建筑供电与照明课程设计.doc

辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 建筑供电与照明建筑供电与照明课程设计 论文 课程设计 论文 题目 题目 某车间电气照明设计某车间电气照明设计 院 系 院 系 软件学院软件学院 专业班级 专业班级 楼宇智能化工程技术楼宇智能化工程技术093093班班 学学 号 号 091407092 学生姓名 学生姓名 张张 悦悦 指导教师 指导教师 巴金祥巴金祥 起止时间 起止时间 202011 11 21至至2011 12 2 专科生课程设计 论文 课程设计 论文 任务及评语课程设计 论文 任务及评语 院 系 软件学院 教研室 电气 学 号091407092学生姓名张悦专业班级楼宇 093 班 课程设 计 论 文 题 目 某车间电气照明设计某车间电气照明设计 课程设计 论文 任务 1 供配电总体方案的确定 2 照度计算 3 电光源的选择 4 灯具布置 5 负荷计算 6 电气设备及管线的选择 7 绘制相关图纸 指导教师评语及成绩 平时考核 设计质量 答辩 总成绩 指导教师签字 年 月 日 注 成绩 平时20 论文质量60 答辩20 以百分制计算 专科生课程设计 论文 摘 要 电气照明技术是将电能转换成光能 在夜间或天然采光不足的情况下 提供 明亮的环境 以保证生产 工作 学习和生活需要的一种技术 照明在现在社会 中起着极其重要的作用 良好的照明可以使人们合理地安排劳动 工作时间 提 高产品质量 减轻视力和体力疲乏 优质的照明可以改善环境 美化人们的生活 发挥人类的智慧 创造出灿烂的精神财富 实践证明 社会越进步 经济越发展 生活水平越高 人们对光环境的要求也越高 照明电气设计是电气照明系统设计的另一个重要织成部分 照明电气设计通 常是在光照设计的基础上进行的 其主要任务是为保证电光源和灯具能正常 安 全 可靠而经济地工作 本次设计是某车间电气照明设计 设计的主要内容包括 供配电总体方案的 确定 照度计算 电光源的选择 灯具布置 负荷计算 电气设备及管线的选择 等等 并附了相关的图纸 关键词 供配电方案 照度计算 负荷计算 电气设备及管线的选择 Abstract Electrical lighting technology is converted into electric energy natural lighting at night or under provide a bright environment to ensure that the production work study and life needs of the technology Lighting in the community plays an extremely Key words For distribution programs Illumination calculation Load Calculation Electrical equipment and the choice of pipeline 专科生课程设计 论文 课程设计目的与要求 1 课程设计目的 本次课程设计主要综合训练学生运用供配电技术 电气照明 建筑电气等专 业知识 完成某生产车间电气照明初步设计 力求做到技术先进 经济合理 安 全可靠 培养学生独立思考 独立收集资料 独立设计的能力 培养分析 总结 及撰写技术报告的能力 2 课程设计的预备知识 熟悉供配电技术 高低压电器技术等课程的相关知识 3 课程设计要求 按课程设计指导书提供的课题 根据下表给出的基本要求及参数独立完成设 计 课程设计说明书应包括以下内容 1 文中的要语言简练通顺 图表规范正确 2 文中的图形和符号尽量采用 IEE 标准 3 课程设计论文在 4000 字左右 4 课程设计论文内容完整 字迹工整 图表整齐规范 数据详实 5 课程设计论文应按学院的统一要求格式打印装订成册 设计技术参数工作量工作计划 某车间面积为 室空间高度 工作台高 墙 面反射系数 顶棚30 w 反射系数 要求车50 c 间的照度标准为 勒克斯 1 供配电总体方案的确定 2 电光源类型的选择 3 照度计算 4 灯具布置 5 负荷计算 6 电气设备及管线的选择 