建筑电气设计

建筑电气设计谢同建1.建筑电气设计所涉及的主要规范•《20KV及以下变电所设计规范》GB50053-2013•《供配电系统设计规范》GB50052-2009•《低压配电设计规范》GB50054-2011•《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008•《建筑照明设计标准》GB50034-2013•《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011•《住宅设计规范》GB50096-2011•《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011•《电力工程电缆设计规范》GB50217-94建筑电气设计所涉及的主要规范（续）•《江苏省住宅设计标准》DGJ32/J26-2006•《35KV及以下客户端变电所建设标准》DGJ32/J14-2007•《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010•《建筑设计防火规范》GB50016-2014•《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013•《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006•《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007•《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011•《江苏省绿色建筑设计标准》DGJ32/J173-20142.建筑电气设计的主要内容•强电系统设计•弱电系统设计•防雷与接地系统设计2.1强电系统•照明设计(照明包括普通照明及应急照明)•动力设备供电设计(动力设备包括水泵、风机、电梯等)•空调设备的配电设计(空调设备包括主机及末端设备)•变配电系统设计2.2弱电系统1)、火灾自动报警系统设计a.消防报警系统b.消防联动控制系统①喷淋系统的联动控制设计②消火栓系统的联动控制设计③气体及泡沫灭火系统的联动控制设计④防排烟系统的联动控制设计⑤防火门及防火卷帘系统的联动控制设计⑥电梯的联动控制设计⑦火灾警报及消防广播系统的联动控制设计⑧消防应急照明及疏散指示系统的联动控制设计c.电气火灾监控系统弱电系统（续）2)、弱电智能化系统设计a.安全技术防范系统(包括入侵报警系统;视频安防监控系统;出入口控制系统;电子巡查系统;停车库管理系统等)b.有线电视和卫星电视接收系统c.广播、扩声与会议系统d.建筑设备监控系统e.计算机网络系统f.计算机网络系统g.通信网络系统h.综合布线系统3)、其它弱电系统:能耗监测系统等2.3防雷与接地系统a.建筑物防雷b.构筑物防雷c.防雷击电磁脉冲d.基础接地e.用电设备接地及等电位联结f.特殊场所的安全防护3.建筑电气绘图的最基本要求•1)、图纸比例(通常按建筑条件图比例)•2)、字高(图纸比例1:100的情况下,通常字高选不低于300)•3)、线宽(图纸比例1:100的情况下,通常线宽选50~60)•4)、图块大小按图纸比例选取•5)、电气图中除电气的内容外,应删除建筑条件图中不必要的内容如小尺寸的标注、备注大样等等。•6）、图面布置应紧凑4.施工图设计文件编制1)、图纸目录：先列新绘图纸，后列选用的标准图或重复利用图。2)、首页:包括设计说明、主要材料表及图例。3)、垂直干线系统图a.配电垂直干线系统图b.弱电垂直干线系统图(或干线框图)4)、系统图a.供电系统图(照明供电系、动力供电系统、空调供电系统等)b.弱电系统图(消防系统、弱电智能化各子系统等)施工图设计文件编制（续）5)、总平面图：a.供电总平面图b.弱电总平面图6)、单体平面图:a.照明(包括应急照明)平面图b.动力供电平面图c.空调供电平面图d.火灾自动报警及消防联动控制平面图e.弱电智能化各子系统平面图f.基础接地平面图g.屋面防雷平面图7)、变电所单独成册5.变电所设计文件编制1)、图纸目录：先列新绘图纸，后列选用的标准图或重复利用图。2)、首页:包括设计说明、主要材料表及图例。3)、系统及原理图a.20KV(10KV)高压供电系统图b.二次接线原理图c.直流电源系统原理图d.真空断路器操作机构原理图e.0.4KV低压配电系统图变电所设计文件编制（续）4)、平面、剖面图a.