某别墅的电气设计毕业设计

本科毕业设计 题目 某别墅电气设计 专题 某别墅电气设计 摘要 本工程为三级负荷 供电电源均引自小区变电站 电压等级为 380V 220V 采用树干式供电 供电电源引自小区内变电站 设计内容包括强电和弱电设计两个部分 其中 强电设计包括 配电系统 的设计 照明系统设计 插座系统设计及防雷与接地系统的设计 弱电设计包 括 有线电视系统的设计 消防系统设计 照明系统按环保节能标准设计 其中包括照度计算 灯具的选择 照明干 线 插座导线截面积的选择以及导线的敷设方式 插座系统按高档住宅标准设 计 插座回路与照明回路由不同支路供电 一般插座安装高度为0 3米 空调插 座距地高度为1 8米以上 潮湿场所应装设防潮 防溅型的插座接地系统采用 TN C S系统 防雷系统设计在屋面上装设避雷针与避雷带相结合的接闪器 弱电系统包括消防系统 有线电视系统 电话通信系统 宽带网络系统 所有 设计满足用户要求 建筑物为第三类防雷建筑 关键词 照明设计 供配电系统 防雷接地系统 消防系统 Electrical design of a villa Abstract The project is the three class load power supply from the transformer substation voltage level for the 380V 220V the trunk type power supply the power supply from the area of substation The design includes two parts of strong and weak electricity design Among them including power distribution system design lighting system design socket system design and lighting protection and grounding system design weak design include the design of cable television system fire fighting system Lighting design by environmental and efficiency standards including illumination calculation the choice of lamps lighting line socket wire cross sectional area and the choice of wire laying method Socket system design according to the high grade residential standards Outlet circuit and lighting back to the routing of different branch power supply socket is installed the general height is 0 3 meters air conditioning outlet height of 1 8 meters damp places should be equipped with moisture proof splash proof socket type grounding system using TN C S system Lightning protection system design in roof installed lightning and lightning with a combination of air termination system Weak current system including fire system cable TV telephone communication system broadband network system All the design to meet user requirements For the third type of building lightning protection building Keywords lighting design power supply system lightning protection and grounding system fire protection system 目录 1 绪 论 1 1 1 目的及意义 1 1 2 研究现状分析 1 1 3 基本任务 1 2 电气照明系统设计 3 2 1 电气照明概述 3 2 1 1 照明的概述 3 2 1 2 照明设计的要求和一些应注意的问题 3 2 2 照明设计的目的和原则 3 2 2 1 照明设计的目的 3 2 2 2 照明的设计原则 4 2 3 照明的方式和种类 4 2 3 1 照明方式 4 2 3 2 照明分类 4 2 4 照明灯具的选择 5 2 5 照明计算 6 2 5 1 照明计算的依据 6 2 5 2 照度的计算 7 3 开关和插座的选择 9 3 1 开关和插座的种类 9 3 1 1 开关的种类 9 3 1 2 插座的种类 9 3 2 开关和插座的安装要求 10 3 3 设计方案 10 4 供配电系统设计 12 4 1 住宅配电设计要求 12 4 2 配电线路的保护 12 4 3 配电回路及其保护措施方案选择 13 4 4 负荷分级 15 4 4 1 供电系统的负荷分级 15 4 5 负荷计算 16 4 5 1 负荷计算的原则 