供配电 毕业设计

Henan Polytechnic Institute

毕业设计（论文）

题 目：理想广场文化活动中心供配电与照明设计

班 级：设备1102

姓 名：

指导教师：

说明：

一、毕业设计（论文）要求：

1. 毕业设计（论文）必须打印或者用钢笔书写，且符合下列次序：

（1）毕业设计（论文）题目（2）目录（3）内容提要（200字左右，提倡用英文书写）（4）引言（5）正文（6）参考文献（7）附录。

2. 文字通顺，语言流畅，书写工整，无错别字。

3. 绘图要求整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须用工程字书写，提倡用计算机绘图。

4. 曲线图表要求用曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。

5. 毕业设计说明不少于15000字，毕业论文不少于6000字。

二、毕业设计（论文）成绩评定：

毕业论文和答辩成绩采用五级分制：优秀、良好、中等、及格、不及格。毕业设计成绩由答辩小组结合毕业论文、答辩成绩采用五级分制综合评定。

文化活动中心供配电设计

摘要 要提高配电系统的可靠性，要正确选择各类配电设备的容量，就必须科学、合理的进行负荷计算。本文对符合计算中的相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择做了较为详细的论述，提出了一些进一步提高配电系统可靠性的措施，并结合工程实例进行负荷计算，计算结果证明本文所述方法是正确合理，可在实际中应用。文化活动中心照明系统采用了合理的照明方式，保证照明质量的前提下，还考虑到节能、方便以及实用性。在配电系统设计中，对住宅采用了单独进线集中计量的供电方式保证供电的可靠性。建筑一旦遭受雷击，损失将非常严重。另外，普通建筑物防雷系统不但不能保护高层建筑物内的电子设备与计算机系统，反而可能会引入雷电。因此，防雷保护就越显重要。

关键词：配电系统：负荷计算：防雷设计；照明

住宅小区供配电设计

目录

文化活动中心供配电设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 1

第一章 前言 ------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 -

第二章 工程 ------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -

概述 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -

第三章 电气照明设计 ----------------------------------------------------------------------------------- - 3 -

3.1照明系统的概述 ---------------------------------------------------------------------------------- - 3 -

3.1.1照明系统的发展现状 ------------------------------------------------------------------ - 3 -

3.1.2照明计量单位 ----------------------------------------------------------------------------- - 3 -

3.2照度方式和种类 ---------------------------------------------------------------------------------- - 3 -

3.2.1照明方式 ----------------------------------------------------------------------------------- - 3 -

3.2.2照明种类 ----------------------------------------------------------------------------------- - 4 -

3.3文化活动中心照度计算 ----------------------------------------------------------------------- - 5 -

3.3.1利用系数法 -------------------------------------------------------------------------------- - 5 -

3.3.2单位容量法 -------------------------------------------------------------------------------- - 6 -

3.4 该文化活动中心的电气照明设计 -------------------------------------------------------- - 9 -

3.4.1电气照明设计的基本原则 ----------------------------------------------------------- - 9 -

3.4.2电气照明详细设计计算 --------------------------------------------------------------- - 9 -

3.5该文化活动中心的照明灯具工艺流程 ------------------------------------------------ - 12 -

3.5 文化活动中心插座系统 -------------------------------------------------------------------- - 13 -

3.5.1插座系统的概述 ----------------------------------------------------------------------- - 13 -

3.5.2一般规定（规范） -------------------------------------------------------------------- - 13 -

3.5.3插座的安装 ------------------------------------------------------------------------------ - 13 -

3.5 该文化活动中心照明设计 ----------------------------------------------------------------- - 15 -

第四章 文化活动中心低压配电系统设计 ------------------------------------------------------- - 15 -

4.1低压供配电一般规定 ------------------------------------------------------------------------- - 15 -

4.2低压配电系统线路的选择 --------------------------------------------- 错误！未定义书签。

4.2.1低压线路接线方式 -------------------------------------------------------------------- - 16 -

4.2.2房间导线和电缆的选择 ------------------------------------------------------------- - 18 -

4.3低压配电系统电气设备的选择 ----------------------------------------------------------- - 19 -

4.3.1基本要求 ------------------------------------------------------------ 错误！未定义书签。

4.3.2漏电保护 --------------------------------------------------------------------------------- - 19 -

4.4 配电变压器的选择 --------------------------------------------------------------------------- - 20 -

4.5 文化活动中心的低压供配电系统设计 ----------------------------------------------- - 20 -

4.5.1文化活动中心整体低压配电设计（详见附录图纸一层照明平面图 二层照明平面图） ---------------------------------------------------------------------------- - 20 -

4.6 负荷计算的方法------------------------------------------------------------------------------- - 20 -

