综合教学楼供配电及照明设计2.docx
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综合教学楼供配电及照明设计2
河北工程大学
科信学院
课程设计说明书
（20013/2014学年第一学期）
课程名称：
建筑供配电及照明课程设计
题目：
综合教学楼供配电及照明设计
专业班级：
10级电气一班
学生姓名：
王健
学号：
100062133
指导教师：
岑毅南
设计周数：
2周
设计成绩：
2013年12月22日
1．课程设计的目的
建筑电气综合课程设计的目的是进一步强化建筑电气设计理论与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合，更有效地培养本业专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。
本课程设计的任务包括高层建筑的强弱电气系统的方案设计以及强弱电气系统电气施工图的设计。
二．课程设计的任务
∙根据课题的原始资料，确定符合等级；
∙拟定高低压供配电系统；
∙正确建立负荷统计计算表；
∙变压器台数、容量、型号选择；开关、线路各做一个选型，发电机容量选择；
∙活动室照度计算及照明灯具的选择及布置；
∙CAD绘制供配电系统图；
3．课程说明书的设计说明
1. 设计步骤
供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。
其设计步骤一般如下：
1．收集原始资料
在动手设计之前，应根据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；各用电单位的平面图及断面图；用电设备平面布置图；电源的电压、容量及可能提供的供电方式。
2．电力负荷的分析计算
根据提供的各用电单位的电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各用电单位及全部的计算负荷，在平面图上画出各用电单位的负荷图。
根据各用电单位的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设变电所及各变电所中的变压器台数。
然后根据确定的变电所布局，拟出各用电单位变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。
3．配电系统设计
配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的中学配电系统方案进行比较后，确定一种方案。
4．低压配电屏的选择
5．选择高压电器
6．变配电所平面布置设计：
根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。
7．测量保护
8．防雷 凡是与架空线路相连的进出线，在入户处、变电所母线上都要装一组YW 型避雷器。
9．接地
按规定10KV 配电装置的构架，变压器380V 的中性点及外壳，以及380V 电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4Ω。
（1）接地电阻的计算
（2）接地体的布置
（3）列出人工接地所需的材料的规格和数量。
10．绘变电所系统图。
四．具体任务
（一）负荷等级的确定：
根据民用建筑电气设计规范的要求，综合考虑宿舍楼的实际情况，确定一层餐厅和二层活动室属二级负荷，3-8层宿舍属三级负荷。
（二）高低压供配电系统的设计：
采用单电源单母线分段接线，保证消防设备和应急照明设备的工作。
供配电主接线图和低压开关柜进线图见附录一
（3）负荷计算：
.
1.按需要系数法确定计算负荷的公式
（1） 有功计算负荷（单位为kw）
30dePKP
式中 Pe——用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kw）。
Kd——用电设备组的需要系数。
（2） 无功计算负荷（单位为kvar）
3030tanQP
（3） 视在计算负荷（单位为KVA）
3030cosPS
（4） 计算电流（单位为A）
30303N
SIU
用电设备
∙一般照明负荷：
地下一层按单位指标法计算（15w/m2），建筑总面积1102m2；3-8层卫生间及盥洗间按单位指标法计算（5w/m2），建筑总面积约为480m2；走廊按单位指标法计算（6.5w/m2），建筑总面积约为216m2。
∙空调负荷：
采用中央空调，冷水机组功率为300kw；冷却水泵两台，各18kw；冷冻水泵两台，各8kw；新风机两台，各8kw。
∙消防设备:
喷淋泵两台，每台18kw；消火栓泵两台，每台18kw；送排风系统屋顶电机三台，每台5.5kw；