16 4 5 2 负荷计算的方法 17 4 5 3 负荷计算 18 4 6 导线及断路器的选择 22 5 防雷接地系统设计 30 5 1 防雷与接地系统概述 30 5 1 1 建筑物的防雷等级 30 5 1 2 一般的防雷措施 31 5 1 3 三级防雷建筑物的防雷措施 31 5 2 建筑物的防雷装置 31 5 2 1 引 下 线 32 5 2 2 接地装置 32 5 2 3 接地方式 32 5 3 建筑物年预计雷击次数 34 6 火灾自动报警及消防联动控制系统 35 6 1 总则 35 6 1 1 消防系统的组成 35 6 1 2 消防系统的分类 35 6 1 3 消防系统的工作原理 36 6 2 火灾自动报警系统 36 6 2 1 火灾探测器 36 6 2 2 探测器数目的确定 37 6 2 3 探测器与区域报警器的连接方式 37 6 2 4 手动火灾报警按钮 38 6 3 消防联动控制系统 38 6 3 1 消防控制室 38 6 3 2 消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能 38 6 3 3 线路的敷设 38 7 弱电系统 40 7 1 有线电视系统 40 7 1 1 有线电视系统简介 40 7 1 2 系统的组成 40 7 1 3 有线电视系统的设计方法 41 7 2 电话通信系统 41 7 2 1 系统概述 41 7 3 对讲系统设计 42 7 3 1 系统结构和功能 42 结论 44 致谢 45 参考文献 46 附录 A 47 附录 B 49 附录 C 56 1 绪 论 1 1 目的及意义 本设计过程是对本专业所学的内容进行一次全面系统的复习总结 并完善 各个知识要点 可以更好地掌握本专业的基本理论和基本技能 可以掌握建筑 电气工程的设计步骤 方法 住宅建筑电气的施工程序以及 CAD 等绘图技能 学会选择和确定电气设计型号和规格 学会查找和运用有关设计手册和技术资 料 可以开拓视野 增长知识 更可以提高工程语言的表达能力 此次设计的目的是通过对该别墅楼的各个系统的设计事件 综合运用所学 知识 贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策 理论联系实际 锻炼独立分 析电气工程实际问题的能力 培养自身综合运用已经具备的理论知识和实践知 识解决一般工程设计问题的能力 为未来的实际工作奠定必要的基础 1 2 研究现状分析 建筑电气技术的发展 是随着建筑技术的发展 电气科技的发展而同步的 尤其是随着信息技术的发展 如计算机技术 控制技术 数字技术 显示技术 网络技术以及现代通信技术的发展 使建筑电气技术实现了飞跃性的发展 自 从改革开放以来 与国际上进行广泛的技术交流 国际上许多先进的新产品 新技术不断进入中国建筑市场使建筑电气行业迈出了新的一步 随着建筑技术的发展和人们对功能需求的增长 一个新的建筑电气技术趋势 正在形成 此技术拥有分布型智能 具有学习能力 电气系统功能重塑性强 采用模 块化设计使可扩展性好 可以将多种传统建筑电气设备的控制集成于一体 此类建筑电气技术的新趋势如下 采用现场控制总线技术 融合弱电技 术和强电技术 融合计算机网络技术 以弱电的方式控制强电 使用者现 场控制方便 管理方便 节能 提高建筑安全性能 1 3 基本任务 本工程属于低层建筑 共 2 层 第一层和第二层 本次设计部分包括强电 和弱电 前五章主要包括前言及强电部分设计 第六七章包括弱电部分设计 1 第一章为序言 主要介绍建筑电气概况以及整个设计宏观叙述 2 第二 三章为照明系统 主要说明光源 灯具选择 照度计算 一般照明 等内容 用利用系数法进行照度计算 选择出各个房间合适的灯具数量 及开 关的布置 完成插座系统的设计 选择各功用的插座类别和型号 以及安装方 式等等 3 第四章为低压配电系统 主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求 负 荷计算以及配电方式等内容的相关原理 原则 方法等 并用需要系数法进行 了负荷计算 确定各个系统照明负荷的容量 计算电流 以此选择出了断路器 导线 确定配电系统方式 并选择器件 及安装事宜 4 第五章为防雷接地系统 主要说明对直击雷的防护以及接地系统的方式及 具体要求等内容 结合本建筑特点 计算并确定防雷等级 并以此确定防雷方 案 做等电位联结的设计 5 第六 七章为弱电系统 它可分两大部分 第一部分为消防系统 第二部 分为有线电视系统 电话通信系统和对讲系统 2 电气照明系统设计 2 1 电气照明概述 2 1 1 照明的概述 在现代住宅设计中 灯光照明既有实用意义 也有装饰和观感上的意义 通过改变光源的性质 位置 颜色和强度等技术手段 利用灯饰 家具和其它 陈设的密切配合 使它成为人们的生活空间 形成用途各异的格调 情趣和气 氛 一个成功的住宅照明往往经过妥善设计与巧妙的安排 利用不同的室内照 明效果 使住宅光照环境具有特色 既有利于生活 又平和优雅 让人感到温 馨和谐 电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分 它的基本功能是在自然 光不足时 为人们进行各种活动提供视觉的必要条件 而且对人的生理 心理 健康具有重要影响 所以电气照明设计应满足家庭生活的需求 并且要确保用 电安全 总之 建筑电气照明与人类的生产 工作和生活有着密切的关系 随着 我国建筑业 装饰业的蓬勃发展 人们对电气光源 照明设备技术的更新以及 照明光环境的要求就更高了 2 1 2 照明设计的要求和一些应注意的问题 一个良好的光环境要受照度 亮度 眩光 阴影 显色性 稳定性等各项 因素的影响和制约 设计时应恰当的选择 同时应遵循安全 