DL 4001991 GB 14285 1993 、电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB 500621992)等的要求进行。电力系统中的电力设备和线路，均应装设短路故障和不正常运行保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。变电所要设置继电保护的设备有主变压器、母线、电容器、电抗器、电动机、线路等。（七）电力系统示意图如下： 发电厂升压变压器调压输电线降压变压器高压配电线降压变压器低压配电线G 图1-2供配电示意图（八）配电模式本小区主要供电模式定位：箱变配电工程。呼市的高压供电模式为：110kV-35kV-10kV,城区配电线路电压等级是10kV，到达住宅小区一级配电电压等级是10kV，低压配电电压等级为220V/380V。 （九）电力线路敷设1、架空线路现实生活中，架空线路的应用相当普遍，是因为架空有许多优点，比如：成本价格低，安装比较容易简便，维护以及检修十分方便等等。但是架空线路也有缺点，比如：受天气影响比较严重，占用空间，有时还会影响交通等等，所以架空线路的敷设需要注意一些事项。由于本课题为住宅小区的供配电设计，所以在此处只介绍一些与住宅小区有关的架空线路。我国有关标准GB50061-1997对架空线路的敷设进行了详细的规定。 2、电缆线路电缆线路得到了越来越多的应用，只因为它有很多架空线路所不具备的优点，比 如：不容易受外界的影响、不占空间、运行安全可靠等等。但是也有许多缺点，比如:成本比较高、维修不太方便等等缺点。下面简单介绍一下。电缆种类:根据材料分为铜芯和铝芯；根据绝缘介质大致分为塑料绝缘电缆和油浸纸绝缘电缆两大类别。由于油浸绝缘电缆具有耐热好、寿命长、耐压高等优点，所以实际中应用比较广泛。电缆的敷设方式有：沿墙敷设、直接埋地敷设、利用电缆沟敷设几种。电缆敷设路径要符合以下要求： （1）首先要使其运行安全，避免遭受腐蚀、机械性外力的威胁；（2）电缆在足够安全的前提下尽量要短；（3）电缆要避开施工时受影响的地段；（4）电缆的敷设要便于运行及维护。二、住宅小区变配电所设计（一）10kV配电自动化目前，随着自动化技术、计算机技术、网络技术、通讯技术及变配电智能装置制造技术的迅猛发展，配电自动化技术越来越引起人们的广泛注意。配网改造工作仅仅依靠一次系统的投入是难以适应高供电可靠性、高质量服务水平、高效率系统管理的需求，只有在城市配网建设、改造的同时，进行配电自动化系统的建设，才能满足现代化电网的发展要求。在小区建设供配电管理中心，管理中心设置配电自动化系统，监控开闭站及所有小区配电室。住宅区配电自动化系统基本功能为：满足无人值班、集中值班的要求；运行相关数据的采集与远传；负荷监控管理；自动无功补偿功能；故障隔离与恢复供电；住宅电度表的远方传输。开闭站高压装设10kV中置式开关柜，配置微机综合保护，配电室设置SF6环网柜，不设保护，依靠故障隔离与恢复供电程序完成配网的保护功能，即自动识别故障并发出隔离故障的操作指令。在确认故障隔离之后，自动发出供电恢复的操作指令，缩短停电时间。在故障识别、隔离和供电恢复的全过程中向实时数据库发出相应的报警信号。正常运行时电源I带1，2配电室，电源II带3，4配电室，其中2配电室的2FL做为单环的开环点。当故障发生时，跳开故障点两侧开关，将负荷倒入另一半环。1、当在K-1处发生故障时,3，4配电室的1FL,2FL的电缆故障指示仪均动作，信号通过配电室内的数据采集装置送到小区供配电管理中心，同时开闭站内的2DL保护动作跳开2DL断路器。依据故障发生在最远离电源点动作的故障指示仪与未其最近的未动作的故障指示仪之间的原则来判断故障段，故障发生在3配电室2FL至2配电室2FL之间，系统下达遥控命令，跳开3配电室2FL，切除故障，2DL断路器自动重合，恢复环网供电。