配电系统照明系统毕业论文.docx

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配电系统照明系统毕业论文

配电系统照明系统毕业论文

前言......................................................................1

第一章绪论.............................................1

1.1建筑电气概况........................................1

1.2设计原则............................................1

1.3设计内容............................................1

第二章配电系统设计.....................................3

2.1负荷等级及供电求......................................3

2.2负荷计算..............................................4

2.3导线选择..............................................5

2.4配电方式..........................................5

第三章照明系统设计......................................6

3.1总则..............................................6

3.2照明光源选择.......................................6

3.3照明灯具选择.........................................6

3.4照度和照明方式的选择.................................6

3.5一般照明............................................7

3.6应急照明.............................................7

3.7照度计算.............................................8

第四章照明系统设计

4.1开关的设计及要求....................................10

4.2插座的设计及要求................................10

第五章防雷接地系统设计................................12

5.1建筑物的防雷措施....................................12

5.2本建筑物防雷接地系统设计结果........................12

第六章弱电系统设计....................................13

6.1有线电视系统设计....................................13

6.2电话网络系统.......................................13

结论....................................................14

参考文献..........................................15

外文翻译..............................................16

谢辞.....................................................17

附录：

图纸

前言

随着社会经济的发展，科技的进步，现代办公建筑的用电设备种类越来越多，如电力、照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等，而且不断向智能化设备方面发展，所以对其的电气设计可以说是非常关键的环节，它直接决定了综公楼的使用效率，和办公能力。

本论文主要阐述了教学楼各系统电气设计的设计依据、原理和方法及设计选择的结论。

本论文共包括五章的内容，前四张包括强电部分设计，第五章为弱电部分设计。

强电部分主要内容包括：

低压配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。

弱电部分主要内容包括：

网络布线系统设计、电气消防系统设计、广播系统设计。

教学楼楼电气设计为毕业设计，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电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。

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、电气设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住和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技术科学。

他是强电和弱点与具体建筑的有机结合。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、消防综合不想等系统的要求越来越高，使得建筑走向高品质、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设计原则

本工程为某学院某号教学楼，建筑功能主要作为双班大教室使用。

主体六层，总建筑面积7558.94平方米，为学校标志性建筑。

按照建筑设计要求，所有教室均按多媒体教室设计。

要求结合区域供电条件、学校用电管理及节约用电需求、等客观情况，合理确定工程设计方案

本次设计是对教学楼电气设计，本工程概况：

建筑面积7558.94平米。

所有教室均按多媒体教室设计。

设计需要做到方案合理、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、管理和应用，减少综合投资。

。

1.3设计内容

本论文主要阐述了某综合楼各系统电气设计的设计依据、原理和方法及设计选择的结论等。

本论文共包括五章的内容，前四张包括强电部分设计，第五章为弱电部分设计

（1）第二章为低压配电系统，主要说明对负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等。

并用需要系数法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出断路器、导线。

并根据文献【9】确定负荷等级。

针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计。

本部分设计出了电气系统图。

（2）第三章为照明系统，主要说明光源、灯具的选择，照度计算、一般照明及应急照明等内容。

并根据文献【1、2、6、7】等进行照度计算，选出各个房间需要的灯具数量，同时依据文献【3、8、9】进行了应急照明设计，按照供电半径不超过30～50米的原则进行照明平面图设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱。

本部分设计出了各层的照明平面图。

（3）第四章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷，雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容，并依据文献【4、5】结合本建筑特点，做了防直击雷、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计。

本部分设计出了避雷平面图和接地平面图。

（4）第五章为弱电系统，他可分为三大部分。

第一部分为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容，前端信号直接从市区有线电视网引入；第二部分为电话系统，仅设计了分配系统及线路敷设等内容；第三部分为网络系统，仅设计了分配系统及线路敷设等内容。

