综合教学楼供配电及照明设计

信息与电气工程学院课程设计说明书（2009/2010学年第一学期）课程名称：建筑供配电及照明课程设计题目：综合教学楼供配电及照明设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：2周设计成绩：2010年1月22日一．课程设计的目的通过对新型宿舍楼的用电设备进行负荷计算和宿舍楼地上二层的活动室照度计算等，对综合性建筑的供配电及照明系统进行设计。从而了解理论与实践的结合的过程,并从中总结和吸取设计经验。1、高层民用建筑采用10KV甚至35KV高压供电，而一般高层建筑则可采用城市公用变压器低压供电；2、高层民用建筑的用电量大，对电气设备的要求较高；3、宿舍楼属人员密集建筑对消防系统的安全、可靠性要求较高；4、宿舍楼对防雷、接地等安全要求较高；5、新型宿舍楼为适应新时期大学生生活学习要求，因而要求功能较全，对弱电部分依赖较多，智能化水平较高。二．课程设计的任务根据课题的原始资料，确定符合等级；拟定高低压供配电系统；正确建立负荷统计计算表；变压器台数、容量、型号选择；开关、线路各做一个选型，发电机容量选择；活动室照度计算及照明灯具的选择及布置；CAD绘制供配电系统图；写一份完整的设计说明书。三．具体任务（一）负荷等级的确定：根据民用建筑电气设计规范的要求，综合考虑宿舍楼的实际情况，确定一层餐厅和二层活动室属二级负荷，3-8层宿舍属三级负荷。（二）高低压供配电系统的设计：采用单电源单母线分段接线，保证消防设备和应急照明设备的工作。供配电主接线图和低压开关柜进线图见附录一（三）负荷计算：用电设备一般照明负荷：地下一层按单位指标法计算（15w/m2），建筑总面积600m2；3-8层卫生间及盥洗间按单位指标法计算（5w/m2），建筑总面积约为480m2；走廊按单位指标法计算（6.5w/m2），建筑总面积约为216m2。一般设备：摇头扇：100w/台，每室2台，共72台；电视机：150w/台，宿舍每厅一台，每个活动室一台，餐厅两台，共18台；计算机：350w/台，宿舍每厅一台，共12台；空调：1000w/台，每个活动室一台，共4台；饮水机：300w/台，宿舍每厅一台，每个活动室一台，共16台；洗衣机：300w/台，每个盥洗室一台，共12台；电热水器：1500w/台，每个浴室一台，共12台；电冰箱：150w/台，宿舍每厅一台，共12台。消防设备：喷淋泵：18KW/台，共2台；消防栓泵：18KW/台，共2台；送排风系统屋顶电机5KW/台，共2台给排水设备：生活泵5.5KW/台，2用1备；排污泵1KW/台，5用1备应急照明总负荷：12KW供电系统由两台变压器供电，一般照明负荷，一般设备和给排水设备由1#变压器供电，消防设备和应急照明负荷由2#变压器供电。负荷计算表（四）变压器的选择T1:SC9-80/10.5一次额定电压10.5KV二次额定电压0.4KV阻抗电压U%=4T2:SC9-80/10.5一次额定电压10.5KV二次额定电压0.4KV阻抗电压U%=4（五）短路电流的计算计算短路电流的目的：1.选择和校验电气设备。2.继电保护装置的整定计算。3.设计时作不同方案的技术比（1）、线路的阻抗设定架空线长度为5km，线路采用截面50mm2铜导线，单位阻抗值0.35mΩ/m。则线路阻抗：Xl=X0*L=0.35*5=1.75Ω（2）、变压器的阻抗T1的阻抗：T2的阻抗：（3）、总阻抗的计算对变压器的高次侧X1=1.75对变压器的低次侧X2=1.75*（0.4/10.5）2+0.00008=0.00262ΩX3=1.75*（0.4/10.5）2+0.00008=0.00262Ω（4）、短路参数对变压器高次侧：短路电流周期分量的有效值：短路电流的冲击值：ish=2.55*Ik1(3)=2.55*3.46=8.823KAIsh=1.52*Ik1(3)=1.52*3.46=5.259KA短路容量：Sk1=*Uav2*Ik2=1.732*10.5*3.46=62.924KVA对变压器低次侧：对变压器T1的低次侧：:短路电流周期分量的有效值：短路电流的冲击值：ish=1.84*=1.84*88.14=162.19KAIsh=1.09*=1.09*88.14=96.07KA短路容量：=1.732*Uav2*=1.732*0.4*88.14=61.06KVA对变压器T2的低次侧：短路电流周期分量的有效值：短路电流的冲击值：ish=1.84*=1.84*88.14=162.19KAIsh=1.09*=1.09*88.14=96.07KA短路容量：=1.732*Uav2*=1.732*0.4*88.14=61.06KVA（五）开关设备的选型高压断路器的选择T1高次侧断路器应选为：ZN5-10/630（1）热稳定性的校验：Ik12*tima=3.462*(0.5+0.05)202*2合格（2）热稳定性的校验：ish=8.823KA50KA合格（3）断流能力的校验：Ik1=3.4620KA合格T2高次侧断路器应选为：ZN5-10/630（1）热稳定性的校验：Ik22*tima=3.462*(0.5+0.05)202*2合格（2）热稳定性的校验：Ish=8.823KA50KA合格（3）断流能力的校验：Ik2=3.4620KA合格（六）低压断路器的选择（以T1为例）（1）T1的选型选为：MW12（2）、各脱扣器的整流电流：瞬时脱扣器Iop.or=(1.1*1.8*1000)/(1.732*0.38)=3000AK3=3短时脱扣器Iop.or=(1.1*1.3*1000)/(1.732*0.38)=2173AK3=2长延时脱扣器Iop.tr=1.1*1011=1112AK=0.9（3）、开断能力校验Ik=15.88In.br=35KA合格（七）建筑电气的保护1、继电保护（1）继电保护的原则选择性：切除故障部分，防止越级跳闸。