4.7 文化活动中心的负荷计算 ----------------------------------------------------------------- - 21 -

4.71电气负荷的估算 ------------------------------------------------------------------------ - 21 -

第五章 文化活动中心防雷接地系统设计 ------------------------------------------------------- - 23 -

5.1防雷与接地系统概述 ------------------------------------------------------------------------- - 23 -

5.1.1防雷系统概述 --------------------------------------------------------------------------- - 23 -

5.1.2建筑物的防雷等级 -------------------------------------------------------------------- - 24 -

5.1.3高层建筑物的防雷措施 ------------------------------------------------------------- - 24 -

5.2文化活动中心供电系统的电器设备接地方式 -------------------------------------- - 26 -

5.3文化活动中心接地设计 --------------------------------------------------------------------- - 28 -

第六章 技术经济分析 ----------------------------------------------------------------------------------- - 29 -

第七章 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------- - 30 -

参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 32 - 致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 33 -

附录1一层照明平面图 二层照明平面图 --------------------------------------------------- - 34 - 附录 2一层插座平面图 二层插座平面图 -------------------------------------------------- - 34 -

第一章 前言

本次设计的题目是理想广场文化活动中心电气系统设计。通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑供配电系统设计的基本方法，更好的将理论和实践相结合，将大学三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。同时也可以更加详细地学习建筑规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究能力。本工程为一类低层建筑，按三级负荷供电，二类防雷建筑物、进行电气系统设计。在本设计中，要求完成对文化活动中心供配电系统设计，主要包括照明系统、低压供配电系统、负荷计算、防雷与接地系统。论文针对文化活动中心电气的设计和使用需要，在重点表述低压供配电系统、负荷计算和防雷与接地系统的同时，侧重于电气基本理论和基本知识。设计中，总体按照民用建筑设计规范来建立设计的整体思路，并完成低压供配电、负荷计算、设备选型、系统构成以及施工图的绘制。

第二章 工程概述

本次设计具体项目为郑州恒大理想广场文化活动中心项目。该文化活动中心总面积大约为314平方米，共有2层，每层有7间房子，第一层为文化活动中心文化活动室。文化活动室分为两种类型，A 型面积为29.6平方米，B 型面积为82平方米，C 型面49.14平方米, 门厅面积29.86平方米。本设计为一类底层建筑，按三级负荷供电。防火等级为二级，按二类防雷建筑物设计防雷。本设计采用lOkv/0. 4kv 进线形式，接地形式采用TN-C-S 系统进户处设重复接地，采用综合接地方式，接地利用建筑物基础作接地极，接地电阻不大于10欧。电源进线采用YJV22-IOkv-3ac95电缆引入。本次电气系统设计主要包括：照明系统设计，低压供配电系统设计，负荷计算，防雷与接地系统。

防雷接地设计，根据防雷等级进行设计，对主要建筑物和电气设备采取防雷和接地措施，以保护国家财产免遭损失和保障人身安全。

第三章 电气照明设计

3.1照明系统的概述

3.1.1照明系统的发展现状

在照明上不再是60-70年代住宅2W/m'，办公室4 W/rn2，而是各类建筑物的照度在适应国情下尽可能与国际接轨，如体育馆的拳击厅照度为1000-2000 lx，乒乓球台面照度为500-1000 lx;住宅也按不同用途，照度自20-300 lx 变化；一般办公室的照度为100-200 lx; 绘图、设计、打字室工作面照度为300-500 lx等。 在同一栋建筑物中，照明的种类也增多了，有一般的工作照明、局部工作照明、备用照明、安全照明、疏散指示照明、值班照明、障碍照明、节日照明等。不同的照明类别，其供电要求也不同，控制方式也各异。如备用照明应有二路电源；安全照明、疏散指示照明、障碍照明不仅应有二路电源，而且还应在末级配电设备上设置备电自投装置。大面积的工作照明，要求集中控制或按工作时间自动开启及关闭。为节约电能，外围有自然采光部分的灯具，还应设置按照明度标准自动调光的装置；疏散指示照明在火警时消防控制室可按需要进行控制；障碍照明应按日照照度进行自动控制等。

由此可见，照明在照度、照明质量、照明方式、灯具外型、供电要求及控制上，都有不同程度昀发展和更高的要求。

3.1.2照明计量单位

当前各种量都逐步实现采用国际单位制，简称SI 。光学计量基本单位为光强I(坎德拉cd) ，导出单位有光通中(流明Im) 、照度E （勒克斯lx ）、出射度

M （流明／米2 lr／r2） 、亮度L （坎德拉／米2 cd/m2）等。

3.1.3照度方式、种类和计算方法

（一）照明方式

(l)-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称为分区一般照明。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地布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效地节约能源。

