【电气工程及其自动化】某幼儿园电气设计

本科生毕业设计（论文）某幼儿园电气工程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概述12工程设计依据13供配电系统设计231负荷等级及供电要求2311负荷分级2312供电要求2313本工程供电电源232计算333供配电系统设计4331供配电网络接线方式4332低压配电系统接地形式的选择1034电气设备选择11341保护设备的选择11342导线的选择及敷设134照明系统设计1341幼儿园电气照明设计注意事项1342本工程照明系统说明145屋顶防雷设计1551年预计累计次数计算书1552防雷系统说明166电气设备的安装177结论18参考文献19某幼儿园电气设计摘要本论文主要阐述了某幼儿园电气设计的设计依据、原则与方法。对该工程设计中的供配电系统设计、电气照明系统设计、电气设备的选择与安装等进行研究，并通过软件AUTOCAD绘制系统与平面布线图。通过设计实践，综合运用所学知识并联系实际，培养独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词幼儿园、配电系统设计、照明系统设计、电气设备、AUTOCADELECTRICALDESIGNOFANURSERYSCHOOLABSTRACTTHISTHESISMAINLYEXPLAINSTHEELECTRICALDESIGNBASIS,PRINCIPLESANDMETHODSOFANURSERYSCHOOLSTUDYINGONTHEENGINEERINGDESIGNOFTHEPOWERSUPPLYANDDISTRIBUTIONSYSTEMDESIGN,ELECTRICALLIGHTINGSYSTEMDESIGN,SELECTIONANDERECTIONOFELECTRICALEQUIPMENT,ANDDRAWINGSYSTEMANDWIRINGDIAGRAMPLANETHROUGHTHESOFTWAREAUTOCADTHROUGHTHEDESIGNPRACTICE,MAKINGCOMPREHENSIVEUSEOFTHEKNOWLEDGEWITHPRACTICE,CULTIVATINGOFINDEPENDENTANALYSISANDPROBLEMSOLVINGCAPACITYOFBUILDINGELECTRICALDESIGN,ANDLAYASOLIDFOUNDATIONFORFUTUREWORKKEYWORDSNURSERYSCHOOLDISTRIBUTIONSYSTEMDESIGNLIGHTINGSYSTEMDESIGNELECTRICALEQUIPMENTAUTOCAD1概述11电气照明概述在现代住宅设计中，灯光照明既有实际意义，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、家具和其他陈设的密切配合，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。12本工程概述1、本工程性质为幼儿园且为主体地上三层框架结构。主体檐口距室外地面111M。2、本工程主体平面最长边7309M，最宽边285M，建筑面积为3100平方米。总计算负荷为15112KW，计算电流为2009A。2工程设计依据甲方设计任务书及设计要求；建筑专业提供的平面图；1民用建筑电气设计规范JGJ1620082建筑设计防火规范GB5001620063低压配电设计规范GB5005420114供配电系统设计规范GB5005220095建筑物防雷设计规范GB5005720106建筑照明设计标准GB5003420047火灾自动报警系统设计规范GB50116988建筑物电子信息系统防雷技术规范GB5034320049建筑电气工程施工质量验收规范GB50303200210托儿所、幼儿园建筑设计规范JGJ398711家用及类似场所用过电流保护断路器标准GB109633供配电系统设计31负荷等级及供电要求311负荷分级用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。根据JGJ3987托儿所、幼儿园建筑设计规范，本幼儿园的消防用电14设备包括消防泵、火灾自动报警及联动系统、应急照明等、通信及网络设备、生活水泵等用电为二级负荷；其他均为三级负荷。其中，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。312供电要求根据JGJ/T162008三级负荷供电要求如下7三级负荷对供电无特殊要求。313本工程供电电源综合负荷分级与供电要求，本工程设计的电力负荷为三级，对供电无特殊要求。其总计算负荷小于250KW,可由低压供电，由单位配电间低压配电网络引来，配电出线回路电压等级为AC380/220V，50HZ，三相四线制供电。采用YJV2206/10KV电力电缆穿SC管，埋地敷设引入由室外引入的进户干线的穿线钢管，其管壁厚度大于等于25MM。32计算负荷计算的目的是为了掌握用电情况，也为了能更合理地选择配电系统的设备和元件，如导线、开关电器和断路器等。