写字楼办公楼的供配电系统设计报告.doc
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1、-I- 华北理工大学轻工学院 Qing Gong College North China University of Science and Technology 供供配配电电技技术术 课课程程设设计计报报告告 设计(论文)题目:某写字楼的供配电系统设计设计(论文)题目:某写字楼的供配电系统设计 学生姓名:学生姓名: 学学 号号: 专业班级:专业班级: 学学 部:部: 指导教师:指导教师: 2015 年 07 月 01 日 -II- 摘 要 本论文主要阐述了某写字楼系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计 选择的结论。本论文共包括四章内容,可分为四个部分:绪论、配电系统设计、 照明系统设计、防
2、雷接地系统设计。 绪论部分包括:建筑电气概况,本设计的内容及设计原则等。 配电系统设计部分包括:配电方案,电力系统相关内容,负荷计算等。 照明系统设计部分包括:光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择, 一般照明与应急照明,相关计算等。 防雷接地系统设计部分包括:建筑物防雷措施 本次设计完成图纸共 4 幅,绘图均采用 AUTOCAD 软件绘制。 本写字楼电气工程设计为课程设计,其目的是通过设计实践,综合运用所 学知识,理论联系实际,锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力,为以 后的工作奠定坚实的基础。 关键词 照度 Abstract -III- Abstract This paper de
3、scribes the design of a building system electrical design basis, principles and methods and design choices conclusions. This thesis includes four chapters can be divided into four parts: introduction, distribution system design, design of lighting systems, lightning protection and grounding system d
4、esign. The introduction includes: building electrical profiles, the design of the contents and design principles. Distribution system design section includes: power distribution solutions power system related content, load calculation. Lighting system design section includes: a light source selectio
5、n, fixture selection, illumination choices, lighting mode selection, general lighting and emergency lighting, the relevant calculation. Lightning protection and grounding system design section comprises: Buildings Lightning Protection The web design is completed drawing a total of XXX, where strong
6、electric part XX web, graphics are drawn using AUTOCAD software. The building electrical engineering design for curriculum design, its purpose is to design practice, integrated use of knowledge, theory and practice, exercise independent analysis and problem solving capacity building electrical desig
7、n and lay a solid foundation for future work. Keywords illumination . . 目 录 -IV- 目 录 第 1 章 绪论1 1.1 建筑电气概况.1 1.2 设计概况1 1.3.设计内容1 第 2 章 照明系统设计2 2.1 总则2 2.2 照明灯具选择2 2.3 照明灯具计算.2 2.3.1 单位容量法.2 2.3.2 照明功率计算.4 2.4 应急照明灯具选择.4 第 3 章 负荷计算5 3.1 负荷等级及供电要求.5 3.1.1 负荷等级分类.5 3.1.2 供电要求6 3.2 本写字楼的电气主接线6 3.3 负荷计算6
8、3.3.1 负荷计算的内容和目的6 3.3.2 需要系数法7 3.3.3 计算.7 第 4 章 无功功率补偿9 4.1 原则.9 4.2 无功功率补偿的计算.9 第 5 章 变压器选择10 5.1 变压器台数的选择原则10 5.2 变压器选择的计算.10 第 6 章 短路电流计算11 6.1 短路故障原因.11 6.2 短路故障的种类.11 6.3 三相短路电流的计算.11 第 7 章 设备选型13 7.1 低压断路器.13 7.1.1 低压母线上断路器.13 7.1.2 各支路上断路器.14 第 8 章 导线的选择14 8.1 导线的选择原则.14 8.2 变压器低压母线的选择.16 8.3