变电所设备布置平面图b.变电所电缆沟布置平面图c.变电所设备基础布置平面图d.变电所电缆布线平面图e.变电所照明、动力平面图f.变电所接地平面图g.剖面图h.变电所电缆沟及盖板土建图6.供配电系统设计6.1负荷等级:根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行负荷分级。a.特别重要负荷：会造成人身伤亡或重大经济损失以及特别重要场所的负荷。b.一级负荷：会造成人身伤害，经济上会造成重大损失场所的负荷。c.二级负荷：会造成较大经济损失，影响单位正常工作场所的负荷。供配电系统设计（续）d.三级负荷：不属于一级和二级负荷者。•大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统；大型国际比赛场馆的计时计分系统以及监控系统；重要的实时处理计算机及计算机网络；中断供电将发生中毒、爆炸和火灾的负荷均为特别重要负荷。•国家级会堂、会议中心，国家及省部级办公建筑，特、甲等剧场，地、市级及以上气象台，电信枢纽，特、甲级体育场，二级以上医院，一类高层建筑等的负荷均为一级负荷。供配电系统设计（续）6.2供电要求：•一级负荷：应由双重电源供电，且不能同时损坏。•特别重要负荷：除应提供双重电源外，还须增设应急电源并满足设备允许中断供电的时间要求。•二级负荷：宜由两回线路供电。供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用的架空线路供电；埋地电缆供电时，须采用两根电缆，其中一根为备份。•双重电源可采用一用一备，也可采用同时工作，各供一部分负荷。•民用建筑中的消防用电设备应采用专用的供电回路，并在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。供配电系统设计（续）6.3配电级数：供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压不宜多于三级。6.4无功补偿的要求：a.低压部分的无功率，应由低压电容器补偿。b.高压部分的无功率，宜由高压电容器补偿。c.容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿。d.补偿基本无功功率的电容器组，应设在变电所内集中补偿。e.无功补偿装置应具有抑制谐波的滤波装置和涌流装置的功能。供配电系统设计（续）f.低压无功补偿装置应具有过零自动投切功能。g.低压无功补偿装置应采用分相补偿或混合补偿方式；当采用混合补偿时，分相补偿容量不得小于总补偿容量的40%。6.5低压配电：a.带电导体系统型式的选择：单相二线制，两相三线制，三相三线制，三相四线制。b.低压系统配电方式：放射式，树干式，链式配电。c.低压接地系统的分类：TN系统，TT系统，IT系统。(TT-变压器中性点直接接地,设备外壳直接接地;IT-变压器中性点不接地,无N线,设备外壳直接接地;TN-变压器中性点直接接地。)TN系统又分为：TN-S系统,TN-C系统,TN-C-S系统。(TN-S:五线制;TN-C:四线制,设备外壳与PEN线相连。)7.负荷计算7.1负荷计算的几种方法:7.1.1需要系数法:①.计算用电设备组的负荷有功功率Pjs=KxPs(kw)无功功率Qjs=Pjstgφ(kvar)视在功率Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Ps-用电设备组的设备功率,kwKx-需要系数,查表负荷计算(续)②.计算配电干线的负荷有功功率Pjs=Kp1∑(KxPs)(kw)无功功率Qjs=Kp1∑(KxPstgφ)(kvar)视在功率Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Kp1-同时系数,取0.8~0.9。③.计算变电所的负荷有功功率Pjs=Kp2∑{Kp1∑(KxPs)}(kw)无功功率Qjs=Kp2∑{Kp1∑(KxPstgφ)}(kvar)视在功率Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Kp2-同时系数,取0.8~1.0。负荷计算(续)7.1.2二项式法：①.计算单个用电设备组的负荷有功功率Pjs=CPn+bPs(Kw)无功功率Qjs=Pjstgφ(kvar)②.