毕业设计论文

兰州交通大学毕业设计（论文）摘要本设计为中卫临时来队宿舍楼照明供配电系统设计。设计负荷等级为三级，进线电压为380/220V。设计内容主要包括：灯具型号和数量的选择、照度计算、负荷计算、导线、电缆及低压电器的选择、弱电系统及防雷接地系统。本设计对中卫临时来队宿舍楼的工程背景、设计范围、设计依据及设计目标做了简要叙述，并对设计要完成的主要工作进行了描述。按照相关规范，本设计的照度计算采用单位容量法进行，负荷计算采用需用系数法进行，按导线长期载流量和允许温升选择导线截面，并按电压损失和机械强度来校验，按线路最大工作电流和线路保护选择低压断路器。照明回路和插座回路分别由不同回路供电，并在插座回路安装剩余电流保护器。本工程接地采用TNS接地系统，接地电阻不大于1欧。设计符合国家相关技术规范，设备选型合理，满足使用功能，能较好地指导施工。关键词：配电系统；照明负荷；防雷接地；有线电视电话网络- III -AbstractThe design is entitled with electrical illumination design on zhongwei temporary team dormitory. The load level of the project is designed as the 3rd hierarchy, and input voltage level is presented by 380/220V. The design contents include illumination calculation, load calculation, and the selection of circuits, cable and low voltage breakers selection, weak system and lightning protection and grounding system. The design team first defender to zhongwei temporary team dormitory project background, design scope, design basis and made a brief narrative design goals, and design to complete the main work are described. Unit capacity method is applied to implement illumination calculation, and the needed coefficient method is applied to implement the load calculation, and the cross sections of the circuits are selected according to long-term allowable current and temperature rise ,and check it according to voltage loss and machining intensity , and the low-voltage breakers are selected according to the maximum working current and line protection conditions. Socket and lighting circuits are arranged in different supply loop, and leakage protection breaker is applied in socket loop. The grounding system of the design adopts TN-S system,and the grounding resistance equal to or less than 1 ohm.The overall design accords with the relevant technical regulation requirements. Equipments selection is reasonable so as to better meet the applicable functions, and be able to better guide the construction.Key Words: Distribution system，Lighting load，Lightning protection and grounding， Cable telephone network目录摘要IAbstractII目录III1 绪论11.1 工程背景11.2 设计范围11.3 设计依据11.4 设计目标11.5 本文的主要工作22 照明平面图32.1 单元照明平面图设计32.1.1 照度确定32.1.2 光源和灯具的选择32.1.3 单位容量法计算室内负荷32.1.4 开关的选择62.2 单元插座平面图设计62.2.1 插座的配置62.2.2 插座的选择63 照明配电系统图83.1 照明负荷计算83.1.1 需用系数法83.1.2 负荷计算93.2 导线、电缆及低压电器的设计113.2.1 导线、电缆及低压电器设计原则113.2.2 导线、电缆及低压电器选择124 弱电系统设计154.1 有线电视系统设计154.2 电话系统设计155 防雷接地系统175.1 防雷接地系统设计175.2 卫生间局部等电位联接系统设计17结 论18致 谢19参考文献20附录A 中卫临时来队宿舍楼电气设计施工图21兰州交通大学毕业设计（论文） 1 绪论1.1 工程背景本设计为中卫临时来队宿舍楼的电气设计。