如果负荷计算过小，则依次选用的电气设备和载流部分有过热的危险，轻者会使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。反之，如果负荷计算偏大，那么会造成设备的浪费和投资的增大。因此，负荷计算的是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。本工程的总配电箱负荷计算及各级配电箱负荷计算一般采用需要系数法，其计算如下表1AH3配电箱回路及其计算负荷回路名称WL1照明WL2照明WL3插座WL4空调插座WL5空调插座负荷KW11133AH3配电箱总负荷PWL1WL2WL3WL4WL59KW，需要系数K095，功率因数COS08X三相等效平衡功率PPP9X095855KWEE计算电流I162AJSCOS380同理，与AH3同等级的AH2和AH1配电箱的计算电流分别为AH2162A，AH1162A下面是AH1、AH2、AH3配电箱上一级配电箱AL1、AL2、AL3的计算表2AL3配电箱回路及其计算负荷回路名称WL1照明WL2插座WL3备用WL4AH1WL5AH1WL6AH1WL7AH1负荷KW1129999AH3配电箱总负荷PWL1WL2WL3WL4WL5WL6WL740KW，需要系数K085，功率因数COS08X三相等效平衡功率PPP40X08534KWEE计算电流I646AJSCOS380同理，与AL3同等级的AL2、AL1、DTX和PXH配电箱的计算电流分别为AL2726A，AL1912A，DTX152A，PXH31A因此，本工程的总负荷WL1AL160KW，WL2AL245KW，WL3AL340KW，WL4DTX5KW，WL5PHX112KWPWL1WL2WL3WL4WL515112KW，需要系数K07，功率因数XCOS08三相等效平衡功率PPP15112X0710578KWEE计算电流I2009AJSCOS380表3各配电箱计算负荷与计算电流ALAL1AL2DTXPHXAL3AH1AH2AH3计算负荷KW151126045511240909090计算电流A20099127261523164616216216233供配电系统设计331供配电网络接线方式供电系统中，单相设备应尽可能地均匀分布在三相上，以使三相负荷保持平衡。为了使电气设计更明朗化，电气设计系统图如下图1总配电系统图图2一层配电系统图（配电箱AL1）图3一层配电系统图（配电箱AH1）图4一层配电系统图（配电箱AH2）图5一层配电系统图（配电箱AH3）图6二层配电系统图（配电箱AL2）图7三层配电系统图（配电箱AL3）说明由于二层、三层配电系统中的AH1配电箱与一层的配电箱AH1相同，故不作详细说明，请参考3一层配电系统图（配电箱AH1）。332低压配电系统接地形式的选择在建筑电气设计中，为了确保电气设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。本工程中，电气保安方式采用TNCS系统。电源引入建筑物处PEN线做重复接地。且电源进入总配电箱后引出的配电线路及支线路采用TNS系统，即PE线与N线严格分开共管敷设不得错接混用，采用总等电位联结措施及局部等电位联结。文中，TNS系统此系统中的N线与PE线全部分开，如图13。TNS系统由于PE线与N线分开，PE线中没有电流通过，因此不会对设备产生电磁干扰，所以这种系统适合于对抗电磁干扰要求高的数据处理、电磁检测等实验场所。而且该系统可采用剩余电流保护，安全性较高。当PE线断线时不会使接PE线的设备外露可导电部分带电，因此比较安全，所以这种系统适合于安全要求较高的场所图8TNS系统TNCS系统此系统的前一部分，其N线与PE线合为PEN线，而后一部分线路，N线与PE线则全部或部分地分开，如图14。TNCS系统，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。因此TNCS系统兼有TNC系统和TNS系统的优越性，经济实用。这种系统在现代应用中最为广泛。图9TNCS系统34电气设备选择341保护设备的选择保护设备一般包括断路器和熔断器两类，其选择的一般原则如下1、按正常工作选择（1）电路的额定电压不应低于电气线路的标称电压；额定频率应符合电气线路要求。（2）电器的额定电流不应小于该回路的计算电流。2、按使用环境场所条件根据使用场所的温度、湿度、灰尘、冲击、振动、海拔高度、腐蚀性介质、火灾与爆炸性危险介质等条件选择相应的电器外壳防护等级。3、按短路工作条件（1）分段能力不应小于电路最大的预期短路电流。（2）保护电器的额定电流或整定电流应满足切断故障电路灵敏度要求。4、按启动电流选择考虑广源启动电流的影响，照明线路，特别是分支回路的保护电器，应按下列各式确定其额定电流或整定电流。对熔断器IKINMC对断路器IKI1KIKI3NKC以上式中，I断路器瞬时过流脱扣器整定电流（A）K选择熔断器的计算系数MK选择断路器长延时过流脱扣器整定电流的计算系数1KK选择断路器瞬时过流脱扣器整定电流的计算系数3K、K、K取决于光源启动性能和保护电器特性M1K表4各配电箱计算负荷与计算电流计算系数白炽灯卤钨灯荧光灯荧光高压钠灯高压钠灯金属卤化物灯断路器的长延时过流脱扣器K1K111111断路器瞬时过流脱扣器K3K666662、本工程，以配电箱AH3为例，WL1、WL2回路为1KW的照明回路，计算电流I2A，根据GB10963家用及类似场所用过电流保护断路器标准，JS18该回路选择郎格罗TIB1C10A/2P断路器，而WL3途不同而选择TIB1LC16A/2P断路器，WL5、WL5由于计算电流和用途选择TIB1LC16A/4P断路器。