断路器的重合时间应躲过负荷开关的固有动作时间及系统的响应时间。2、当在K-2处发生故障时,4配电室的1FL,2FL及3配电室的1FL的电缆故障指示仪动作，信号送到自动化系统，同时开闭站内的2DL保护动作跳开2DL断路器。系统将判断出故障发生在3配电室1FL至4配电室2FL之间，系统下达遥控命令，跳开4配电室的2FL，及3配电室的1FL，将故障段隔离。同时单环网的开环点2配电室2FL及2DL断路器自动合闸，恢复环网供电。3、当在K-3处发生故障时,4配电室的1FL检测到故障，跳开2DL及4配电室的1FL，由于该配电室的1FL及2FL同处于一段母线，故此时闭锁2DL合闸。此时4配电室全停，但由于SF6环网柜母线为SF6绝缘密封气室，所以故障的几率很低。4、当在K-4处发生故障时，开闭站内的2DL及4配电室的1FL跳闸，开环点闭合，电源I带全部负荷。（二）变配电所的任务与类型1、变配电所概论变电所：对电力系统中电压电流进行变换、分配的设施。变电所根据用途分类可以分为电力变电所以及牵引变电所。配电所：不能对电压进行变压，可以对电能进行分配。配电所，顾名思义，她是变电所的延伸，以满足某些用电地区配电的需要。变电所的种类很多，主要有以下2种分类方法：根据用途分类：配电用、送电用变电所、直流送电用、电气管道用等；根据形式上分类：屋内型、屋外型、半屋外型、地下型、移动型变电所等。2、小区变配电所所址的选择住宅小区的变配电所起着十分重要的作用，所以其所址选择也显得十分重要，国家有关标准10kV及以下变电所设计规范GB50053-94对小区变配电所的所址选择进行了详细的规定。3、负荷中心的确定负荷中心的确定必须要设计负荷指示图。负荷指示图：将电力负荷按照一定的比例（比如x平方米代表ykW。），然后再用负荷圆的形式标示在小区或者工厂的平面图上即可。各建筑（住宅）的负荷圆的圆心应该与建筑（住宅）的负荷中心点大致相符。在负荷均匀分布的建筑（住宅）内,负荷圆的圆心就在建筑（住宅）的中心。而在负荷分布不均匀的建筑（住宅）内，圆心就应该偏向多数负荷集中的一侧。我们定义负荷圆半径为r，由建筑（住宅）计算负荷P30=Kr2可以得出： r =K是人为规定的负荷圆的比例，单位kW/mm2 。通过指示图我们可直观的确定建筑（住宅）的负荷中心，再结合选择变配电所的条件选择最优的方案确定变配电所的所址。4、电力变压器 （1）概述电力变压器，文字符号为T，变电所中可以说最关键的一次设备，功能：将电力系统中的电压升高或者降低，使有利于电能的分配、输送及使用。小区变电所采用的一般都是降压变压器；直接供电给予用电设备的最终端降压变压器，为配电变压器。（2）变电所主变压器的选择 、台数的选择 变压器台数及容纳量的选择都是变压器投入使用时必须要进行的工作。变压器台数如果选择过多，就会造成设备资源及财产的浪费；台数如果选择过少，就会容易出现事故，有时也会造成财产及设备的损失。、主变压器容量的选择a、只装有一台变压器的情况主变压器容量（一般当额定容量SN.T）应满足所有用电设备总的计算负荷S30：SrSNTS30b、同时装有2台主变压器的情况每一台容量ST应该同时满足两个条件，即 1）、任意一台变压器单独工作时，应该满足总的计算负荷S30的0.60.7的要求: SrSNT=(0.6-0.7)S302）、任意一台变压器单独工作时，应该满足全部的一、二级负荷的要求:SrSNT=S30(1 2)三、住宅小区常用电气照明及安全问题（一）常用照明1、照明方式是指灯光设备按照它的安装部位或者光照的分布而构成的基本制式。根据灯光设备安装部位，我们可以具体分成一般照明、局部照明以及混合照明。 1）、照明 可以不考虑局部的特殊需要，目的照明整个室内而采用的最普遍的照明方式。这种照明方式，室内可以获得较好的照明均匀度，住宅小区所采用的光源功率较大，具有较高的照明效率。