(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，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。起优点是灵活、方便、节电，能有效地突出重点。

(4)混合照明

有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。

3..1.4照明种类

(l)正常照明

为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。它一般可单独使用，也可与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开。

(2)应急照明

在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称为应急照明。它包括备用照明、安全照明、和疏散照明三种。应急照明的设置原则，从安全角度考虑．应在较多的建筑内设置应急照明，而从经济的观点出发，只能在一些最需要的建筑内设置。

(3)值班照明

在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。

3.1.5文化活动中心照度计算

照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等3种。任何一种计算方法，都只能做到基本准确。

一：照度计算的方法

(1)利用系数法

此法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E 系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。投射在工作面上的这两个光通之和∑F 与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF 之比称为利用系数η。即

η5f/NF 3-1

式中F-每一个照明灯具所发出的光通量，流明。

照明装置的利用系数与下列因素有关： (l)照明灯具的效率及光强分布的情况： (2)墙壁、天棚和地板的反射系数Pq 、Pt 和Pd; (3)室形指数。

对于方形的房间，室形指数i 按下式确定：

i=AB/h(A+B) 3-2 式中AB-房间的长度和宽度，米； h-照明灯具的计算高度，米。

利用系数法的基本公式为 F=Emin KZS/N3 -3

E min =FNη/KZS 3-4

勒

流

克

明 斯

式中 F-每一个灯泡的光通量，流明； Emin-最小照度

K-减光补偿系数 S-房间面积 N-灯具数量 Z-最小照度 η一光通利用系数

(2)单位容量法

单位容量法的基本公式： W=P/A

3-5

W-在最低照度下每单位面积的安装功率(W) P-房间内全部灯泡（管）的总安装功率(W) A-房间的面积( m2)

根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度E 、计算高度h ，从 表3-3查得每单位面积的安装容量w ，从上式算出全部灯泡的总安装功率p 。然后除以灯具的功率，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得灯具数量。

表3—1住宅建筑照明的标准值

表3-2荧光灯单位面积安装功率

表3-3灯单位面积安装功率

3.2该文化活动中心的电气照明设计

3.2.1电气照明设计的基本原则

(1)本设计照度标准选用国家民用建筑照明标准为基准，并参照有关国外照明标准进行设计。

(2)照明电源，根据国家节能要求特殊装修要求外，均选用高效，低耗的节能型日光灯和节能筒灯为主。

3.2.2电气照明详细设计计算 本设计采用单位容量法

对本次的文化活动中心活动室A 、B 两个类型来说明设计。 (I)A型文化活动室的照度计算

房间面积A=29.26m2 ， 取照度E=200lx，

选用荧光灯(2×40W) ， 查表3-3得单位容量W=15.4W/m2 根据W=P/A得，

房间内的总安装功率P=W×A=15.4×29.26=450.6W 450.6w/80w=5.6

所以在A 型文化活动室选取双管荧光灯六盏，

2×40W ，P0=2×40=80W

A 类型文化活动室总照明功率共计450.6W 。

(2)B文化活动室型的照度计算

房间面积A=82m2 ， 取照度E=200lx，

选用荧光灯(2×50W) ， 查表3-3得单位容量W= 13.6W/m2

根据W=P/A得， 房间内的总安装功率P=W×A=13.6×82=1115.2W， 115.2w/100w=11.52

所以在B 型文化活动室设置双管荧光灯12盏，2×50W ， P0=2×50=100W

B 型文化活动室照明总功率为1115.2W

(3)C

文化活动室型的照度计算

房间面积A=49.14m2 ， 取照度E=200lx，

选用荧光灯(2×40W) ， 查表3-3得单位容量W= 15.4W/m2

根据W=P/A得， 房间内的总安装功率P=W×A=15.4×49.14=756.7W， 756.7w/80w=10

所以在C 型文化活动室设置双管荧光灯10盏，2×40W ， P 0=2×40=80W

C 型文化活动室照明总功率为756.7W

(4)门厅的照度计算

房间面积A=28.86m2 ， 取照度E=100lx，

选用荧光灯(2×50W) ， 查表3-3得单位容量W= 21.2W/m2

根据W=P/A得， 房间内的总安装功率P=W×A=21.2×28.26=599.1W， 599.1w/100w=5.991

所以在门厅设置双管荧光灯6盏，2×50W ， P 0=2×50=100W

门厅照明总功率为599.1W 所需灯具数量见附表

3.2.3该文化活动中心的照明灯具工艺流程

3.3 文化活动中心插座系统

3.3.1插座系统的概述

插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视，但在现代住宅中却随处可见，不管是在客厅、卧室、书房，还是在厨房、餐厅、卫生间，人们都要使用它，甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。