∙给排水设备：
生活泵每台6kw，两用一备；排污泵每台1kw，六用一备。
∙应急照明总负荷：
10KW
供电系统由两台变压器供电，一般照明负荷，一般设备和给排水设备由1#变压器供电，消防设备和应急照明负荷由2#变压器供电。
负荷计算表
建筑
名称
负荷
性质
数量
总容量
需要系数
cosφ
tgφ
计 算 负 荷
1#-2#教学楼
荧光灯
288
2
11.52
2
0.8
0.55
1.52
18.432
27.648
33.513
白炽灯
44
2
1.76
2
0.95
1.0
0
3.344
0
3.344
空调
24
2
48
2
0.7
0.8
0.75
67.2
50.4
84
消防电
36
40.72
0.5
0.8
0.75
20.36
15.27
25.45
合计
172.88
115.096
97.638
150.93
229.3
综合楼（包括实验室，机房，礼堂，会议室，医务室）
荧光灯
194
7.76
0.8
0.55
1.52
6.208
9.436
11.287
白炽灯
44
1.76
0.95
1.0
0
1.672
0
1.672
空调
30
60
0.7
0.8
0.75
42
33.6
52.5
电脑
320
96
0.3
0.8
0.75
28.8
21.6
36
实验器材
20
0.8
1.0
0
16
0
16
消防电
16
20.30
0.5
0.8
0.75
10.16
7.62
12.7
合计
205.84
104.84
72.256
127.33
193.46
办公楼
荧光灯
320
12.8
0.85
0.55
1.52
10.88
16.5376
19.78
白炽灯
80
1.2
0.95
1.0
0
1.14
0
1.14
电脑
160
48
0.3
0.8
0.75
14.4
10.8
18
空调
80
160
0.7
0.8
0.75
112
84
140
消防电
20
40.4
0.5
0.8
0.75
20.2
15.15
25.25
合计
262.4
158.62
126.4876
202.878
308.2
（四）变压器的选择
T1:
SC9-80/10.5一次额定电压10.5KV二次额定电压0.4KV阻抗电压U%=4
T2:
SC9-80/10.5一次额定电压10.5KV二次额定电压0.4KV阻抗电压U%=4
（五）短路电流的计算
计算短路电流的目的：
1.选择和校验电气设备。
2.继电保护装置的整定计算。
3.设计时作不同方案的技术比
（1）、线路的阻抗
设定架空线长度为5km，线路采用截面50mm2铜导线，单位阻抗值0.35mΩ/m。
则线路阻抗：
Xl=X0*L=0.35*5=1.75Ω
（2）、总阻抗的计算
对变压器的高次侧
X1=1.75
对变压器的低次侧
X2=1.75*（0.4/10.5）2+0.00008=0.00262Ω
X3=1.75*（0.4/10.5）2+0.00008=0.00262Ω
（3）短路参数
对变压器高次侧：
∙短路电流周期分量的有效值：
∙短路电流的冲击值：
ish=2.55*Ik1（3）=2.55*3.46=8.823KA
Ish=1.52*Ik1（3）=1.52*3.46=5.259KA
∙短路容量：
Sk1=*Uav2*Ik2=1.732*10.5*3.46=62.924KVA
对变压器低次侧：
对变压器T1的低次侧：
:
∙短路电流周期分量的有效值：
∙短路电流的冲击值：
ish=1.84*=1.84*88.14=162.19KA
Ish=1.09*=1.09*88.14=96.07KA
∙短路容量：
=1.732*Uav2*=1.732*0.4*88.14=61.06KVA
对变压器T2的低次侧：
∙短路电流周期分量的有效值：
∙短路电流的冲击值：
ish=1.84*=1.84*88.14=162.19KA
Ish=1.09*=1.09*88.14=96.07KA
∙短路容量：
=1.732*Uav2*=1.732*0.4*88.14=61.06KVA
（五）开关设备的选型
高压断路器的选择
T1高次侧断路器应选为：
ZN5-10/630
（1）热稳定性的校验：
Ik12*tima=3.462*（0.5+0.05）<202*2合格
（2）热稳定性的校验：
ish=8.823KA<50KA合格
（3）断流能力的校验：
Ik1=3.46<20KA合格
T2高次侧断路器应选为：
ZN5-10/630
（1）热稳定性的校验：
Ik22*tima=3.462*（0.5+0.05）<202*2合格
（2）热稳定性的校验：
Ish=8.823KA<50KA合格
（3）断流能力的校验：
