供配电与照明课设-长春某实践培训学校电气设计

吉林建筑大学吉林建筑大学 电气与计算机学院电气与计算机学院 2017/2018（1）学期）学期 建筑供配电与照明建筑供配电与照明课程设计说明与计算书课程设计说明与计算书 设计题目：设计题目：吉林技术学校教学楼电气设计 专业班级：专业班级：智能化 151 指指导教师：导教师：姚小春 陈伟利 学生姓名：学生姓名：郭强 学学 号：号：（41） 设计时间：设计时间：20182018 年年 1 1 月月 1 1 日日-2018-2018 年年 1 1 月月 1212 日日 评语评语: : 指导教师：指导教师： 成绩：成绩： 目录目录 第第 1 1 章章 绪论绪论.3 1.1 设计题目及工程概况.3 1.1.1 设计题目 .3 吉林技术学校教学楼电气设计课程设计 .3 1.1.2 工程概况 .3 1.2 设计目的.3 1.3 设计原则和设计要求.3 1.3.1 设计原则 .3 1.3.2 设计要求 .4 1.4 设计依据和设计程序.4 1.4.1 设计依据 .4 1.4.2 设计程序 .4 1.5 设计任务.5 第第 2 2 章章 设计方案设计方案.6 2.1 供配电设计.6 2.2 照明系统.6 第第 3 3 章章 负荷计算负荷计算.8 3.1 负荷计算的依据和目的.8 3.2 利用需要系数法计算计算负荷.8 3.3 选择 AL-4-1 出线计算负荷为例.8 3.4 系统无功补偿计算.9 第第 4 4 章章 照度计算照度计算.10 1.通用技术教室.10 2.心理咨询室.10 3.校园电视台.11 第第 5 5 章章 设备选择及要求设备选择及要求.13 5.1.变压器选择方案.13 5.2 电流互感器的选择.13 5.3 电缆的选择.14 小结小结.15 参考文献参考文献.16 第第 1 1 章章 绪论绪论 建筑工程的电气设计中，需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整 体协调性。本次设计的电气系统为变配电系统，通过理论和实践相结合，提高 分析问题和解决问题的能力;学会使用规范及有关的设计资料，掌握设计的基本 方法。 1.11.1 设计题目及工程概况设计题目及工程概况 1.1.11.1.1 设计题目设计题目 吉林技术学校教学楼电气设计课程设计 1.1.21.1.2 工程概况工程概况 本工程为吉林技术学校教学楼，建筑面积是 12755.92 平方米，总高度 19.45m，占地面积 4506.87 平方米，地上五层，室内外高差 0.450m，地上四层， 高 11.7m，由活动室，休闲空间，通用技术教室，仪器设备室，会议室，录课 室，服装教室及各类办公室等组成。建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，负 荷级别为二级。 1.21.2 设计目的设计目的 1）掌握电气系统设计的理论知识，方法程序，技术规范。 2）学会对电气系统的设计及相关设备的选择。 3）学会合理的布置房屋的设备。 4）学会天正电气、CAD、Word 等软件的使用。 5）培养创新意识和获取新知识的能力以及树立起严谨、认真、实事求是、 刻苦钻研、团结协作的工作态度。 1.31.3 设计原则和设计要求设计原则和设计要求 1.3.11.3.1 设计原则设计原则 1.安全性：设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系 统及建筑等方面全面考虑。 2.可靠性：体现在供电电源和供电质量的可靠性。 3.实用性：考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。如提高功率 因数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。 4.合理性：一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求， 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。 5.先进性：杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考 虑未来发展。 1.3.21.3.2 设计要求设计要求 在本次吉林技术学校教学楼电气设计中，我们要学会用自己所学的理论知 识与认识实习的感性认识，对本次设计做合理分析，论证，并根据设计任务书 的要求和工作计划，在老师的指导下，来合理分配各个阶段的工作量，妥善安 排时间。 