某高层建筑配电系统的设计

1长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）2论文的主要内容本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则，着重于建筑电气的安全可靠性研究，特别是对高层建筑的供配电部分。第一章简要介绍了本论文的设计目的、设计范围、设计程序和设计原则。第二章主要介绍了本工程的供配电方案、负荷计算及电气设备的选择。第三章主要介绍本建筑的照明设计、应急照明设计以及做照度计算。第四章主要介绍本建筑的消防系统方案、报警设备的选择及布置主要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。第五章主要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。3设计范围220/380V供配电系统；照明系统；消防报警及联动；建筑物防雷、接地系统及安全措施。4负荷分级和供电方案建筑电气负荷，根据建筑物在政治、经济上的重要性或用电设备对供电可靠性的要求，分为三级。即一级负荷、二级负荷、三级负荷。各级负荷用户和设备的供电措施，均与外部电源条件有关。该建筑为二类建筑，负荷等级为二级。照明负荷电压等级为220Ｖ，动力负荷电压等级为380V,消防自动报警系统电压等级为24V。一级负荷用户应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供电或中断供电能及时恢复。5三路220/380电缆都由室外引进，型号为SCB9-1250/10台，配电箱和动力箱各设4个，采用链式供电。本建筑的供电措施三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，同一电压供电系统的变配电级数一般不宜多于三级。6配电方式•工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。•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。•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•本工程配电采用分区树干式，采用两路独立的10KV电源同时供电7本工程的负荷计算负荷计算的方法需要系数法、利用系数法、二项式法、单位面积功率法、单位指标法。在本工程中，采用需要系数法进行计算。8需要系数法式中：——有功计算负荷，单位为KW；——无功计算负荷，单位kvar;——视在计算负荷,单位为KVA;——计算电流,单位为A;——用电设备的总容量,单位为KW;——用电设备功率因数正切值;——需要系数;——用电设备额定电压，单位为V.tgsxjsPKPtgPQjsjsjsjsjsQPS22njsjsUSI3/jsPjsQjsSjsIsPxKnU9电气设备的选择1.低压断路器：低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。在选择低压断路器时应满足下列条件：①低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；②低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；③低压断路器的额定电流不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；④低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流。依据断路器的选择原则，本次设计采用德力西集团生产的D20系列塑壳式断路器。102.导线型号及截面的选择从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。导线绝缘及护套材料则选择塑料绝缘导线，其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。本设计中，根据《全国民用建筑工程设计技术措施》当相线截面不大于35mm2时，各保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于35mm2时，各保护线截面至少为相线截面的一半。除消防电缆用的ZR型，别的都用的VV型的；导线都选择的BV型。11照明设计主要用于居住、娱乐、社交活动等房间内的照明，设计方向主要是照明的舒适感和艺术效果。对于办公室照明，为提高可见度和有利于节能，应尽量将灯光集中于工作区内。对于门厅、楼梯、走廊等场所，照明主要是导向作用和保证安全。这些场所的垂直照度比水平照度更为重要。对于建筑立面照明的处理，应充分利用建筑物本身的各种特点和周围环境特点，创造出良好的艺术气氛和效果。12照明光源选的原则•发光效率高；•显色性好，即显色指数高；•使用寿命长；•启点可靠、方便、快捷；•性能价格比高。13电缆选择原则•根据计算负荷电流选断路器整定值；•根据断路器整定值选电缆;•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;•动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。据工程实践，各照明回路选线均为：BV-2*2.5，穿PVC管敷设14照度计算照度计算的方法有利用系数法、单位容量法、查概曲线法、逐点计算法等。本工程用利用系数法计算。计算步骤•计算步骤根据灯具的布置，确定室空间高度h；•计算室空间比RCR；•确定反射系数ρ；•确定利用系数µ；•确定布置灯具的光通量Φ；•确定减光系数K；计算平均照度和实际平均照度。15计算公式室空间比计算公式式中，hCR为是空间高度；l为房间长度；b为房间宽度。工作面上的平均照度式中n为灯的个数；S为受照工作面面积。工作面上的实际平均照度式中K为减光系数。lbblhRCRRC5SnEavSKnEav16以某个办公室为例办公室长为7.7m，宽为8m，室空间高度为3m，采用嵌入式铝格栅荧光灯YG15-2（3×30W）做照明，顶棚有效反射比为70%，墙壁的有效反射比为20%。照度标准为200xl。1.确定布置方案办公室的面积为7.7×8=61.6㎡，照度标准为200xl，单位面积安装功率为9.5W/㎡，则灯具安装个数为实际安装为6个。查表可知，该种灯具的最大距高比为1.25，即l/=1.25，则灯具间的合理距离为。该布置方案的实际灯距为满足要求。49.55.96.61nmhlRC75.3325.125.1mml75.389.28.23172.