供配电与照明课设长春实践培训学校电气设计.docx

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供配电与照明课设长春实践培训学校电气设计

吉林建筑大学

电气与计算机学院

2017/2018

（1）学期

《建筑供配电与照明》课程设计说明与计算书

设计题目：

吉林技术学校教学楼电气设计

专业班级：

智能化151

指导教师：

姚小春陈伟利

学生姓名：

郭强

学号：

201513202（41）

设计时间：

2018年1月1日--2018年1月12日

评语:

指导教师：

成绩：

第1章绪论

建筑工程的电气设计中，需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整体协调性。

本次设计的电气系统为变配电系统，通过理论和实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力;学会使用规范与有关的设计资料，掌握设计的基本方法。

1.1设计题目与工程概况

1.1.1设计题目

吉林技术学校教学楼电气设计课程设计

1.1.2工程概况

本工程为吉林技术学校教学楼，建筑面积是12755.92平方米，总高度19.45m，占地面积4506.87平方米，地上五层，室内外高差0.450m，地上四层，高11.7m，由活动室，休闲空间，通用技术教室，仪器设备室，会议室，录课室，服装教室与各类办公室等组成。

建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，负荷级别为二级。

1.2设计目的

1）掌握电气系统设计的理论知识，方法程序，技术规范。

2）学会对电气系统的设计与相关设备的选择。

3）学会合理的布置房屋的设备。

4）学会天正电气、CAD、Word等软件的使用。

5）培养创新意识和获取新知识的能力以与树立起严谨、认真、实事求是、刻苦钻研、团结协作的工作态度。

1.3设计原则和设计要求

1.3.1设计原则

1.安全性：

设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系统与建筑等方面全面考虑。

2.可靠性：

体现在供电电源和供电质量的可靠性。

3.实用性：

考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。

如提高功率因数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。

4.合理性：

一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求，另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护与扩充发展等的要求。

5.先进性：

杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。

1.3.2设计要求

在本次吉林技术学校教学楼电气设计中，我们要学会用自己所学的理论知识与认识实习的感性认识，对本次设计做合理分析，论证，并根据设计任务书的要求和工作计划，在老师的指导下，来合理分配各个阶段的工作量，妥善安排时间。

在进行方案论证中，小组同学之间，应集思广益，通过小组讨论并在教师的指导和帮助下，取得合理有据的方案，在设计过程中，要学会积极思考，求同存异的分析问题，解决问题，以取得设计满足实际问题的需要和要求方案。

所有电气设计系统图纸的绘制必须符合国家有关最新标准规定，包括线条，图形符号与图纸的折叠和装订等。

1.4设计依据和设计程序

1.4.1设计依据

1、国家现行的有关规范、规程与相关行业标准：

《电力工程电缆设计规范GB50217-2007

《供配电系统设计规范》GB50052-2009

《民用建筑设计通则》GB50352-2005

《绿色建筑评价标准》G/T50378-2014

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

《低压配电设计规范》GB50054-2011

等其他有关现行国家标准、行业标准。

1.4.2设计程序

1.制定设计方案。

确定建筑物供配电方案与保护设备控制方式等

2.确定方案后，绘制施工图。

3.进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等编写书。

编写设计计算书。

1.5设计任务

本工程设计包括以下电气系统:

1）380/220V低压配电系统的设计；

2）设备计算与选择；

3）计算书；

第2章设计方案

2.1供配电设计

1.负荷等级：

二级负荷:

防排烟风机、应急照明等消防负荷用电、消防控制室内消防系统设备用电、走道照明用电、档案库照明与精密空调用，其他为三级负荷。

二级负荷双电源供电，末端切换。

2.供电电源：

正常电源由户外引来至低压配电室，备用电源由户外至一层配电室，低压供电电源为220/380v。

供电形式为TN-C-S。

3.设备选择：

低压配电室内拟采用9台动力柜（非标），出线回路数量、断路器的额定电流以与动力柜的型号根据实际设计需要给出。

（因为照明需要的负荷很小，所以照明回路从动力柜引出即可）变电所内共设置两台1250kVA变压器。

变压器至低压配电柜出线采用侧出线，低压柜为上出线。

4.供电方式：

树干式与放射式相结合。

对于单台容量较大负荷或消防等重要负荷采用放射式供电，照明与动力等三级负荷采用树干式与放射式结合的方式。

二级负荷采用双电源供电末端切换。

其中消防负荷采用PC级ATSE双投开关。

5.功率因数补偿：

无功功率补偿在户外箱式变电站低压侧集中补偿，补偿后功率因数不小于0.9。

6.计量方式：

采用集中计量，在电源进线处装设计量总表。

2.2照明系统

根据《建筑照明设计标准》GB50534-2013与任务书，照明系统设计包括正常照明和应急照明两部分。

1.正常照明：

为了使工作区或空间获得良好的视觉功效，合理的照度、显色性、眩光值、色温和适宜的亮度分布，以与舒适的视觉环境,光源主要以T5节能荧光灯为主。

根据房间使用功能不同，照度要求不同，主要场所的照明参数如下表1-2。

建筑内疏散照明的地面最低水平照度应符合下列规定：

对于疏散走道，不应低于1.0lx。

对于楼梯间、前室不应低于5.0lx。

2.照明质量：

炫光，档案室、办公室、会议室等房间设计时按炫光UGR=19；显色指数，档案室、办公室、会议室、门厅等场所设计时显色指数按Ra=80；色温，因本工程功能主要办公活动场所，所以光源主要以中间色标特征为主与色温K=3300~5300选择。