实用 经济 美 观的照明设计的基本原则 为配合装修一步到位条件 应充分掌握设计前提因 素 努力创造最佳方案 有效利用天然光 合理的选择照明方式和控制区域 尽力降低电能消耗指标 另外 在住宅照明设计中 应根据使用性质 功能要求和使用条件 按不同标 准分别取值 住宅内照度标准所规定的照度 是指工作面上的平均维护照度 若 设计未加指明时 以距地 0 75m 的参考水平面作为工作面 2 2 照明设计的目的和原则 2 2 1 照明设计的目的 照明的设计目的 就是在充分利用自然光的基础上 运用现代人工照明的 手段 为人们的工作 生活 娱乐等创造一个优美舒适的灯光环境 也就是说 使灯光环境符合人们的工作 生活等封面的要求 从而在生理和心理两方面满 足人们的需求 2 2 2 照明的设计原则 1 使用性原则 使用是根本也是设计的出发点和基本条件 使用性还包括照明 系统的施工安装 运行几维修的方便简单 及对未来照明发展变化留有一定的 空间 2 安全性原则 在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全第一的原则 在设 计中要遵循规范的规定和要求 严格按规范设计 3 美观性原则 灯光照明尚具有装饰空间 美化环境的功能 对于房间的照明 设计 我们也应该从美观的角度选择 布置灯具 使之符合人们的审美习惯 4 经济性原则 一方面是节能 另一方面是节约 2 3 照明的方式和种类 2 3 1 照明方式 1 一般照明 为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度 使用照明器在整个照明场所 基本均匀布置的照明方式 2 分区一般照明 根据需要提高特定区域照度的一般照明 根据工作面布置的实际情况 将 照明器集中或分区集中均匀的布置在工作区上方 使室内不同被照面上产生不 同的照度 可以有效的节约能源 3 局部照明 以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明 它仅 限于照亮一个有限的工作区 通常采用从最适合的方向装设台灯 射灯或反射 灯型灯泡 其优点是灵活 方便 节电 能有效地突出重点 4 混合照明 由一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明 其实质是在一般照 明的基础上 在另外需要提供特殊照明的局部 采用局部照明 2 3 2 照明分类 照明种类可分为 正常照明 应急照明 值班照明 警卫照明和障碍照明 按照下列要求确定照明种类 1 工作场所均应设置正常照明 它是在正常情况下使用的室内 外照明 2 工作场所下列情况应设置应急照明 1 正常照明因故障熄灭后 需确保正常工作或活动继续进行的场所 应设置备 用照明 2 正常照明因故障熄灭后 需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所 应设 置安全照明 3 正常照明因故障熄灭后 需确保人员安全疏散的出口和通道 应设置疏散照 明 3 大面积所宜设置值班照明 一般在非工作时间内供值班人员用的照明 4 有警戒任务的场所 应根据警戒范围的要求设置警卫照明 5 有危及航行安全的建筑物 构筑物上 应根据航行要求设置障碍照明 2 4 照明灯具的选择 灯具的选择是照明设计的基本内容之一 其选择恰当与否 直接影响到照 明的质量 经济性能和耗能指标的好坏 1 在潮湿的场所 应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具 2 在有腐蚀性气体或蒸汽的场所 宜采用防腐蚀密闭式灯具 若采用开敞式灯 具 各部分应有防腐蚀或防水措施 3 在高温场所 宜采用散热性能好 耐高温的灯具 4 在有尘埃的场所 应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具 5 在装有锻锤 大型桥式吊车等震动 摆动较大场所所使用的灯具 应有防振 和防脱落措施 6 在易受机械损伤 光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的 灯具 应有防护措施 7 在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具 应符合国家现行相关标准和规范的有 关规定 8 在有洁净要求的场所 应采用不易积尘 易于擦拭的洁净灯具 9 在需防止紫外线照射的场所 应采用隔紫灯具或无紫光源 2 5 照明计算 2 5 1 照明计算的依据 照明计算是照明设计的重要内容之一 照明计算的常用方法有利用系数法 单位容量法 逐点计算法 查概曲线法等 本次设计主要应用利用系数法 平均照度计算通常采用的利用系数法 是按照光通量进行照度计算 他根 据房间的几何形状 照明器的数量和类型来确定工作面平均照度的计算方法 工作面照度要同时取决于光源和照明器的光特性 以及房间的形状特性和光特 性 1 基本计算公式 1 利用系数 s f U 式中 U 利用系数 由照明器发出的最后落到工作界面上的光通 量 每个照明器的光源额定总光通量 2 室内平均照度 U lw KN E s av 式中 工作面平均照度 N 照明器数量 A 工作面面积 K 维护系数如表 2 1 表表 2 12 1 维护系数维护系数 环境污 染特征 房间或场所举例 灯具最 少擦拭次数 次 年 维护 系数值 清 洁 卧室 办公室 餐厅 阅览室 教室 病房 客房 仪器仪表装配间 电子元器件装配间 检验室等 20 80 一 般 商业营业厅 候车室 影剧院 机械加工车 间 机械装配车间 体育馆等 20 60 污染厨房 锻工车间 铸工车间 水泥车间等30 60 严重 2 利用系数法 1 