7 绘制供配电系统图 8 绘制照明平面布置图 第一周 周一 收集资料 周二 供配电总体方案的确 定 周三 电光源类型的选择 周四 照度计算 负荷计算 周五 电气设备的选择 第二周 周一 导线及管线的选择 周二 设备清单 周三 绘制供配电系统图 周四 绘制照明平面布置图 周五 总结并撰写说明书 专科生课程设计 论文 专科生课程设计 论文 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 照明技术概况 1 1 2 本文设计内容 2 第 2 章 供配电总体方案的确定 4 第 3 章 照度计算及灯具布置 5 第 4 章 负荷计算 10 第 5 章 电气设备及管线的选择 11 第 6 章 电气照明相关图纸 13 第 7 章 课程设计总结 15 参考文献 16 专科生课程设计 论文 1 第 1 章 绪论 1 1 照明技术概况 1 传统照明蓬勃发展 据照明学会统计数据显示 1999 年国内照明行业销售总额为 450 亿人民币 2000 年达到 550 亿元 2001 年突破 680 亿元 2002 年高达 800 亿元 连续四年 均以 20 的速度迅猛递增 2004 年 我国照明市场已经突破 1100 亿元 2005 年 的产值有望达到 1300 亿元 预计 2006 年 2007 年 国内照明产品消费容量大约 为 1500 亿元和 1800 亿元 潜力巨大的中国照明市场 不仅被国内商家看好 也 为国外商家的竞争提供了阵地 随着发达国家产业结构的调整 一些劳动密集型 产业大量转移到发展中国家 PHILIPS GE OSRAM 等国际著名照明公司均在国内 建厂 其他国外知名厂商也蓄意待进 这虽使国内企业增加了压力 但对推动行 业进步起到了一定作用 专家分析 未来的 5 10 年 中国照明行业仍将保持平 稳增长态势 2 新型半导体 LED 照明 引领第三次革命浪潮 随着发光材料与发光技术的不断革新 半导体技术在照明领域掀起了一场新 的革命 半导体照明 半导体 LED 照明产品 尤其是氮化镓基 GaN 白光 LED 照明光源体积小 重量轻 方向性好并可耐各种恶劣条件 在功耗 寿命以 及环保等方面均有不可比拟的优越性 随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝 绿 白光 LED 的问世 半导体照明工具有望替代传统白炽灯 日光灯 卤素灯的 主导地位 成为广泛应用的节能环保的优质光源 成为照明行业的主流产品 甚 至有人评价说 半导体照明带来的是 照明领域的第三次革命 其意义不亚于 以人类高高举起第一根火把和爱迪生发明第一只白炽灯为代表的前两次照明领域 的革命 目前 LED 作为 照亮未来的技术 已受到越来越多国家的重视 据科学界预测 到 2008 年 全球 LED 的产值将从 2004 年的 125 亿美元提高 到 500 亿美元 美国能源部研究报告分析 到 2010 年 美国将有 55 的白炽灯和 荧光灯被半导体灯替代 每年节约电费可达 350 亿美元 半导体灯有望形成 500 亿美元的大产业 韩国政府也拿出 1 亿美元发展本国的 LED 照明产业 日本则提 出 2006 年将用半导体灯大规模替代传统的白炽灯 目前 美国 GE 荷兰飞利 浦 德国欧斯朗三大世界照明生产巨头纷纷与半导体公司合作组建半导体照明公 司 抢占产业制高点 目标是使半导体照明成为 21 世纪的新光源 专科生课程设计 论文 2 半导体照明作为新型高效固态光源 具有长寿命 节能 安全 绿色环 保等显著优点 它的耗电量只有普通照明的 1 10 中国工程院院士 中国科学院 半导体研究所研究员陈良惠为此算了一笔账 只要目前 1 3 的白炽灯被半导体 灯所取代 每年就可为国家节省用电 1000 亿度 这相当于节省一个三峡工程的 年发电量 总投资 1800 亿元的三峡工程 年发电量为 846 8 亿度 可见 推 广半导体照明将是节约能源的有效手段之一 2003 年 我国国家科技部在 863 计划的支持下 成立 国家半导体照明工程 协调领导小组 开始从国 家层面推动半导体照明工程 并将其列入 十五 国家科技攻关计划 国家中长 期科技规划 2004 年 科技部确定工作重点 发展新型照明行业 