因而，此配电箱的总断路器选择TIB1G32A/4P。根据这一原则与计算，可以对其他配电箱的总断路器及各回路选择对应的断路器，具体见图纸。342导线的选择及敷设本工程中，室内照明支线采用BV045/075KV3X25PC20WC/CC，室内插座支线采用BV045/075KV3X40PC20WC/FC，楼梯间等公共部位未注明照明线均为BV25线。其余线路规格详图注。线路进出建筑物须穿镀锌钢管保护，钢管伸出散水坡外1M埋深07米。管线超长处按规范要求加设过线盒，管线过缝处加设过线盒。非消防线路暗敷设穿管保护层厚度不小于15MM。所有电气管线采用暗敷设，且所有管材均为非燃烧材料。金属导管严禁对口熔焊连接；镀锌和壁厚小于等于2MM的钢导管不得套管熔焊连接。厨房部分所有电气设备、灯具、管路需采取防潮措施。4照明系统设计41幼儿园电气照明设计注意事项根据JGJ3987托儿所、幼儿园建筑规范设计，幼儿园电气照明设14计应该遵循下面注意事项1、第731条活动室、卧室、阅览室、美术室、手工室等幼儿用房应采用细管径直管荧光灯，配用电子镇流器，不宜采用裸管荧光灯灯具；寄宿制幼儿园的卧室宜设置夜间巡视照明设施。医务保健室、办公室等可采用细管径直管荧光灯，配用电子镇流器或节能型电感镇流器；门厅、走廊等可采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯、节能灯。2、第732条活动室、卧室、幼儿卫生间等幼儿用房宜设置紫外线杀菌灯，但灯开关应单独设置且具有灯具开启显示装置，并应采取防误开措施。3、第735条幼儿活动能到到达的场所不宜安装电气装置，当不能避免时，电气装置底部的高度不得低于17米。42本工程照明系统说明1、本工程活动室、办公室照度为300LX。显色指数为80，照明功率密度不大于9W/M2，卧室照度为100LX显色指数为80，照明功率密度不大于6W/M2。2、本工程光源采用细管径荧光灯且配有电子镇流器。3、应急照明照度标准值（1）、疏散指示标志照明和疏散通道照明的照度值应不低于50LX（2）、人员密集场所内的最低水平照度不低于10LX（3）、楼梯间内的地面最低水平照度不应低于50LX（4）、备用照明的照度值不低于该场所一般照明照度值的10；（5）、安全照明的照度值不低于该场所一般照度值的5。图10一层照明平面图图11二层照明平面图图12三层照明平面图5屋顶防雷设计51年预计累计次数计算书根据GB500572010建筑物防雷设计规范12校正系数K10年平均暴雷日TD326（D/A）年平均密度NG326（KM/A）本工程长度L791M宽度W285M高度H133MH100M等效面积AELW2LWH200HX1020H679X2852X791285314X133X23120300133X10600211KM年预计雷击次数NKNGAE1X326X00210068次/A因N0068次/A，所以本工程应按GB500572010/303建筑物防雷设计规范第9条规定划为第二类防雷建筑物。1252防雷系统说明1、避雷带采用10热镀锌圆钢沿女儿墙,沿沟及屋面支架敷设,支起高度015米,支架间距直线部分为1米,转弯处为05米。具体参考建筑防雷设施安装99D5011P208、P209，不同标高的避雷带需连成电气通路。192、利用构造柱内四根不小于12主筋或两根不小于16主筋或在墙内另放16热镀锌圆钢作防雷引下线，其上端与避雷带可靠焊连，下端与基础接地环路钢筋可靠焊连。距地面下08M处焊出404热镀锌扁钢，伸出外墙1M，备引室外人工接地装置。3、该防雷引下线的柱钢筋距室外地坪05M处于侧墙做接地测试盒。4、进出建筑物的金属管道及电缆金属外皮等均需与接地装置相连，以防雷电感应详见图10基础接地平面图。5、避雷带焊接搭接长度要求扁钢2B；圆钢6D。6、屋顶上所有的凸出屋面的金属支构件，金属管道及顶层栏杆等，均须与避雷带可靠连接。7、太阳能热水器水箱上方设避雷带（距水箱150MM），且该避雷带与周边避雷网相连。8、热水器两侧用254热镀锌扁钢与其热水器支架相连，做支撑卡。9、支承太阳能热水系统的钢结构支架应与建筑物接地系统可靠连接。图13屋顶防雷平面图图14基础接地平面图6电气设备的安装1、一层电源进户箱底距地18M嵌墙安装。分配电箱底距地18M嵌墙安装，配电箱尺寸由供应商提供。本设计中所选的漏电保护器除总漏电保护器用于消防保护，延时04S，其余支路漏电器均为瞬动型，动作时间均小于01S。2、本工程所有用于计算机的电源插座回路应选用A型剩余电流动作保护开关，且每一回路插座数部大于5个。3、进场的开关、插座、配电箱（柜、盘）、电缆（线）、照明灯具等电气产品必须具有3C标记；配电箱（柜、盘）内应分别设置中性（N）和保护（PE）线汇流排，汇流排的孔径和数量必须满足N线和PE线径汇流排配出的需要，严禁导管在管、箱（盒）内分离或并接。配电箱（柜、盘）内回路功能标识齐全准确。4、强、弱电插座水平距离不小于200MM。5、所