毕业设计(论文)-某镇政府办公楼电气系统设计.docx
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1、摘要本次设计说明主要阐述了某镇政府办公楼电气系统设计的设计依据、原则、要求、思路和方案等。本次的设计内容包括电气照明平面图、配电系统、设备供电、防雷接地装置等强电系统设计。具体为各支路及分支干线的计算负荷;开关设备和线缆型号、截面的选择;负荷等级的划分及对应的供电要求;一般照明及配电平面布置的设计;低压配电系统设计及设备供电等要求。低压配电系统主要运用需要系数法进行计算,电能分配,并按规定选择保护电器,电线电缆;照明系统主要采用利用系数法进行房间灯具数量计算,并选择合理光源,达到安全用电和节约能源的目的;防雷接地设计主要根据国家设计规范,通过计算将本建筑物规划为三类防雷,按三类防雷建筑要求进行
2、相关设计,所有低压配电系统均采用TN-C-S接地方式,充分保障用户用电的安全性。关键词:低压配电系统;照明系统;应急照明系统;防雷接地AbstractThisdesigndescriptionmainlydescribesthedesignbasis,principles,requirements,ideasandsolutionsoftheelectricalsystemdesigninatowngovernmentofficebuilding.Thedesignincludeselectricallightingfloorplan,powerdistributionsystem,power
3、supply,lightningprotectiongroundingdeviceandsoon.Theyarespecificreflectedintheseareas.Computingworkloadsofeachbranchandbranchline;thechoiceofswitchgear,cabletypeandcrosssection;thedivisionofloadlevelandpowersupplyrequirements;generallightinganddistributionlayoutdesign;low-voltagepowerdistributionsys
4、temdesignandpowersupplyofequipmentandotherrequirements.1.ow-voltagepowerdistributionsystemneededtousethecoefficientmethodforcalculation,powerdistribution,itchoosesprotectionapparatusandelectricwireaccordingtothestipulations;lightingsystemmainlyusesthecoefficientmethodforthenumberofroomlightingcalcul
5、ation,andselectareasonablelightsourcetoachieveuseelectricitysafelyandenergyconservation;Thelightningprotectiongroundingdesignmainlyaccordingtothenationaldesignspecifications,itdividesthebuildingintothreetypesofminethroughthecalculation,andmaketherelateddesignaccordingtothreetypesoflightningprotectio
6、nrequirements.Alllow-voltagedistributionsystemsareTN-CSgroundingwhichfullyprotecttheuserssafetyofelectricity.Keywords:lowvoltagedistributionsystem;lightingsystem;emergencylightingsystem;lightningprotectiongrounding目录摘要IibstractII1绪论11.1建筑电气概况11.2f*IAI-t2,11.2.1工程概况11.2.2设计依据11.2.3设计原则21.2.4设计范围22低压配
7、电系统的设计方案及思路32.1低压配电系统设计要求及思路32.L1低压配电系统设计原则32.1.2低压配电系统设计要求32.1.3低压配电系统设计思路32.2低压配电系统设计方案32. 2.1负荷分级33. 2.2Ijj44. 2.3负荷计算53照明系统的设计思路及方案83.1 照明系统的设计要求及思路83.1.1 照明系统设计原则83.1.2 照明系统设计思路83.2 照明系统设计方案93. 2.1照明方式及种类94. 2.2照明供电105. 2.3照度计算103.3 应急照明系统的设计方案133. 3.1应急照明的设计原则134. 3.2应急照明种类155. 3.3应急照明供电153.4