室内空间比 a 室内空间比计算 室空间比 lw wl hRCR rc 5 顶棚空间比 RCR h h lw wl hCCR rc cc cc 5 地板空间比 RCR h h FCR rc fc 式中 室空间高度 顶棚空间高度 地板空间高度 b 等效空间反射比 平均反射比式中 表示第 表面的面积及其反射比 则 s ii i ii A A A A 顶棚 或地板 空间内所有表面的总面积 等效空间反射比 0 1 0 1 0 式中 0 顶棚 或地板 平面面积 顶棚 或地板 空间各表面的平均反射比 2 室内平均照度的确定 a 确定房间各特征量 b 确定顶棚空间等效反射比 CCR cc 4 011 c 确定墙面平均反射比 d 确定利用系数 1 12 12 1 RCRRCR RCRRCR UU UU e 确定地板空间的等效反射比 FCR fc 4 011 f 确定利用系数表的修正值 查表 1 12 12 1 RCRRCR RCRRCR g 确定室内平均照度U lw KN E s av 2 5 2 照度的计算 1 基本参数 0 25m 2 35m h 0 75m 0 8 0 7 0 2 cc h rc h fcc wf K 0 8 厨房的利用系数 K 0 6 所有房间都选用普通直管荧光灯 表表 2 22 2 灯具的选择灯具的选择 房间或场所对应照度值 lx 维护系数灯具型号数量 个 功率 w 实际照度 lx 一楼浴室1000 8YZ100RR110095 81 一楼厕所1000 8YZ65RR16599 50 洗衣间1000 8YZ100RR110094 03 厨房1500 6YZ100RR2200141 04 饭厅1000 8YZ100RR110094 03 一楼健身房1000 8YZ100RR110094 03 佣人房750 8YZ65RR16573 93 一楼储物间750 8YZ20RR24078 22 配电室1000 8YZ40RR136120 08 客厅1000 8YZ65RR213099 80 会客室1000 8YZ100RR110092 89 车库750 8YZ40RR27271 77 一楼走廊1000 8YZ40RR621698 64 二楼浴室1000 8YZ100RR110095 81 二楼厕所1000 8YZ65RR16599 50 二楼健身房1000 8YZ100RR110094 03 书房3000 8YZ100RR3300282 08 每个次卧750 8YZ65RR16574 79 主卧750 8YZ100RR110078 91 棋牌室1000 8YZ85RR185111 12 二楼储物间750 8YZ65RR16597 65 二楼走廊1000 8YZ40RR621698 64 总计22003824202286 3 3 开关和插座的选择 3 1 开关和插座的种类 3 1 1 开关的种类 1 按结构特点分类 开关按结构特点可分为按钮开关 拨动开关 薄膜开关 水银开关 杠杆式开关 微动开关 行程开关等 2 按极数 位数分类 开关按极数和位数可分为单极单位开关 双极双位开 关 单极多位开关 多极单位开关和多极多位开关等 3 按用途分类 开关按用途可分为电源开关 录放开关 波段开关 预选开 关 限位开关 脚踏开关 转换开关 控制开关等 选择时应从实用 质量 美观 价格等几个方面来考虑 其数量取决于照 明支路数 选用开关时最好能选用同一系列的产品 要试试开关的手感和声音 要注意厂家承诺的开关次数等 3 1 2 插座的种类 1 电源插座 电源插座根据安装形式可以分为墙壁插座 地面插座两种类别 墙壁开关 可分为三孔 四孔 五孔 组合孔插座等 一般来讲住宅的每个主要墙面至少 各有一个 5 孔插座 电器设置集中的地方应该至少安装两个 5 孔插座 如 电 视机摆放位置 如果要使用空调或其它大功率电器 一定要使用带开关的 16A 插座 地面插座可分为开启式 跳起式 螺旋式等类型 另外 在儿童房安装电源插座时 一定要选择带有保护门的插座 这种插 座孔内有绝缘片 可防止儿童触电 在卫生间和厨房因为经常用水 一定要选 择防水防溅的插座 防止因溅水而发生用电事故 此外 为适应会议室 酒店 机场等公共场合的需要 还有一类地面插座 不用的时候可以隐藏在地面以下 使用的时候可以翻开来 既方便又美观 2 功能插座 功能插座在家庭使用时一般也是安装于墙壁上的 功能插座根据连接的不 同的家用设备可以分音响 电话 电视以及网络插座 这些插座在选择时因为 其后端有接插模块 为保证长期使用最好要选择专业的电气插座生产厂家的产 品 3 2 开关和插座的安装要求 插座安装时 明装插座距地面应不低于 1 8 米 暗装插座距地面不低于 0 3 米 为防止儿童触电 用手指触摸或拿金属物插捅电源孔眼 一定要选用带有 保险挡片的安全插座 单相二眼插座的施工接线要求是 当孔眼横排列时为 左 零右火 竖排列时为 上火下零 单相三眼插座的接线要求是 最上端的接地 孔眼一定要与接地线接牢 接实 接对 绝不能不接 余下的两孔眼按 左零右 火 的规则接线 值得注意的是 零线与保护接地线切不可错接或接为一体 电 冰箱应使用独立的 带有保护接地的三眼插座 严禁自做接地线接于煤气管道 上 以免发生严重的火灾事故 为保证家人的绝对安全 抽油烟机的插座也要 使用三眼插座 接地孔的保护绝不可掉以轻心 在插座的布置时有一些特殊的场合和房间采用封闭式的防潮防水的插座 每 个普通插座为 10A 空调插座为 16A 在一般房间根据房间的面积和功能来确定插 座的个数和型号 3 3设计方案 插座的位置及数量应根据电器的使用情况和室内装修的美观来确定 增加 回路 插座的数量 花费投资和土建其它专业相比是有限的 但换来的却是电 气安全和使用方便 所以从长远看 实际上不是多花钱而是节省钱 