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住宅小区供配电系统设计


XX 学院 毕业论文(设计) 毕业论文(设计)
住宅小区供配电系统设计
Residential quarters for the distribution design

系 专 学 姓

别 业 号 名

物理与电子信息工程系 物理与电子信息工程系 电气工程及其自动化 XX XX XX 2009 年 5 月 10 日

指导教师

住宅小区供配电设计

摘要
要提高高层建筑配电系统的可靠性, 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。高 层建筑比一般建筑遭受雷击的概率要大得多, 而一旦遭受雷击, 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,高层建筑的防雷保护就越显重要,相应地对防雷保护提出了更高的要 求。本文对于高层建筑物的防雷保护措施做了较为仔细的分析。 关键词:配电系统;负荷计算;防雷设计;照明

Abstract
In order to improve the reliability of power distribution system of high building,choice capacity of power distribution debice rightly,it is necessary tocalculate charge rightly,the author analyacs and investigatcs relative question with charge calculation,expatiates particularly capacity choice of important equipment,puts forward these measure being used to improve the reliability of power distribution system,makes charge calculation combination to project example,the result shows that these means is right and reasonable,these means can guide project practice. High buiding is easy suffered from lightning stroke,in case being suffered lightning stroke,it should bring huge losing,lightning protection system of common building can not protect electronic device,on the contrary,it may intoduce lifhtning therefore high building’s lightning protection is more important.The author analyses and research these question of over voltage and of lifhtning stroke,puts forward these means of lightning protescition of in high building. Keywords: power distribution system ;load calculation synthetic; lightning protection;Illumination

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目录

摘要 ..................................................................... I Abstract ................................................................. I 第一章 前言 .............................................................. 1 第二章 工程概述 .......................................................... 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 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 该小区的电气照明设计 ................................................ 8 3.4.1 电气照明设计的基本原则 .......................................... 8 3.4.2 电气照明详细设计计算 ............................................ 8 3.5 插座系统 ........................................................... 14 3.5.1 插座系统的概述 ................................................. 14 3.5.2 一般规定(规范) ............................................... 14 3.5.3 插座的安装 ..................................................... 14 3.5.4 该小区住宅的插座系统设计 ....................................... 16 3.5 该小区标准层照明设计 ............................................... 17 第四章 低压配电系统设计 ................................................. 18 4.1 高层建筑一般规定 ................................................... 4.2 低压配电系统线路的选择 ............................................. 4.2.1 低压线路接线方式 ............................................... 4.2.2 导线和电缆的选择 ............................................... 4.3 低压配电系统电气设备的选择 ......................................... 4.3.1 基本要求 ....................................................... 4.3.2 漏电保护 ....................................................... 4.4 配电变压器的选择 ................................................... 4.5 小区的低压供配电系统设计 ...........................................
II

18 20 20 22 22 22 23 23 23

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4.5.1 小区整体低压配电设计(见附录 1) ................................. 4.5.2 小区 1 号楼与 4 号楼低压配电设计(见附录 2) ....................... 4.5.3 小区 2 号楼与 3 号楼低压配电设计(见附录 2) ..................... 4.5.4 小区商业、电梯、车库、消防、物管用电低压配电设计(见附录 3) .... 4.6 负荷计算的方法 ..................................................... 4.7 小区住宅的负荷计算 .................................................

23 24 24 25 26 27

第五章 防雷接地系统设计 ................................................. 32 5.1 防雷与接地系统概述 ................................................. 5.1.1 防雷系统概述 ................................................... 5.1.2 建筑物的防雷等级 ............................................... 5.1.3 高层建筑物的防雷措施 ........................................... 5.1.4 接地系统概述 ..................................................... 4.4 小区 1#楼接地设计 ................................................... 32 32 32 33 34 37

第六章 技术经济分析 ..................................................... 38 第七章 结论 ............................................................. 39 参考文献 ................................................................ 39 致谢 .................................................................... 39 附录 1 附录 2 附录 3 附录 4 小区整体低压配电平面布置图 小区 1 号楼与 4 号楼低压配电平面布置图 小区商业、电梯、车库、消防、物管用电低压配电平面布置图 小区 1 号楼、2 号楼配电系统接线图

III

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第一章 前言
本次设计的题目是厦门某住宅小区电气系统设计。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, 将大学四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。 本工程为一类高层建筑,按三级负荷供电,二类防雷建筑物、二级防火进行 电气系统设计。在本设计中,要求完成对住宅小区供配电系统设计,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。论文针对住宅小区电气 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。 本毕业设计论文共分七章。其中第1章是前言;第2章为工程概述;第3章为 电气照明设计;第4章低压配电系统设计;第5章为防雷接地系统设计;第6章为 技术经济分析;第7章为结论。

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第二章 工程概述
本次设计具体项目为厦门某住宅小区项目。该住宅小区总面积大约为 57000 平方米,建筑面积约为 37000 平方米,共有四栋楼,一号楼、二号楼分别有 25 层,每层有 6 户,共 300 户。三号楼、四号楼分别有 6 层,每层 6 户,除去第一 层为商业店面共 60 户。每户面积在 90 平方米至 120 平方米之间。本设计为普通 民用高层住宅,为一类高层建筑,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 10kv/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 YJV22-10kv-3*95 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,小区负荷计算,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。