并确定福建 厦门 上海 大连和江西南昌为首批四个国家半导体照明产业基地 通过 863 计划等科技计划的支持 初步形成从外延片生产 芯片制备 器件封装 集成应用等比较完整的产业链 以期形成有优势 有配套能力 有公共测试服务 的产业集群 从而带动整个产业的发展 我国照明领域的 LED 产业已具备一定的技术和产业基础 国内蓝光芯片指标 达到国外中档产品水平 LED 封装技术与国外差距小 在国际市场上已占有相当 大的份额 有可能取得关键技术突破 形成自主知识产权 另外 位于产业链下 游的芯片封装与照明应用产业 既是技术密集型产业 又是劳动密集型产业 我 国具有劳动力比较优势 因此有能力承接国际半导体照明产业的转移 LED 照明领域主要有信号灯 装饰景观照明 家居照明 汽车用灯等 我国 城市众多 仅北京就有近两万的交通灯 要用 LED 替换现有的交通灯 其市场前 景十分广阔 装饰景观照明是目前 LED 照明的主要应用市场 在我国发展也较为 成熟 已经有一部分城市在城市亮化工程中采用了 LED 照明产品 预计随着准备 2008 年北京奥运会和 2010 年上海世博会的城市建设的开展 LED 灯在城市景观 照明中的应用将进一步扩展 需求量也将进一步上升 我国有 3 亿家庭 家居照 明如果普遍采用 LED 照明工具 这个市场将会非常巨大 汽车用灯 LED 化也是一 个大市场 美国 日本 欧洲的一些高档汽车已经开始部分使用 LED 照明 随着 中国经济的发展 汽车和摩托车产业的飞速发展 其配套产品汽车灯和摩托车灯 的需求量也将同步上升 据业内人士预测 到 2010 年我国仅 LED 产业即可形成 500 亿元的产值 整个 LED 及相关应用产业将达到 3600 亿元规模结合设计概括发 展情况 1 2 本文设计内容 本文是电气工程的一个课程设计 关于建筑电气方面的 某车间电气照明设 专科生课程设计 论文 3 计 本文涉及了供配电总体方案的确定 照度计算及灯具布置 电光源的选择 负荷计算 电气设备及管线的选择等等 并附了相关的图纸 供配电总体方案的确定包括了电压的选择 照明的控制方式 正常照明的供 电方式 应急照明的供电方式 照明供配电网络 配电线路的选择 照明负荷的 分级等内容 照度计算包括照度计算的基本规定 利用系数法的讲解 具体计算的过程 灯具布置包括直接配光型灯具的特点 布灯要考虑的因素 灯具的具体布置方式 电光源的选择里介绍了常用的电光源种类 及本文选用的电光源类型及其相 关的参数等内容 负荷计算包括用电设备的工作方式 用电设备额定容量 用电设备负荷计算 方法 用电设备负荷计算内容等 电气设备及管线的选择包括了电线 电缆形式的选择 照明安装管材的选择 供电变压器的选择 供电配电箱的选择的具体型号选择 各部分都配有图片进行解释说明 专科生课程设计 论文 4 第 2 章 供配电总体方案的确定 1 电压的选择 我国的系统电压等级 对单向交流 变电设备 有 220V 127V 100V 42V 36V 24V 12V 6V 等 对三相交流 变电设备 有 1140V 380 660 V 220 380 V 127V 100V 42V 36V 我选择的防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯采用 380 220V 三相四线中性点 接地的交流网络供电 2 照明负荷的分级 三级负荷 只需单电源供电既可 3 正常照明的供电方式 动力与照明共用的电力变压器供电 二次侧电压为 380 220V 4 应急照明的供电方式 由发电机组作备用电源供电 要求发电机组具有自启动 功能 启动时间应小于 15s 应急照明配电系统应自成体系 专线供电 应确 保在火灾时非消防电源的可靠切除 5 照明供配电网络 混合式接线方式 6 配电线路的选择 灯具由照明配电箱以三相四线供电 每一路单相回路不超 过 15A 出线口 包括插座 不超过 20 个 最多不超过 25 个 每个分配电 盘 箱 和线路上个负荷分配要均衡 局部照明负荷较大时可设置局部照明配 电箱 无局部照明配电箱时 局部照明从常用照明配电箱或事故配电箱以单独的 支线供电 7 照明的控制方式 厂房内照明一般按生产组织分组集中在分配电箱上控制 在 出入门口安装部分开关 在分配电箱内可直接用分路单级开关实行分相控制 注意事项 当生产厂房的动力采用 变压器 干线 式供电而对外又无低压联络线 时 照明电源宜接自变压器低压侧总开关之前 如对外有低压联络线时 则照明 电源宜接自变压器低压侧总开关之后 当车间变电所低压采用放射式配电系统时 照明电源一般接在低压配电屏的照明专用线上 专科生课程设计 论文 5 第 3 章 照度计算及灯具布置 一一 照度计算照度计算 1 照度计算的基本规定 圆形发光体的直径小于其至受照面距离的 1 5 或线形发光体的长度小于照 射距离 斜距 的 1 4 时 可视为点光源 当发光体的宽度小于计算高度的 1 4 长度大于计算高度的 1 2 发光体间 隔较小 发光体间隔 h 4cos 且等距的成行排列时 可视为连续线光源 h 灯具在计算点上垂直高度 cos 受照面法线与入射光线夹角的余弦 面光源系指发光体的形状和尺寸在照明场所中占有很大比例 并且已超出 点线光源所具有的形状概念 单位容量法等简化计算方法只适用于方案或初步设计时的近似计算 点照度计算适用于室内外照明 如体育馆 场 的直射光对任意平面上一 点照度的计算 其中 1 点光源点照度计算可采用平方反比法 2 线光源点照度计算可采用方位系数法 3 面光源点照度计算可采用形状因数法 或称立体角投影率法 4 当室内反射特性较好时 尚应计及相互反射光分量对照度计算结果产 生的影响 专科生课程设计 论文 6 注 1 在进行室外照度计算时 应计入 30 的大气吸收系数 2 在 维护系数 用 减光补偿系数 表示时 应按表中所列系数的倒数计算 3 维护照度除以维护系数即为设计的初始照度 2 利用系数法 利用系数法考虑了直射光和反射光亮部分所产生的照度 计算结果为水平面上的 平均照度 此法适用于灯具布置均匀的一般照明以及利用墙和顶棚作反射面的场 合 1 计算公式 Euv 工作面上的平均照度 lx F 每个灯具的光源的光通量 lm A 房间的面积 m2 K0 照度补偿系数 灯具效率 利用系数 若照度标准为最低照度时 必须将平均照度 Euv 换算成最低照度 E 2 最低照度系数 Kmin 最低照度系数 Kmin 时工作平面上的最低照度 E 与平均照度 Euv 的比值 即 最低照度补偿系数 Kmin 专科生课程设计 论文 7 3 具体计算 hRc 5 0 8 4 2 S 50 20 1000m 确定室空间比 RCR RCR 5hRC l b l b 5 4 2 50 20 50 20 1 47 确定利用系数 由查表可知 RCR 1 利用系数 1 0 8530 w 50 c RCR 2 利用系数 2 0 7330 w 50 c 采用插值法求出 RCR 1 47 利用系数 0 69430 w 50 c 确定灯具系数 由查表可知取减光系数 K 0 8 则所需总的光通量 E 为 E 100 1000 0 694 0 8 180115m 由查表得防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯光通量 E 32750m 故车间内灯具数为 n E 180115 32750 5 499 6 所以本设计的 438W 防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯应选择 6 盏作为工厂 照明用 二二 灯具布置灯具布置 1 本设计采用的是直接配光型灯具 它的特点是效率高 光通量集中向下 照明 运行费用均较低 在工业的厂房中应用广泛 2 布灯要考虑的因素 满足有关规范规程和技术条件规定的照度值 满足工艺对照明方式的要求 满足工作面上的照度 专科生课程设计 论文 8 光线射向要适当 眩光限制在允许范围之内 无阴影 维护方便 安全 考虑节能 尽量提高利用系数 不止美观 与建筑空间气愤和装饰格调协调 3 灯具的布置方式 灯的安装方式 由于厂房高 5m 属于低矮厂房 所以选择吸顶布置 灯的布置方式 均匀布灯 采用同类灯具按等分布面积布置成单一的线性 共两排 别每排布置三个防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯 专科生课程设计 论文 9 三 光电源类型的选择 三 光电源类型的选择 目前 常用照明电光源主要有两类 一类是热辐射光源 