在一般的 住宅平面电气设计中 考虑用电的安全和方便 本设计插座的设计为 1 卧室 主卧室设置四个插座 次卧室均设置三个插座 插座距地 0 3m 在距地 2 0m 设置空调插座 2 客厅 客厅是家庭成员的聚集场所 主要家具有电视柜 沙发茶几等 客 厅也是用电器布置较多的地方 并且也是人们活动比较多的地方 以往设计的 插座往往被沙发或其它的家具挡住 一般电视柜靠客厅中的一面墙设置 沙发 靠另一面墙设置 这样 插座就应该在客厅中较短的墙角 电话插座宜在沙发 转角茶几旁的墙上 电源插座也应布置在相应的位置 起居室设六个插座 其 中空调插座距地 2 0 米 其余插座距地 0 3 米 3 书房 书房是人们学习工作的地方 现代住宅用户一般要用到计算机等现 代化设备 所以书房均设置四个插座 其中空调插座距地 2 0 米 其余插座距 地 0 3 米 4 厨房 厨房应根据建筑装修的布置 在不同的位置 高度设置多处防溅电 源插座以满足抽油烟机 消毒柜 微波炉 电饭煲 电热水器 电冰箱等多种 电炊具设备的需要 所以设置六个插座 且应组成单独回路不与其它插座混连 其中抽油烟机插座 距地面 1 8m 电热水器应选用 16 带开关三线插座并在热 水器右侧距地 1 5m 安装 注意不要将插座设在电热器上方 冰箱插座 距地 0 3m 其他电炊具电源插座在吊柜下方或操作台上方之间 不同位置 不同高 度设置 插座应带电源指示灯和开关 5 卫生间和浴室 因为本此设计的住宅设有洗衣房所以不在卫生间设置洗衣 机插座 卫生间设置镜箱插座 距地 1 8m 浴室设置电热水器插座 带开关距地 1 8m 均应加装防潮盖 卫生间和浴室应预留排气扇接线盒或插座 距地面 2 0m 以上安装 6 洗衣房 洗衣房均设置两个插座 距地 1 8m 应加装防潮盖 7 其他房间 根据需要设置两到三个五孔插座 距地 0 3m 8 为防止过电压造成家用电器损坏 每个采用用电保护装置的插座回路应带 过电压保护 9 除空调插座外 其它插座回路均须采用漏电保护装置 10 空调为固定设备 可不选用过电保护装置进行保护 但须选用相线 中 性线同时断开的开关电器 双极开关 11 住宅内电热水器 柜式空调宜选用三孔15A插座 空调 排油烟机宜选 用三孔10A插座 其他宜选用二 三孔10A插座 按 GB 50054 2011 低电配电设计规范规定 住宅低压配电线路应装设短路 保护 过负载保护和接地故障保护 采用低压断路器来实现短路 过负载保护 配合采用漏电保护器实现接地故障保护 设保护电器的作用 一个是防电击用 另一个是防电气火灾用 根据民用建筑电气设计规范规定 在插座回路中装设 漏电保护和过 欠电压保护功能的装置 故在带有插座的回路均应设防电击用 漏电断路器 选用带延时产品 以便与插座回路的漏电断路器达到协调配合 每分支回路断路器选用能同时切断相线 中性线的断路器 如果保护装置只断 开相线 在零 火反接时或发生接地故障时 N 线对地电位升高 这是十分危 险的 新的住宅设计规范已对此做出明确规定 4 供配电系统设计 4 1 住宅配电设计要求 住宅配电设计必须满足居民的安全 方便和美观的基本条件 即应做到供 电可靠并保证电源质量 尽可能做到界限简单并且有一定的灵活性 保证操作 安全 维修方便 保证电源质量及保证电源电压质量和保证电源频率质量 住 宅配电设计 首先要考虑住宅用电负荷等级 每户用电量和用电计量方式 然 后 确定配电系统方式 合理选择线路保护电器 4 2 配电线路的保护 住宅配电线路的保护是为防止人身受电击 防止人身受电击一般有两种 一种称为防止直接接触带电体的保护 简称为防直接接触保护或防止借电击保 护 这是指电气线路和设备在正常工作条件下 人身接触机器带电体造成的人 身受电击 另一种是房间及接触带电体的保护 简称防间接接触保护或防间接 接触保护 这是指电气线路和设备的外露可导电部分 在正常情况下它是不导 电的 在故障情况下 由于绝缘损坏导致电气设备外露可导电部分 如外壳带 电 当人身触及带电外壳时 会造成伤亡事故 用于防止触及故障情况下带电 的电气线路和设备外壳 套管或其他外露可导电部分引起的人身受电事故的保 护 称为防间接电击保护 住宅内配电线路的主要保护有 短路保护 过负荷保护和接地保护 住宅 内配电线路的这些 保护内容 主要通过设在楼内或户内的配线柜或配电箱得的断路器来实现 的 在选择时应注意 1 要确定选用断路器的额定电压和额定频率 2 其额定电流应等于或大于其所控回路的最大工作电流 还应承在一定条件下 的过电流 3 应满足断路下的动稳定和热稳定 选择断路器断开短路电流是的通断能力 4 还应考虑断路器条件的使用场所的外界条件 主要考虑电气设备的安装高度 和潮湿环境 若电气安装在特殊环境下 应选择与环境相适应的特殊电气 另外 在确定配电系统及选择断路器时 应尽可能在某一回路内发生短路 保护时 只切断故障回路 而不影响其他回路正常供电 配电线路上下级间的 动作时限应有选择性 各机件尽可能实现配合 4 3 配电回路及其保护措施方案选择 配电回路少 每个回路的负荷电流增加会导致线路发热加剧 电压质量变 差 电压质量变差将影响家用电器的性能和寿命 电线的使用寿命与绝缘工作 温度成一定的反比关系 绝缘老化将导致电线寿命缩短 短路火灾事故增多 我国住宅内产生谐波电流的非线性负荷 如微波炉 冰箱 空调 节能灯 电视 机等 和对谐波敏感的设备 如电脑 以及空调 热水器等大功率设备的日益增多 这是家用电器发展的趋势 随着家用电器的增多 以往户内一 二回路配电系统已不能满足住宅用电 的需要 而且从发展的需要来看 户内配电系统的一次到位十分重要 针对电 炊器 空调器 电淋浴器较大用电负荷的特点 户内配电系统应采用多回路的 形式 分支回路如果较多 当一线路进行检修或因故跳闸时 停电范围小 对 家庭生活影响也较小 常用的系统有如下四种 卫生间插座 普通插座 空调插座 照明 厨房插座 图 4 3 1 电源进线保护 该系统 漏电保护器装在电源进线处 保护全面 经济实用 缺点是当某 处发生漏电时 全户断电 厨房 图 4 3 2 主要回路保护 该系统 空调器回路没有装设漏电保护 是因为考虑了虽然空调器由插座 供电 但人的触电机会很少 并且因空调器室外机多于露天 下雨时因潮湿泄 漏电流较大 易造成漏电保护器动作 图 4 3 3 全面保护 该系统 漏电全面保护 且照明回路漏电保护与插座回路分开 系统比较 合理 但由于装了两个漏电保护器 造价较高 为了减低造价 也有些设计在 照明回路不设漏电保护 但是值得注意的是 确实发生过照明回路由于使用不 当造成电击伤亡的事故 照明 普通插座 卫生间插座 空调插座 厨房插座 空调 2 区照明 普通插座 3 区照明 空调插座 1 区照明 图 4 3 4 分区保护 该系统 将户室分成几个区配电 比如 1 区为厨房 小卧室照明插座 2 区为厅 大卧室的照明 插座 3 区为卫生间的照明 插座 电淋浴器 这个 系统最大特点是插座与照明共回路 充分利用了导线的载流能力 无论线路明 敷或暗敷 都能使管线简洁 减少交叉重叠 缺点同图 4 3 1 由上可见 配电系统没有固定的模式 各有各的优缺点 应根据实际情况 确定做到适用 安全 经济 本设计采用第二种方案 可以保证用电安全 本设计考虑到用电安全所有电源插座回路均设漏电保护装置 一是为了防 止当绝缘损坏或使用不当时发生电击伤亡事故 二是为了当发生相一零或相一 地电弧短路时能及时切断电源 防止发生电气火灾 4 4 负荷分级 4 4 1 供电系统的负荷分级 电力负荷应不能也没有必要持续满足用电负荷的同时需要 供电设计应按 照电力符合的重要性 需要程度和供电的可能性进行 针对不同的负荷等级采 用不同的供电方式 在我国电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治上 经 济上所造成的损失或影响的程度 分为一级负荷 二级负荷和三级负荷 负荷分级及供电要求 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治 经济上所造成的 损失或影响的程度进行分级 并符合下列规定 1 一级负荷 1 中断供电将造成人身伤亡 2 中断供电将在政治 经济上造成重大损失时 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 重大设备 重大产品 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负荷 3 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 一级负荷的供电要求 一级负荷要求两个电源供电 当一个电源不工作或出现 故障是 保证另外一个备用电源不会同时损坏 继续供电 保证正常工作 2 二级负荷 1 中断供电将在政治 经济上造成较大损失 2 中断供电将影响重要用电单位的正常工作例如 主要设备损坏 大量产品报 废 连续生产过程被打乱 重点企业大量减产 交通枢纽 通信枢纽等用电单 位中的重要电力负荷被损坏 以及中断供电将造成大型歌剧院 大型商场等较 多人员集中的重要的公共场所秩序混乱 这样的负荷属于二级负荷 3 二级负荷的供电要求 二级负荷要求两回路供电 供电变压器也有两台 当 电力发生故障时能够迅速恢复 当采用电缆线路是 应采用两根电缆供电 每 一根都能承受 100 的二级负荷 3 三级负荷 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 三级负荷对供电并没有特殊的要求 4 5 负荷计算 负荷等级不同 对电源的要求就不同 对电源变压器的容量要求也不同 为了确定电力变压器的容量 必须计算负荷的容量 4 5 1 负荷计算的原则 1 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电源 可以手动切换 在条件很困难的 情况下 允许只有一个电源 2 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 3 制定配电系统方案时 一般不考虑当一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 4 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 5 配电系统应考虑负荷的增长 预留必要的发展余地作出分期建设的规划 配 变电所的电源进线要有适当的富裕的供电能力 4 5 2 负荷计算的方法 计算负荷的方法 1 按需用系数法确定计算负荷 2 按二项式法确定计算负荷 3 计算负荷的估算方法 4 民用建筑负荷计算 5 单相负荷计算 本次设计选用需用系数法进行负荷计算 需要系数 Kd 负荷曲线最大有功负荷 额定负荷 需要系数是一个综合系数 它标志着用电设备组投入运行时 从供电网络 实际去用的功率与用电设备组设备功率之比 民用建筑则常用需要系数法 采 用需要系数法时 应首先确定用电设备组的设备容量 用电设备名牌上所标示 的容量为额定容量 同类型的用电设备归为一组 即用电设备组 用电设备组 的总容量并不一定是这些设备的额定容量的直接相加 而是必须首先把他们换 算为统一工作制下的额定容量 才进行相加 经过换算制统一规定的工作制下 而定的容量称为设备容量 即为 Pc 需要系数法的计算公式如下 Ne PP kwPKP edc kvar tan cc PQ A kVQcPcSc 22 A 3 N c c U S I 式中 