表1不同区域的照度要求

房间或场所

照度标准值（lx）

照明功率密度限值（W/㎡）

现行值

目标值

走廊

100

≤4.0

≤3.5

低压配电室

200

≤9.0

≤8.0

消防控制室

500

≤15.0

≤13.5

卫生间

200

≤9.0

≤8.0

门厅

100

≤9.0

≤8.0

研究室

300

≤9.0

≤8.0

实验室

300

≤9.0

≤8.0

办公室

300

≤9.0

≤8.0

值班室

200

≤9.0

≤8.0

大型设备用房

300

≤9.0

≤8.0

贵重试剂室

300

≤9.0

≤8.5

3.光源与灯具：

本工程正常照明灯具主要采用不低于采用I类灯具，灯具外

露可到导电部分与P端子可靠焊接并接地，所有灯具选用高效率节能型灯具，直管荧光灯采用电子镇流器（符合GB19510.4;2009国家标准），其功率因数不低于0.95。

自镇流荧光灯配用电子镇流器，所有镇流器应通过“3C”认证。

应急照明灯具均采用自带镍铬蓄电池灯具,镍铬蓄电池作为双电源转换的备用电源要求持续供电时间不小于30min的消防专用灯具。

应急照明灯具应符合《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945,《消防安全标志》GB13495要求。

4.正常照明控制方式：

为了便于节能，楼梯间采用人体红外感应灯，公共走廊照明采用就地分区控制，每联开关控制不宜超过二盏灯。

5.应急照明（疏散照明、备用照明、出口标志灯）：

在每层强电井内设置应

急照明配电箱;在疏散通道、疏散通道口部、疏散楼梯间内均设疏散应急照明灯与疏散指示标志灯和出口标志灯;在配电间、消防控制室设置消防备用照明与疏散应急照明和出口标志灯。

疏散指示灯和出口标志灯平时、消防时常亮。

第3章负荷计算

3.1负荷计算的依据和目的

系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以与这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。

在负荷计算中，严格依据国家规范规定计算设备容量，还应考虑由于经济的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。

3.2利用需要系数法计算计算负荷

Pc=Kd*Pe

Qc=Pc*tanΦ

Sc=

Ic=Sc/

Ur

Pc=K

（多台设备取同期系数）

Qc=

3.3选择AL-4-1出线计算负荷为例

Pc=Kx*Pe=0.8*10.0=8.0kW

Qc=Pc*tanΦ=8.0*0.75=6.0kvar

Sc=

=

=10.0VA

Ic=Sc/

Ur=10.0/（

*0.38）=15.2A

3.4T1低压侧干线计算负荷

Pc=K

=0.8*24.0=19.2kW

Qc=

=0.8*18.0=14.4Kvar

Sc=

=

=24.0kVA

Ic=Sc/

Ur=575.7/（

*0.38）=36.5A

3.5系统无功补偿计算

本工程采用低压侧自动补偿的方式对系统进行无功补偿。

T1补偿容量计算公式

Pc=K

=0.8*24.0=19.2kW

=14.4kvar（Qc为总的无功功率）

=8.2kvar

采用低压侧16kvar*1电容柜补偿

校验：

=0.92大于0.90

第4章照度计算

1.通用技术教室

该通用技术教室采用T8型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型号为FAC41260PH，功率为2*45W，光通量为2*4700lm，要求平均照度达到300Lx。

通用技术教室高为3.9m,工作面高0.8m，取计算高度3.1m。

计算区域长为13.2m，宽为7.8m，

，K=0.8。

（1）空间系数

=

（2）根据RCR=3.16，

查样本得

=0.455

（3）求灯具数量

故N取8，即选用8组T8型三基色直管双管荧光灯。

（4）校验

满足照度要求。

满足的功率密度要求。

2.心理咨询室

该心理咨询室采用T8型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型号为FAC41260PH，功率为2*45W，光通量为2*4700lm，要求平均照度达到300Lx。