计算多个用电设备组的负荷有功功率Pjs=(CPn)max+∑bPs(Kw)无功功率Qjs=(CPn)maxtgφ+∑(bPstgφ)(kvar)③.4台及以下设备的用电设备组的计算负荷有功功率Pjs=KjPs(Kw)无功功率Qjs=Pjstgφ(kvar)负荷计算(续)④.负荷的视在功率及计算电流Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Ijs=Sjs/(1.732Ue)(A)Ps-用电设备组的设备功率Pn-用电设备组中n台最大功率用电设备的设备功率，n值查表。C、b-二项式系数，查表。(CPn)max-各用电设备组的附加功率CPn中的最大值。若组中设备数小于n,则取小于n的两组或更多组中最大的设备组附加功率总和。Kj-计算系数，查表。负荷计算(续)7.1.3利用系数法：采用利用系数法确定计算负荷时，不论范围大小，都必须求出该计算范围内的用电设备有效台数及最大系数Km,一次求出结果，不再乘其它系数。①.用电设备组在最大负荷班内的平均负荷有功功率Pp=KlPs(kw)无功功率Qp=Pptgφ(kvar)视在功率Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Ps-用电设备组的设备功率,kwKl-最大负荷班内的利用系数,查表负荷计算(续)②.平均利用系数Klp=∑Pp/∑Ps③.用电设备的有效台数nyx=(∑Ps)²/∑P1s²P1s-单个用电设备组的设备功率④.确定计算负荷有功功率Pjs=Km∑Pp(kw)无功功率Qjs=Km∑Qp(kvar)视在功率Sjs=(Pjs²+Qjs²)(KVA)Km-最大系数,根据有效台数nyx和平均利用系数Klp查表得到。负荷计算(续)7.1.4单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷①.单位面积功率法(又称负荷密度法)Pjs=(Ks·A)/1000(kw)Sjs=Pjs/Cosφ(KVA)A-建筑面积，㎡；Ks-负荷密度，W/㎡。②.单位指标法Pjs=(Kn·N)/1000(kw)Sjs=Pjs/Cosφ(KVA)N-单位数，个；Kn-单位指标，W/床,人,户。NJAD&RI负荷计算(续)③.单位耗电量法估算的计算负荷a.工业用电负荷计算:Pjs=(Wa·M)/Tmax(kw)Sjs=Pjs/Cosφ(KVA)Wa-单位产品耗电量，kWh/产品单位。M-企业全年产品总产量，吨、辆、台、件。Tmax-企业年最大负荷班利用小时数。Wa、M、Tmax均可查表得到。负荷计算(续)b.农业用电负荷的计算:Pjs=(F·d)/Tu(kw)Sjs=Pjs/Cosφ(KVA)F-耕地面积或产量;d-单耗定额;Tu-最大负荷利用小时数。(排灌站的负荷:Pjs=(9.81xQxH)/ηQ-排灌站流量；H-排灌站总扬程；η-排灌站水泵效率，可取0.5~0.7。)负荷计算(续)c.市政生活用电负荷的计算:按人均指标计算：Pjs=P1·uSjs=Pjs/CosφP1-人均最大负荷u-总人口数以上为负荷计算的几种方法，最常用的是需要系数法、单位面积功率法及单位指标法。负荷计算(续)7.2单相负荷计算单相负荷与三相负荷同时存在时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加。单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法：(1).只有线间负荷时,将各线间负荷相加,选取较大两项数据进行计算。现以Pab≥Pbc≥Pca为例:当Pbc0.15Pab时，Pd=1.5(Pab+Pbc)当Pbc≤0.15Pab时，Pd=1.732Pab当只有Pab时，Pd=1.732Pab(2).只有相负荷时，Pd取最大相负荷的3倍。(3).当多台单相用电设备功率小于计算范围内三相负荷设备功率的15%时,按三相平衡负荷计算,不换算。负荷计算(续)7.3尖峰电流计算(1).单台电动机、电弧炉或电焊变压器的支线的尖峰电流：Ijf=KIeIe-电动机、电弧炉或电焊变压器高压侧额定电流K-起动电流倍数(起动电流与额定电流之比),鼠笼电动机为6~7、绕线电动机为2~2.5、直流电动机为1.5~2、单台电弧炉为3、弧焊整流器和弧焊变压器为≤2.1、电炉焊机取1、闪光对焊机取2。负荷计算(续)(2).接有多台电动机的配电线路只考虑一台电动机启动时的尖峰电流: