某分局辦公樓供配電及地下一層照明設(shè)計

課程設(shè)計說明書（2010/2011學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱：建筑供配電及照明課程設(shè)計題目：某分局辦公樓供配電及地下一層照明設(shè)計專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計周數(shù)：2周設(shè)計成績：目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、任務(wù)分析 32、總體設(shè)計 32.1建筑物負(fù)荷等級的確定 32.2供電區(qū)域的規(guī)劃設(shè)計 33、負(fù)荷計算 34、變壓器的選擇 44.1變壓器容量的選擇 44.2變壓器型號的確定 44.3變壓器的連接組別 45、主結(jié)線設(shè)計 56、配電設(shè)備的選擇 56.1短路電流的確定 56.2斷路器的選擇 66.2線纜的選擇 76.3應(yīng)急電源的選擇 87、照明設(shè)計 87.1車庫照明設(shè)計 87.2餐廳照明設(shè)計 97.3其他照明設(shè)計 108、供配電系統(tǒng)圖 119、課程設(shè)計總結(jié) 1210、參考文獻(xiàn) 12附圖1供配電系統(tǒng)圖（1） 13附圖2供配電系統(tǒng)圖（2） 14附圖3地下一層照明平面圖 151、任務(wù)分析本次設(shè)計的是某分局辦公樓供配電及地下一層照明設(shè)計。該大樓為一個綜合型的大樓某辦公大樓建筑面積為12568.5m2，地下一層，地上六層，地下一層為車庫、餐廳、廚房、指揮控制室等，層高為4m，地上1~5層均為辦公室、層高均為3.5m地上六層為報告廳。該樓占地面積較大、功能比較復(fù)雜、用電負(fù)荷多。我們分兩個方面進(jìn)行設(shè)計：供配電系統(tǒng)設(shè)計和照明設(shè)計。2、總體設(shè)計2.1建筑物負(fù)荷等級的確定該建筑物內(nèi)的指揮控制中心、審訊室、詢問室、應(yīng)急照明和通訊機(jī)房為二級負(fù)荷，其他為三級負(fù)荷。2.2供電區(qū)域的規(guī)劃設(shè)計2.2.1供電方式供電的額定頻率為交流50Hz。額定電壓為：低壓供電：220V/380V。高壓供電：10KV2.2.2變電所的選址和類型本建筑物為六層建筑，屬低層建筑，并且室內(nèi)沒有設(shè)置變電室，所以設(shè)單獨(dú)的戶外型變電所。在選擇變電所位置時應(yīng)滿足以下要求：便于進(jìn)出線的布置交通方便，盡量靠近負(fù)荷中心；占地面積應(yīng)滿足最終規(guī)模要求；避開易燃易爆及嚴(yán)重污染地區(qū)；注意對公用通信設(shè)施的干擾問題。擬定變電所距樓內(nèi)配電箱的距離為30m。2.2.3主變壓器首先確定變壓器的臺數(shù)，根據(jù)用戶要求，進(jìn)線為一路進(jìn)線，并且沒有特別重要的用電設(shè)備所以選擇一臺變壓器。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，同時考慮到美觀等方面的因素，我們采用箱式變電站。在箱式變電站中由我國自行設(shè)計的中式箱變是從歐式派生而來，結(jié)合我國用戶的需要該機(jī)而成，但符合我國電力部門各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，可鉛封電能計量表，無功補(bǔ)償?？紤]到以上特點(diǎn)，所以我們選用中式箱變作為大樓的變電所。箱變的型號為:YBM□-10/0.4-1000KVA目字型環(huán)網(wǎng)箱變3、負(fù)荷計算計算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。計算負(fù)荷確定得是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。因此在供配電設(shè)計時應(yīng)重視負(fù)荷的計算。計算依據(jù)：本設(shè)計中照明和空調(diào)等均按單位指標(biāo)法進(jìn)行估算；其他設(shè)備如電梯等根據(jù)實(shí)際負(fù)荷大小按需要系數(shù)法進(jìn)行計算。計算負(fù)荷表如下：表1負(fù)荷計算表4、變壓器的選擇4.1變壓器容量的選擇選擇依據(jù)GB/T17467-1998。該工程選用預(yù)裝式箱式變電所，其中中式箱變所選用的變壓器為S9系列變壓器，所以我們只需選擇變壓器的容量即可。按負(fù)荷功率為變壓器容量的70%-80%來確定變壓器的容量，計算負(fù)荷總功率為730.62KW，所以選擇變壓器的容量為：730.62÷80%=913.275(KVA)，所以應(yīng)選擇1000KVA的變壓器。4.2變壓器型號的確定變壓器的型號為：S9-10/0.4-1000KVA。4.3變壓器的連接組別在現(xiàn)代建筑中有大量的用電設(shè)備在工作時會產(chǎn)生高次諧波，如：廚房設(shè)備中的電磁爐、微波爐，電梯中的變頻調(diào)速裝置，高頻電子鎮(zhèn)流器，開關(guān)電源等。這些設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波會引起電網(wǎng)中電壓波形的畸變，功率因數(shù)的降低等，為了控制這些非線性用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波引起電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率10KV/0.4KV雙繞組變壓器應(yīng)選用Dyn11接線組別的三相配電變壓器，以限制三次諧波的含量。5、主結(jié)線設(shè)計由于只有一臺變壓器，所以采用一次側(cè)無母線接線方式。變電站中壓開關(guān)選擇“中壓負(fù)荷開關(guān)+熔斷器”。斷路器作繼電保護(hù)執(zhí)行元件時，為保證各級過電流保護(hù)動作時間的配合，保護(hù)動作時間往往很難整定；當(dāng)嚴(yán)重故障（如短路）發(fā)生時，熔斷器的動作時間往往比斷路器的快，可更好地起到保護(hù)作用；由于“中壓負(fù)荷開關(guān)+熔斷器”不需要專門的保護(hù)裝置和復(fù)雜的操作控制回路，可簡化供配電系統(tǒng)的二次結(jié)線；便于城市環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及運(yùn)行；“中壓負(fù)荷開關(guān)+熔斷器”在經(jīng)濟(jì)上較斷路器有明顯的優(yōu)勢。由于以上原因，所以“中壓負(fù)荷開關(guān)+熔斷器”在變壓器容量不大的系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。低壓配電箱在樓內(nèi)，低壓電纜埋地進(jìn)入樓內(nèi)。由于額定電流較大，電纜截面不容易滿足要求，所以采用兩路低壓進(jìn)線?？紤]到空調(diào)屬于季節(jié)負(fù)荷，為了控制的方便，空調(diào)回路單獨(dú)設(shè)回路進(jìn)線，其他設(shè)備接另一斷路器。6、配電設(shè)備的選擇6.1短路電流的確定設(shè)高壓系統(tǒng)短路容量為：150MVA。（1）計算短路電路各元件的阻抗，單位為。1）電路中個元件的阻抗：高壓系統(tǒng)的電抗電阻忽略。變壓器阻抗變壓器電阻變壓器電抗2）各元件的參數(shù)隔離開關(guān)接觸電阻斷路器接觸電阻斷路器線圈電阻斷路器線圈電抗3）電纜阻抗：電纜相線的電阻電纜相線的電阻（2）計算短路電流配電箱入口處的總阻抗++++2=10.83（3）按無限大容量系統(tǒng)計算短路電流根據(jù)，查表得為：1.256.2斷路器的選擇6.2.1高壓負(fù)荷開關(guān)的選擇低壓側(cè)的計算電流分別為：所以高壓側(cè)的電流為：