8、导线的选择及设计方案163.4.1导线及电缆的选择依据163.4.2导线及电缆选择方案163.5断路器型号的选择171.5. 1低压断路器简介173. 5.2低压断路器选择174防雷接地系统设计194.1防雷系统设计194. 1.1防雷接地系统概述194. 1.2建筑物防雷等级分类194.1. 3建筑物防雷等级的确定204. 14214. 2.接地系统设计214. 2.1接地系统设计要求214. 2.2接地系统设计22总结错误!未定义书签。致谢2526某镇政府办公楼电气系统设计1绪论1.1 建筑电气概况建筑电气与智能化又名建筑电气工程,这是利用电能、电气设备以及电气技术的方法然后建立、保持并且
9、改善有限空间和周围环境的一门科学,这也是一门综合土建和电气两者的综合学科。在相对早期的建筑业中,它主要负责建筑的照明系统、简单设备和控制配电的设计。在二十世纪中下叶,由于传统的电气工程和计算机工程飞速发展,同时用户对于自身环境的上限和希望非常的高,建筑电气工程相应产生,一部分高校开始陆续设立一门新兴专业,即建筑电气专业用以满足市场需求。20世纪90年代,现代科学技术飞速发展,衍生了智能建筑的思想。而此刻建筑电气行业技术人员需要解决的不仅仅是传统电气,还要解决现代智能控制、计算机控制、数字通讯等等问题。但这也为建筑电气与智能化这门专业的发展带来了契机。这也反映了单调的学科难以满足飞速发展的社会需
10、求,单一学科的互相整合交融成了新的趋势,所以整个建筑行业将越来依赖建筑电气这个学科,需要的水平也越来越高,这是整个社会的大势所趋。现代建筑电气技术的发展是跟随着现代智能化建筑的发展的脚步,而现代建筑的水平反映了当代科学技术以及经济水平,已经变成了一个国家、地区和城市衡量发展水平的标准。从目前来看在建筑电气方面从事的人才还不满足市场对数量或者知识架构的需求,而建筑物内部必须以及重要的组成部分之一就是建筑电气,此专业的工作作用和地位愈来愈重要和被强调,工作中的各个重要环节都需要大量的本专业人才,这方面的专业人才在我国目前是非常的缺失,所以已经被社会各方面高度重视。1.2 设计内容1.2.1 工程概
11、况本工程为某镇政府办公楼的电气系统设计,建筑面积大约6500平方米,该建筑物有地上办公楼和辅楼两栋,其中地上办公楼一共6层,主要是办公室;地上辅楼一共3层,主要是休息间和会议室。1.2.2 设计依据(1)民用建筑电气设计与施工(08D800-2008)(2)民用建筑电气设计规范(JGJI6-2008)(3)建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)(4)供配电系统设计规范(GB50052-2009)(5)建筑照明设计标准(GB50034-2013)(6)低压配电设计规范(GB50054-20U)(7)其他专业提供的设计资料(8)其他相关的国家以及地方规范、规程1.2.3 设计原则以国家技术
12、经济政策和国家有关标准规范为前提,利用本专业知识进行工业与民用建筑电气的设计,做到满足人身安全、建筑物以及其设备的安全、可靠供电、节约资源、技术先进和合理的经济使用。本次设计要求合理方案、技术先进、可靠运行、达到规范标准,并且尽量简单实用,便于后期操作和相关人员的管理与维护,降低工程投资。1.2.4 设计范围本次设计主要以建筑电气相关规范为依据完成某镇政府办公楼的电气照明平面图,配电系统图,设备的供电以及防雷接地装置等专业设计;完成各条支路和分干线的计算负荷,线缆型号截面和开关等设备选择,了解低压配电设计的主要需求。2低压配电系统的设计方案及思路2.1低压配电系统设计要求及思路2. 1.1低压
13、配电系统设计原则(1)低压配电系统设计应该依据工程项目性质,工程规模,负荷容量及用户需求等综合考虑决定。供电可靠能力和质量应满足规范要求,选用的设备也应该满足经济合理、环保节约、技术完善。(2)系统接线需要满足简单安全,便于修检,灵活度高的要求。(3)因为后期发展具有扩展的可能性,所以各个分级配电箱(柜)建议留适当备用回路,无具体要求时可预留总回路的百分之二十五。(4)低压电源线路由公用电网引入时需在进线处放置电源隔离开关及保护电器。(5)选择树干式配电系统供电的配电箱,它的进线开关需要采用带保护的开关电器,选择放射式配电系统供电的配电箱,进线开关可采用隔离开关。(6)建筑物中单相用电的设备,
14、比较适合均匀的分配到三相线路中。2.1.2 低压配电系统设计要求(1)满足规范以及用户要求的供电可靠和质量要求。(2)节约工程有色金属的使用消耗,节约电能。(3)经济的合理利用,技术的先进使用。2.1.3 低压配电系统设计思路低压配电系统需要符合便于管理、满足计量、安全供电、可靠实用的要求。所以在综合考虑政府办公楼的情况下,总体的低压配电系统设计将采用放射式配电系统,将外部市电由值班室引入,并放置低压配电柜,经由桥架将每个楼层内的层配电箱连至值班室的低压配电柜,每个楼层的房间配电箱再由桥架连至层配电箱。在政府办公楼采用这种供电方式可以满足供电的可靠性并且方便值班室对楼层供电进行统一管理。2.2
15、低压配电系统设计方案2. 2.1负荷分级根据供电的可靠性和在发生了中断供电以后在政治、经济上所造成的相应损失与影响程度,可以把电力负荷划分为相应的一级负荷、二级负荷和三级负荷。.(1) 一级负荷定义为:若中断供电将造成人员伤亡,在经济与政治上引起巨大损失,并且造成重大社会影响的电力负荷。例如,重要通信与交通枢纽,信息中心,国家级宾馆,大型体育建筑,常用于国际范围类活动的大量人员集中的公共型场所等电力负荷,以及可能由于中断供电而造成重大产品损毁、设备损坏的设备设施等等。在定义的一级负荷中,如果发生了中断供电则会发生爆炸、中毒以及火灾等事故情况的负荷,和不可以中断供电的特别重要场合,都被归纳于一级
