【电气工程及其自动化】某综合楼电气设计

本科生毕业设计（论文）某综合楼电气设计二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2014年5月10日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1引言111课题意义112设计工况113设计依据114设计范围12低压配电系统设计221负荷分级222低压配电系统接地形式223供电要求424负荷计算425设备的选型6251断路器的选择6252配电箱的选择与安装826配电系统图8261总配电系统图8262两个单元的配电系统图9263一层配电系统图9264二层的配电系统图10265住宅的配电系统图103照明系统设计1131总则1132照明光源的选择1133照明灯具的选择1134照明方式选择照度1135一般照明1236住宅照明一般设计原则1237照度计算（计算所需灯具的数量）1238照明负荷平面布置134电气设备的安装1341灯具的安装1342开关的安装1443插座的安装145结论14参考文献15致谢16某综合楼电气设计摘要本设计主要阐述了某综合楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。本设计共主要是强电部分设计,主要内容包括低压配电系统、照明系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。本综合楼电气设计作为毕业设计，依据国家相关强制性规范以及该行业相关规定，并结合实际建筑物特点合理的选择方案，以达到科学规范，经济实用。关键词配电系统照明系统电气设备ELECTRICALDESIGNOFCOMPLEXBUILDINGABSTRACTTHISDESIGNMAINLYEXPOUNDSSOMECOMPREHENSIVEBUILDINGELECTRICALDESIGNBASIS,PRINCIPLEANDMETHODOFDESIGNOFTHESYSTEMANDTHECONCLUSIONOFTHEDESIGNCHOICETHISDESIGNISMAINLYSTRONGPARTOFTHEDESIGNTHEMAINCONTENTSINCLUDEDESIGNOFLOWVOLTAGEDISTRIBUTIONSYSTEM,LIGHTINGSYSTEM,INCLUDINGLOADCALCULATION,ILLUMINATIONCALCULATIONTHEDESIGNOFTHEBUILDINGASAGRADUATEDESIGN,THEDESIGNISBASEDONTHERELEVANTCOMPULSORYNATIONALNORMSANDTHERELEVANTPROVISIONOFTHEINDUSTRY,COMBINEDWITHTHEACTUALBUILDINGCHARACTERISTICSOFREASONABLEOPTIONTOMEETTHESCIENTIFICANDSTANDARDIZEDECONOMICALANDPRACTICALKEYWORDSPOWERDISTRIBUTIONSYSTEMLIGHTINGLOADSYSTEMELECTRICALEQUIPM1引言11课题意义随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，综合楼宇业务量的日益增加、综合楼宇对有关供配电、照明、智能消防、防雷接地、通信、有线电视、智能办公等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、节能、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。本次课题是某综合楼住宅楼电气系统设计。通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑强电系统设计的基本方法，更好的将理论和实践相结合，将大学四年来所学的课程及知识应用到自己的专业中去，也为将来的工作打下良好的基础。12设计工况本设计是七层楼，总占地面积为3430平方米，总负荷231KW，计算电流为263A,一层是商店，二层为公寓，三到七层为住宅层。本次设计采用AUTOCAD2008作为设计软件，根据提供的土建施工平面图、剖面图画出电气工程图、配电系统。通过照度计算，确定灯具的种类和型号，结合其它一些用电设备，如洗衣机、空调、热水器等，进行负荷计算，得出用电负荷。根据计算负荷来选取导线、各种负荷开关以及合理的布线方式。13设计依据（1）建设单位提供的设计要求。（2）国家有关设计标准、规范民用建筑电气设计规范（JGJ/T1692）供配电系统设计规范（GB500522009）低压配电设计规范（GB500542011）建筑照明设计标准（GB500342004）建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T503112000）14设计范围本设计只设计工程的电气部分，低压配电设计、照明和插座平面图设计。2低压配电系统设计21负荷分级人们根据电力负荷对供电可靠性的要求和电力负荷如果中断供电将会在政治、经济上造成的损失和影响程度进行等级划分，并根据负荷等级的划分，对不同等级的负荷确定对它供电电源的要求。分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。一级负荷符合下列情况之一时，应为一级负荷（）中断供电将造成人身伤亡者；（）中断供电将造成重大影响或重大损失；（）中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。