根據(jù)額定電流選擇高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)型號為：FN1-10/50-100R。6.2.2低壓斷路器的選擇6.2.2.1變壓器出口斷路器的確定為了控制的可靠和安全，斷路器均選用智能低壓斷路器。我們擬采用西門子公司的3WT系列智能型低壓真空斷路器，該系列斷路器適用于低壓交流配電系統(tǒng)中分配電能，保護(hù)線路及電源設(shè)備受過載、短路、欠電壓，并在變壓器中性點(diǎn)接地的TN配電系統(tǒng)中具有接地保護(hù)功能等，且斷路器在正常條件下可作為線路不頻繁轉(zhuǎn)換之用。該斷路器采用ETU2WT型智能脫扣器，具有多種保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，動作準(zhǔn)確。與空氣斷路器相比智能型低壓真空斷路器使用壽命長、短路分?jǐn)啻螖?shù)多、滅弧能力強(qiáng)、真正實(shí)現(xiàn)零飛弧，并且3WT智能型低壓真空斷路器符合當(dāng)今環(huán)保和安全性要求，所以我們選用該型號的斷路器作為變壓器的出口斷路器。斷路器的額定電流：由負(fù)荷計算表可知變壓器的低壓出口處的額定電流為1043A考慮一定的余量斷路器的額定電流均選為1250A。斷路器的斷流能力校驗(yàn)：該斷路器的分段能力為：50A>37.37A（合格）。斷路器的短時耐受電流：該斷路器的短時耐受電流為：35A>20.46A（合格)。6.2.2.2變電所配電斷路器的確定變電所的配電斷路器也選用西門子公司的3WT系列斷路器額定電流均為1250A。6.2.2.3配電斷路器的確定配電用斷路器采用施耐德電氣公司生產(chǎn)的Multi9系列C65系列小型斷路器。C65系列斷路器擁有卓越的限流特性，其限流特性優(yōu)于IEC60898標(biāo)準(zhǔn)的III級限流要求，這意味著當(dāng)發(fā)生短路時C65斷路器可將電纜和故障點(diǎn)的熱效應(yīng)降低至最低，這不僅提高了電氣系統(tǒng)的安全性，減小了故障和設(shè)備的影響，而且也減小了短路對對斷路器本身的影響，大大提高了斷路器的電氣壽命。斷路器的分?jǐn)嗄芰κ菙嗦菲髯钪饕?、也是最重要的電氣指?biāo)，斷路器在極限分?jǐn)嗲闆r下的可靠性，關(guān)系到低壓系統(tǒng)、設(shè)備甚至人身的安全。C65系列斷路器在快速分?jǐn)?、滅弧技術(shù)等方面的改進(jìn)不僅大大提高了C65系列的分?jǐn)嗄芰?，而且也增加了極限分?jǐn)嗲闆r下的安全可靠性。另外C65系列是國內(nèi)系列最為完整、可滿足不同市場和需求的小型斷路器?？紤]到C65系列斷路器具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以我們采用C65系列斷路器作為配電用斷路器，其中C65a斷路器具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、控制、隔離等功能，最適合與民用住宅、建筑等低壓終端配電。各處配電用斷路器的型號見表2。表2各處配電用斷路器說明：地上1~6層照明采用的是正泰公司的產(chǎn)品，各層照明配電用斷路器仍采用C65系列斷路器。6.3線纜的選擇該工程中，從變電所到用電設(shè)備采用埋地進(jìn)線方式，所以應(yīng)選銅芯絕緣電纜。根據(jù)額定電流選擇電纜截面均為：240mm2。變壓器到用電設(shè)備的距離約為30m電壓損失為：