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第三章 电气照明设计 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/㎡,办公室 4 W/㎡,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, 都有不同程度的发展和更高的要求。

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Φ(流明 lm)﹑照度 E(勒克斯 lx)﹑出射度 M(流明/米?lm/m?) 、亮度 L(坎德拉/米?cd/m?)等。

3.2 照度方式和种类
3.2.1 照明方式
⑴一般照明
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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。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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 。

3.2.2 照明种类
⑴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。 ⑵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。 ⑶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。
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3.3 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[1]。任何一种计算 方法,都只能做到基本准确。

3.3.1 利用系数法 3.3.1 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 ΣF 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 η5ΣF/NF 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: ⑴照明灯具的效率及光强分布的情况; ⑵墙壁、天棚和地板的反射系数Pq、Pt和Pd; ⑶室形指数。 对于方形的房间,室形指数i按下式确定: i=A·B/h(A+B) 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=EminKZS/Nη Emin=FNη/KZS 式中 流明 勒克斯
3-3 3-4 3-2 3-1

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
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η-光通利用系数

3.3.2 单位容量法 3.3.2 单位容量法
单位容量法的基本公式: W=P/A 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,从表 3-1 到 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。
3-5

表 3-1 住宅建筑照明的标准值 类别 参考平面 及其高度 起居室 一般活动区 书写、阅读 卧室 窗头阅读 精细作业 餐厅或方厅、厨房 卫生间 楼梯间 0.75m 水平面 0.75m 水平面 0.75m 水平面 0.75m 水平面 0.75m 水平面 0.75m 水平面 地面 低 20 150 75 200 20 10 5 照度标准值(lx) 中 30 200 100 300 30 15 10 高 50 300 150 500 50 20 15

表 3-2 荧光灯单位面积安装功率 计算高度 (m) 房间面积 (m ) 10~15 15~25 2~3 25~50 50~150 2.4 2.1
6
2

荧光灯照度(lx) 30 3.2 2.7 50 5.2 4.5 3.9 3.4 75 7.8 6.7 5.8 5.1 100 10.4 8.9 7.7 6.8 150 15.6 13.4 11.6 10.2 200 21 18 15.4 13.6

住宅小区供配电设计 150~300 300 以上 10~15 15~20 20~30 3~4 30~50 50~120 120~300 300 以上 1.9 1.8 4.5 3.3 3.2 2.7 2.4 2.1 1.9 3.2 3.0 7.5 6.2 5.3 4.5 3.9 3.4 3.2 4.7 4.5 11.3 9.3 8.0 6.8 5.8 5.1 4.8 6.3 5.9 15 12.4 10.6 9 7.7 6.8 6.3 9.4 8.9 23 19 15.9 13.6 11.6 10.2 9.5 12.5 11.8 30 25 21.2 18.1 15.4 13.5 12.6

表 3-3 灯单位面积安装功率 计算高度 (m) 房间面积 (m ) 10~15 15~25 25~50 2~3 50~150 150~300 300 以上 10~15 15~20 20~30 3~4 30~50 50~120 120~300 300 以上 2.9 2.4 2.2 6.2 5.1 4.3 3.7 3.0 2.3 2.0 5.14 4.3 3.9 10.4 8.7 7.9 6.2 5.3 4.1 3.5 7.0 5.7 5.2 13.8 11.2 9.9 8.8 7.2 5.7 4.7 8.8 6.9 6.2 17.1 14.3 12.5 10.7 9.0 7.3 5.9 11.8 9.9 8.9 24.7 21.4 18.4 15.2 12.4 9.7 8.5 15.7 12.9 11.5 30.9 26.9 23.5 19.5 16.2 12.8 10.8
2

白炽灯照度(lx) 5 4.9 4.1 3.6 10 8.8 7.5 6.4 15 11.6 10.1 8.8 20 15.2 12.9 10.7 30 20.9 17.7 14.8 40 27.6 23.1 19.3

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该小区的电气照明设计 3.4 该小区的电气照明设计
3.4.1 3.4.1 电气照明设计的基本原则
⑴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。 ⑵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。

3.4.2 电气照明详细设计计算
本设计采用单位容量法 对本次的小区住宅 1#共有 A、B 两个户型来说明设计。 ⑴A户型的照度计算

表 3-4A 户型详情 居 室 长(m) 宽(m ) 3.1 3.1 4 2.8 1.9 1.64 2.5 2.35 1.6 1.186 面积(㎡)

主卧室 次卧室 客厅 餐厅 标准层 主卧室卫生间 卫生间 书房 厨房 走廊 阳台

5.3 4 6.92 4 2.6 2.45 6.1 2.8 5.35 2.8

15.74 12.4 27.68 11.2 4.94 4.02 12.86 6.58 8.56 3.32

①主卧室: 房间面积 A=15.74m2 , 取照度 E=50lx,

选用荧光灯(2×36W) 查表 3-3 得单位容量 W=4.5 W/m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=4.5×15.74=71W
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所以在主卧室中央位置设置双管荧光灯一盏,2×36W,P0=2×36=72W ②次卧室: 房间面积 A=12.4m
2