9、 电气设备支路导线选择.16 第 9 章 防雷接地16 目 录 -V- 9.1 雷电的产生和危害.16 9.2 雷击的种类和危害.17 9.3 建筑物的防雷等级.17 9.4 防雷设备.18 9.5 直击雷的防护措施.18 9.6 雷电入侵的防护措施.19 9.7 防雷接地.19 第 10 章 总结19 参考文献20 附 录 第 1 章 绪论 -1- 第 1 章 绪论 1.1 建筑电气概况 现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创 造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门 跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科
10、学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人们对对有关供配电、照明、消防、 防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高,使得建筑开始走向高品质、 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。 建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前 提下,进行工业与民用建筑建筑电气的设计,并满足保障人身、设备及建筑物 安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。 1.2 设计概况 本次设计是对某写字楼的电气工程设计。 本工程概况:写字楼,地上五层。设计面积 5000 平方米。设计需做到方案 合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求,还要简捷实用、便于操作、 管理和维护
11、,减少综合投资。此次设计的目的是通过对该写字楼的各个系统的 设计实践,综合运用所学知识,贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策,理 论联系实际,锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力,为未来的实际工 作奠定必要的基础。 1.3.设计内容 本论文主要阐述了该写字楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设 计选择的结论等。论文共包括十大章内容,前八章主要包括绪论及强电部分设 计,第九章主要包括防雷接地系统。 第 2 章 照明系统设计 -2- 第 2 章 照明系统设计 2.1 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
12、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。 2.2 照明灯具选择 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。 在各类灯具中,荧光灯主要用于室内照明,汞灯和钠灯用于室外照明,也 可将二者装在一起作混光照明,这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视 觉舒适。 在本设计中,办公区选择格栅式荧光灯,单组功率 320W。洗手间、走 廊选择单台功率 24W 吸顶灯。以达到照明需求。
13、 2.3 照明灯具计算 2.3.1 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() 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,由表查得 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。 第 2 章 照明系统设计 -3- 一般办公场所需要照度为 200lx,楼道、卫生间所需照度为 50lx,大厅要 求照度 100lx,楼层高度为 3 米,所以可经下表计算办公区所需灯具数量。 荧光灯单位面积
14、安装功率 荧光灯照度(lx)计算高度 (m) 房间面积 (m)305075100150200 23 1015 1525 2550 50150 150300 300 以上 3.2 2.7 2.4 2.1 1.9 1.8 5.2 4.5 3.9 3.4 3.2 3.0 7.8 6.7 5.8 5.1 4.7 4.5 10.4 8.9 7.7 6.8 6.3 5.9 15.6 13.4 11.6 10.2 9.4 8.9 21 18 15.4 13.6 12.5 11.8 34 1015 1520 2030 3050 50120 120300 300 以上 4.5 3.3 3.2 2.7 2.4 2
15、.1 1.9 7.5 6.2 5.3 4.5 3.9 3.4 3.2 11.3 9.3 8.0 6.8 5.8 5.1 4.8 15 12.4 10.6 9 7.7 6.8 6.3 23 19 15.9 13.6 11.6 10.2 9.5 30 25 21.2 18.1 15.4 13.5 12.6 白炽灯单位面积安装功率 白炽灯照度(lx)计算高度 (m) 房间面积 (m)51015203040 23 1015 1525 2550 50150 150300 300 以上 4.9 4.1 3.6 2.9 2.4 2.2 8.8 7.5 6.4 5.14 4.3 3.9 11.6 10.1 8
16、.8 7.0 5.7 5.2 15.2 12.9 10.7 8.8 6.9 6.2 20.9 17.7 14.8 11.8 9.9 8.9 27.6 23.1 19.3 15.7 12.9 11.5 第 2 章 照明系统设计 -4- 34 1015 1520 2030 3050 50120 120300 300 以上 6.2 5.1 4.3 3.7 3.0 2.3 2.0 10.4 8.7 7.9 6.2 5.3 4.1 3.5 13.8 11.2 9.9 8.8 7.2 5.7 4.7 17.1 14.3 12.5 10.7 9.0 7.3 5.9 24.7 21.4 18.4 15.2 1
17、2.4 9.7 8.5 30.9 26.9 23.5 19.5 16.2 12.8 10.8 根据楼层布局图(附图 2、3)可得: 每间办公区面积 100 平方米,所以计算: N=。为方便布线选择 28 组荧光灯。27 203 100 4 . 15 每层楼道面积 300 平方米,所以计算: N=。43 24 3004 . 3 每层每间卫生间面积 50 平方米,所以计算: N=。8 24 504 . 3 一层大厅面积 200 平方米,所以计算 N=。为方便布线选择 24 组荧光灯。23 203 2008 . 6 2.3.2 照明功率计算 25 层每层总功率=办公区功率+走廊功率+卫生间功率 =6
18、0286+2443+2416=11016W 1 层功率=办公区功率+警卫室功率+大厅功率+卫生间功率+走廊功率 =60283+6028+6024+2416+2443=9576W 2.4 应急照明灯具选择 消防应急照明灯宜安装在墙面上或顶棚上。自带电源型的消防应急照明灯 应接在照明线路上;集中电源同时接有消防应急照明灯和消防应急标志灯,且 第 3 章 负荷计算 -5- 消防应急标志灯为持续型的,可接到消防配电线路上,如为非持续型的,应接 到照明线路上;集中控制型消防应急照明灯应接在消防配电线路上。消防控制 室、消防水泵房、自备发电机房的照明支线应接在消防配电线路上。疏散用的 应急照明,其地面最低
19、照度不应低于 0.5lx;安全出口的消防应急标志灯宜设在 出口的顶部;疏散走道的消防应急标志灯宜设在疏散走道及其转角处距地面高 度 1.00m 以下的墙面上。疏散走道消防应急标志灯的间距不应大于 20m。 在本设计中,选用吊挂式自带电源型应急照明、指示两用灯。每间办公区 5 台。楼道 20 米/台。每间卫生间 3 台。楼梯间 2 台。每层共 40 台。 第 3 章 负荷计算 3.1 负荷等级及供电要求 3.1.1 负荷等级分类 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影 响的程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 一级负荷 ()中断供电将造成人身伤亡者。 ()中断供电将
20、造成重大政治影响者。 ()中断供电将造成重大经济损失者。 ()中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑,如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家 级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心,以及经常用于重要国际 活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷,为特别重要负荷。中断供电将 影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以 及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 二极负荷 ()中断供电将造成较大政治影响者。 第 3 章 负荷计算 -6- ()中断供电将造成较大经济损失者。 ()中断供电将造成公共场所秩序混乱者。 三级负荷 不属于一级和二级的电
21、力负荷。 3.1.2 供电要求 ()一级负荷的供电“应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另 一个电源应不致同时受到损坏” 。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电,可 以采用两路高压供电,但当供电不能满足要求时,应设自备发电机,故可以采 用一路高压电源加一路备用电源-应急柴油发电机组供电,当一级负荷容量较 大时,应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电,除了必须采用两路高 压外,还必须设置应急电源(应急柴油发电机) ,并且该电源中严禁接入其他负 荷。 ()二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电” ,即当发生电力变压器故 障或线路常见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。设计中常采用一 用
22、一备两路高压电源供电或一路高压,另一路备用电源(柴油发电机组),但 当负荷较小或地区供电条件困难时,可由一回 6KV 及以上专用架空线供电。 ()三级负荷对供电无特殊要求。 本工程用电为三级负荷。 3.2 本写字楼的电气主接线 写字楼的动力负荷属于三级负荷,但直接影响着人们的工作,为了保证动 力负荷的正常运行,采用双回路进线。考虑到线路需要检修,为了使得一些重 要负荷在检修时仍然工作,采用单母线分段接线方式。 本办公室的进线及配电系统(由一路市电用线 10kV) 。见附图 1。 3.3 负荷计算 3.3.1 负荷计算的内容和目的 负荷计算目的是为供电系统设计提供必要的正常状态下系统理论数据(又
23、叫 第 3 章 负荷计算 -7- 计算数据),以这些数据为依据来选择、设计一、二次系统,即选设备、导线, 进行二次系统整定、校验。 3.3.2 需要系数法 需要系数法是利用设备容量剩上一个需要系数而求得的有功计算负荷。 d K 该方法计算简单,适用于电气设备台数多且各个设备容量相差不是太悬殊的场 所。 基本计算公式 用电设备组计算负荷: e PkP d30 tan 3030 PQ cos 30 30 P S 配电干线计算负荷 3030 PkP 3030 QkQ 2 30 2 3030 QPS cos3 30 30 N U S I 办公楼设备需要系数表及功率因数值表 电气设备Kd costan
24、办公区电气设备0.70.80.80.75 照明设备0.810.90.48 3.3.3 计算 设计的初始数据:每间办公区主要设备电脑 25 台,单台容量 250W;空调 机组 4 台,单台容量 2000W;复印一体机 2 台,单台 1000W;其他设备功率 第 3 章 负荷计算 -8- 20KW。每层照明用电容量共 12KW。 本设计用电设备分为电气设备组和照明两组,照明组参照荧光灯照明数据。 需要系数取值:电气设备=0.8;照明=1 d K d K 1)电气设备组(每间办公区): 电脑:KWPkP e 5250258 . 0 d)1(30 kvar75 . 3 75 . 0 5tan 3013
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