由于供電距離比較短，感抗可以忽略所以：

和

均滿足要求。所選擇的電纜型號均為：VV22–1KV–240。6.4應(yīng)急電源的選擇應(yīng)急電源涉及到緊急情況下的人員安全和設(shè)備安全，在供電系統(tǒng)中應(yīng)特別對待。對于沒有自備發(fā)電機(jī)的場合，通常選用UPS或EPS來作為應(yīng)急電源。這里我們選擇EPS作為應(yīng)急電源原因如下：UPS不論市電是否正常，它都一直由逆變器供電，即按照“市電輸入-整流（充電）逆變-輸出”的步驟進(jìn)行，只有在逆變故障或過載時才改由靜態(tài)旁路供電。UPS在電網(wǎng)正常工作時也工作，故壽命相對較短，一般為8年左右。UPS價格較高，約為同容量的EPS的1.5倍。UPS對環(huán)境要求較高，只能放在計算機(jī)房或空調(diào)房間。EPS當(dāng)市電正常時，市電直接對負(fù)荷供電，同時充電器對電池充電。只有當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到市電停電或市電電壓過低時，由電池組向逆變器提供直流電，逆變器將電池組共給的直流電流轉(zhuǎn)換成交流電向負(fù)荷供電。EPS容量的確定：EPS的供電時間應(yīng)大于20min，所以根據(jù)應(yīng)急負(fù)荷大容量來選擇EPS的容量，而應(yīng)急負(fù)荷設(shè)計到消防等諸多因素，本設(shè)計二級負(fù)荷都是單相電，所以在這次設(shè)計中我們選擇了北京宏華9000系列的EP15K(三進(jìn)單出)型號的EPS應(yīng)急電源。出口選用萬能斷路器DW15-300A型。7、照明設(shè)計7.1車庫照明設(shè)計車庫的基本情況為：長25.2m，寬15.3m，層高4m。查表知車庫的地面平局照度要求為10~20lx，這里選擇15lx。燈具的選擇：這里主要考慮到節(jié)能，選用節(jié)能效果較好的鈉燈，照度為8500lm，安裝方式為鏈吊方式。采用空間系數(shù)法計算燈具數(shù)量：1）求空間系數(shù)：室空間系數(shù)：2）確定利用系數(shù)（1）查表：時：時：（2）用直線內(nèi)插法求利用系數(shù)時：（3）修正地板空間有效比時對利用系數(shù)的影響因?yàn)閷?shí)際地板空間有效比，查表得：，修正系數(shù)為1.070，修正系數(shù)為1.057直線內(nèi)插后，修正系數(shù)為1.068（4）求利用系數(shù)時3）確定維護(hù)系數(shù)根據(jù)車庫的環(huán)境污染程度，取K為0.6。4）計算燈具數(shù)量