取照度 E=50lx,

选用荧光灯(2×36W) 查表 3-3 得单位容量 W=5.2 W/m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P= W×A=5.2×12.4=57 W,

所以在次卧室中央设置一盏 2×36W 双管荧光灯一盏,P0=2×36=72W ③客厅: 房间面积 A=27.68 m
2



取照度 E=30lx,

选用花灯(6×60W) 查表 3-3 得单位容量 W=14.8 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=14.8×27.68=410W,

所以在客厅中央位置设置一盏 6×60W 花灯,以及一盏 60W 的圆球吸顶灯做 辅助照明,P0=6×60W+60W=420W ④餐厅: 房间面积 A=11.2m
2



取照度 E=30lx,

选用花灯(4×60W) 查表 3-3 得单位容量 W=20.9 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=11.2×20.9=234 W,

所以在餐厅中央位置设置一盏4×60W花灯,P0=4×60W=240W ⑤主卧室卫生间: 房间面积 A=4.94 m2 , 取照度 E=15lx,

选用防水防潮灯(40W) 查表 3-3 得单位容量 W=11.6 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=11.6×4.94=57 W,

所以在主卧室卫生间中央设置一盏 40W 的防水防潮吸顶灯,以及一盏 20W 镜前防水壁灯,P0=40W+20 W =60W ⑥卫生间: 房间面积 A=4.02m2 , 取照度 E=15lx,

选用防水防潮灯(40W) 查表 3-3 得单位容量 W=11.6 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=11.6×4.02=47 W

所以在主卧室卫生间中央设置一盏 40W 的防水防潮吸顶灯,以及一盏 20W 镜前防水壁灯,P0=40W+20W =60W
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⑦书房: 房间面积 A=12.86 m
2



取照度 E=150lx,
2

选用荧光灯(36W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.6W/ m , 根据 W=P/A 得,

房间内的总安装功率 P=W×A=15.6×12.86=200W

所以在书房中央位置设置一盏 2×36W 双管荧光灯,门口处设置一盏 60W 的 圆球吸顶灯,书桌处可按放台灯做局部照明以达到照度要求。 P0=2×36W+60W =132W ⑧厨房: 房间面积 A=6.58m2 , 取照度 E=20lx,

选用防水防潮灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×6.58=100 W

所以在厨房中央设置一盏 60W 防水防潮灯。 ⑨走廊: 房间面积 A=8.56m
2



取照度 E=20lx,

选用圆球吸顶灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×8.56=130 W,

所以在厨房中央设置二盏 60W 防水防潮灯,P0=60W+60W =120W ⑩阳台: 房间面积 A=3.32m2 , 取照度 E=20lx,

选用圆球吸顶灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×3.32=50W,

所以在阳台中央设置一盏 60W 防水防潮灯。 A 户型总照明功率共计 1336W。 ⑵B户型的照度计算
表3-5B户型详情 居 室 主卧室 长(m) 宽(m ) 3.1
10

面积(㎡)

5.3

15.74

住宅小区供配电设计 次卧室 客厅 餐厅 主卧室卫生间 卫生间 书房 厨房 走廊 阳台 1 阳台 2 4 6.92 4 2.6 2.45 6.1 2.8 5.35 2.8 5.1 3.1 4 2.8 1.9 1.64 2.5 2.35 1.6 1.186 1.185 12.4 27.68 11.2 4.94 4.02 12.86 6.58 8.56 3.32 6.04

①主卧室: 房间面积 A=15.74m2 , 取照度 E=50lx,

选用荧光灯(2×36W) 查表 3-3 得单位容量 W=4.5 W/m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=4.5×15.74=71W,

所以在主卧室中央位置设置双管荧光灯一盏,2×36W , P0=2×36=72W ②次卧室: 房间面积 A=12.4m
2



取照度 E=50lx,

选用荧光灯(2×36W) 查表 3-3 得单位容量 W=5.2 W/m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P= W×A=5.2×12.4=57 W,

所以在次卧室中央设置一盏 2×36W 双管荧光灯一盏, P0=2×36=72W ③客厅: 房间面积 A=27.68 m2 , 取照度 E=30lx,

选用花灯(6×60W) 查表 3-3 得单位容量 W=14.8 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=14.8×27.68=410W, 所以在客厅中央位置设置一盏 6×60W 花灯,以及一盏 60W 的圆球吸顶灯做 辅助照明, P0=6×60W+60W=420W
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住宅小区供配电设计

④餐厅: 房间面积 A=11.2m
2



取照度 E=30lx,
2

选用花灯(4×60W) 查表 3-3 得单位容量 W=20.9 W/ m , 根据 W=P/A 得,

房间内的总安装功率 P=W×A=11.2×20.9=234 W,

所以在餐厅中央位置设置一盏4×60W花灯, P0=4×60W=240W ⑤主卧室卫生间: 房间面积 A=4.94 m
2



取照度 E=15lx,

选用防水防潮灯(40W) 查表 3-3 得单位容量 W=11.6 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=11.6×4.94=57 W,

所以在主卧室卫生间中央设置一盏 40W 的防水防潮吸顶灯,以及一盏 20W 镜前防水壁灯, P0=40W+20 W =60W ⑥卫生间: 房间面积 A=4.02m2 , 取照度 E=15lx,
2

选用防水防潮灯(40W) 查表 3-3 得单位容量 W=11.6 W/ m , 根据 W=P/A 得,

房间内的总安装功率 P=W×A=11.6×4.02=47 W,

所以在主卧室卫生间中央设置一盏 40W 的防水防潮吸顶灯,以及一盏 20W 镜前防水壁灯, P0=40W+20W =60W ⑦书房: 房间面积 A=12.86 m2 , 取照度 E=150lx,

选用荧光灯(36W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.6W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.6×12.86=200W,

所以在书房中央位置设置一盏 2×36W 双管荧光灯,门口处设置一盏 60W 的 圆球吸顶灯,书桌处可按放台灯做局部照明以达到照度要求。 P0=2×36W+60W =132W ⑧厨房: 房间面积 A=6.58m
2



取照度 E=20lx,
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选用防水防潮灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×6.58=100 W

所以在厨房中央设置一盏 60W 防水防潮灯。 ⑨走廊: 房间面积 A=8.56m2 , 取照度 E=20lx,
2

选用圆球吸顶灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m , 根据 W=P/A 得,

房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×8.56=130 W,

所以在厨房中央设置二盏 60W 防水防潮灯, P0=60W+60W =120W ⑩阳台: a)阳台 1: 房间面积 A=3.32m2 , 取照度 E=20lx,

选用圆球吸顶灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×3.32=50W,

所以在阳台中央设置一盏 60W 圆球吸顶灯。 b)阳台 2: 房间面积 A=6.04m
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取照度 E=20lx,

选用圆球吸顶灯(60W) 查表 3-3 得单位容量 W=15.2 W/ m2 , 根据 W=P/A 得, 房间内的总安装功率 P=W×A=15.2×6.04=92W,

所以在阳台中央设置二盏 60W 圆球吸顶灯, P0=60W+60W =120W B 户型照明功率共计 1396W.

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3.5 插座系统
3.5.1 3.5.1 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。 现代住宅是由客厅、卧室、书房、厨房、餐厅、洗涤间、卫生间、阳台等组 成的。住户的家用电器众多,而且又在不断地增加,好像根本无处着手。其实不 然,我认为:只要明确住宅中各个房间主要会有哪些家用电器,然后根据建筑平 面图,考虑住户一般会怎样去布置。按照这种思路去思考,目的性就很强。

3.5. 一般规定(规范) 3.5.2 一般规定(规范)
⑴当插座为单独回路时,数量不宜超过 10 个(组) 。 ⑵当灯具和插座混为一路过,其中插座数量不宜超过 5 个(组) 。 ⑶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。 ⑷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。 ⑸备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。

3.5. 插座的安装 3.5.3 插座的安装
依据《通用用电设备配电设计规范》GB 50055-93[2],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: ⑴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
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被其他电压等级的插头插入。 ⑵需要连接带接地线的日用电器的插座,必须带接地孔。 ⑶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。 ⑷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。 ⑸在儿童专用的活动场所,应采用安全型插座。 ⑹住宅内插座, 若安装高度距地 1. 及以上时, 8m 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: ⑴起居室 ①应保证每个主要墙面均有一个 5 孔插座(5 孔插座指一个单相三线和一个 单相两线的组合插座,以后不再赘述) 。 ②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。 ③设置电视出线插座的墙面(此墙面为电器摆放集中之处)应至少设置两个 5 孔插座,其中一个插座应与电视出线插座相靠近并与之保持 0.5m 以上距离。 ④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。 ⑵卧室 ①应保证两个主要墙面至少各有一个 5 孔插座, 设置电视出线插座的墙面至 少有一个 5 孔插座与之相靠近。 ②如卧室面积较大应适当增加插座数量。 ⑶厨房 ①厨房内插座应为防溅插座,宜组成一单独回路不与其它插座混连。 ②参考厨房操作台、灶台、置物台、洗菜台布局选取最佳位置设置抽油烟机 插座、电热插座。抽油烟机插座距地 2.0m 设置,电热插座距地 1.4m 或根据操作 台和吊柜具体位置设置。 ③电热插座应选用带开关 16A 单相三线插座, 如电热器具有固定位置应注意

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不要设置在电热器具的正上方,以避免人员手臂越过电热器具操作开关。如果某 一电热器具额定电流超过 15A,应对其所对应的电热插座采取放射式供电直接由 户配电箱引来独立电源。 ④如厨房内设置冰箱应对其设置专用插座,设置高度为距地 0.3m。 ⑷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” 。

3.5.4 该小区住宅的插座系统设计 3.5.4 该小区住宅的插座系统设计
该小区住宅的具体设计: ⑴主卧室: 壁挂式空调插座 1 个, 安装高度 1.8M; 五孔插座 3 个, 安装高度 0.3M。 ⑵次卧室: 壁挂式空调插座 1 个, 安装高度 1.8M; 五孔插座 3 个, 安装高度 0.3M。 ⑶客厅:柜式空调插座 1 个,安装高度 0.3M;五孔插座 4 个,安装高度 0.3M。 ⑷餐厅:五孔插座 1 个,安装高度 0.3M。 ⑸主卧室卫生间:带防溅盒插座 1 个,给热水器用,安装高度 2M。 ⑹卫生间:带防溅盒插座 2 个,给热水器用,安装高度 2M,给洗衣机用,高度 0.3M。 ⑺书房:壁挂式空调插座 1 个,安装高度 1.8M;五孔插座 2 个,安装高度 0.3M。 ⑻厨房:电热插座 2 个,安装高度 1.4M;带防溅盒油烟机用插座 1 个,安装高 度 2M。
⑼阳台:带防溅盒插座 1 个。

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3.5 该小区标准层照明设计
图 3-1 为我为该小区标准层的照明平面图设计

为了便于确定灯具、线路及插座的具体位置,图中用实线简要的绘制出建筑 物墙体、门、楼梯等的平面结构,用定位轴线表示了尺寸关系。

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第四章 第四章 低压配电系统设计 4.1 高层建筑一般规定
⑴. 住宅小区一般应由 lOkV 电源供电。住宅小区中的住宅楼和其他公用设施的 用电负荷分级应符合现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规 范》等的规定[7]。当住宅小区内仅有三级负荷时,供电电源可取自附近的 110 } 35/lOkV 区域变电所的若干 lOkV 供电回路,当住宅小区内同时具有一、二级负 荷时,则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源,若区域变电 所的 110 一 35kV 电源仅为一路, 则小区的备用电源应从另外的区域变电所引来。 当住宅小区内的一、二级负荷较小,且设置自备电源比从城市电网取得第二电源 更经济合理时,可设置自备电源。对规模较大的小区,当区域变电所的 lOkV 出 线走廊受到限制或配电装置间隔不足且无扩建余地时,宜在小区内设置 IOkV 开 闭所(开关站)。开闭所宜与 lOk V 变电站联体建设。 ⑵配电系统设计应根据工程规模、设备布置、负荷容量及性质等综合考虑确定。 ⑶配电系统应满足生产和使用所需要的供电可靠性和电压质量;接线简单,并有 一定的灵活性;操作安全,检修方便;另外。还要考虑节省有色金属消耗、 减少电能损耗。 ⑷自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级, 但对非常重要 负荷供电时,可以超过三级。 ⑸由公用电网引入建筑物内的电源线路, 应在屋内靠近进线点便于操作维护的地 方装设电源开关和保护电器。 若由本单位配变电所引入建筑物内的专用电源 线路,可装设不带保护的隔离电器。 ⑹在正常环境的车间或建筑物内,当大部分用电设备容量不很大的时候,又无特 殊要求时宜采用树干式配电。当用电设备容量大,或负荷性质重要,或在很 潮湿、有腐蚀性环境的车间及建筑物内,宜采用放射式配电。 ⑺各级低压配电屏,应根据发展的可能性留有适当的备用回路。 ⑻高层建筑低压配电一般应遵循以下原则:

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①应满足计量-维护管理、供电安全、可靠的要求,应将照明与电力负荷分 成不同配电系统。 ②确定高层住宅低压配电系统及计量方式时,应与当地供电部门协商,一般 可以采用以下几种方式: a) 配电设备的布置应便于安装和维护。 高层民用建筑的地下层通常有两层, 宜将总配电室(变电所)设在地下一层。柴油发电机宜用风冷式机组,且机房 最好设置在地下一层;一是便于通风冷却;二是可与变配电室中的设备共用 运输通道。为防火的需要,不宜设置可燃油浸的电力变压器、高压电容器和 多油开关, 而应采用干式变压器与高压真空开关. 各楼层配电室宜设在电气 竖井内,一般情况下配电箱与电缆分装在竖井内的不同侧面. b)单元不设总计量表,只在分层配电箱内设分户表,其配电干线、支线的 配电方式同上项。 c)分户计量表全布集中于首层(或中间层)电表间内,配电支线以放射式 配电至各户。 d)高层住宅照明计量应一户一表。其公用走道、楼梯间照明计量可以采取: 当供电部门收费到户时,可以设公用电镀表;如收费到楼总表时,一般不另 设表。 e) 供配电系统的网络设计应合理。高层民用建筑中的低压配电网络多采用 混合式配电系统。其中地下室与裙楼部分采用放射式配电,主体部分采用树 干式配电。根据负荷大小和楼层层数的多少,决定选用分区树干式还是母线 树干式配电系统。 树干式的配电形式一般为电缆或插接式绝缘母线槽沿垂直 的电气竖井内敷设. ⑼高层建筑低压配电一般应遵循如下原则: ①选择变压器时,一般 SCR 型干式变压器。 ②将照明与电力负荷分成不同的配电系统: 消防及其他用电设施的宜字成体 系。 ③对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射配电; 对各层配电 间的配电宜采用下列方式之一: a)工作电源采用分区树干式, 备用电源也采用分区树干式或首层到顶层垂直

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干线的方式。 b)工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。 c)工作电源采用分区树干式,备用电源取自应急照明等电源干线。 ④对经常处于备用状态的消防泵、喷淋泵、事故排风机等设备,不作为计算 负荷的一部分来选择变压器容量。为保证在发生火灾事故时,消防设备的起动与 正常运转,可以采取自动切除非消防用电设备的措施。 ⑤高层建筑的配电箱设置和配电回路划分,应根据负荷的性质和密度、防火 分区、维护管理等条件综合确定。 ⑥自层配电箱至用电负荷的分支回路,对于旅馆、饭店、公寓等建筑物内的 客房,宜采用每套房间设一分配电箱的树干式配电,每套房间内根据负荷性质再 设若干支路;或者采用对几套房间按不同用电类别,以几路分别配电的方式;但 对贵宾馆间则宜采取专用分支回路供电。 ⑦高层住宅的照明计量表应采用一户一表,公用楼梯、公用走道的照明及公 用电力计量宜单独设表。 ⑧自备应急柴油发电机组的选择

4.2 低压配电系统线路的选择
低压线路接线方式 4.2.1 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。 ⑴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 ⑵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 ⑶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
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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 ⑷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 10KW 以下。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-干线”的树干式

图 4-3 低压树干式线路

M1
(a) 连接配电箱 图 4-4 低压链式线路

M2
(b)连接电动机

M3

M4

该小区采用的是树干式低压配电线路。

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导线和电缆的选择 4.2.2 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[3]: ⑴按使用环境和敷设方法选择导线和电缆的类型。 ⑵按机械强度选择导线的最小允许截面。 ⑶按允许载流量选择导线和电缆的截面。 ⑷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:Ial≥I30=Ic ;I30 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 Ic = I30

4.3 低压配电系统电气设备的选择
4.3.1 基本要求
⑴电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应; ⑵电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流; ⑶电器的额定频率应与所在口路的频率相适应; ⑷电器应适应所在场所的环境条件; ⑸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。

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4.3.2 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。

4.4 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 然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[10]。 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 小区的低压供配电系统设计
小区整体低压配电设计 设计( 4.5.1 小区整体低压配电设计(见附录 1)
1、从小区旁 10kv 高压线杆铺设高压铜芯电缆沿 4 号楼东侧电缆沟、底下车库电 缆桥架、至 1 号楼地下室 10kv 配电柜止,电缆型号为 YJV22-10kv-3*95 铜芯电 缆。
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2、从高压配电柜分别出 YJV22-10kv-3*35 铜芯电缆沿室内电缆沟至 1 号楼变压 器室 SCR-620KVA 变压器和 SCR-500KVA 变压器;从高压柜出 YJV22-3*35 铜芯电 缆沿地下车库电缆桥架至 2 号楼变压器室 SCR-630KVA 变压器。 3、安装 1 号楼 SCR-630KVA、SCR-500KVA 干式变压器各一台;安装 2 号楼变压器 室 SCR-630KVA 变压器一台。 4、1 号楼配电室 SCR-630KVA 变压器为 1 号楼(高层)和 4 号楼(多层)住宅提 供电源; 1 号楼配电室 SCR-500KVA 变压器为小区商业、电梯、车库、消防、物管提供 电源; 2 号楼配电室 SCR-630KVA 变压器为 2 号楼(高层)和 3 号楼(多层)住宅提 供电源。 5、安装 1 号楼发电机一台与 SCR-500KVA 变压器联络,组成自备应急电源。

号楼低压配电设计 设计( 4.5.2 小区 1 号楼与 4 号楼低压配电设计(见附录 2)
1、小区 1 号楼(高层) 从 1 号楼 SCR-630KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室内电缆沟、 1 号 楼 电 井 电 缆 桥 架 铺 设 至 1F 、 8F 、 14F 、 20F 空 开 箱 , 电 缆 型 号 为 VV22-1kv-4*185+1*95 铜芯电缆,出线回路数为 4 回路。 2、小区 4 号楼(多层) 从 1 号楼 SCR-630KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室内电缆沟、地 下车库电缆桥架、车库外电缆沟铺设至 4 号楼电缆分支箱,电缆型号为 VV22-1kv-4*240+1*120 铜芯电缆,出线回路数为 1 回路。 从 4 号楼电缆分支箱 分别出线,施放电缆沿室内外电缆沟至各单元楼 1F 空开止,电缆型号为 VV22-1kv-4*70+1*35 铜芯电缆,出线回路为 3 回路。

号楼低压配电设计 设计( 4.5.3 小区 2 号楼与 3 号楼低压配电设计(见附录 2)
1、小区 2 号楼(高层) 从 2 号楼 SCR-630KVA 变压器抵押配电柜出线,施放电缆沿底层室内电缆沟、 2 号 楼 电 井 电 缆 桥 架 铺 设 至 1F 、 8F 、 14F 、 20F 空 开 箱 , 电 缆 型 号 为 VV22-1kv-4*185+1*95 铜芯电缆,出线回路数为 4 回路。 2、小区 3 号楼(多层)
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从 2 号楼 SCR-630KVA 变压器抵押配电柜出线, 施放电缆沿底层室内电缆沟、 地下车库电缆桥架、车库外电缆沟铺设至 3 号楼电缆分支箱,电缆型号为 VV22-1kv-4*240+1*120 铜芯电缆,出线回路数为 1 回路。从 3 号楼电缆分支箱 分 别 出 线 , 施 放 电 缆 沿 室 外 电 缆 沟 至 个 单 元 楼 1F 空 开 止 , 电 缆 型 号 为 VV22-1kv-4*70+1*35 铜芯电缆,出线回路数为 3 回路。

小区商业、 电梯、 车库、 消防、 物管用电低压配电 配电设计 4.5.4 小区商业、 电梯、 车库、 消防、 物管用电低压配电设计 见 ( 附录 3)
1、1 号楼 SCR-500KVA 变压器为该小区商业、电梯、车库、消防、物管用电电源, 按供电复函要求,采用分表计量,计量装置安装在低压配电柜内。 2、商业用电 3 号楼商业用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室 内电缆沟、底层车库、电缆桥架(西侧) 号楼北侧电缆沟铺设至 3 号楼商业 、3 用电空开止,电缆型号为 VV-1KV-4*50+1*25 铜芯电缆,出线回路数为 1 回路。4 号楼商业用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室内电 缆沟、底层车库电缆桥架(东侧) 号楼西侧电缆沟铺设至 4 号楼商业用电空 、4 开止,带男篮型号为 VV-1KV-4*50+1*25 铜芯带男篮,出线回路为 1 回路。 3、高层电梯、屋顶风机、公用照明用电 1 号楼电梯、屋顶风机、照明用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线, 施放电缆沿底层室内电缆沟、 号楼电井 桥架至各双电源切换箱止。 号楼电梯、 1 2 屋顶风机、照明用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层 室内电缆沟、底层车库电缆桥架(西侧) 号楼电井桥架至各双电源切换箱止。 、2 4、消防用电 1 号楼消防用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,沿电缆沟铺设电缆 至消防双电源分线箱止。 2 号楼消防用电,从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室 内电缆沟、底层车库电缆桥架(西侧) 、至 2 号楼消防双电源切换箱止。

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5、物管、底层动力、车库照明 6、分别从 SCR-500KVA 变压器低压配电柜出线,施放电缆沿底层室内电缆沟、底 层车库电缆桥架至各双电源切换箱止。 7、安装 1 号楼发电机一台与 SCR-500KVA 变压器联络,组成自备电源。

4.6 负荷计算的方法
⑴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。 ⑵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。 ⑶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[4],初步设计和工厂大型 车间变电所的施工设计。 需要系数法的计算公式如下: 用电设备组的有功,无功和视在计算负荷: Pc=KdPe(kW) Qc=Pctgф(kVar) Sc 2= Pjs2 +Qjs2 (kVA) Sc= Pc /cosф(kVA) Ic=Sc/ 3 Un 式中 Pc------用电设备组的设备功率,kW; 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5

Kc------需要系数; tgф,cosф-----用电设备组的功率因数及功率角正切; K∑P K∑Q ----有功,无功同时系数,取 0.9

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住宅小区供配电设计

小区住宅 住宅的负荷计算 4.7 小区住宅的负荷计算
搞好搞成住宅的电气设计,关键问题之一,就是如何确定住宅小区的电力 计算负荷[8]。 1 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,他受许多客观因素的制约。 随着人们物质文化生活水平的提高,家用电器在人们生活中的迅速普及,若要 准确地计算小区的电气负荷是很困难的。一般可以采用负荷密度法来对小区的 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, 下面为一些建筑的负荷密度。 表 4-1 负荷密度一览表 建筑物功能 住宅(无空调) 住宅(有空调) 办公、商场 商住楼 负荷密度 25W/㎡ 60W/㎡ 60~80W/㎡ 40~65W/㎡

整个小区的计算可依据公式来计算:Pjs=K∑KiφiSi 式中: Pjs 小区的计算负荷(KW) φi 单体负荷密度(KW/㎡) Si 单体建筑面积(㎡) K 小区的同期系数(0.4~0.6) Ki 单体电气负荷需要系数(0.6~0.8) i 1~n,n:小区单体的数目 需要系数的确定按表 4-2 选取 2 本次设计采用需用系数法 表 4-2 住宅用电负荷需要系数 KX 按单项配电计算 按三项配电计算 需用系数

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住宅小区供配电设计

时所连接的基本户数

时所连接的基本户数 值

通 用 值 1 0.95 0.75 0.66 0.45 0.43 0.41 0.40 0.33 0.26

推 荐

3 4 6 8 18 21 24 25-100 125-200 260-300

9 12 18 24 30 63 72 75-300 375-600 780-900

1 0.90 0.7 0.6 0.38 0.50 0.34 0.33 0.26 0.20

注:表 4-2 中通用值系指目前采用的住宅需要系数值。 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。 居住建筑公用照明负荷可按如下指标估算: 多层住宅 5~6w/㎡, 高层住宅 10~15W/

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㎡. (2) 动力负荷 公共辅助设施的动力负荷主要有: 给水、排水的用电负荷。根据有关文献报道,每人每天供水量一般在 0.3t,一 般居民区的吨水耗电量在 0.1kw 以内。 按负荷年利用小时 4500h 计相当于每人的 用电负荷约为 0.028kw,亦可按 0.2~0.25W/㎡估算。 排水:在通用的自流排水条件下,用电量可不计。 电梯用电负荷。高层住宅建筑中,电梯是关键的垂直运输设备,高层住宅电梯的 用电主要与一下因素有关:a 每台电梯的服务户数,一般服务户数越多,耗电越 大; b 建筑物的高度及层数越多,耗电越大;c 电梯的速度和载重;d 电梯的电 机效率和传动效率。 一 般 情 况 下 , 电 梯 的 用 户 负 荷 可 按 每 户 0.25~0.35kw 估 算 , 亦 可 按 1.7~2.0w/㎡估算高层住宅的电梯负荷。 4 商铺门面的负荷计算,参考单位指标为 110~120W/㎡ 5 配电所计算负荷的确定 Pjs3=K∑∑(KiPjs3)+ ∑Ps 式中 K∑ ——同时系数,取 0.8~0.9; ∑Ps ——公用电力负荷(如走道灯、水泵、消防设施等), ∑Ps =(15~20)%* K∑∑(KiPjs3) 高层住宅及配电所总计算负荷为变电所计算负荷之和再乘以同时系数 K∑, K∑取 0.85-0.95,户数多时取下限,户数少时取上限。 6 高层住宅供电变压器的容量 Sjs =Pjs / cosф 式中 Pjs ——住宅小区总计算负荷,kW cosф——功率因素,取 0.8~0.9.

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表 4-3 小区负荷计算表 编 号 用电 设 备 容 Kx 备组 量 名称 cos ф tgф 计算负荷 Pjs(k w) Qjs(kvA R) Sjs(kVA) 变 压 器 或 其 他 设 备 容量 住宅 5 KW/户 用电 按 1#楼住宅设备容量:750kw 2#楼住宅设备容量:750kw 3#楼住宅设备容量:150kw 4#楼住宅设备容量:150kw 1 2 3 4 5 1#楼 750 2#楼 750 3#楼 150 4#楼 150 1#电 4*7.5 梯 6 2#电 4*7.5 梯 7 1#楼 150 公用 电力 8 2#楼 150 公用 电力 0.8 0.8 0.75 120 90 0.8 0.8 0.75 120 90 0.6 0.6 1.33 18 23.94 0.3 0.3 0.3 0.3 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.75 225 0.75 225 0.75 45 0.75 45 1.33 18 168.75 168.75 33.75 33.75 23.94

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9

1#楼 50 顶预 留电 力

0.8

0.8

0.75 40

30

10

2#楼 50 顶预 留电 力

0.8

0.8

0.75 40

30

T1 计算负荷

430

322.5

630KV A

T2 计算负荷

430

322.5

630KV A

1

商铺 144 用电

0.7

0.8

0.75 100.8

75.6

2

水泵 100

0.8

0.8

0.75 80

75

3

消防 10 控制 室

0.8

8

4

电话 25 间电 力

0.8

20

5

布线 20 间电 力

0.8

16

6

地下 2*30 室照

0.8

48

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T3 计算

308.8

500KV A

小区负荷计算表给出了整个住宅小区的用电负荷预算以及变压器容量的的具体 选择。由表可以得出变压器的负荷在 0.61-0.69 之间。从发挥变压器最高效率的 角度出发,该变压器的容量选择应该说是合理的、可行的。

第五章 第五章 防雷接地系统设计 防雷与接地系统概述 5.1 防雷与接地系统概述
防雷系统概述 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[5]: ⑴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。 ⑵具有 0 区或 10 区爆炸危险环境的建筑物。 ⑶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。 ⑷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。

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二级防雷的建筑物: ⑴国家级重点文物保护的建筑物。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 ⑸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: ⑴省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 ⑵10 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。 ⑶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

高层建筑物的防雷措施 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

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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 4/10μs,8/20μs 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 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[6],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
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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。 供电系统的电器设备接地方式 ⑴TN-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, 线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、 PEN 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。 ⑵TN-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
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作为智能型建筑物的一种接地系统。

L1 L2 L3 PEN
PE 电力 系统 接地 PE

L1 L2 L3 N PE

外露可导电部分

电力 系统 接地

外露可导电部分

图 5-1 TN-C 系统
L1 L2 L3 PEN

图 5-2 TN-S 系统

PE N

电力 系统 接地

外露可导电部分

图 5-3 TN-C-S 系统 ⑶TN-S 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。 这三种接线方式中,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。

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4.4 小区 1#楼接地设计 楼接地设计
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-1 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。

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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 YJV22-10kv-3*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。

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第七章 结论 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,《10kV 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

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