二级负荷符合下列情况之一时，应为二极负荷（）中断供电将造成较大影响或损失；（）中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。三级负荷不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。本综合楼建筑电气设计的负荷为三级负荷，对供电无特殊要求。22低压配电系统接地形式低压配电系统接地型式有如下TN系统、TT系统、IT系统。为了提高保护线的可靠性，国内常用TN系统。在TN系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过PE线与该点连接。按照中性线（N）与保护线（PE）的组合情况，TN系统有以下三种类型TNC系统整个系统的中性线N与保护线PE是合一的，且PEN导体不应被隔离或通断。在正常运行时，PEN导体因有工作电流而产生电压降，从而使所接电气转置外露可导电部分对地产生电位差。如图1。TNS系统整个系统的中，全部采用单独的保护导体，中性线N与保护线PE严格分开。如图2。TNCS系统系统中前一部分是TNC方式供电，后一部分采用TNS方式供电。此系统比较灵活，对安全要求较高及对抗电磁干扰要求较高的场所，采用TNS系统，而其他情况下则采用TNC系统。如图3。图1TNC系统图2TNS系统图3TNCS系统本工程电源采用380V/220V供电，采用TNS系统。23供电要求作为三级负荷的室内用电，供电没有特别的要求。从附近变电所引来一路038KV低压电，接入总配电箱，再由总配电箱引到各层配电箱。24负荷计算参照全国民用建筑工程设计技术措施（2009）电气【1】，负荷计算采用需要系数法。表1本工程利用系数及功率因素表需要系数功率因数动力设备081008一般照明081008单元配电箱060908总配电箱040608照明负荷计算每层配电箱有功功率21EXPK计算三相电流22380COSJI计算单相电流232JI用电设备组计算负荷24EXPK25TGQ262CS配电干线计算负荷27TPK28CTQ292CS210380JI式中同时系数TK需要系数XQ用电设备组无功功率（KVAR）P用电设备组有功功率（KW）本综合楼总负荷DX231EPKW06XK80COS8JXKAUINJJ2638031COS33一层为商铺每个商铺建筑面积约为40M2，商业用电负荷为3KW；配电箱1AL118EPKW08XK80COS14JXEKAUINJJ2738031COS33配电箱1AL2与配电箱1AL1用电负荷一样，即273AJI二层为商业住宅有会议室，两居室，一居室和单间；表2二层户型的功率与计算电流功率（KW）计算电流A会议室38172两居室4181一居室37168单间27122二层配电箱2AL1178EPKW08XK80COS142JXEK331042106COS8JNJPIAU二层配电箱2AL220EKWXK0816JXEPK3309COS8NJJIAU三至七层为住宅三居室,四居室；72EPKW7EPK由于两个单元的住宅负荷相同，所以其计算电流亦相同即层配电箱37AL1、37AL2786EPKW08XK80COS62JXEKAUINJJ120830COS31325设备的选型251断路器的选择（1）根据计算负荷电流选断路器整定值；（2）根据断路器整定值选电缆；（3）断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级；（4）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。配电相中的元件配合选择，以总配电箱为例，列举元件选择方法。1AL1容量18W，取需要系数08，功率因数08，由公式EPXKCOS得144KW,由公式得273A，断路器选择3EXJSKPJS3/EJSJUPIJSI极；由表3查出3根截面为6MM2BV绝缘电线穿电线管暗敷在35摄氏度时的载流量为29A，故截面选大一级的。导线选510MM2的BV线，护套管管径为25MM的焊管。该配电箱总的计算电流为263A，从表4查出进户电缆的截面为70MM2，根JSI据断路器的选择性可知，该配电箱进线断路器额定电流应定为400A。表3BV电线持续载流量（参照04DX1011建筑电气常用数据【2】）型号BV额定电压（KV）045/075导体工作温度（C）70环境温度（C）303540303540导线排列OSOSO导线根数245891212以上245891212以上245891212以上标称截面（MM2）明敷载流量（A）导线穿管敷设载流量（A）15232220139871297611876253129271713111016121091511984413936241815132217141221151311653504631231917292118162020161510746964443328254131262338292421169993866045383457423532523932292513212411583625247775748437053443935161151140103776458967260548866554950201189175127957971117887366108816760表4YJV、YJLV三芯电力电缆持续载流量（参照04DX1011建筑电气常用数据【2】）型号YJVYJLVYJYYJLV排列方式三角形（相互接触）扁平形（相邻间距等于电缆外径）敷设方式敷设方式在空气中直埋土壤中在空气中直埋土壤中标称截面MM2CUALCUALCUALCUAL2514011015011516513016012035170135180135205155190145502051602151602451902251757026020026520030523527521595315245315240370290330255120360280360270430355375290150410320405305490380425330185470365455345560435480370240555435530400335515555435其他低压断路器选择见低压配电系统图。