用电设备组设备容量 用电设备额定容量 需要系 e P N P d K 数 有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算负荷 c P c Q c S 计算电流 c I 需要系数值是在一定范围内按统计方法来确定的 它的准确性对负荷计算 有重要的意义 但是 由于许多因素的影响 需要系数表所给出的只能是推荐 值 这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值 4 5 3 负荷计算 供配电系统设计 表表 4 1 系数选取系数选取 系数 回路 d K cos tan 照明回路0 90 90 48 一般插座回路0 90 90 48 空调插座回路0 50 90 48 热水器回路0 80 90 48 厨房插座回路0 80 90 48 照明回路 n1 0 551KW Ne PP 0 4959KW edc PKP 0 238kvar tan cc PQ 0 55KVA 22 QcPcSc 1 44A 3 N c c U S I 照明回路 n2 0 773KW Ne PP 0 6957KW edc PKP 0 334kvar tan cc PQ 0 77KVA 22 ccc QPS 2 03A 3 N c c U S I 照明回路 n3 0 553KW Ne PP 0 4977KW edc PKP 0 239kvar tan cc PQ 0 552KVA 22 ccc QPS 0 63A 3 N c c U S I 照明回路 n4 0 803KW Ne PP 0 7727KW edc PKP 0 347kvar tan cc PQ 0 847KVA 22 ccc QPS 2 22A 3 N c c U S I 插座回路 n5 该回路一共有 5 个插座 厨房 设其中有三个容量为 3000W 的插座 其他 为一般插座 9 0 4 9 4KW Ne PP 7 52KW edc PKP 3 61kvar tan cc PQ 8 34KVA 22 ccc QPS 21 89A 3 N c c U S I 插座回路 n6 该回路一共有四个热水器插座 设每个热水器插座容量为 3000W 12KW Ne PP 9 6KW edc PKP 4 6kvar tan cc PQ 10 65KVA 22 ccc QPS 27 9A 3 N c c U S I 插座回路 n7 该回路共有四个普通插座 设每个插座容量为 200W 0 8KW Ne PP 0 72KW edc PKP 0 3456kvar tan cc PQ 0 64KVA 22 ccc QPS 1 67A 3 N c c U S I 插座回路 n8 该回路一共有七个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 4KW Ne PP 1 26KW edc PKP 0 605kvar tan cc PQ 1 398KVA 22 ccc QPS 3 67A 3 N c c U S I 插座回路 n9 该回路一共有四个空调插座 设每个空调插座容量为 3000W 12KW Ne PP 9 6KW edc PKP 4 6kvar tan cc PQ 10 65KVA 22 ccc QPS 27 9A 3 N c c U S I 插座回路 n10 该回路一共有 8 个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 6KW Ne PP 1 44KW edc PKP 0 6912kvar tan cc PQ 1 60KVA 22 ccc QPS 4 19A 3 N c c U S I 插座回路 n11 该回路一共有 8 个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 6KW Ne PP 1 44KW edc PKP 0 6912kvar tan cc PQ 1 60KVA 22 ccc QPS 4 19A 3 N c c U S I 插座回路 n12 该回路一共有七个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 4KW Ne PP 1 26KW edc PKP 0 605kvar tan cc PQ 1 398KVA 22 ccc QPS 3 67A 3 N c c U S I 插座回路 n13 该回路一共有七个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 4KW Ne PP 1 26KW edc PKP 0 605kvar tan cc PQ 1 398KVA 22 ccc QPS 3 67A 3 N c c U S I 插座回路 n14 该回路一共有七个普通插座 设每个插座容量为 200W 1 4KW Ne PP 1 26KW edc PKP 0 605kvar tan cc PQ 1 398KVA 22 ccc QPS 3 67A 3 N c c U S I 4 6 导线及断路器的选择 断路器是控制电路通断的开关电器 它既可以断开 闭合正常的负荷电流 还可以开断量值很大的短路电流 具有保护功能 是供配电系统中最重要的配 电设备之一 断路器的选择应该根据线路的计算电流 即长延时过电流脱扣器整定电流 大约为计算电流的 1 2 1 3 倍 但要小于线路的允许载流量 一般情况下 长延 时过电流脱扣器整定电流等于脱扣器的额定电流 照明线路 n1 线路的计算电流为 1 44A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 