适用：在无固定工作区或工作区分布密度较大的房间，比如卧室。 2）、分区一般照明顾名思义，分区一般照明就是根据实际需要提高特定区域的一般照明，根据工作面布置的情况，将照明灯具集中或分区地布置在工作区的上方，使室内不同的被照面产生不同照度，可以有效节约能源。3）、局部照明目的满足室内某些地方的特殊需要，在特定小范围内设置照明灯具的照明方式。通产情况下我们会将局部的照明灯安装在靠近工作面的上方。这种局部照明方式在局部范围内用较小光源功率可以获得较高照度，而且还可以同时改变调整光的方向。4）、混合照明一般照明和局部照明混合组成的照明方式，为保证应有的视觉工作条件。优点：增加工作区照度；减小照明设施总的功率，节约能源。缺点：视野内亮度分布不均匀。2、照度计算 1）、概论 在灯具的型式、悬挂的高度、布置的方案初步确定之后，电气设计人员就应该根据初步所拟定的照明设计方案精确计算工作面上的照度，检验照明设备是不是符合照度标准的规定。照度的计算方法有多种，普遍利用的有两大类：单位容量法、利用系数法、概率曲线法和逐点计算法。第一类：单位容量法、利用系数法、概率曲线法只适用于水平工作面上的照度计算；第二类：逐点计算法可用于任一倾斜面上的照度计算。2）、单位容量法光源单位容量，指单位水平面上照明光源的安装功率，公式表示即为根据单位容量法大约估算照明灯具的灯数和安装容量：如果已知单位容量P0和平面面积A，那么一般照明的总安装容量等于3）、利用系数法（1）概念利用系数u：表征照明光源所发射的光通量被有效的利用程度的参数。通常利用投射到工作面上的光通量e与全部光源的光通量表示，公式表示通常利用系数与许多因素有关，例如：（2）利用系数u与灯具的形状、光效性有关系。制约关系：灯具光效越高，并且光通量越集中，那么利用系数就会越高。（3）利用系数u与悬挂高度有关系。制约关系：灯具悬挂的高度越高，反射光通量越多，那么利用系数就会越高。（4）利用系数u与房间的总体面积、形状均有关系。制约关系：房间平均面积越大，形状越接近正方形，则因为直射的光通量越多，导致利用系数就会越高。（二）电气设备中的电弧问题1、概述电弧是电气设备运行中常有的一种现象，特点可以概括为两点：温度很高且光亮很强。根据实践经验与实验，电弧对供电系统有很大的威胁。电弧一般情况下会延长电路开断时间长短；2、电弧的危害高温极可能会烧毁电气设备、导线电缆，引起危险火灾，强烈弧光极可能损坏人眼得视力，情况严重时很有可能造成失明。1）、电弧的产生原因开关触头在分断电流时产生电弧的根本原因：触头本身及触头周围的介质中一定含有大量可以被游离的电子。当分断触头之间有足够大外电压时，这些电子就很可能强烈电离从而造成电弧的产生。2）、电弧产生的游离类型 高电场发射、热电发射、高温游离、碰撞游离。3、电弧的熄灭条件1）、熄灭电弧的条件：电弧中去游离率必须大于游离率。2）、去游离方式：正负带电质点的扩散和复合都会去游离；3）、开关电器中常用灭弧方法：冷却灭弧法、真空灭弧法、狭沟灭弧法、SF6灭弧法。4）、对电气设备电气触头的基本要求必须具有足够热稳定度；需要具有足够机械强度；严格满足负荷的正常发热要求；需要具有足够断流能力。 四、住宅小区的防雷、接地与电气安全（一）过电压与雷电的有关概念1、过电压定义：指电气线路或者电气设备上出现并且超过正常电压对绝缘有怒号影响的异常电压。（1）内部过电压由于内部过压不会超过系统正常工作时相对于地（单相）额定电压的三至四倍，所以我们可以说内部过电压对电气设备的绝缘和电力系统的正常运行的危险不是特别大。（2）外部过电压由于电力系统中的线路、设备等遭受雷电感应或者来自于大气的雷击而导致的过压。雷电过电压对供电系统的威胁极大，有时候还会伤及人类，必须对此加以防护。雷电过电压的形式：直接雷击、间接雷击、由于金属管道或者架空线路遭受雷击引起的过电压波，沿金属管道或者架空线路进入变配电所等建筑。