Ik2=3.46<20KA合格
（七）建筑电气的保护
1、继电保护
（1）继电保护的原则
选择性：
切除故障部分，防止越级跳闸。
速动性：
尽快速切断故障，减少故障存在的时间。
灵敏性：
指对故障或不正常运行状态的反映能力。
可靠性：
不拒动、不误动
（2）过电流保护：
就是利用过流时电流增大的特点构成的保护装置。
分类：
∙定时限过电流保护
∙反时限过电流保护
∙无时限电流速断保护
∙有时限电流速断保护。
2、防雷的过电压保护
（1）、防雷设备组成：
接闪器、引下线和接地装置。
（2）、防雷的类型：
∙防直接雷
采用避雷针，避雷带或避雷网。
接闪器：
避雷针、避雷带和避雷网。
接闪器引来雷电流，通过引下线和接地体安全地引导入地，使接闪器下面一定范围内的建筑物免遭直接雷击
∙防间接（感应）雷
通过将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品，全部加以良好的接地处理来消除。
防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其它金属线的绝缘距离应符合防雷的安全距离。
将相互靠近的金属物体全部可靠地连成一体并加以接地的办法来消除。
∙防高电位侵入在整个雷害事故中占50％～70％。
配电线路全部采用地下电缆；进户线采用50~100m长的一段电缆；在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。
（八）教室的照度计算
（1）灯具选择：
YG1-1型40w荧光灯，光通量2400lm
（2）选择安装高度：
2.3m。
则,hfc=0.75m,hcc=1.55m
活动室尺寸：
长：
9m宽7m层高：
2.8m工作面高：
0.75m窗总宽：
2m高1.5m
天花板的反射系数0.7，墙面的反射系数0.65，地板的反射系数0.3，玻璃的反射系数0.08，照度要求200lx
（1）、照度选择：
本设计取200
（3）照度计算：
相关数据：
活动室长12.5m，宽10.5m，层高2.8m，工作面0.75m，顶棚反射比
=0.7，墙反射比
=0.65，地面反射比
=0.3。
1、求空间系数：
RCR=5*hrc（l+w）/l*w=5*1.55*（12.5+10.5）/10.5*12.5=1.358
=0.65*（10.5*12.5-20*2）+0.08*40
=0.4275
2、求顶棚有效反射系数
3、
=07*10.5*12.5+0.58*（0.5*12.5+0.5*10.5）*2/10.5*12.5+0.5*2*（10.5+12.5）
=0.657
=0.68*63/79-0.68*79+0.68*63=0.62
4、通过查表可得：
RCR1=1,U1=0.71;RCR2=2,U2=0.61
由插值公式可得：
U=0.71+（1.358-1）*（0.61-0.71）/（2-1）=0.674
四．设计心得
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
这两个星期的设计过程曲折可谓一语难尽。
在劳作中获得经验和历练是人生最大的乐趣！
通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，在课程设计过程中，我学到了很多人生的哲理，懂得在课程设计中怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪，也体味到人生中的规划和打算是多么的重要！
黑夜过去了，我们收获的是黎明。
我想，不管以后在生活或学习中遇到什么样的困难和挫折，我都会想起这两个星期的课程设计的体验，一定不会被困难击垮或被挫折所折服！
知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次实习必将成为我大学生涯的一个完美句号！
五．参考文献
[1]刘江《电气工程标准规范综合应用手册》中国建筑工业出版社
[2]刘江《建筑电气设备选型》中国建筑工业出版社
[3]唐志平《供配电技术》电子工业出版社2005.1
[4]《全国民用建筑工程设计技术措施》，中国建筑标准研究所主编，第一版，中国计划出版社出版，［2003］
[5]《通用用电设备配电设计规范》，中华人民共和国机械工业部主编，GB50055—93，建设部标准定额研究所出版，［1993］
[6]《供配电系统设计规范》，中国人民共和国机械工业部负责主编，GB50052-95，中国计划出版社出版，［1995］
六．成绩评语表
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
（签字）
年月日
升级会员 