用利用系数法计算照度计算室空间比RCR确定利用系数查表可知，=70%，=50%，RCR=3时=0.57；=70%，=50%，RCR=4时=0.50。运用插入法可知，=70%，=50%，RCR=3.8时=0.56.确定布置灯具的光通量查表可知嵌入式铝格栅荧光灯（3×40W）光通量Φ=4000ml。確定减光系数查表可知，办公室的K=0.8。计算平均照度计算实际平均照度计算结果满足照度。lxSnEav18.21887.74000656.0lx54.74187.7400068.056.0SKnEavcc75.387.787.7355lbblhRCRRCwwcw18应急照明设计应急照明：当工作照明因故障全部熄灭后，供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为应急照明。本工程的应急照明包括疏散照明和备用照明。疏散照明主要分配在走廊、餐厅等人员密集或出口处。19消防系统方案本建筑为二级保护对象，采用集中报警系统。专设消防控制室，其中设有集中报警控制器一台，联动盘、广播盘、控制盘各一台。本综合楼的消防报警总体设置如下：•火灾自动报警系统：采用集中报警系统。•联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。•按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。•设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池。20消防控制器的选择报警控制器的选择首先要满足报警器的容量应大于系统的容量。在选择容量时宜留有余量，以备建筑内部功能调整和发展需要。工程规模较小，报警区域及探测区域不多，联动工程较少且控制点数不多时，可采用多线制报警器，以减少工程设备费用。反之，宜采用总线制报警器。本工程采用二总线制火灾报警控制器。21探测器的选择1.点型火灾探测器的选择：下列场所宜选择点型感烟探测器⑴饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等；⑵电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等；⑶楼梯、走道、电梯机房等；⑷书库、档案库等；⑸有电气火灾危险的场所。222、感温探测器的选择符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器⑴相对湿度经常大于95%；⑵无烟火灾；⑶有大量粉尘；⑷在正常情况下有烟和蒸汽滞留；⑸厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；⑹吸烟室等；⑺其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。在本设计中，依据火灾探测器的选择原则，办公室及走廊等均采用感烟探测器，食堂操作间则采用感温探测器。23探测器的计算与布置以厨房为例a.确定感温探测器的保护面积A和保护半径R，因为：保护区域面积：S=75.2㎡房间高度h=3m，即h≤8m,屋顶坡度θ≤15查表得，感温探测器：保护面积A=60㎡,保护半径R=4.4m。b.算所需探测器数N根据建筑设计防火规范，该建筑物属于二级保护建筑，取K=0.9。N取2。c.确定安装间距a、b:a=2m,b=6.4m校核：r===3.3m即r﹤R符合保护半径要求。22()()22ab2226.42237.1609.02.74xKASN24消防广播与报警按钮等设备的布置消防广播：其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于25m。走道最后一个扬声器距走道末端不大于12.5m.消防专用电话为独立的消防通信系统，设置消防专用电话主机。手动报警按钮、消火栓按钮处设置消防电话塞孔。电话塞孔在墙上安装时，其底边距地高度应在1.3~1.5m。手动报警按钮：报警区域内每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动报警按钮的步行距离，不宜大于30m。25手动报警按钮分布１、报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动火灾报警按钮，手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。安装在墙上距地（楼）面高度1.5m处，且应有明显的标志。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的步行距离，不应大于30米。2、在公共活动场所（包括大厅、走廊、餐厅等）及主要通道等处，人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮。消防控制室本工程的消防控制室设于相邻高层住宅楼中。26建筑物的防雷保护本建筑物属于第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入波的措施。防直击雷：第一、二类建筑物装设独立避雷针或避雷线（网），使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。防感应雷：对非金属屋面应敷设避雷网，室内一切金属管道和设备，均应良好接地并且不得有开口环路，以防止感应过电压；防雷电侵入波：低压线路采用全电缆直接埋地敷设；架空线路采用电缆入户，电缆金属外皮与电气设备接地相连；对低压架空进出线，在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处，应与防雷接地装置相连。27本综合楼的防雷接地保护措施防直击雷采用在建筑物屋顶装设避雷带做接闪器，避雷带采用25×4热镀锌扁钢沿屋面敷设，间距1米。凡突出屋面的所有金属管道，应装设避雷带就近与防雷装置相连。引下线利用外墙结构柱内二根主钢筋（≥2Φ16㎜），可靠焊接做引下线，上部与避雷带焊接，下部与接地装置相连接。防雷电波入侵，进出建筑物的各种金属管道及电器设备的接地装置应在进出处于防雷接地装置可靠连接。28总结本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则,着重于建筑电气的安全可靠性研究,特别是对高层建筑的供配电部分。限于篇幅,论文对建筑电气设计的适用性和经济性涉及偏少。本论文在学习的基础上，汲取前人的经验和积累,力求贴近实际。但由于建筑电气内容广泛,无法兼顾,许多方面涉及尚浅，设计制图还有很多不足之处。29