现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。随着当今知识经济、信息时代的到来，可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外，还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。可见，插座的种类和数量在现代住宅中呈日益增长的趋势。所以，现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果，是现代住宅电气设计中十分重要的内容。 相对于其他，文化活动室的插座就比较容易安装。 3.3.2一般规定（规范）

(l)当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。

(2)当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。 (3)插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电。 (4)在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可除外。

(5)备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。 3.3.3插座的安装

依据《通用用电设备配电设计规范》GB 50055_93c2]，插座的型式和安装高度，应根据其使用条件和周围环境确定：

(1)对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入。

(2)需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。

(3)对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。

(4)在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5m 。

(5)在儿童专用的活动场所，应采用安全型插座。

(6)住宅内插座，若安装高度距地1.8m 及以上时，可采用一般型插座：低于1.8m

时，应采用安全型插座。 具体设计如下： （1）文化活动室

A 型文化活动室4面墙共有6个插座，为5孔插座（一个三相线和一个两相线的组合插座）

B 型文化活动室4面墙共有6个插座

空调器插座应采用专用带开关插座。在已知采用何种空调的情况下空调插座按以下位置布设：如是分体空调插座宜根据出线管预留洞位置距地1. 8m设置，如是窗式空调宜在窗旁距地1. 4m设置，如是柜式空调宜在相应位置距地0.3m 设置，否则按分体空调考虑预留空调插座。如果墙面长度超过3. 6m应适当增加插座数量。墙面长度小于3.6m ，插座 可安置在墙面的中间位置。

(4)卫生间

目前，我国一般住宅的卫生间往往兼有浴室的功能，因此卫生间内均设有淋浴、盆浴设备。由于是严重潮湿场所，在洗浴时身体电阻降低使电击的危险大大增加，卫生间成为住宅中最容易有触电危险的地方。而不在卫生间内设置电气插座及用电器具虽然可以避免触电危险，给居民使用造成不便。因此电气设计师应在遵循更加严格的电气保护措施的同时在卫生间内适当位置设置插座，在最大安全的前提下满足人们在卫生间等潮湿场所内设置电器的要求。《民用建筑电气设计规范》规定“澡盆和淋浴盆的安全保护要求，仅限于三级及以上的旅（宾）馆、高级住宅和公寓以及商业性浴池等场所。一般旅馆和住宅的上述场所可参照有关条款，采取适当的保护措施”。

3.4 该文化活动中心照明设计

该文化活动中心的照明平面图设计（见附图）

第四章 文化活动中心低压配电系统设计

4.1低压供配电一般规定及线缆选择

4.1.1一般规定

1 压配电电压应采用220/380V。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。

2 在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。

3 当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。

4 当部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10KW 。容量较小用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的设备数量可适当增加。

5 在高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。

6 平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电。 7 在TN 及TT 系统接地型式的低压电网中，宜选用D ，yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器。

注：ＴＮ系统——在此系统内，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保护线（PE 线）与该点连接。其定义应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定。

TT 系统——在此系统内，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连接的接地极和电源的接地极无电气联系。其定义应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定。

8 在TN 及TT 系统接地型式的低压电网中，当选用Y ，yn0结线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的25%，且其一相的电流在满载时不得超过额定电流值。 注：Y ，yn0结线组别的三相变压器是指表示其高压绕组为星形、低压绕组亦为星形且有中性点和“0”结线组别的三相变压器。

9 当采用220/380V的TN 及TT 系统接地型式的低压电网时，照明和其它电力设备宜由同一台变压器供电。必要时亦可单独设置照明变压器供电。

10 由建筑物外引入的配电线路，应在室内靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器。

4.1.2低压线路接线方式

低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。 (1)放射式系统：特点配电线故障互不影响，供电可靠性较高，适用于一级负荷配电。配电设备集中，检修比较方便；缺点是系统灵活性较差，导线消耗量较多。此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。以免影响其他用户正常用电。接线图见下图4-1

(2)环形系统环形线路运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性，当一回线路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的负荷仍可得到供电。 接线方式见下图4-2

(3)树干式系统：特点树干式配电系统总长度小，也就是可以节约有色金属、比较经济：供电点的回路数量较少，配电设备也相应减少；配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是干线发生故障时影响范围大，供电可靠性较差，相比较导线截面积较大。一般很少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混合使用。 接线图见下图4-3

(4)链式系统：特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下，总功率在IOKW 以下。 (5)接线方式见下图4-4

图4-1低压放射式线路 图4-2低压环形线路

(a)低压母线放射式配电的树干式

(b)低压“变压器一干线”的树干式 图4-3低压树干式线路（ab ）

(a) 连接配电箱

(b)连接电动机 图4-4低压链式线路(ab)