该楼占地面积1597.44平方米，钢筋混凝土结构，独立基础，本建筑层数为四层，层高为2.8米，平均每户面积：44.37平方米。1.2 设计范围包括照度计算、负荷计算、电线电缆、低压电气设备的选择及线路敷设，进行电力配电、照明、有线电视、电话及防雷与接地系统的设计。1.3 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： 民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008)；住宅设计规范(GB 50096-2011)；供配电系统设计规范(GB 50052-2009)；建筑照明设计标准(GB 50034-2004)；建筑物防雷设计规范(GB 50057-2010)；低压配电设计规范(GB 50054-2011)；智能建筑设计标准(GB50314-2006)；住宅设计规范(GB50096-2011)。 国家现行的标准图：电气设备用图符号国家标准汇编、电气制图国家标准汇编。 由甲方提供的原始资料及来自建筑设计部门的有关建筑平、立、剖面图及暖通专业，给排水提供的功能要求和设备用电容量及平面位置。1.4 设计目标安全：设计阶段应首先充分考虑安全用电问题，应从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。可靠：体现在供电电源和供电质量的可靠性。合理：一方面要符合国家现有的规范、标准要求，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。先进：杜绝使用落后、淘汰设备，要充分考虑未来发展。实用：考虑降低经济成本等实用因素。如提高功率因数，选用高效电光源，选用节能开关等。1.5 本文的主要工作(1) 照明平面图设计按照住宅设计规范，确定每个房间的照度，在此基础上再确定光源和灯具的型号，计算所需光源的个数。因此，在此图上应完成灯具、插座、开关的个数和布置位置，并完成接线设计。(2) 照明配电系统图设计依据照明平面图负荷、电源插座的分布情况，选择进线电源截面和电缆型号，以及开关、断路器型号。并进行配电箱系统图的设计。(3) 弱电平面图设计（包括电话、电视系统）依据此宿舍楼的性质，确定每个房间弱电插座的型号及个数，因此在此图上应完成弱电插座及弱电箱的安装位置，并完成接线设计。(4) 有线电视和电话系统图的设计依据弱电平面图中电视、电话插座的位置，按照放射式结构，进行电视、电话系统图的设计。(5) 防雷接地系统与等电位联接安装设计依据相关标准和规范，确定建筑物的防雷等级，并进行屋顶避雷平面图及接地平面图设计。等电位联接系统的设计，主要为卫生间局部等电位联接安装设计。(6) 撰写设计说明书应完成设计说明和材料表的生成。2 照明平面图照明平面图设计内容主要包括灯具、开关、电源插座的布置，以及它们之间的接线设计。一般的建筑要求分别绘制出每层的电气平面图，但因此宿舍楼的单元结构均相同，所以只需绘制单元照明大样图和单元插座大样图即可。设计步骤一般如下： (1) 确定每个房间的照度； (2) 根据每个房间的功能，选择与其匹配的光源； (3) 根据单位容量法计算出每个房间所需的灯具个数，根据实际方便，确定开关类型及位置，最后绘制单元照明平面图； (4) 根据每个房间的功能，选择电源插座个数及安装位置，绘制单元插座平面图。2.1 单元照明平面图设计2.1.1 照度确定按照建筑照明设计标准，住宅建筑各房间照度设计标准值确定如表2.1所示1。表2.1 教学楼设计照度及照明功率密度值工作场所设计照度(lx)照明功率密度(W/m2)起居室2007餐厅1007卧室1007厨房1007走廊504卫生间10072.1.2 光源和灯具的选择选择灯具和光源时，要根据舒适度及环境要求来选择，正确选择室内光源，合理布置灯具，尽可能做到减少眩光。2.1.3 单位容量法计算室内负荷单位容量法是通过查规范确定每个房间的单位功率密度值，然后再利用建筑物的面积乘以单位容量值，再除以房间所选灯的功率，即可得这个房间所需这种型号的灯的个数。计算过程如下：(2.1)(2.2)其中，为总安装容量（功率），不包括镇流器的功率损耗(W)；为每套灯具的安装容量（功率），不包括镇流器的功率损耗(W)；为在规定照度下所需灯具数（套）；为房间面积，一般指建筑面积(m2)；为在某最低照度值时的单位面积安装容量（功率）(W/m2)。根据居住建筑照度标准值要求，选取照明单位面积功率为w=7(W/m2)。易验证在此标准下，起居室、卧室和厨房卫生间的平均照度值满足表2.1要求。