在进行方案论证中，小组同学之间，应集思广益，通过小组讨论并在教师 的指导和帮助下，取得合理有据的方案，在设计过程中，要学会积极思考，求 同存异的分析问题，解决问题，以取得设计满足实际问题的需要和要求方案。 所有电气设计系统图纸的绘制必须符合国家有关最新标准规定，包括线条，图 形符号及图纸的折叠和装订等。 1.41.4 设计依据和设计程序设计依据和设计程序 1.4.11.4.1 设计依据设计依据 1、国家现行的有关规范、规程及相关行业标准： 电力工程电缆设计规范 GB 50217-2007 供配电系统设计规范GB 50052-2009 民用建筑设计通则GB50352-2005 绿色建筑评价标准G/T50378-2014 公共建筑节能设计标准GB50189-2005 低压配电设计规范GB 50054-2011 等其他有关现行国家标准、行业标准。 1.4.21.4.2 设计程序设计程序 1.制定设计方案。确定建筑物供配电方案及保护设备控制方式等 2.确定方案后，绘制施工图。 3.进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等编写书。编写设计 计算书。 1.51.5 设计任务设计任务 本工程设计包括以下电气系统: 1）380/220V 低压配电系统的设计； 2）设备计算与选择； 3）计算书； 第第 2 2 章章 设计方案设计方案 2.12.1 供配电设计供配电设计 1.负荷等级：二级负荷:防排烟风机、应急照明等消防负荷用电、消防控制 室内消防系统设备用电、走道照明用电、档案库照明及精密空调用，其他为三 级负荷。二级负荷双电源供电，末端切换。 2.供电电源：正常电源由户外引来至低压配电室，备用电源由户外至一层 配电室，低压供电电源为 220/380v。供电形式为 TN-C-S。 3.设备选择：低压配电室内拟采用 9 台动力柜（非标），出线回路数量、 断路器的额定电流以及动力柜的型号根据实际设计需要给出。（因为照明需要 的负荷很小，所以照明回路从动力柜引出即可）变电所内共设置两台 1250kVA 变压器。变压器至低压配电柜出线采用侧出线，低压柜为上出线。 4.供电方式：树干式与放射式相结合。对于单台容量较大负荷或消防等重 要负荷采用放射式供电，照明及动力等三级负荷采用树干式与放射式结合的方 式。二级负荷采用双电源供电末端切换。其中消防负荷采用 PC 级 ATSE 双投开 关。 5.功率因数补偿：无功功率补偿在户外箱式变电站低压侧集中补偿，补偿 后功率因数不小于 0.9。 6.计量方式：采用集中计量，在电源进线处装设计量总表。 2.22.2 照明系统照明系统 根据建筑照明设计标准GB50534-2013 及任务书，照明系统设计包括正 常照明和应急照明两部分。 1.正常照明：为了使工作区或空间获得良好的视觉功效，合理的照度、显 色性、眩光值、色温和适宜的亮度分布，以及舒适的视觉环境,光源主要以 T5 节能荧光灯为主。根据房间使用功能不同，照度要求不同，主要场所的照明参 数如下表 1-2。建筑内疏散照明的地面最低水平照度应符合下列规定：对于疏 散走道，不应低于 1.0lx。对于楼梯间、前室不应低于 5.0lx。 2.照明质量：炫光 ，档案室、办公室、会议室等房间设计时按炫光 UGR=19；显色指数，档案室、办公室、会议室、门厅等场所设计时显色指数按 Ra=80；色温，因本工程功能主要办公活动场所，所以光源主要以中间色标特征 为主及色温 K=33005300 选择。 表 1 不同区域的照度要求 3.光源与灯具：本工程正常照明灯具主要采用不低于采用 I 类灯具，灯具 外 露可到导电部分与 P 端子可靠焊接并接地，所有灯具选用高效率节能型灯具， 直管荧光灯采用电子镇流器（符合 GB19510.4;2009 国家标准），其功率因数不 低于 0.95。自镇流荧光灯配用电子镇流器，所有镇流器应通过“3C”认证。 应急照明灯具均采用自带镍铬蓄电池灯具,镍铬蓄电池作为双电源转换的备 用电源要求持续供电时间不小于 30min 的消防专用灯具。应急照明灯具应符合 消防应急照明和疏散指示系统GB17945,消防安全标志GB13495 要求。 4.正常照明控制方式：为了便于节能，楼梯间采用人体红外感应灯，公共 走廊照明采用就地分区控制，每联开关控制不宜超过二盏灯。 5.应急照明（疏散照明、备用照明、出口标志灯）：在每层强电井内设置 应 急照明配电箱;在疏散通道、疏散通道口部、疏散楼梯间内均设疏散应急照明灯 及疏散指示标志灯和出口标志灯;在配电间、消防控制室设置消防备用照明及疏 散应急照明和出口标志灯。疏散指示灯和出口标志灯平时、消防时常亮。 