该文化活动中心采用的是树干式低压配电线路。

4.1.3房间导线和电缆的选择

选择的原则：配电网络导线和电缆的选择，一般按照下列原则进行 (1)按使用环境和敷设方法选择导线和电缆的类型。 (2)按机械强度选择导线的最小允许截面。 (3)按允许载流量选择导线和电缆的截面。 (4)按电压损失校验导线和电缆的截面。

按上述条件选择的导线和电缆具有几种截面时，应取其中较大的一种。 类型的选择：

①裸导线：TJ 铜绞线、LJ 铝绞线、LGJ 钢心铝绞线、TMY 矩形硬铜母线、LMY 矩形硬铝母线

②绝缘电线：B 布线用、X 橡皮绝缘、V 塑料绝缘、L 铝芯、R 软电线

③电力电缆：按照主绝缘材料的不同分为纸绝缘(Z)电缆，塑料绝缘电缆(v)电缆和橡皮绝缘(X)电缆 截面的选取：

对建筑供配电中的低电压380/220V进出电线和电缆的截面选择，是按长期允许载流（或称发热条件或称温升条件）来选择的。每箱电缆（或每相电线）的横截面积，必须满足下述条件：I al ．≥I 30=Ic ; I 30是流过每相电线（或电缆）的计算电流，即对该负载计算得出的计算负荷电流I c = 130

4.1.4低压配电系统电气设备的选择及要求

(l)电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应； (2)电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流； (3)电器的额定频率应与所在口路的频率相适应； (4)电器应适应所在场所的环境条件；

(5)电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。用于断开短路电流的电器，

应满足短路条件下的通断能力。

4.1.5漏电保护

漏电保护器按工作原理分为电压动作型和电流动作型，但通用的为电流动作型。电流型漏电保护器主要由主开关，零序电流传感器、放大鉴幅电子电路，和脱扣装置等组成。零序电流传感器可安装在电压器中性点与接地极之间，组成全系统保护，也可装在干线或分支线上，组成干线或分支支路保护。 漏电保护原理是基于事故状态下，相电流的矢量不等于零，出现一个零序电流，当零序电流达到整定值，便使脱扣器动作，切除故障电流达到保护目的。可将漏电保护器装设于民用建筑中防止接地故障造成的伤害。

4.1.6 配电变压器的选择

根据国际《JGJ/T16-92》： “用电设备容量在250KW 或需要变压器容量在160KVA 以上者应以高压方式供电”的要求，可知凡是有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器，但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存在误区。认为变压器有功负荷能力、容量应按照计算负荷负载或接近蛮负载选择。其实这是一种错觉，误认为“满负荷”可以做到物尽其用，节省投资，殊不知虽变压器是一种效率高在95%以上的电气设备。但只有当变压器的负荷在0. 5-0.6时才可能实现，这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据 当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其他一些因素，例如环境温度的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗，又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因数。

4.5 文化活动中心的低压供配电系统设计

4.5.1文化活动中心整体低压配电设计（详见附录图纸一层照明平面图 二层照明平面图） 一层线路布置

l 、从从文化活动中心旁边接入低压电线接入门厅墙边的配电箱；VV22-1kv-4*185+l*95

2、有配电箱接入各个文化活动室，电缆型号为VV22-1kv-4*70+l*354、

4.6 负荷计算的方法

(1)求计算负荷，也称需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统务级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。

(2)求尖峰电流。用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。

求平均负荷。用来计算供配电系统中电能需要量，电能损耗和选择无功补

偿装置等。

(3)需用系数法，是将用电设备容量Pe 乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种方法。这种方法由于简单易行，为设计人员普遍接授。事实上只有当设备台数足够多，总密量足够在，无特大型用电设备，需用系数值才能趋向一个稳定的数值。因此，需用系数法普遍用于方案估算，初步设计和工厂大型车间变电所的施工设计。

4.7 文化活动中心的负荷计算

该文化活动中心为单相电气设备，例如电灯，电冰箱，空调等等。搞好搞成房屋的电气设计，关键问题之一，就是如何确定使用的电力计算负荷。

确定计算负荷的目的，主要是为了选择供配电兴中的设备和导线电缆，使设备和导线在最大负荷电流通过时不致过热或或烧毁。 4.71电气负荷的估算

电气负荷在建筑电气设计中是一个重要参数，一般可以采用负荷密度法来对的电气负荷进行估算。由于建筑物的功能不同，其负荷密度也随之不同而不同

3住宅建筑的公共电力负荷的计算

居住建筑的公共用电负荷大致可分为照明负荷和动力负荷两部分。 照明负荷居住建筑公共场所的照明包括一般照明、疏散照明及事故照明。照明的用电负荷量与控制方法有关。门厅及电梯前室的照明。其灯具安装于居住建筑的重要交通场所，照明对居民的安全感起着较重要的作用，一般采用按键开关控制，夜间长时点亮，照明容量即可按灯泡的功率计算。走道、户门外的照明。多采用定时开关控制，据测定可节电75%，照明容量可按灯泡功率的25%计算。电梯机房、水箱间、水泵房、值班室等一般按办公用房计算功率。 应急照明负荷。

因为该文化活动中心没有动力电的组成部分所以它的计算负荷略微简单， 文化活动中心照明负荷为

A 型文化活动室功率P A =450.6*10=4.506kW B 型文化活动室功率P B=1115.2*3=3.3456kW C 型文化活动室功率P C=756.7*1=0.7567kW 门厅功率P

门厅

=599.1*1=0.5991kW

文化活动中心总功率为 P=PA +P B +P C +P =9.2kW

门厅

=4.506kW+3.3456kW+0.7567kW+0.7567kW+0.5991kW

表4-1各类建筑用电指标、照明负荷需要系数表

注：1、表中所列用电指标的上限值是按空调采用电动压缩机制冷时的数值。当空调冷水机组采用直燃机时，用电指标一般比采用电动压缩机制冷时的用电指标降低25~35VA/㎡。

2、照明负荷需要系数的大小与灯的控制方式和开启率有关，大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个小房间分散控制的灯的需要系数大。插座容量的比例大时，需要系数的选择可以偏小些。

文化活动室使用的是荧光灯，所以荧光灯的功率因数cos φ=0.9 tan φ=0.48（建筑供配电p ）

查表4-1得知文化活动中心需要照明系数Kd=0.7 荧光灯计算负荷

406

P 30=Kd*P=0.7*9.2kW=6.44kW Q 30=tanφ*P 30=0.48*6.44kW=3.1kvar S 30=P 30/cos φ=6.44kW/0.9=7.2kVA I 30=S 30/(√3*U)=7.2kVA/(√3*0.22)=2.7A

第五章 文化活动中心防雷接地系统设计

5.1防雷与接地系统概述

5.1.1防雷系统概述

雷电是大气层中的一种自然放电现象。雷击的发生可能引起建筑物或

设备的

严重破坏。高层建筑高度很高，落雷容易，发生雷害危险性更大，故在设计高层

建筑时，具备有效的避雷设施，从人员安全和建筑物保护来说都是极为重要的。

5.1.2建筑物的防雷等级 一级防雷的建筑物

(1)凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 (2)具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。

(3)具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大坡坏和人身伤亡者。

(4)超高建筑物，如40层及以上的住宅建筑，建筑高度超过100米的其他民用以及一般工业建筑物。 二级防雷的建筑物：

(1)国家级重点文物保护的建筑物。

(2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 (3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。

(4)制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

(5)高层建筑物，如19层及以上的住宅和高度超过50米的其他民用和一般工业建筑物。三级防雷的建筑物：

(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

(2)10至18层的普通住宅。建筑物高度不超过50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、图书馆、档案楼和省级以下的邮政楼等。 (3)预计雷击次数大于或等于0.06次／a ，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

根据以上分类可知本建筑属二级防雷建筑物，下面就讨论一下二级防雷建筑物的保护措施

5.1.3高层建筑物的防雷措施

外部防雷，一般多采用普通的避雷针或避雷带，根据GB5005T ，首先按建筑物的性质，每年预计雷击次数，确定该建筑物的防雷类别，然后按

建筑物的外形，尺寸等滚球法，经计算，安排接闪器引下线和接地极，一般应尽量利用建筑内钢筋混凝士构件中的钢筋，作为自然接地体，当建筑物高于30米时，还须相应采取防侧击雷的措施。值得注意的是对防球雷，迄今还没有很好的方法。它常常是随空气的流动，穿窗而入的，所以多数是发生在靠外墙的房间中，如果在窗子上设置一定大小的网格，并加以接地，还是可以防护的，至于消雷器，如我国生产的少长针半导体消雷器等，由于在理论上存在着争论，实测资料也不全，尤其是价格很贵，有关规范中也未提及，所以不采用为宜。此外目前国内已出现有新一代的避雷针，如中光公司的ZGU 系列优化避雷针，采用了气隙放电，阻抗限流等综合技术，能使雷电流波头平缓，幅值降低从而有效地减少了反击的地电位和二次雷击应。已在97年经邮电部组织了定型鉴定，并在中试所，西瓷所、武高所通过限4/lOp s，8/20p s等大冲击电流与高冲击电压的试验，且已在千余单位设置，据称全部运行正常，安全可靠，只是价格与普通避雷针相比要高很多，而且针对面积较大的建筑，采用起来，多少有些局限性。 在进行外部防雷设计中，除了上面所述外，在考虑防雷方案时尚应注意的有：

1．要考虑被保护对象的周围环境，以及地形地貌等，以便在防雷计算中，对某些系数可以正确地选用。

2．对建筑小区还应进行综合考虑，以求既得到较完善的防雷效果，又能节约财物。

3．要考虑将来的发展和变化。。

4．防雷是一个整体，外部防雷也可照顾到内部防雷，反之，内部防雷也可补外部防雷的不足，二者要相互配合。例如当大楼同有重要的或较多的弱电系统、微电子设备时，应将建筑物砼结构（柱、梁、板、基）中的钢筋，按规范中规定，做成网络较密的法拉弟笼形网，既作为直击雷的防护，又对内部防雷起屏蔽作用。或者采用中光ZGU 优化避雷针以降低感应雷的雷害等。当然即使对一般的住宅楼，也宜采用本条的做法，但网络间距可以大一些。

5、还应考虑屋项可能出现的卫星接收装置、电视天线、航空障碍灯、节日彩灯、微波通讯定向发射装置等，均应在接闪器的保护范围内。

5.1.4接地系统概述

在供配电系统中，用电的可靠性极其重要。供配电系统中合理的接地系统是决定供电系统安全可靠的重要因素，对于功能的实现往往依赖用电设备安全运行

的智能建筑来说，用电可靠性尤为重要。智能建筑中安装大量不同类型的智能设备，因而选择一个合适的设备接地系统类型对于供配电系统的安全可靠具有重要意义。

电器设备的金属外壳可能因绝缘损坏而带电，为防止这种电压危及人身安全而人为地将电器设备外壳与大地作金属联接称为保护接地。保护接

地的形式有以下两种：

设备的外露可导电部分经各自的PE 线（保护线）分别直接接地，我国过去称之为保护接地；设备的外露可导部分经过公共的PE 线或PEN 线（三相四线制系统中的中性线与保护线共用一根导线）接地，我国过去称之为保护接零。

5.2文化活动中心供电系统的电器设备接地方式

(l)TN-C系统

TN-C 系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N 与保护接地PE 合二为一，通称PEN 线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高，线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内，单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN 线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管（可控硅）等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N 上叠加，使中性线N 带电，且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳（与PEN 线连接）带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C 接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。

(2)TN-C-S系统

TN-C-S 系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C 系统，第二部分是TN-S 系统，分界面在N 线与PE 线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C 系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S 系统。TN-C 系统前面已做分析。TN-S 系统的特点是：中性线N 与保护接地线PE 在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中，中性线N 常会带电，保护接地线PE 没有电的来源。PE 线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。因此TN-S 接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线，各自都从接地体一点引出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施，那么TN-C-S 系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统

图5-1TN-C 系统

图5-2TN-S 系统

图5-3TN-C-S 系统

（3）TN-S 系统作为智能型建筑物的一种接地系统。

TN-S 是一个三相四线加PE 线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S 系统的特点是，中性线N 与保护接地线PE 除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。中性线N 是带电的，而PE 线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要按TN-C-S 接地系 统，采取同样的技术措施，TN-S 系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计 算机等电子设备没有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。三种接线方式中，TN-C 、TN-S 系统适合在智能大厦中，其中尤以TN-S 系统更适合智能大厦。供电回路中，应急照明及事故照明要与用电回路分开。

5.3文化活动中心接地设计

本建筑利用建筑物基础地梁钢筋网作接地装置，重复接地与防雷接地共用接地装置。利用基础中的钢筋作为接地体，周边沿基础梁通长焊接成环路，中间沿柱网通长焊接成网格，接地钢筋网与柱内两根防雷引下线主筋焊接。建筑物内做等电位连接，采用TN-C-S 系统保护接地方式。在建筑物四角处外侧柱上距地1. 8m处预埋P-I 板作为测试点用于测试接地电阻。接地电阻值不大于10欧姆，基础完工后，应实测接地电阻值，当接地电阻满足不了要求时，在距离建筑物3M 以外打人工接地体以满足接地要求。进出建筑物的各种管道及电气设备的各种接地保护，电缆的金属外皮，保护钢管等应在进出处与总等电位箱连接，与中性线绝缘，竖直敷设的金属管道及金属物体的顶端和底端应于接地装置可靠连接。

位联结：各层结构梁，板，柱及剪力墙主筋可靠焊接，所有金属门窗，栏杆等，引入，引出建筑物的金属管道均与防雷接地系统焊接。淋浴间，卫生间内给排水金属管道，采暖管道散热器及所有金属构件均作局部等电位联结。