根据公式(2.1)和(2.2)，各房间负荷确定如下：(1) 起居室的照明计算房间面积为： 房间总安装功率为：选用T8节能型2X36W双管荧光灯。所以选用此型号荧光灯1盏。(2) 主卧室的照明计算房间面积为： 房间总安装功率为：选用T8节能型2X36W双管荧光灯。所以选用此型号荧光灯1盏。(3) 厨房的照明计算 房间面积为： 房间总安装功率为：选用T8节能型36W免固态维护灯。所以选用此型号灯1盏。(4) 卫生间的照明计算 房间面积为： 房间总安装功率为：选用T8节能型36w防水防尘灯。所以选用此型号灯1盏。(5) 生活阳台的照明计算 房间面积为： 房间总安装功率为：选用T8节能型36W免固态维护灯。所以选用此型号节能灯1盏。以上是一家用户房间所选的灯。(6) 公共楼梯间照明计算对于楼梯间照明，每层选用一个功率为60W的T8节能型免维护固态灯即可满足要求。2.1.4 开关的选择照明开关均选用250V、10A，距地1.5m暗装，单灯单控。另外卫生间开关选用防溅型开关。绘制的单元照明大样图见附录A电施-6。2.2 单元插座平面图设计2.2.1 插座的配置根据住宅的性质，该住宅内插座的配置，主要为电源插座、厨房插座和卫生间插座的配置。室内插座应该选用安全型。居室内对面墙上安装两组插座。厨房插座的主要功能是为厨房电灶具提供电源。住宅内卫生间属于潮湿环境，则必须使用带保护接点密闭插座。插座回路均应装设漏电保护断路器。另外插座回路和照明回路应分开设置。一般当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。每套住房电源插座的数量见表2.2所示。表2.2 各房间电源插座的数量设置部位设置数量起居室两个安全型双联二三极暗装插座卧室两个安全型双联二三极暗装插座厨房一个带保护接点密闭插座和一个安全型三极暗装插座卫生间两个带保护接点密闭插座2.2.2 插座的选择因为此宿舍楼为部队随从家属楼，所以设备设置一般较为简单。所以插座具体选择如下：(1) 客厅插座选择此住宅楼中为普通住宅，电器设备摆放较为简单，所以一般在电视和沙发墙上各设一个安全型双联二三极暗装插座就可满足要求。另外，强电与弱电插座间水平距离应大于0.5米，以免造成信号干扰。(2) 卧室插座选择卧室一般在床头两边各设一个安全型双联二三极暗装插座供台灯、落地扇的使用，对面墙上设置一个安全型双联二三极暗装插座供电视使用。(3) 厨房和餐厅插座选择厨房一般电器使用较多，主要有抽油烟机、电热水器、电饭锅等，所以在装油烟机的地方设一个带保护接点密闭插座，装高2.5米供油烟机使用。再在水池旁边和对面墙上各设一个安全型三极暗装插座供其他电器使用，其中水池旁插座装高1.5米，对面墙上装高0.3米。厨房的插座应另设单独回路。(4) 卫生间插座选择卫生间的家用电器有电热水器、洗衣机等。设置两个带保护接点密闭插座即可。一个在马桶旁边装高2.5米供风扇使用，一个在洗衣机旁装高1.3米供洗衣机使用。卫生间的插座应该设置独立回路。(5) 阳台插座选择阳台应装一个安全型双联二三极暗装插座，装高0.3米。依上所述，本设计中主要选择的插座型号为：安全型三极暗装插座、带保护接点密闭插座、安全型双联二三极暗装插座三种。规格均为10A/250V。最后绘制的单元插座大样图见附录A电施-7。3 照明配电系统图照明配电系统图是根据宿舍楼配电方案绘制的配电系统图。按照此宿舍楼的结构，总的配电方案是：由外面配电室拉进一根总线，给中间的单元分配箱供电。再由中间单元分配箱分别给两边单元分配箱供电。再由单元分配电箱馈出12个分支线回路到户配电箱和1各分支线到楼道照明和公共照明。另外，每户用电数量应在设计中体现出来，所以在每个分户箱前均设一个电度表。而楼道和公共照明回路由总箱供电，费用由住户平摊2。3.1 照明负荷计算 3.1.1 需用系数法住宅照明负荷计算一般采用需用系数法来计算。住宅建筑用电负荷需用系数、普通插座回路的需用系数KX参考值、部分民用建筑各类用电设备的KX、及参考值及配电箱的同时系数Kt参考值见表3.1，表3.2。表3.1 住宅用电需用系数表3按单相配电计算时所连接的基本户数按三相配电计算时所连接的基本户数需用系数值3914120.956180.88240.6表3.2 用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值3用电设备组名称需要系数宿舍（生活区）照明0.60.81.00室外照明、应急照明11.00这里的和值均为白炽灯照明数据。如为荧光灯照明，则=0.9，=0.48；如为高压汞灯、钠灯，则=0.5，=1.73。需要系数法的计算公式如下： 用电设备组（含配电箱、柜的分支回路）的计算负荷： 有功功率(3.1) 无功功率(3.2) 视在功率(3.3) 220V单相负荷的计算电流(3.4) 220V/380V三相负荷的计算电流(3.5)3.1.2 负荷计算 (1) 分户箱各回路负荷计算 照明回路的负荷计算由于使用灯具为T8节能型双管荧光灯要考虑无功补偿，损耗系数为=0.2，按功率因数，照明回路需用系数KX=0.9，得考虑无功功率后，计算电流为 插座各回路的负荷计算每个插座按400W计算。由于本设计中的厨房及卫生间等空间面积较小，功率因数取，其他房间的功率因数均取为，普通插座回路需用系数KX=0.9。