这种形式叫做高电位侵入。根据我国的几个大城市近几年的详细统计，供配电系统因高电位侵入造成的伤害损失事故，占总共雷电事故的50%70%，因此，我们对于高电位侵入的防护应该特别的重视。住宅小区这种人员密集的场所，我们更应该给予重视，必须施以防雷措施。（二）防雷措施1、接闪器 定义:专门设计用来对付直接雷击的金属物体。分类：避雷针：接闪的金属杆；避雷线：接闪的避雷线；避雷带：接闪的金属带；避雷网：接闪的避雷网。在此处我只讲述现实生活中应用最普遍的其中一种避雷针。避雷针的实质功能其实是引雷。避雷针在雷电时对电场会及时产生一个附加的电场，使雷电场发生畸变，这样就导致雷云放电通道由原来被雷击伤害的方向迅速转移到避雷针本身体上，然后经过避雷针引线和接地装置的引线作用把雷电流引入大地，从而使可能被雷击物体受到保护，不受破坏。所以避雷针又叫引雷阵。2、避雷器避雷器定义：防止雷电过电压波沿着线路侵入建筑物或者变配电所，以保护被保护设备的绝缘皮，或者防止雷电电磁脉冲威胁电子信息系统，产生电磁干扰。避雷器的连接：避雷器应该可说是必须与被保护的设备并联，而且要安在被保护设备电源侧。3、变配电所的防雷措施(1)安装避雷针我们在现实生活中就显而易见，对于室外避雷装置大都装设避雷针来防护直接雷击，当然，若变配电所位于附近更高的建筑物上装设的避雷针等保护措施的保护范围之内，或者若变配电所为室内型，则可以不必考虑直接雷击的防护。非高土壤电阻率的地域，根据有关规定，工频接地RE10。（2）安装避雷器对于地理位置在峡谷地区的变配电所，我们利用避雷线来防护直接雷击。35kV及以上变配电所的架空进线上面，可以架设1至2千米的避雷线，用以消除一段进线上面的雷击闪络，这样来避免其所引起雷电侵入波对于变配电所的电气装置的影响，这种方法很实用。（三）接地1、概念综述接地：电气设备的某个特定部分或者某片特定区域与大地所做的良好的电气连接。接地体定义：根据接地定义，不难得出，接地体就是埋入地中并且直接与大地接触的金属导体。接地线：顾名思义接地线就是连接设备、装置接地部分与接地体的金属线或者金属导体，接地线在正常情况下不带电流，在故障时会通接地故障电流。人工接地体：专门用于接地而人为装设的接地体。2、电气装置的接地电气装置必须准确接地才能保证设备及人员的安全，起到接地的作用。国家有关标准GB501692006电气装置安装工程、接地装置职工及验收对其进行了详细的规定。3、接地电阻接地电阻：不难理解，该电阻就是接地体与接地线电阻再加上接地体流散电阻的和。因为接地体与接地线电阻相对来说比较小，接地体流散电阻树脂比较大，所以通常情况下我们认为接地电阻就是接地体的流散电阻。 （四）小区的防雷与接地措施小区建筑比较相似，用电负荷也差不多，所以，在此小区建筑楼栋采用建筑本身的基础地梁钢筋网络作为接地装置，防雷接地与重复接地共用此接地装置。基础地梁中的所有钢筋作为接地体用，周边所有的基础地梁焊接成一个大的环路，组成接地网。基础地梁的中间柱体网也焊接成网络状。地梁钢筋网与柱体内的两根防雷引下线连接。建筑物本身内做成等电位连接，采用TN-C-S保护接地方式。在建筑物的四个角的外侧方向柱子上距地1.8米处，埋P-1板做为测试点，作用是测试接地电阻值，根据国家有关规定，接地电阻值不应该大于4欧姆。当完工后的接地电阻不能满足要求是，必须在距建筑3米开外的地方做人工接地来满足接地电阻的要求。另外，进出建筑的管道、电气设备、电缆、保护钢管等在进出位置处与总的等电位箱相连接，并且与中性线绝缘。同时，为了保证用户的绝对安全，我将该小区竖直的金属管道和金属物体完全与接地装置可靠连接。位连结：即等电位连结，所有金属门窗、栏杆、各楼层结构梁、引出建筑的金属管道等等金属构造物均与防雷接地系统可靠焊接。卫生间、厨房内的给排水金属管道，散热器等等所有金属构造物均做局部的等电位联结。电保护：