1 44AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 2 5mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 15mm 选择结果为 BV 500 3 2 5 PC15 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 1 728A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C16 2P 照明线路 n2 线路的计算电流为 2 03A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 2 03AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 2 5 mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 15mm 选择结果表示为 BV 500 3 2 5 PC15 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 2 436A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C16 2P 照明线路 n3 线路的计算电流为 0 63A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 0 63AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 2 5 mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 15mm 选择结果表示为 BV 500 3 2 5 PC15 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 0 756A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C16 2P 照明线路 n4 线路的计算电流为 2 22A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 2 22AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 2 5 mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 15mm 选择结果表示为 BV 500 3 2 5 PC15 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 2 664A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C16 2P 插座线路 n5 线路的计算电流为 21 89A 查表得环境温度为 25 时 3 根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面 4 mm 的导线允许载流量 28A 21 89AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 4 mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 20mm 选择结果表示为 BV 500 3 4 PC20 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 26 268A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C25 2P 插座线路 n6 线路的计算电流为 27 9A 查表得环境温度为 25 时 3 根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面 6 mm 的导线允许载流量 35A 27 9AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 6mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟 穿管管径为 20mm 选择结果表示为 BV 500 3 6 PC20 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 33 48A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C32 2P 插座线路 n7 线路的计算电流为 1 67A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 1 67AIa c I 因此按发热条件 导线截面选为 2 5 mm 穿线的硬塑料管的内径查表中 3 跟穿管管径为 15mm 选择结果表示为 BV 500 3 2 5 PC15 断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流 1 2 2 004A cdzdz IKI dz K dz I 所以选择断路器为 C65N C16 2P 插座线路 n8 线路的计算电流为 3 67A 查表得环境温度为 25 时三根单芯线穿硬塑料管的 BV 500 型截面为 2 5mm 的导线允许载流量 21A 3 67AIa c I 因此按发热