照明功率密度限值（W/） 房间或场所 照度标准值 （lx） 现行值目标值 走廊 1004.03.5 低压配电室 2009.08.0 消防控制室 50015.013.5 卫生间 2009.08.0 门厅 1009.08.0 研究室 3009.08.0 实验室 3009.08.0 办公室 3009.08.0 值班室 2009.08.0 大型设备用房 3009.08.0 贵重试剂室 3009.08.5 第第 3 3 章章 负荷计算负荷计算 3.13.1 负荷计算的依据和目的负荷计算的依据和目的 系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以及这些设备必须满足在正 常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。 在负荷计算中，严格依据国家规范规定计算设备容量，还应考虑由于经济 的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。 3.23.2 利用需要系数法计算计算负荷利用需要系数法计算计算负荷 Pc=Kd*Pe Qc=Pc*tan Sc= 22 QcPc Ic=Sc/Ur3 Pc=K（ 多台设备取同期系数 ） P m j jPc 1 . Qc= m j jc Q QK 1 . 3.33.3 选择选择 AL-4-1AL-4-1 出线计算负荷为例出线计算负荷为例 Pc=Kx*Pe=0.8*10.0=8.0kW Qc=Pc*tan=8.0*0.75=6.0kvar Sc=10.0VA 22 QcPc 22 0 . 60 . 8 Ic=Sc/Ur=10.0/（*0.38）=15.2A33 3.43.4 T1T1 低压侧干线计算负荷低压侧干线计算负荷 Pc=K=0.8*24.0=19.2kW P m j jPc 1 . Qc=0.8*18.0=14.4Kvar m j jc Q QK 1 . Sc=24.0kVA 22 QcPc 22 4 .14 2 . 19 Ic=Sc/Ur=575.7/（*0.38）=36.5A33 3.53.5 系统无功补偿计算系统无功补偿计算 本工程采用低压侧自动补偿的方式对系统进行无功补偿。 T1 补偿容量计算公式 Pc=K=0.8*24.0=19.2kW P m j jPc 1 . =14.4kvar (Qc 为总的无功功率) C Q 0.92)tan(arccos-0.80)tan(arccos19.2-4.14tanP- C C QQ =8.2kvar 采用低压侧 16kvar*1 电容柜补偿 校验：=0.92 大于 0.90COS 第第 4 4 章章 照度计算照度计算 1.1.通用技术教室通用技术教室 该通用技术教室采用 T8 型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型 号为 FAC41260PH，功率为 2*45W，光通量为 2*4700lm，要求平均照度达到 300Lx。 通用技术教室高为 3.9m,工作面高 0.8m，取计算高度 3.1m。计算区域长为 13.2m，宽为 7.8m， ，K=0.8。0.7,0.5,0.2 Cwf (1)空间系数 = wl wlh RCR rc )(5 16 . 3 8 . 7 2 . 13 )8 . 7 2 . 13(1 . 35 (2)根据 RCR=3.16， 查样本得 =0.455, 5 . 0, 7 . 0 wC U (3)求灯具数量 73 . 7 8 . 0455 . 0 47002 8 . 7 2 . 13300 KU AE N s av 故 N 取 8，即选用 8 组 T8 型三基色直管双管荧光灯。 （4）校验 Lx A NKU E s 329 8 . 7 2 . 13 88 . 0455 . 0 47002 2 满足照度要求。 89 . 7 329 300 3 . 66 . 6 4524 1 2 E E A PN LPD L 满足的功率密度要求。 2.2.心理咨询室心理咨询室 该心理咨询室采用 T8 型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型号为 FAC41260PH，功率为 2*45W，光通量为 2*4700lm，要求平均照度达到 300Lx。 心理咨询室高为 3.9m，工作面高 0.8m，取计算高度 3.1m。计算区域长为 6.60m，宽为 4.50m。 ，K=0.8。0.7,0.5,0.2 Cwf (1)空间系数 = wl wlh RCR rc )(5 7 . 5 5 . 46 . 6 )5 . 46 . 6(1 . 