16、负荷中特别重要负荷。(2)二级负荷定义为:若中断供电将会在经济、政治上产生比较大的损失以及社会影响的重要电力负荷。例如,中断供电会引起主要的设备损毁、大量的产品损毁,引起大型影院剧院、大型商业场所等较多人员密集的重要公共场所混乱等。(3)三级负荷定义为:电力负荷中不属于一级负荷以及二级负荷的即为三级负荷。2.2.2供电要求(1)一级负荷用户和设备的供电电源和供电系统由于一级负荷中断供电将造成严重的后果,所以需要采用双电源供电的方式并且当其中一个电源故障时不会影响另一个电源以可以继续供电。同时除了可以由电力网提供的双电源外还可增设应急电源以作备用。应急电源被定义为可以拿来作为应急供电系统组成的部
17、分电源。应急电源中的蓄电池、与正常电源独立开来的发电机组、供电网络中与正常电源独立开来的专用馈电线路都是可以作为应急电源来放置使用的。一级负荷用户的高压配电系统适宜采纳断路器保护方式。(2)二级负荷用户和设备的供电电源和供电系统二级负荷的供电方式适合采用双回线路。如若所处地区区域的供电条件比较艰难或者负荷并不算是太大,就可以使用与其相应的单回路的6KV以及更高的的电压等级专用的架空线路或者电缆线的二级负荷来供电。(3)三级负荷用户和设备的供电电源和供电系统三级负荷都可以使用单电源单回路供电,但是配电的级数需要尽可能的减少,这样的配电系统会相对来说比较简单,可以方便管理。容量较小的三级负荷高压系
18、统适合使用负荷开关外加熔断器这样的保护方式。当在三级负荷用户中,存在一些少量的一二级负荷设备时,设计时可以在适当的部位设置仅满足一二级负荷所需要的自备(应急)电源。2.2.3负荷计算(1)计算有功功率:(2-1)Pm=KdPe式中,Pm为计算有功功率Kd为需要系数Pe设备容量(2)计算电流:1)单相设备的计算电流:式中,KdPeUn cos。(2-2)Ia计算电流UN用电设备的额定电压,220VCOSe用电设备的功率因数Kd为需要系数Pe设备容量2)三相设备的计算电流:(2-3)/二K把式中,“75CospIm计算电流UN用电设备的额定电压,380Vcos*用电设备的功率因数Kd为需要系数Pe
19、设备容量(3)负荷计算举例。1)下面计算一层分配电箱分支回路负荷计算;aN2小型办公室配电箱:灯具和插座的需要系数K,=0.8,功率因数cos*=0.8,以下不再重复说明。WLl回路的设备容量为R,=0.4kw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以a=1.1xO.8=O.32kw,I=一h=5=1.8AoUNCOSe0.22x0.8WSl回路的设备容量为月=1.6kw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以Kt=I.28kw,。二B尸(UNCoS。)=7.27A。WPl回路的设备容量为5=2kw,空调插座的计算负荷:Pm=KdPe,所以4=l6kw,Im=Pm(UnCOSQ)=9AobN3中型办
20、公室配电箱:WLl回路的设备容量为E=O.5kw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以2=0.4kw,Im=P,n(UnCOSQ)=2.27A。WSl回路的设备容量为Q=2.5kw,插座的计算负荷:Pm=KE,所以尸”=2kw,=2(uNCoSW)=IL36A。WPl回路的设备容量为E=2kw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以&=1.6kw,/,=Pm(SvCOSQ)=9AOCN5大型办公室加附属办公室配电箱:WLl回路的设备容量为E=Ikw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以9=0.8kw,Im=Pm+NCoSo)=4.55A。WSl回路的设备容量为=3kw,插座的计算负荷:Pm=Kd
21、Pe,所以9=0.24kw,=2+(UNCoSQ)=13.64A。dN9一层公共区域配电箱:WLl回路的设备容量为二Ikw,照明的计算负荷:Pm=KdPe,所以Kt=O.8kW,Im=Pm(SvCoSe)=4.55A。WL2回路的设备容量为5,=Ikw,插座的计算负荷:Pm=KdPe,所以9=0.8kw,4=2+(“cose)=4.55Ao2)下面计算ALl层分配电箱的负荷计算;aALI-N2分配电箱回路:设备容量为B=4kw,计算负荷:Pm=KdP,所以2=3.2kw,Im=Pm*COSW)=I8.18A。bALI-N3分配电箱回路:设备容量为B=5kw,计算负荷:Pm=KdPe,所以2=4
22、kw,Im=Pm(SvCOS8)=22.73A。cAL1-N5分配电箱回路:设备容量为R=8kw,计算负荷:Plll=KdPc,所以4=6.4kw,Im=Pm(Svcos9)=36.36AodALI-N9分配电箱回路:设备容量为B=2kw,计算负荷:Pm=KdP,所以EH=L6kw,0=Pm+(Ucos8)=9.09Ao3)下面计算主楼一层ALl层配电箱的负荷计算;设备容量为E=48kw,计算负荷:Pm=KdPe,所以&=38.4kw,Im=PMWnCOSe)=72.93A。本次说明仅列出主楼一层负荷计算,其他负荷计算过程不再一一列出。3照明系统的设计思路及方案3.1 照明系统的设计要求及思路
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