本部分设计出了弱电系统图和各层的弱电平面图。

第二章配电系统设计

2.1负荷等级及供电要求

2.1.1负荷等级分类

不同的电力负荷，其重要程度是不同的。

重要的负荷对供电可靠性的要求高，反之则低。

因此电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。

可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。

一级负荷

（1）中断供电将造成人身伤亡者。

（2）中断供电将造成重大政治影响者。

例如：

重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。

（3）中断供电将造成重大经济损失者。

例如：

重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。

（4）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。

二级负荷　

（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。

例如：

主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。

例如：

交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。

三级负荷

不属于一级和二级的电力负荷。

2.1.2供电要求

（1）一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。

一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。

如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组。

如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作为备用电源。

一级负荷中特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。

为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。

（2）二级负荷的供电系统应做到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）。

在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用架空线供电。

（3）三级负荷对供电无特殊要求。

（4）火灾事故事故照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用电源，其配电设备应明显标志。

本工程照明用电为三级负荷。

2.2负荷计算

负荷计算一般采用需要系数法。

用电设备功率乘以需要系数和同时系数，便可直接求出计算负荷。

这种方法比较简单、应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。

需要系数值是在一定的范围内按统计方法来确定的，它的准确性对负荷计算有重要的意义，可从许多文献中查表得到。

但是，需要系数表中给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。

一般来说，当用电设备组的设备台数多时选取较小值，否则选取较大值；设备使用率高时选取较大值，否则选取较小值

照明负荷计算：

采用单位面积功率法。

层配电箱有功Pe=WS（2-1）

计算电流：

（2-2）

用电设备计算负荷

（2-3）

（2-4）

（2-5）

（2-6）

式中Kx----------------设备组的需要系数；

Pe-----------------设备组设备容量（KW）；

------------------用电设备功率因数角；

U------------------线电压（V）；

Ijs------------------计算电流（A）。

W------------------单位面积功率（w/㎡）

S------------------供电面积（㎡）

例如：

对配电箱AL1进行负荷计算

Pe=58KW查表可知需要系数Kx=1,cos

=0.9

根据公式

=98A

所以选择断路器CM1-225C/3300/100A,

2.3导线选择

2.3.1电缆选择原则

（1）根据计算负荷电流选电路器整定值；

（2）根据电路器整定值选电缆；

（3）导线及断路器选择时要前后级之间相互配合，前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级；

（4）动力设备考虑自启动影响，断路器整定时要选择高一级数值。

2.3.2选择结果

照明回路统一选用BV3X2.5，插座回路统一选用BV3X4，

2.4配电方式

确定低压配电系统时，应符合以下要求：

（1）供电可靠和保证电压质量；

（2）系统接线简单并具有一定的灵活性；

（3）操作安全、检修方便；

（4）节省有色金属消耗、减少电能损耗。

2.4.1设计结果

（1）本工程三级负荷。

（2）本工程为单独进线，电源总进线由室外引380/220V电源，电源总进线柜均设在室内。

电能计算方式：

室外统一计量。

第3章照明系统设计

3.1总则

电气照明设计的基本原则主要是实用、经济、安全、美观。

根据这一原则，在进行照明设计时，应根据视觉要求、作业性质和环境条件，使工作区或空间获得：

良好的视觉功效，合理的照度和显色性、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境。

在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系、合理使用建设资金与采用节能光源高效灯具等技术经济效益的关系。

要求我们设计时环境空间相协调，正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、灯具数量、形式与光色，改善空间立体感、形式环境气氛等方面发挥积极的作用。

总之，电气照明设计是由照明供电设计和灯具设计两部分组成。

其目的是应人的视觉功能要求，提供舒适明快的环境和安全保障。

3.2照明光源选择　　

光源按其工作原理可分为热辐射光源、气体放电光源、半导体发光源三种。

常用的光源有：

白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯和半导体灯等。

照明光源选择的一般遵循的原则：

（1）发光效率高

（2）显色性好，即显色指数高

（3）使用寿命长

（4）起点可靠、方便、快捷

（5）性能价格比高

3.3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映。

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做混合照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调视觉舒适。

灯具选则的一般要求：

（1）使用安全：

防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；

（2）提高能效：

选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应以及光通维持率高的灯具

（3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；

（4）限制眩光。

3.4照度和照明方式的选择

照明种类可分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。

不同的照明种类有不同的照度要求。

所谓照度，是用来表示被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示。

选择照

度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。

选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。

照明方式有一般照明、局部照明和混合照明三种。

在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当选用合适的照明方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。

　　另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。

充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70－80％，同样能起到节电的作用。

3.5一般照明

照明可分为一般照明、应急照明。

本建筑一般照明主要为办公照明、宿舍照明

3.5.1办公照明一般设计原则

（1）办公时间几乎都是白天，因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境，办公室照明灯具一般宜采用荧光灯。

（2）办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯是应使灯具纵轴与水平视线平行。

不宜将灯具布置在工作位置的正前方，在难于确定工作位置时可选用发光面积较大的荧光灯具。

（3）在有计算机终端设备办公用房，应避免在计算机上出现人或什么物（如灯具、家具、窗等的映像）。

3.5.2教室一般照明设计原则

教室照明采用荧光灯照明

3.5.3设计结果

本建筑主要照度标准及灯源、灯型选择如下：

（走廊、厕所为0米工作面照度，其他未0.75米工作面照度）

教室、门厅、办公室：

300lx双管荧光灯

走廊：

50lx普通灯灯

厕所：

75lx防水防尘灯

3.6应急照明

应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。

3.6.1应急照明分类

（1）疏散照明：

是在正常照明因故障熄灭后，为了避免发生意外事故，而需要对人员进行安全疏散时，在出口和通道设置的指示出口位置及方向的疏散标志灯和照亮疏散通道而设置的照明。

（2）备用照明：

是在当正常照明因故障熄灭后，可能会造成爆炸、火灾和人身伤亡等严重事故的场所，或停止工作将造成很大影响或经济损失的场所而设的继续工作用的照明，或在发生火灾时为了保证消防能正常进行而设置的照明。

（3）安全照明：

在正常照明发生故障时，为确保处于潜在危险之中的人员安全的照明。

设计要求

（1）疏散应急照明：

为保证人员在发生事故时能快速而安全的离开建筑物所设立的照明，

在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不应小于0.2lx。

此外在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯。

（2）安全应急照明：

在正常照明突然熄灭时，为保障潜在危险场所（如医院手术间的）的人员人身安全而设置的照明。

安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5％，并且应在正常照明电源消失0.5S内以提供安全照明电源。

（3）备用应急照明：

正常照明发生事故时，能保证室内活动正常进行的照明，备用照明往往有一部分或全部由正常照明灯具提供，其以及电源主要来自有两个级别的电源：

电网电源和自备电源电源（发电机或集中蓄电池），照度一般为正常电源的10%，备用照明的转换时间不应大于15s。

疏散应急照明灯宜设置在墙面上或顶棚上。

安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面一米以下的墙面上，走道疏散标志灯的间距不宜大于20米。

应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作为备用电源，且连续供电时间不应少于20min;高度超过100米的高层建筑连续供电时间不应少于30min。

3.6.2应急照明灯具的选择

应急照明必须选择能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急电源才可采用其他电源，因为若选用不瞬时启动的电源（如气体放电灯时），当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，引起使用时间长而不能起到事故照明的作用。

3.6.3应急照明灯的布置

（1）疏散楼梯

（2）每层人员密集的公共活动场所等；

（3）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内长度超过20m的内走道。

3.6.4设计结果

本建筑单独布置应急照明，走廊、设备间、楼梯等场所按三级负荷供电。

应急照明采用自备蓄电池灯具，应急时间不小于30min走道疏散标志灯的间距在20m内，安装高度及其它要求均满足相关规范。

3.7照度计算（计算所需灯具数量）

照度计算的目的是按照已规定的照度及其他已知的条件来计算灯泡的功率，确定其光源和灯具的数量。

照度的计算方法主要有三种，即利用系数法、单位容量法和逐点计算法。

任何一种方式也只能做到基本上合理，完全准确也是不可能的，其设计误差控制在±10%～±20%为宜。

3.7.1本设计采用利用系数法法计算灯具数量

计算公式：

（3-1）

N--------------------灯具数量（套）

------------------工作面上的平均照度（lx）

A--------------------工作面面积（㎡）

------------------光源的光通量（lm）

U--------------------利用系数，指投射到工作面上的光通量与光源光通量之比

K--------------------维护系数

例如：

对于教室，面积为112.32㎡，照度要求值为300lx，安装高度为嵌入式安装，距地为3.6米。

查表得利用系数为0.6，维护系数为0.8，光源选择荧光格栅灯其功率为54W，光通量为4800lm

则：

=

≈20（套）

故所提供的灯具数为20套才能满足照度的要求。

3.7.2照明设计

设计原则：

（1）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，单支回路所带灯具（插座）数量应满足相关要求，一般可以带灯具25盏，插座不超过10只。

（2）每个照明开关所控光源数不宜太多。

（3）供电半径应满足要求，一般不超过30米。

（4）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。

（5）尽量使三相所带负荷平衡。

第四章插座、开关设计

4.1开关的设计及要求

选择开关，应当根据用途选用适当的系列，根据额定电压，计算电流选择规格，再按短路时的动，热稳定校验。

在正常情况下，开关可以接通和断开自身标定的额定电流，因此对于普通负载来说，可以根据负荷的额定电流来选择相应的开关。

安装开关线路，其三相短路电流不应超过厂家规定的动，热稳定值。

安装开关的线路，其额定的交流电压不应超过500V，直接电压不应超过440V。

为保证开关在正常负荷时安装可靠运行，通过开关的电流不应小于或等于开关的额定电流，即Ie大于Ijs。

它们分别代表开关的额定电流和通过开关的计算电流。

4.2插座的设计及要求

4.2.1插座设计的规范

依据《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93，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。

4.2.2具体房间插座选择原则

教室：

教室是集中学习的场所，所以插座的数量主要取决于上课时的需求。

图4.1

4.2.3插座、开关选型

由于设计中所选的插座类型与功能不同，所选具体型号如下：

教室、办公室插座回路插座只是一些比较普通的插座，考虑到儿童可能会出现的触电事故，采用带安全门二极加三极暗插座，额定电流为10A，距地0.3M安装。

开关的安装主要考虑到安装高度的问题，为了便于用户的使用，插座的安装高度要尽量方便用户控制，选择在人稍微抬手时的高度进行设计安装。

第五章防雷接地系统设计

5.1建筑物的防雷措施

5.1.1一般规定

（1）按建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，建筑物的防雷分为三级。

（2）当年计算雷击次数大于或等于0.05时，或通过调查确认需要防雷的建筑物。

建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。

（3）本建筑按三类防雷建筑物处理

（4）各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波