电气课程设计

《用电技术课程设计》课程设计报告题目：中国南方某居民新居用电负荷计算与电气接线图设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气工程及其自动化1105学生姓名：张振东学号：20111131178指导教师：李火元20年月日至20年月日华中科技大学武昌分校制2用电技术课程设计题目：中国南方某居民新居用电负荷计算与电气接线图设计一、已知条件（根据学生人数，可选择多种不同结构组合）1.新居面积与结构2.家庭成员结构3.家庭经济状况（如别墅新居，是否需要考虑给汽车充电等）4.电源条件（是否有双电源、三相还是单相电源、是否具备自发电能力。风能或太阳能发电等）。二、设计任务1.新居用电项目选择；2.新居用电负荷计算；3.新居用电安全设计；4.新居用电电气图设计。设计成果：《中国南方某居民新居用电负荷计算与电气接线图设计》说明书三、参考资料（教师指导设计时提供或讲解）1.空调容量选择原则2.照明设计相关知识3.电力负荷计算方法4.电气图注：说明书包含设计任务中的全部内容。3参加课程设计班级：电气1105班按学号尾号分为3组：第二组尾号：2、5、8、80组长：第二组设计资料：该居家3口人；单电源；采用太阳能热水器。4目录引言…………………………………………………………………………………………………5一、住宅电特点及参数选择………………………………………………………………………61.1住宅用电负荷的分类……………………………………………………………………61.2住宅的用电特点…………………………………………………………………………61.3空调容量选择原则………………………………………………………………………61.4家庭照明设计……………………………………………………………………………7二、电力负荷计算方法与计算内容……………………………………………………………92.1分支负荷电流的计算……………………………………………………………………92.2分支负荷电流的计算……………………………………………………………………10三、照明与插座分布图……………………………………………………………………………113.1照明分布图………………………………………………………………………………123.2插座分布图………………………………………………………………………………14四、电气接线设计…………………………………………………………………………………16五、课程设计总结…………………………………………………………………………………215引言当今国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展，各地新建中高档住宅小区越来越多。准确计算出住宅小区的用电负荷，合理选择配变电设施，才能既满足小区居民现在及将来的用电需要，又能合理降低工程造价、节省投资。新的住宅设计规范对各类住宅的设计容量、进户线、电表容量都作了规定，笔者认为此标准较切合中国人口众多而能源又相对较少的实际情况，有一定的先进性，按此设计的住宅用电水准应至少可保证20～30年不落后。但该规范对各单元、楼、小区的负荷计算的需要系数取值未作规定，有的地方住宅标准列了一些具体数据，但各地标准相差较大。人们在购房及室内装修不断进步、新潮的同时，对住宅的要求已由满足需要型向电气化、信息化、舒适化转变，百作为建筑业的一个主要组成部分的电气设计在如何提高，满足时代的要求，也有了很大的发展。在传统的低压供电系统中主要强调过载、短路保护，其目的是保护用电设备、供电线路不受损坏。近年，已提出了人身安全的观点，而作为小康住宅的电气设计应按此新规范的设计思路及技术要求指导下进行。近几年来,城市居民住宅楼及小区建设飞速发展。关于住宅负荷计算等方面的问题早已有很多论述我们在结合自己专业知识和在参考大量相关研究论文的基础上,提出如下用电负荷计算与电气接线图设计。6一、住宅电特点及参数选择1.1住宅用电负荷的分类（1）照明--此类用电负荷每家均有，而且具有的装饰性、舒适性，用电容量逐步增大的趋势。（2）普通家电--它是指目前已基本普及且使用率较高的家电。如：电视机、音响、电冰箱、洗衣机、风扇、吸尘器、电烫斗。（3）电炊具--这类负荷部分家庭已经配置。如：电炒锅、电水煲、电饭锅、电烤箱、微波炉、消毒碗柜等。（4）卫生设备及空调电器--这类是耗电量比较高的电器。如：太阳能热水器、空调器等。1.2住宅的用电特点（1）住宅用电的对象为广大普通群众，大多数人对电气知识了解较少，有些甚至完全不懂。（2）住宅用电非常普遍，随着家用电气的导猛发展，每个人都有意无意地在使用电能，因而存在危险性大，而一不小心便可能发生严重事故。（3）家用电器有很大的随意性，有可能出现一些不应出现的情况。如：儿童将金属物插入带电插座，而某些用电器出于自身质量问题而出现的不该出现的事故。（4）由于家庭的隐私性，无法从外部进行监督、管理。1.3空调容量选择原则（1）家用空调器应把室内的温度控制在下述范围，制冷运行：20—30度；制热运行：16—23度；（2）市场上出售的空调器都标有制冷量，因各厂使用的单位不尽统一，选购时容易搞错，这里提供选择空调器容量的方法。（3）对于墙后在24cm以上，层高3.2m以上，室外环境温度不超过43度时，按每平米选用120—140w为宜。（4）我国早期产品用kcal/h标注制冷量，进口空调器有用kj/h或btu/h标注。WKcal/hBTU/hKJ/h11.1630.2930.2780.859810.2520.2393.4123.968310.9483.64.18681.055171.4家庭照明设计每一个家庭都需要照明，不同的电灯光照明会变幻出不同的家具氛围，按住宅内房间及分区的功能不同，选择合适的照度和照明方式，使之与整体居室相融合，增加家庭格调是家庭照明设计的主旨。（1）照度设计步骤：1）确定各区域照度；客厅照明：会客和家人团聚等均集中在客厅，对于没有专门书房的经济户型，还需要在客厅内读书，因此可以说客厅是住宅内的主要活动会所。它的功能决定了不但需要高质量的照明，而且还得兼顾美观及控制的灵活性。客厅照明可以通过屋顶的主体照明和墙壁及落地灯的局部照明来满足。主体照明光线应比较柔和，而其他功能区的照明可由局部照明来补充。客厅的一般活动区照度应在50LX左右。卫生间照明：现在人们越来越重视卫生间的装修，卫生间也从原来的单一的入厕功能扩大到具有洗浴、化妆等的功能，这就要求卫生间不但有普通的主题照明，还应有满足化妆等需要的局部照明。照明灯具有选用防潮且宜清洗的灯具，标准要求照度在15LX左右。卧室照明：卧室是休息的场所，其照明应有利于构成宁静、温柔的气氛，使人有一种安全、舒适感。卧室的主体要求可选用乳白色吸顶灯，安装于卧室的中央，一般要求0.75m高水平面照度在50LX较适宜。厨房照明：厨房的主体照明安装于顶部，可采用吸顶且便于清洁的节能灯，0.75m高的工作面照度在50LX左右。灶台上照明由抽烟机自带。操作案台采用局部照明来满足，可采用吊柜的底部安装嵌入式筒灯，也可采用操作案台上墙壁安装荧光灯的方式。居室各局部照明选择：主体照明可选白色节能灯吸顶安装。书桌上或计算机上应设置护眼台灯作为局部照明，供阅读和写作用，照度要求在100LX左右。门厅照明：门厅主要起过渡作用，通过门厅进入各个不同功能的房间，门厅的照明一般长时间使用，为了节能和突出其他部位装修造型的照明效果，门厅照度在满足安全性的前提下不宜太高，宜采用吸顶或者嵌装的节能型灯具来满足。门厅的墙壁及其他一些部位的壁画和特殊装饰一般可采同局部照明的射灯光束来突出。GBJ133-90（国标）规定门厅地面照度为20LX照度（LX:照明单位，1LX=1流明/米）。82）各区域照明要求表1-1各区域照明功率要求表（3）、计算总照明功率。为了满足家庭氛围，常常采用壁灯和辅助灯，故我们在主卧和次卧分别加了一盏壁灯（3w)，在客厅加了三盏辅助灯(20w)。所以，总P=1.391+12.443+6.956+12.443+6.956+16.08+1.177+3.478+15.078+6.956+1.391+3+3+20=90.95w用途参考面积（㎡）参考照度(LX)功率（参考日光灯）(W)灯具参考走廊照明灯420P=4×20÷57.5=1.3915w节能灯=25w白炽灯7w节能灯=40w白炽灯9w节能灯=60w白炽灯主卧室照明灯14.3150P=14.31×50÷57.5=12.443书桌灯4100P=4×100÷57.5=6.956次卧室照明灯14.3150P=14.31×50÷57.5=12.443书桌灯4100P=4×100÷57.5=6.956厨房照明灯4.0250P=4.02×50÷12.5=16.08(白炽灯)卫生间照明灯4.5115P=4.51×15÷57.5=1.177镜子灯450P=4×50÷57.5=3.478客厅照明灯17.3450P=17.34×50÷57.5=15.078看书报4100P=4×100÷57.5=6.956阳台照明灯420P=4×20÷57.5=1.3919二、电力负荷计算方法与计算内容2.1分支负荷电流的计算住宅用电负荷与各分支线路负荷紧密相关。线路负荷的类型不同。线路负荷一般分为纯电阻性负荷和感性负荷两类。1）纯电阻负荷）电压（）功率（电流vw)(A纯电阻性负荷如白炽灯、电热器2）感性负载cosvw)(功率因素）电压（）功率（电流A当荧光灯没有电容补偿时其功率因数可取0.5-0.6，当荧光灯有电容补偿时其功率因数可取0.85-0.9。荧光灯的功率应为灯管功率与整流器功率之和。感性负载负荷如荧光灯、电视机、洗衣机等。3）单向电动机效率功率因素）电压（）功率（电流vw)(A如果电动机铭牌上无功率因数和效率数据可查，则电动机的功率因数和效率都取0.75。4）用电总负荷电流不等于所有的用电设备电流之和；总负荷电流=用电量最大的一台家用电器的额定电流+同时用电效率*其余用电设备的额定电流之和。一般家庭同时用电率可取0.5-0.8。102.2分支负荷电流的计算电器参考功率(W)电流(A)走廊主卧室(通次卧)电视机200957.095.0220200I空调1800~2100970.1675.075.02202100I电脑及其配件500392.295.0220500I2个小台灯40×2606.06.022080I厨房抽油烟机280263.275.075.0220280I微波炉600~1500636.3220800I电饭煲500~1700091.4220900I电磁炉500~2000091.92202000I电水壶1500819.62201500I卫生间浴霸1000545.42201000I吹风机1000081.875.075.02201000I加热太阳能1500819.62201500I客厅电视机200957.095.0220200I音响20×2191.095.022040I空调2400394.1975.075.02202400I冰箱110889.075.075.0220110I阳台洗衣机250020.275.075.0220250I表2-1分支负荷电流的计算表11三、照明与插座分布图每个家庭的审美以都不同在考虑户内平面照明时重要一点是灵活性和可变性，由于用户对厅、房的要求不同，在实际中的变化较大。因此，应根据灯具的安装位置先考虑预留照明点，插座布置是比较棘手的问题，因每个人的口味不同，布置就不同。现在每个家庭都经装修、当然最好是有装修布置再定位置。除此应按固定和灵活选用两种设置，首先是厨房设备、排风扇、空调机、洗衣机等相对固定设定。其次是对于厅、房一类的通用插座，可适当多些，隔二、三米为一组，以方便将来用电的需要为准。这样可避免用户自行扯线，达到灵活多变的效果。近来，由于装饰材料的大量开发，扩大和丰富了室内的装饰。由于饰面材料具有质感、颜色等特性，当与灯光的入射方向、透射、折射等性