这是利用某一物质 通过电加热而辐射发光的原理而制成的光源 如白炽灯 卤钨灯等 另一类是气 体放电光源 这是利用气体放电时发光的原理制成的光源 如荧光灯和高强度气 体放电灯等 在工程设计和运行维护中要合理的选择电光源 满足使用场所对显色指数要 求 并考虑色表 考虑节能 力求选用高效光源 注意限制眩光和开关频繁程度 等因素 照明电光源的选择应根据照明要求 使用场所的环境条件和光源的特点 进行合理选择 选用灯具的主要技术参数 型号 WYY TH11 名称 防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯 性质 室内投光灯 分类 A2 光通量 lm 32750 效率 0 68 使用的光源 ED 玻壳金卤灯 高显色钠灯 功率 250 150 色温 K 3200 显色 指数 77 镇流器 节能型电感镇流器 频闪效应 频闪 噪音等级 dB 50 防护等级 IP20 遮光角 度 35 00 距高比 A 2 00 距高比 B 2 10 额定电压 V 220 额定电流 A 1 99 总功率 W 438 00 功率因数 0 90 尺寸 长 m 450 宽 m 440 高 m 497 重量 kg 16 00 发光面积 平方米 A1 0 1980 A2 0 0000 A3 0 0000 专科生课程设计 论文 10 专科生课程设计 论文 11 第 4 章 负荷计算 本设计为厂房电气照明设备 用电设备为照明灯具和厂房里的机器设备 所 以在设计的时候应该有两条供电线路 一条为 380V 电压 为机器供电 条为 220V 为工厂的照明设备和日常生活供电 1 用电设备的工作方式 连续运行工作制 2 用电设备额定容量 防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯上所标注的额定功率 438W 3 用电设备负荷计算方法 需要系数法 二项式系数法 利用系数法 4 用电设备负荷计算 438W 防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯的数量为 6 个 总功率为 2628W 照明灯具查表可得 Kd 0 8 1 取 1 cos 1 0 tan 因此 所有照明灯具总负荷有功功率计算 Pca Kd Pe 1 2628 2628 W 所有照明灯具总负荷无功功率计算 Qca Pcatan wm 2628 0 0 Kvar 所有照明灯具总负荷总视在计算负荷 Sca Pca cos wm 2628 1 W A 专科生课程设计 论文 12 第 5 章 电气设备及管线的选择 导线形式的选择主要考虑环境条件 运行电压 敷设方法和经济 可靠性方面 要求 经济因素出考虑价格外 应当注意节约较短缺的材料 厂房的照明线路一 般是铺设在外面的 采取明敷的形式进行铺设 1 电线 电缆形式的选择 照明线路用的电线 BLVV BVV 塑料绝缘塑料护套铝芯 铜芯电线 单芯 及多芯 照明线路用的电缆 XLV XV 橡皮绝缘聚氯乙烯护套铝芯 铜芯电缆 在选择导线 电缆时一般采用铝芯线 但在有爆炸危险的场所 有急剧振动的场 所及移动式的灯具的供电应采用铜芯导线 2 照明安装管材的选择 无增塑可扰钢性 PVC 管 无增塑可扰钢性 PVC 管的特点 表面光滑 壁厚均匀 绝缘性好 阻燃自 熄 力强 耐腐蚀 抗冲击 材质轻 为钢管重量的 1 5 施工灵活 方便 省工时 与等长度的钢管相比 PVC 管的价格低 25 可降低工程投资费用 3 供电变压器的选择 S11 M 系列配电变压器 专科生课程设计 论文 13 4 供电配电箱的选择 NXT 照明配电箱 产品名称 照明配电箱 型号 NXT 照明配电箱 产品备注 NXT 系列照明配电箱适用于宾馆 公寓 高层建筑 港口 车站 机场 仓库 医院和厂矿企业等单位 产品类别 成套事业部 NXT 照明配电箱 专科生课程设计 论文 14 第 6 章 电气照明相关图纸 1 车间照明系统图 车间照明系统图 专科生课程设计 论文 15 2 车间照明平面步线图 车间照明平面步线图 办公室 3 sq m 悬掉门 下照型 438W 防眩罩方形金卤高显钠吊装混光灯 专科生课程设计 论文 16 NXT 照明配电箱 专科生课程设计 论文 17