252配电箱的选择与安装（1）根据负荷性质和前途，确定是照明配电箱还是电力配电箱或计量配电箱；（2）根据控制对象负荷电流的大小，电压等级以及保护要求，确定配电箱内回路和各支路的开关电器，保护电器容量和电压等级；（3）应从使用环境和使用场合的要求，选择配电箱的结构形式。总配电箱安装在一层强电室，再分别引线至各层的分配电箱。安装配电箱时，其垂直偏差不应大于3MM，其面板四周边缘应紧贴墙面，箱体与建筑物接触的部分应刷防腐漆。配电箱的安装高度，底边距地面一般为14M。26配电系统图照明系统设计是整个设计的关键所在。供配电系统设计是整个设计的关键所在。供配电网络由馈电线、干线和分支电线组成。供配电网络主要有三种接线形式放射式、树干式、混合式。本设计中采用的网络接线方式是放射式。261总配电系统图图4总配电箱DX262两个单元的配电系统图图5263一层配电系统图图6264二层的配电系统图图7265住宅的配电系统图图83照明系统设计31总则电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。32照明光源的选择照明光源选择一般原则（1）发光效率高；（2）显色性好，即显色指数高；（3）使用寿命长；（4）启动可靠、方便、快捷；（5）性能价格比高。33照明灯具的选择灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。灯具选用的一般原则（1）使用安全防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；（2）提高能效选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；（3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；（4）限制眩光。34照明方式选择照度依据建筑照明设计规范4选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达7080，同样能起到节电的作用。35一般照明照明可分为一般照明、应急照明。本建筑一般照明主要为住宅各房间照明，走道照明。36住宅照明一般设计原则（1）住宅照明一般都是夜晚，因此选择合适的照度以形成舒适的照明环境。卧室，厨房照明灯具采用节能灯，客厅为了创照出温暖，热烈的气氛，宜采用吊灯，卫生间采用防水防尘灯。为增加室内某活动面的照度，可采用局部照明。楼梯间采用声控，公共照明采用筒灯。（2）住宅内各房间灯具宜设置在房间中央，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。（3）在有计算机终端设备房间，应避免在屏幕上出现人和实物（如灯具、家具、窗等）的映像。37照度计算（计算所需灯具的数量）参考标准建筑照明设计标准GB500342004【5】，建筑照明设计规范DBJ13390【4】，书籍电气照明技术【3】计算方法利用系数求平均照度法（31）UKAENAV式中工作面上的平均照度AVEA工作面面积（M2）U利用系数K维护系数，办公室取08，室外取07，营业厅取075光源的光通量（LM）例如，对于套房卧室卧室照度要求值7500LX,功率密度不超过1100W/M2房间面积A1496M2，维护系数K080，灯具光通量2400LM，U06根据室行空间比计算得到，灯的功率30W建议灯具数751496071208AVEANU计算照度AVKLX实际功率密度30W/14962W/M2折算功率密度2W/M207515W/M2校验结果要求平均照度7500LX实际计算平均照度7700LX，符合规范照度要求要求功率密度1100W/M2实际功率密度15W/M21100W/M2，符合规范节能要求38照明负荷平面布置室内配线除一般要求安全可靠，布线整齐合理，安装牢固外，在技术上还要求回路设计规则（1）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，单支回路所带灯具（插座）数量应满足相关要求，一般最多可以带灯具20盏，插座10只。（2）供电半径应满足要求，一般不超过30米。（3）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。（4）尽量使三相所带负荷平衡。4电气设备的安装41灯具的安装灯具安装前，应对灯具进行外观检查，完好无损的灯具方可使用，灯具安装应牢固端正，位置正确，灯具底面与建筑物表面无缝隙，螺口灯头相线必须在中心接点的端子上，成排灯具安装前应先放线定灯位，使其安装后偏差不大于5M。42开关的安装安装在同一建筑物、构筑物内的开关，宜采用同一系列的产品，开关的通断位置应一致，且操作灵活、接触可靠。本工程的照明开关安装的位置距门框的距离为01503M，开关面板底边距地面高度为13M，相线应经开关控制。43插座的安装（1）不同电流种类或不同电压等级的插座安装在一起时，应有明显标志加以区别且其插座头与插座造型要有区别，防止插错；（2）携带式或移动式灯具用的插座，单相宜用三