格林小区电气设计建筑电气毕业设计论文.doc
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1、1、前言1.1工程概述本人所设计电气部分,具备了以下功能:它人性化的照明和插座设计,集中式的弱电控制系统是本设计的特点;现如今,人们的日常生活对现代科技的依赖性非常高,只有土建部分的住宅是远远不能满足用户需求的。它还需要高效的通讯网络,清晰的电视信号,明亮的生活环境,方便的照明控制,大容量的电源供应和周密的安保系统。另外,经济的施工成本也非常重要。这就需要我们建筑电气设计者们精细、巧妙的设计。如何走线,穿什么型号的管,照明控制方式,插座的位置,每户配置多大容量的电源,有线电视信号的放大方案,避免强弱电之间的干扰等因素都需要我们仔细考虑。由此看来,要把楼宇的电气设计得实用,经济,高效要经过反复实
2、践、深思熟虑。此住宅是一栋全高36.55m,总建筑面积7342.35m2的十一层中高档住宅。它以阀板形式为基础,剪力墙形式为结构。它一层含地下室,顶层含阁楼,作民用住宅。整栋楼共有二种户型;每层六户,三部电梯。最高负荷等级为两级,防雷等级为三级。本工程设计主要内容包括:强电部分为:建筑照明设计、住宅插座设计、防雷接地系统设计、低压配电系统设计。弱电部分为:有线电视系统设计、计算机网络和电话系统设计。1.2 设计依据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008供配电系统设计规范 GB50052-2009低压配电设计规范 GB50054-95建筑照明设计标准 GB50034-2004住宅设计规范 GB
3、50096-1999(2003版)建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000版)有线电视系统工程技术规范 GB50200-94综合布线系统工程设计规范 GB50311-20072、低压配电系统设计2.1 负荷分级电力负荷按其供电可靠性及中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三个等级。2.1.1 负荷分类用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。各级负荷应符合下列规定:(1)符合下列情况之一时,应为一级负荷:1)中断供电将造成人身伤亡;2)中断供电将造成重大影响或重大损失;3)中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作,
4、或造成公共场所秩序严重混乱。例如:重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应为特别重要的负荷。(2)符合下列情况之一时,应为二级负荷:1)中断供电将造成较大影响或损失;2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱;3)不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。(3)民用建筑中消防用电的负荷等级,应符合下列规定:一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控
5、制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷,二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷。2.1.2 供电方式(1)一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。(2)对于一级负荷中的特别重要负荷,应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。(3)二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可为一回路架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,
6、其每根电缆应能承受100的二级负荷。(4)三级负荷可按约定供电1。2.1.3 低压配电系统形式概述低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。(1)放射式系统:放射式系统配电线故障互不影响,供电可靠性较高,适用于一级负荷配电。配电设备集中,检修比较方便;缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较多。此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。以免影响其他用户正常用电。(2)环形系统:环形线路运行时都是开环的放射式线路,提高了供电可靠性,当一回线路故障或检修时,可以将该线路与电源断开,而该处的负荷仍可得到供电。(3)树
7、干式系统:树干式配电系统总长度小,也就是可以节约有色金属、比较经济;供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少;配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。一般很少采用树干式配电,往往采用放射式与树干式混合使用。(4)链式系统:与树干式有相似之处,这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备,这种方式连接的用电设备宜在五台以下,总功率在10KW以下。本建筑的供配电网络结构为放射式,进线接地形式为TN-C-S。2.1.4 负荷计算概述所谓负荷,即设备用电功率。在建筑电气施工时,需对整个建筑内电气设备负荷进行计算,
8、从而确定此建筑物的电源容量,还可以为供电系统电气设备(导线、断路器、变压器等)、仪表量程等提供依据。然而,不能简单地用用电设备的额定容量做为计算负荷,因为所安装的设备并非同时运行,而且运行时的需用负荷也并非达到额定容量。因此,准确的计算出设备用电负荷,对于建筑配电来说非常重要。负荷计算应从用户的每一回路算起,累计至每户用电负荷,最终累计算到整个建筑的用电负荷。2.2 低压配电系统的设计要点及主要设计内容2.2.1 设计要点(1)选择导线包括选择电线和电缆。选择导线从导线的类型和导线截面两方面选择。导线选择是否合理,直接关系到有色金属的消耗量与线路投资,以及电网的安全、可靠、经济运行。选择导线时
9、需考虑:按使用环境和敷设方法选择导线的类型;考虑导线机械强度;按允许载流量选择导线的截面;室内、外线路的选择原则,即室外一般用铝导线,架空线路用裹铝绞线。按照国家最新要求,照明回路导线截面不得小于2.5mm2,插座回路导线截面不得小于4mm2。(2)要先统计户数和住户在住宅中的分布,从而确定集中电表箱数目和其分管范围,以及供配电网络形式。设备的铭牌额定功率PN经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率”称为设备容量,用Pe来表示。其中,长期工作制设备Pe=PN。短期工作制设备Pe=0;反复短时工作制设备的Pe需要折算。照明设备中白炽灯、卤钨灯Pe=PN;荧光灯:Pe=(1.2-1.3)PN;高压
10、汞灯、高压钠灯、金属卤化物:Pe=1.1PN。(3)线缆与开关电器的配合:过负荷保护电器的动作特性应同时满足 ,即计算电流小于断路器脱口电流小于导线允许载流量。管、线和断路器选择时,根据计算电流先选断路器,要满足计算电流小于断路器脱口电流;再选导线,要满足断路器脱口电流小于导线允许载流量最后确定管,满足线和管的配合要求(查表)。(4)电梯、公共照明、应急照明,有线电视系统等弱电系统的电源勿取自用户电源,而要取自公共计量柜或其他电源。(5)电梯井道照明需用安全电压的电源。(6)根据标准,总容量在5000kW一下的同时系数取0.92。2.3 负荷计算2.3.1 常用参考数据表2-1 家用电器设备及
11、其功率用电设备功率(w)用电设备功率(w)电冰箱300电脑及其附件500洗衣机380400自来水杀菌机26电视机100300饮水机500中央空调6000榨汁机260组合音响50300电磁炉8001800电饭煲5001000洗碗机150微波炉8001250排气扇40吸尘器100800浴霸1000电烤箱7001500电吹风300500消毒柜140500CD、DVD100排烟机80200壁式空调10002500电熨斗3001200空气清洁器80医疗电器100500热水器10002000 表2-2 住宅负荷划分面积m2容量(kW)电压(kV)住宅用户50以下40.22住宅用户516050.22住宅用户
12、6110060.22住宅用户10016080.22住宅用户160以上100.38表2-3 照明需用系数表负荷名称规模(面积)需用系数功率因数照明小于500m210.90.915003000m20.90.70.9300015000m20.750.55大于150000.60.4商场照明0.90.7表2-4普通电气需用系数表用电设备分类需用系数功率因数一般插座(电视机、录音机风扇、电吹风、电熨斗、电褥、洗衣机)0.550.75电饭煲、电烤箱、微波炉0.850.95油烟机0.850.7电冰箱0.60.70.7热水器0.650.9空调0.70.8表2-5住宅用电需用系数户数3456789系数10.930
13、.840.750.70.660.63户数10121416182022系数0.580.50.470.460.440.430.42户数2425100125200系数0.410.40.33表2-6 PE线最小截面(mm)相线截面S PE线截面S16S1635S/2 表2-7 500V铜芯绝缘导线长期连续负载载流量导线截面mm2橡皮绝缘导线多根同穿在一根管内时塑料绝缘导线多根同穿在一根管内时允许负荷电流(安)允许负荷电流(安)25302530穿金属管穿塑料管穿金属管穿塑料管穿金属管穿塑料管穿金属管穿塑料管2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2根3根4跟2
14、.52825232522202623222321192624222421192422212220184.03733303330253531283128243531283128253329262926236.049433943383446403640363247413741363244383538343010.068605359524664565055494365575555564961534752464116.086776976686080726571645682736572655777686167615325.01131009010090801069484948475107958595857
15、510089808980703514012211012511098131114103117103921331151051201059312410798112988770175154137160140123163144128150131115165146130150132117154136121140123109902151931731951751552011801621821631452051831651851671481921711541731561389526023521024021519524122019722420118225022520023020518523421018721519
16、21732.3.2 负荷计算公式(1)用电设备组,是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成组的用电设备。在某一民用建筑中,可根据具体情况将用电设备分为若干组。在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为: (kW) 2-1 (kwar) 2-2(kVA) 2-3 (A,三项); (A,单项) 2-4其中、为该用电设备的有功、无功、视在计算负荷。为该用电设备组的设备容量总和,但不包括备用设备容量。(kW)为额定电压。(kV)为与运行功率因数角相对应的正切值。为该用电设备组的计算电流。(A)为该用电设备组的需用系数。(2)配电干线低压母线上,常有多个用电设备组同时工作,但是各个用电设备组的
17、最大负荷也非同时出现,因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时,应再计入一个同时系数。计算公式如下: (kW) 2-5 (kvar) 2-6(kVA) 2-7 (A) 2-8其中为同时系数,在总计算负荷小于5000kW时,取0.9。、为对应某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切、总设备容量2。2.3.3 本工程负荷计算本住宅公共电源部分为三级负荷,分为电梯部分和公共、应急照明部分。其中公共、应急照明部分包括配电间照明、插座,楼梯间应急照明、声控灯,1kW备用电源。电梯部分包括10kW的电梯(三相电),电梯井道照明、井道维修插座,电梯间插座,1kW备用,该户型须按6kW/户的负荷进行供
18、电。ABC单元双数楼层共包含9个回路:照明回路、;两个一般插座回路、卫生间回路、厨房回路、两个壁挂式空调回路、一个柜式空调回路和弱电回路。该户型须按8kW/户的负荷进行供电。ABC单元单数楼层共包含8个回路:照明回路、;两个一般插座回路、卫生间回路、厨房回路、一个壁挂式空调回路、一个柜式空调回路和弱电回路。该户型须按6kW/户的负荷进行供电。(4)集中电表箱负荷计算根据相关要求,住户采用集中电表箱,一户一表单独计量。集中电表箱的布置如下:根据楼高11层,一梯两户,每单元布置一个集中动力箱。在配电系统图中详细标明了送电细节。可根据每户的负荷值进行电表箱负荷计算。 进户电源箱(负荷计算本住宅共58
19、户,查表2-5可知,=0.4,cos=0.9。=126+126+154=406,由公式2-5得=162.40W;公式2-6得=78.65kvar,由公式2-7得=180.44kVA,由公式2-8得=274.16A。 电梯部分分为3条回路:23.1kW的电梯(三相电),电梯井道照明、井道维修插座,电梯间插座,1kW备用。井道照明通常采用4050W的低压钠灯或低压卤钨灯,安装密度为7m一个。所以为电梯井道照明回路配电300w。依据经验,为电梯检修插座配电1kW;为电梯配电间插座配电1kW。另外,=1,则=23.1W,根据公式2-8得,A。2.4 断路器、导线选择及导线穿管、敷设方式2.4.1 常用
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