厨房插座回路包含3个普通插座，所以：则：卫生间插座回路包含3个普通插座，所以：则：电源插座回路包含6个普通插座，所以：则：(2) 单元负荷计算分户箱的负荷计算：根据表2.4，此住宅楼每户进线功率为7.2kW，选择同时系数Kt=0.8，所以：公共照明回路的负荷计算：对楼梯间照明负荷计算，楼梯间照明的需用系数KX=0.8，且白炽灯无需考虑无功补偿，所以：则：每单元的负荷计算：该住宅楼结构为一梯三户，共四层，所以每单元12户，把楼梯间照明的功率按0.5kW计算，且每单元供电采用三相供电，根据规范查表得需用系数KX=0.75，选择同时系数Kt=0.6，得：住宅楼总负荷计算：该住宅楼结构为每栋三单元的住宅楼，依据前两步的计算，选需用系数KX=0.45，同时系数Kt=0.6，得：3.2 导线、电缆及低压电器的设计3.2.1 导线、电缆及低压电器设计原则(1) 导线和电缆选择的原则3 按允许载流量选择导线和电缆截面其原则是要求通过导线或电缆的最大负荷电流应小于其允许载流量。 按允许电压损失选择导线和电缆截面其原则是要求按允许电压损失来校验导线和电缆截面。 按机械强度选择导线和电缆截面其原则是要求所选的截面不小于其最小允许截面。 满足短路稳定的条件其原则是其截面应大于短路热稳定最小截面。(2) 低压电器选择的一般原则 其额定电压应高于装设点线路的额定电压； 其额定电流应不大于它能安装的最大脱扣器的额定电流； 其短路断流能力应大于线路中最大三相短路电流。在选择断路器时应遵循以下两点6：第一点：，不然导线烧毁开关还没有动作；第二点：，不然在正常负荷下工作时，也会跳闸；令，其中，为线路的计算电流(A)；为动作灵敏系数，一般取1.3；为过电流脱扣器额定电流(A)。而插座回路的保护电器切断接地故障的动作时间不应大于0.4秒，所以选择漏电动作电流值不超过30mA的漏电断路器作为插座回路的保护电器。3.2.2 导线、电缆及低压电器选择(1) 室内照明回路导线截面及开关的选择4由分户箱照明回路的计算负荷得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度来选择导线，查表得出规格为：BV-22.5由断路器整定电流应不小于线路的计算电流得：所以照明回路选择DZ131-63/2P-C16型断路器，22.5mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管径为16mm的PC管沿顶棚或墙暗敷设。(2) 室内插座回路导线截面及开关的选择 由厨房、卫生间插座回路的计算负荷得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度选择导线，查表得出规格为：BV-34由断路器的整定电流应不小于等于线路的计算电流得：所以厨房插座回路选择DZ131-63/2P-C16-30mA型断路器，34mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管径为20mm的PC管沿顶棚或沿地板暗敷设。 由电源插座回路的计算负荷得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度选择导线，查表得出规格为：BV-34断路器的整定电流应不小于等于线路的计算电流：所以电源插座回路选择DZ131-63/2P-C16-30mA型断路器，34mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管径为20mm的PC管沿墙内或地板内暗敷设。(3) 公共照明回路导线截面及开关的选择由公共照明回路的计算负荷计算得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度选择导线，查表得出规格为：BV-22.5断路器的整定电流应大于等于线路的计算电流： 所以公共照明回路选择DZ131-63/2PC16A型断路器，DD862a-10(40A)/220V单相电能表，22.5mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管径为15mm的PC管沿墙内或地板内暗敷设。(4) 分支线导线截面及开关的选择由每户配电箱的负荷计算得出：按照发热条件选择导线截面：并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：BV-310断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流：故每户进线回路选择DZ131-63/2P-C40型断路器，DD862a-10(40A)/220V单相电能表，310mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管径为15mm的PC管沿地板内暗敷设。(5) 干线导线截面及开关的选择由单元的计算负荷得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度来选择导线，查表得出规格为：YJV-335+116断路器的整定电流应不小于等于线路的计算电流：故每单元进线回路选择XJDM2-160L/3310C125型断路器，三芯为35mm2、单芯为16mm2的铜芯交联聚氯乙烯绝缘电缆，穿管径为50mm的钢管沿墙内或地板内暗敷设。(6) 馈线导线截面及开关的选择由住宅总计算负荷得出：按发热条件选择导线截面：并考虑机械强度选择导线，查表得出规格为：YJV22-350+125断路器的整定电流应大于等于线路的计算电流：故每户进线回路选择XJDM2-250L/3310C140型断路器，三芯为50mm2、单芯为25mm2的铜芯交联聚氯乙烯绝缘、塑料护套钢带铠装五芯电力电缆，穿管径为70mm的钢管直埋地下深1.0m暗敷设。据此，依据配电方案，导线电缆、断路器型号，就可以绘制配电系统图了，如附录A电施-1。4 弱电系统设计 本工程设计弱电系统只做电视和电话系统的设计。它包括弱电平面图和弱电系统图的设计。4.1 有线电视系统设计有线电视系统分为前端系统、干线传输系统和分配系统三部分5。具体设计步骤如下：(1) 确定电缆分配网络结构；(2) 分配放大器的设计： 数量：本住宅楼中设置的用户终端不超过50个，所以只需一个分配放大器； 安装位置：放大器应设置在所带用户终端分布的“中间位置”，以减少分配电缆的长度； 供电电源：宜采用交流220V专线供电。当采用集中供电方式时可不设供电装置； 分配器、分支器的设计：a. 分支器的串联不得超过6个；b. 分配器到每户的终端盒应采用单独的暗管；c. 一户内多终端口的设置方式可采用户内分配方式。(3) 用户终端的设计： 用户终端电平要求满足644dB； 每套住宅应最少设计一个终端，并应设置在每套住宅的起居室或卧室内。(4) 同轴电缆选择及穿管管径： 分配放大器输出端连接的分配器的分路宜采用-75-9、-75-7的电缆； 分支器、分配器和用户终端之间连接的电缆宜采用-75-5型号； 楼内暗管系统应全部采用钢管。(5) 放大箱、分配箱、过路箱、终端盒的设计： 所有放大箱、分配箱均应设在住宅内的公共部分； 应采用嵌装于墙的安装方式； 选择合适的箱体尺寸。绘制的有线电视系统图见附录A电施-1。4.2 电话系统设计电话通讯系统由三个部分组成：电话交换设备、传输系统、用户终端设备6。因为本工程电话进线是由市话局引来，由HYA23-100(2X0.5) SC80穿钢管进线，引入STO-10型电话交接箱,经过4对对绞电缆引入每户智能箱，每户在客厅以及两个卧室设置一个86系列电话出现盒，安装高度距地0.3m。而此住宅楼中每层电话插座均在同一位置，所以采用放射式结构设计系统图，绘制的电话系统图见附录A电施-1。本工程进线采用埋深室外地面下0.8m敷设，干线采用墙内穿钢管暗敷设，室内采用穿钢管墙内及地下暗敷设。配线方式采用递减式。5 防雷接地系统由于本建筑物在周围建筑群中高度最高，因此确定防雷等级为三级。按照住宅设计规范(GB 50096-2011)，本工程需设卫生间局部和配电箱总等电位联接系统。5.1 防雷接地系统设计本宿舍楼属于第三类防雷建筑物，需设防雷接地设施。宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）、避雷针或由这两种混合器组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m20m或24m16m的网格。而屋顶材料为彩钢板，故应在图中标出避雷带和引下线在彩钢板的做法，具体见图中标注。由于本工程平屋面的建筑物的宽度不大于20m，而长度大于46m，所以在平屋顶女儿墙做避雷带，中间再暗敷两条避雷带做为接闪器。避雷带采用直径为f12mm热镀锌圆钢；支持卡子采用254mm镀锌扁钢，卡子水平间距不大于1000mm。利用建筑的柱内主筋作引下线，在每两条钢筋交接处设一根引下线，其水平间距不大于25m。此图中总共有8根引下线。本住宅楼接地采用TN-S系统，接地电阻不大于4欧，此系统也称三相五线制系统，该系统是三相四线加PE线的接地系统。整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的，用电设备外露可导电部分接到PE线上。一般当住宅楼内有独立变电站时便采用TN-S系统。在用户配电箱内，PE线与接地线排的总接地端子板连接。 利用基础内主筋做接地装置，在散水外1.8m做人工接地装置，外圈接地线采用ZCS16锌包钢镀接地圆线，垂直接地极采用ZSR43-25锌包钢管，其长度为2.5m，垂直接地极间距5米设立一个，接地极埋深0.6m以上，接地装置与本住宅楼出入口距离为5m。接地网的接地电阻必须小于4欧姆。在外圈接地线上应设接地电阻测试点，若接地电阻不够时，续接人工接地装置，接地测试点的做法见附录A电施-3图中标注。本设计防雷平面图见附录A电施-11，接地平面图见附录A电施-3。5.2 卫生间局部等电位联接系统设计卫生间局部等电位联接包括卫生间内金属材质的给水排水管、浴盆、金属扶手、浴巾架、采暖器以及建筑物钢筋网等。将所有装置外露可导电部分用保护线（绝缘导线）连结起来，连接至接线端子排，再经过其他金属导体，与接地装置相连。卫生间LEB线采用BV-14铜线穿PVC16管在地内或墙内敷设。卫生间设有LEB箱，做法参照等电位联接安装02D501-2制作，并通过MEB线与MEB箱联接。局部