速动性：尽快速切断故障，减少故障存在的时间。灵敏性：指对故障或不正常运行状态的反映能力。可靠性：不拒动、不误动（2）过电流保护：就是利用过流时电流增大的特点构成的保护装置。分类：定时限过电流保护反时限过电流保护无时限电流速断保护有时限电流速断保护。2、防雷的过电压保护（1）、防雷设备组成：接闪器、引下线和接地装置。（2）、防雷的类型：防直接雷采用避雷针，避雷带或避雷网。接闪器：避雷针、避雷带和避雷网。接闪器引来雷电流，通过引下线和接地体安全地引导入地，使接闪器下面一定范围内的建筑物免遭直接雷击防间接(感应)雷通过将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品，全部加以良好的接地处理来消除。防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其它金属线的绝缘距离应符合防雷的安全距离。将相互靠近的金属物体全部可靠地连成一体并加以接地的办法来消除。防高电位侵入在整个雷害事故中占50％～70％。配电线路全部采用地下电缆；进户线采用50~100m长的一段电缆；在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。（八）活动室的照度计算(1)灯具选择：YG1-1型40w荧光灯，光通量2400lm(2)选择安装高度：2.3m。则,hfc=0.75m,hcc=1.55m活动室尺寸：长：12.5m宽10.5m层高：2.8m工作面高：0.75m窗总宽：20m高2m天花板的反射系数0.7，墙面的反射系数0.65，地板的反射系数0.3，玻璃的反射系数0.08，照度要求200lx（1）、照度选择：本设计取200lx（3）照度计算：相关数据：活动室长12.5m，宽10.5m，层高2.8m，工作面0.75m，顶棚反射比c=0.7，墙反射比r=0.65，地面反射比f=0.3。1、求空间系数：RCR=5*hrc(l+w)/l*w=5*1.55*(12.5+10.5)/10.5*12.5=1.358=0.65*(10.5*12.5-20*2)+0.08*40=0.42752、求顶棚有效反射系数3、c=07*10.5*12.5+0.58*（0.5*12.5+0.5*10.5）*2/10.5*12.5+0.5*2*（10.5+12.5）=0.657c=0.68*63/79-0.68*79+0.68*63=0.624、通过查表可得：RCR1=1,U1=0.71;RCR2=2,U2=0.61由插值公式可得：U=0.71+(1.358-1)*(0.61-0.71)/(2-1)=0.6745、求N：根据以下公式:E=NΦUK/AN=EA/(ΦUK)可求得：N=（200*10.5*12.5）/(2400*0.674*0.75)=21.64则N可取22通过计算得，各房间所用灯具数目如下表：面积m2照度lxU值灯数(盏)餐厅5043000.39456活动室131.25*42000.67422*4浴室及卫生间106.4750.37814wgggwwavwAAAA.数值地点供电系统图四．设计心得通过此次设计，不仅巩固了本学期所学的有关供配电的理论知识，而且提升了我的逻辑思维能力和处理问题的能力。学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次可编程控制器应用课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。五．参考文献[1]刘江《电气工程标准规范综合应用手册》中国建筑工业出版社[2]刘江《建筑电气设备选型》中国建筑工业出版社[3]唐志平《供配电技术》电子工业出版社2005.1[4]《全国民用建筑工程设计技术措施》，中国建筑标准研究所主编，第一版，中国计划出版社出版，［2003］[5]《通用用电设备配电设计规范》，中华人民共和国机械工业部主编，GB50055—93，建设部标准定额研究所出版，［1993］[6]《供配电系统设计规范》，中国人民共和国机械工业部负责主编，GB50052-95，中国计划出版社出版，［1995］[7]《3～110kV高压配电装置设计规范》，中国人民共和国能源部负责主编，GB50060-92，中国计划出版社，[1992]六．成绩评语表课程设计评语课程设计成绩指导教师（签字）年月日