35 (2)根据 RCR=5.7， 查样本得 =0.500, 5 . 0, 7 . 0 wC U (3)求灯具数量 16 . 3 8 . 0500 . 0 47002 5 . 46 . 6300 KU AE N s av 故 N 取 4，即选用 4 组 T8 型三基色直管双管荧光灯。 (4)校验 Lx A NKU E s 376 5 . 46 . 6 48 . 0500 . 0 47002 2 满足照度要求。 6 . 8 376 300 5 . 46 . 6 4524 1 2 E E A PN LPD L 满足的功率密度要求。 3.3.校园电视台校园电视台 该校园电视台采用 T8 型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型号为 FAC41260PH，功率为 2*45W，光通量为 2*4700lm，要求平均照度达到 300Lx。 校园电视台高为 3.9m,，工作面高 0.8m，取计算高度 3.1m。计算区域长为 6.6m，宽为 6.3m。 ，K=0.8。0.7,0.5,0.2 Cwf (1)空间系数 = wl wlh RCR rc )(5 8 . 4 3 . 66 . 6 )3 . 66 . 6(1 . 35 (2)根据 RCR=4.8， 查样本得 =0.455, 5 . 0, 7 . 0 wC U (3)求灯具数量 65. 3 8 . 0455 . 0 47002 3 . 66 . 6300 KU AE N s av 故 N 取 4，即选用 4 组 T8 型三基色直管双管荧光灯。 (4)校验 Lx A NKU E s 329 3 . 66 . 6 48 . 0455 . 0 47002 2 满足照度要求。 89 . 7 329 300 3 . 66 . 6 4529 1 2 E E A PN LPD L 满足的功率密度要求。 第第 5 5 章章 设备选择及要求设备选择及要求 5.1.5.1.变压器选择方案变压器选择方案 由公式： Sc=Pc/cos =SC/Sr 式中 SC变压器计算容量 kVA Sr变压器额定容量 PC计算负荷 kW 变压器负荷率（本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应 小于 80%） cos补偿后的功率因数 拿 T2 变压器选用为例： 根据前面计算 SC=491kVA Sr= =491/0.8=613.75kVA c S 因此选用型号为 SCB10-630/10/0.4 干式变压器，额定容量为 630kVA，该变压器设有强制风冷系统及温度监测及报警装置。 根据以上 方法 T2 变压器用型号为 SCB10-630/10/0.4 干式变压器，额定容量为 630kV。 5.25.2 电流互感器的选择电流互感器的选择 1）满足工作电压要求即： Ur=UN UmUw 式中 Um电流互感器最高工作电压； Uw电流互感器装设处的最高电压； Ur电流互感器额定电压； UN系统标称电压； 2）满足工作电流要求，应对一、二次侧电流进行考虑。 （a）一次侧额定电流 Ir1： Ir1Ic 式中 Ic线路计算电流。 （b）二次侧额定电流 Ir2： Ir2=5A 3）准确度等级 由于考虑到仪表指针在仪表盘 1/22/3 左右较易准确读数，因此： Ir1=（1.52.0）Ic 以低压配电柜 AL-4 -1 中干线的为例： 由于 Ur=380V Ic=13.51A Ir1=（1.52.0）Ic=20.327.0A 本工程供配电系统的电流互感器主要用于测量，因此准确级选 0.5 级，故选用 LMZJ1-0.5-30。其它电流互感器选择按以上方法选择，具体 见本工程供配电系统图。 5.35.3 电缆的选择电缆的选择 电缆选择至少要满足三个条件： 1）满足发热条件：IalIc； 2）满足电压损失U%5%； 3）满足机械强度条件 铜芯电缆 Smin1mm2； 低压柜 AL-4-1 柜的 D10 回路的电缆选择： a.经计算 IC=56.99A，因此拟定 YJV22-1KV-4 50 的电缆，实测 300m，Ial=135A，（30，埋地敷设）则满足要求; b.U%= =2.4%， 2 1 00 10 )( N n i iii U Lxqrp 2 38. 010 3 . 0)071. 042.39168. 085.50( 2.4% 5%,则满足要求； c.所选导线横截面积是 50mm2，大于 1mm，显然满足机械强度的要求。 根据前面计算，故选用 YJV22-1KV-4 50，作为输出回路电缆。其它电缆 选 择按照以上方法,均为耐火电缆，具体电缆选择见本工程的系统