根據(jù)實(shí)際照明現(xiàn)場情況，燈數(shù)應(yīng)取整數(shù)，故n=6。另外，根據(jù)實(shí)際需要在車庫的出入口處安裝照明設(shè)備，在本工程中選擇一盞普通白熾燈，具體布置見附圖2。7.2餐廳照明設(shè)計基本情況為：長13.5m、寬12.6m、層高4m、吊頂0.5m，餐廳的工作面平局照度要求為300lx。燈具的選擇：這里主要考慮到節(jié)能，選用嵌入式雙管熒光燈，其光通量約為2400*2=4800lm。（1）求空間系數(shù)：

室空間系數(shù)：

（2）求頂棚有效反射比（3）確定利用系數(shù)時：利用插值法：（4）計算燈具數(shù)量代入上述數(shù)據(jù)：N=23根據(jù)實(shí)際照明現(xiàn)場情況，故n=25。同理計算小餐廳的燈具數(shù)為n=11。具體布置見附圖2。7.3其他照明設(shè)計由與辦公室、休息室等房間面積較小，為了簡化計算采用單位容量法對房間內(nèi)需要的燈數(shù)量進(jìn)行估算。該工程中辦公室面積和高度見表3，沒有特殊說明的均采用2×40W雙管熒光燈。查《現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》540頁表15-18熒光燈均勻照明近似單位容量值表JD50-361控照型簡式熒光燈單位面積安裝功率并計算（詳見表3）。對于衛(wèi)生間、電梯間和庫房等場所，由于面積相對較小，而且對照度的要求也不嚴(yán)格，所以該工程中不對這些場所進(jìn)行照度計算，而根據(jù)規(guī)定選擇適當(dāng)?shù)恼彰髌?，見?。此外，電梯廳、疏散樓梯間以及走廊等處設(shè)置應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志，疏散用的應(yīng)急照明，其地面最低照度不低于0.5lx。疏散應(yīng)急照明等宜設(shè)在墻面或頂棚上，安全出口標(biāo)志宜設(shè)在出口的頂部，疏散走到的指示標(biāo)志應(yīng)設(shè)在疏散走到及其轉(zhuǎn)角處距地面1.00m一下的墻面上，走到疏散標(biāo)志燈的間距不大于15m。應(yīng)急燈和疏散指示標(biāo)志，可采用蓄電池做備用電源，且連續(xù)供電時間不應(yīng)少于20min。應(yīng)急照明燈的供電電源接自本層分配電盤的防災(zāi)專用配電盤。表3辦公場所照明統(tǒng)計說明：1、表中燈具數(shù)量計算時考慮布置方便取整數(shù)；2、燈具均采用蝙蝠翼式配光的高效熒光燈具；3、主食加工車間的白熾燈需加防水防霧燈罩。表4其他場所照明統(tǒng)計說明：1、衛(wèi)生間內(nèi)安裝防潮燈座，開關(guān)要求設(shè)與衛(wèi)生間門外；2、走廊燈具采用聲、光控延時開關(guān)控制，以節(jié)約電能；3、車庫內(nèi)采用的鈉燈需要啟動時間，所以在車庫門附近需裝宜啟動的白熾燈。8、供配電系統(tǒng)圖 根據(jù)用戶要求，設(shè)計系統(tǒng)圖見附圖1和附圖2；9、課程設(shè)計總結(jié)為期兩周作為我們電器工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生，供配電系統(tǒng)和照明技術(shù)是我們所要掌握的一門重要的專業(yè)課。除了掌握書本上的理論知識，我們還必須學(xué)會動手實(shí)踐，這次課程設(shè)計為我們提供