电保护：所有用电电气设备的外漏可导电部分与装置外可导电部分作接地保护。相三孔插座的接地端均与保护接地线PE 线可靠连接，并装设漏电开关保护，漏电动作电流为30mA 。系统作等电位连接，在一楼的楼道内安装一总等电位端子箱，把所有进户线（如有线电视等）及建筑物的金属构件与总等电位连接端子箱连接。在卫生间内应设局部等电位端子箱，设在洗手盆侧墙上，底边距地0. 5m，所有铁件、金属管线等应与等电位端子箱连接。总等电位端子箱与基础接地系统用40×4镀锌扁钢良好焊接；总等电位端子箱与总等电位端子箱之间用40×4镀锌扁钢良好焊接；局部等电位端子箱与基础接地系统用40×4镀锌扁钢良好焊接。

第六章 技术经济分析

本工程主要对建筑低压供配电系统、负荷预算、防雷系统和照明系统的电气进行设计。在设计中，通过调研、实习及社会经验，分析本题目国内发展状况。又分析了对本工程的技术可行性，设备的可靠性，经济和设备的可理性，及优越性。同时也分析了它们的作用，又分析了它们在工程中的目的。总上做了本工程的设计。

1合理性：本工程防雷为二级，接地形式采用了TN-C-S 系统进户处设重复接地，采用综合接地方式，接地利用建筑物基础作接地极，接地电阻不大于10欧。电源进线采用YJV22-IOkv-3a:95铠装电缆直埋引入，埋地深度0.8米。本设计的火灾报警系统保护对象等级为二极，充分反应了本设计的合理性。

2适用性：当今科技发展迅速，可应用于住宅小区的技术和产品层出不穷，设计选用的系统和新产品都应能使用户得到实实在在的受益，满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途径中，选择最经济可行的途径。

3可行性：以现有成熟的系统和新产品为对像设计，同时还考虑周边信息通信环境的现状和技术发展的趋势，并考虑行政主管部门归口管理的要求，使设计的方案现实可行。

4先进性：系统的设计和新产品的选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护业主的投资。

5可靠性：系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。

第七章 结论

在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际项目的规划建设的一次极好的演示. 毕业设计是三年学习的总结和提高，和做科研开发工作一样，要有严谨求实的科学态度。毕业设计有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工作重要的一步。从最初的选题，开题到分析调查、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，一方面是为毕业设计做技术准备，另一方面是学习做毕业设计的方法。一次优秀的设计对启发我们的思维，掌握设计的规范、流程、具体操作都很有帮助。

但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，对具体设计涉及到的规范要求的不熟悉等等，需要在做的过程中需要去不断的翻阅相关的资料和书籍，这降低了自己的速度和设计的进程，但这个过程对我来说是对自己知识的不足处的一个很好的补充和对已学过知识的一个巩固。这个过程虽然是有一定的难度但还是通过自己的慢慢的摸索和老师的指导下从熟悉到上手，经过这次努力对自己的信心很好的提高。通过这样的一个自己从开始到

结束全程自己参与的设计来说对知识的了解和掌握是纯理论的学习远远达不到的效果。这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个可以参与工作能独立完成设计的人深深地感谢指导老师姜老师给予我的悉心指导、多方面的入微关怀和帮助。老师渊博的知识、扎实的理论功底、高深的学术造诣、严谨的治学态度和胸怀宽宏的高尚品质，让我受益匪浅，终身难忘。

参考文献

[1]俞丽华， 《电气照明》，上海：同济大学出版社，2001年9月

[2]通用用电设备配电设计规范，GB 50055-93

[3]刘思亮．建筑供配电，北京：中国建筑工业出版社，2001

[4]戴瑜兴．《民用建筑电气设计手册》，北京：中国建筑工业出版社，2002年5月

[5]梁华， 《建筑弱电工程设计手册》，北京：中国建筑工业出版社，2002年5月

[6]陈一才编著，楼宇自动化手册．北京：中国建筑工业出版社，1994年

[7]编辑、剪辑：谭金超，《lOkV 配电工程设计手册（精）》，中国电力出版社

[8]戴瑜兴，汪鲁才，智能化住宅小区电力负荷的计算．低压电器，2000年

[9]戴瑜兴，黄铁兵．民用建筑电气设计数据手册[M].中国建筑工业出版社．2003

[10]国际《JGJ/T16-92》民用建筑设计规范，2002年1月

致谢

附表1文化活动中心所需灯具统计

附表2文化活动中心插座统计

附录1

附录2

一层照明平面图 二层照明平面图 一层插座平面图 二层插座平面图

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