心理咨询室高为3.9m，工作面高0.8m，取计算高度3.1m。

计算区域长为6.60m，宽为4.50m。

，K=0.8。

（1）空间系数

=

（2）根据RCR=5.7，

查样本得

=0.500

（3）求灯具数量

故N取4，即选用4组T8型三基色直管双管荧光灯。

（4）校验

满足照度要求。

满足的功率密度要求。

3.校园电视台

该校园电视台采用T8型三基色直管荧光灯双管荧光灯，光源灯具的型号为FAC41260PH，功率为2*45W，光通量为2*4700lm，要求平均照度达到300Lx。

校园电视台高为3.9m,，工作面高0.8m，取计算高度3.1m。

计算区域长为6.6m，宽为6.3m。

，K=0.8。

（1）空间系数

=

（2）根据RCR=4.8，

查样本得

=0.455

（3）求灯具数量

故N取4，即选用4组T8型三基色直管双管荧光灯。

（4）校验

满足照度要求。

满足的功率密度要求。

第5章设备选择与要求

5.1.变压器选择方案

由公式：

Sc=Pc/βcosφ

β=SC/Sr

式中SC——变压器计算容量kVA

Sr——变压器额定容量

PC——计算负荷kW

β——变压器负荷率（本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于80%）

cosφ——补偿后的功率因数

拿T2变压器选用为例：

根据前面计算SC=491kVA

Sr=

=491/0.8=613.75kVA

因此选用型号为SCB10-630/10/0.4干式变压器，额定容量为630kVA，该变压器设有强制风冷系统与温度监测与报警装置。

根据以上方法T2变压器用型号为SCB10-630/10/0.4干式变压器，额定容量为630kV。

5.2电流互感器的选择

1）满足工作电压要求即：

Ur=UN

Um≧Uw

式中Um——电流互感器最高工作电压；

Uw——电流互感器装设处的最高电压；

Ur——电流互感器额定电压；

UN——系统标称电压；

2）满足工作电流要求，应对一、二次侧电流进行考虑。

（a）一次侧额定电流Ir1：

Ir1≧Ic

式中Ic————线路计算电流。

（b）二次侧额定电流Ir2：

Ir2=5A

3）准确度等级

由于考虑到仪表指针在仪表盘1/2～2/3左右较易准确读数，因此：

Ir1=（1.5～2.0）Ic

以低压配电柜AL-4-1中干线的为例：

由于Ur=380V

Ic=13.51A

Ir1=（1.5～2.0）Ic=20.3～27.0A

本工程供配电系统的电流互感器主要用于测量，因此准确级选0.5

级，故选用LMZJ1-0.5-30。

其它电流互感器选择按以上方法选择，具体见本工程供配电系统图。

5.3电缆的选择

电缆选择至少要满足三个条件：

1）满足发热条件：

Ial≧Ic；

2）满足电压损失

U%≦5%；

3）满足机械强度条件铜芯电缆Smin≧1mm2；

低压柜AL-4-1柜的D10回路的电缆选择：

a.经计算IC=56.99A，因此拟定YJV22-1KV-4

50的电缆，实测300m，Ial=135A，（30°，埋地敷设）则满足要求;

b.

U%=

=

=2.4%，

2.4%≦5%,则满足要求；

c.所选导线横截面积是50mm2，大于1mm²，显然满足机械强度的要求。

根据前面计算，故选用YJV22-1KV-4

50，作为输出回路电缆。

其它电缆选

择按照以上方法,均为耐火电缆，具体电缆选择见本工程的系统图。

小结

在这次课程设计中我受益匪浅，首先我能更加熟练的操作CAD，并能准确的运用快捷键，明白了主接线图、低压竖向配电示意图、低压配电系统图、配变电图等的基本画法。

其次我学会了怎样查产品手册，知道了怎样选配电柜、断路器、电流互感器、电压互感器等器件。

我还学会怎样自主学习和团队合作，知道了合作精神的重要性。

虽然这次课程设计很累很辛苦，但是真的收获了很多。

在整个的课程设计过程中，我们又把供配电工程好好的复习了一遍，可以说从头到尾的又在我们的脑中消化了一遍。

再一次的把理论知识和实践好好的联系了起来，做到了理论与实际的结合，

由于本次设计包含了大量的计算和绘图，因此要求要很好的计算和绘图能力。

通过本次的锻炼，使自己的一次计算准确度有了进步；绘图方面，使我自己对CAD软件的掌握更加的熟练。

这次课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要用心去做的一件事，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。

通过这次课程设计，我在张老师的精心指导和严格要求已经同学的指导和帮助下获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，这对我今后进一步学习供配电方面的知识有了极大的帮助。

感谢姚老师在此次课程设计中对我们的指导！

参考文献

1.雍静主编《供配电系统》机械工业出版社2003.6.

2.孙成群编著《建筑电气设计与施工技术问答》中国水利水电出版社.

3.朱林根主编《21世纪建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社2001.

4.朱林根主编《现代建筑电气\设计与施工手册》中国建筑工业出版社.

5.江平主编《智能供配电系统》清华大学出版社2015.

6.刘思亮主编《建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社2002.

7.白忠敏编著《电力用互感器电能计量装置设计选型与应用》中国电力出版社.

8王晓丽主编《供配电与照明》中国建筑工业出版社2014.8.