建筑供配電及照明課程設計

1、科信學院課程設計說明書（2015 /2016學年第一 學期）課程名稱：建筑供配電及照明課程設計題目 ： 圖書館供配電及照明設計專業(yè)班級：學生姓名：學號：指導教師：岑毅南等設計周數(shù)：2周設計成績：2015年12月31日一、設計題目圖書館供配電及照明設計二、課程設計目的學習了一學期的供配電及照明技術(shù)，通過學習課堂知識和課下做題練習，使我對該課程的理論知識有了具體而詳細的理解，明白了供配電設計當中的一些基本要求和設計時的一些注意事項，還有對供配電系統(tǒng)中根據(jù)實際情況進行設備選型也有了大體上的了解。另外掌握了照明設計當中設計規(guī)范和照明設備的選型及其一些照明設備的具體參數(shù)和設計規(guī)范。本次課程設計主要是針對

2、供配電及照明技術(shù)課程的一個全面的設計，目的首先是讓我們了解整個系統(tǒng)設計的步驟，包括原始資料的整理與分析、負荷計算、變壓器的選擇和斷路器的選擇和整個供電系統(tǒng)圖的設計；其次，是考察我們的思維方式， 包括一些設備參數(shù)的選取和更個系統(tǒng)的供電質(zhì)量的評定；最后，是對我們設計小組的團結(jié)合作精神的考驗，大家只有齊心協(xié)力才能更好的完成設計任務。本次課程設計使我們更加透徹的了解并很好的掌握了課本的理論知識，理論和實踐相結(jié)合使我們的學習事半功倍。三、課程設計要求在供配電及其照明技術(shù)課程設計中，設計的所有內(nèi)容應符合我國的供配電系統(tǒng)及其照明標準中的有關供配電系統(tǒng)的各項技術(shù)指標和參數(shù)要求和電氣設計規(guī)范，具體內(nèi)容見供配電及

3、其照明技術(shù)教材的附錄的說明；在課程設計的各種圖表中的符號要求符合供配電及其照明技術(shù)教材的附錄中常用圖形符號的說明；供配電及其照明系統(tǒng)設計中用到的產(chǎn)品應選擇比較知名廠家的產(chǎn)品；供配電及其照明系統(tǒng)設計中用到的名詞術(shù)語應與我國的供配電及其照明標準中的命名相一致。四、供配電部分的設計本課程設計包括供配電的設計和室內(nèi)照明設計兩部分，供配電部分涉及到負荷的計算和設備的選型，照明部分主要是照明的有關計算和燈具的選型，最后是繪制CAD圖。4.1 供配電部分的設計此設計包括系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計和系統(tǒng)實施等方面4.1.1系統(tǒng)分析該系統(tǒng)是對整個圖書館地下一層到地上五層的照明及供配電的設計，首先通過CAD圖我們分析并了

4、解了每層建筑的布局和用電要求質(zhì)量，還有每層的用電設備及其對照明的要求。具體分析如下：地下一層是整個圖書館的設備間，設有配電室、維修間；還有消防水泵的設備點和消防水池，還有一些附屬場所包括：會議室、校史展覽室、貴賓室、控制室、值班室、廁所等。該層設備容量較大，是整個建筑供電的核心部位，對用電質(zhì)量的要求較高，并要合理選擇供電設備。該樓層的有效面積是 2563.29 平方米，根據(jù)此面積可算出照明的一些數(shù)據(jù)。地上一層包括消防控制室、采編室、大會議室、小會議室、水池、花壇、期刊裝訂、放映室、值班室、休息室、400 座報告廳、儲藏室、總咨詢臺、廁所、讀者檢索、門廳、中廳、聯(lián)機檢索、館長室、辦公室等布局，其

5、中報告廳要單獨考慮，不僅因其面積大而且它對燈光效果要求和供電質(zhì)量要求都較高，該層的照明有效面積是4169.07平方米。地上二到五層是一般照明要求和供電質(zhì)量要求。在分析系統(tǒng)是要特別注意有效面積的選取，不要把房頂?shù)拿娣e計入在內(nèi)。4.1.2系統(tǒng)設計根據(jù)以上分析我們做出了該系統(tǒng)的初步設計，設計步驟和內(nèi)容如下：第一，先根據(jù)要求列寫出負荷清單，根據(jù)不同類型對用電設備進行分組，地下一層到地上五層的室內(nèi)照明歸為同一類用電設備，冷卻水泵、冷卻塔、送排風系統(tǒng)等我們歸為空調(diào)設備為一類用電設備，生活水泵、電開水爐、各為一類用電設備，音響和計算機設備為我們加的預留設備用電一組。具體的計算負荷見附錄一（計算負荷表格）第二

6、，供配電系統(tǒng)中設備的選型，通過負荷計算我們選擇了合適的變壓器和短路器，還有線路的選擇。鑒于設備的用途不同，在建筑中起的作用不同我們選擇了兩臺變壓器，型號分別為斷路器的型號：SN10-10/630變壓器型號：SC9-1600線路的選擇：照明：ZRYJV Ro=1.580 Xo=0.079電梯： ZRYJV Ro=1.128 Xo=0.078第三，除了正常的用電設備之外還有一些消防設備的供電不計入負荷計算，但要在供配電系統(tǒng)圖中顯示，所以，我們選擇兩臺變壓器，其中一臺作為備用電源，工作方式為暗備用。另外加了一臺容量大小合適的電動機作為備用電源供電，把主要設備掛在主電源上，消防設備和次要設備掛在備用電

7、源上， 從安全角度考慮我們把消防設備掛在了發(fā)電機上，以備在供電回路出現(xiàn)故障或發(fā)生火災事故時能及時有效的排除故障并盡可能的保障人身和財產(chǎn)的安全，減少事故損失。 具體的供配電系統(tǒng)圖見附錄二（供配電系統(tǒng)圖）。第四，開關柜的設計與繪制，根據(jù)供配電系統(tǒng)圖我們設計了高壓開關柜進線和出線方式和低壓開關柜的進線和出現(xiàn)方式，根據(jù)方式要求和方式畫法我們繪制出了開關柜的系統(tǒng)圖，詳情見附錄三（開關柜的設計）4.1.3系統(tǒng)方案的實施方案的實施包括設備的選型和校驗。按電壓分主要有高壓電氣設備和低壓電氣設備。其主要作用是電路的通斷。一、開關電器極其重要部分為觸頭，并具有較好的滅弧能力。1）. 電弧的主要影響：延長了電路的開

8、斷時間。電弧高溫燒壞開關的觸頭。觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)含有大量可被游離的電子。（內(nèi)因當分斷的觸頭間存在足夠大的外施電壓的條件下，而且電路電流也達到最小生弧電流，其間的介質(zhì)就會強烈游離形成電弧。（外因2）常用滅弧方法：速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長弧吹短滅弧法、粗弧分細滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法。3）對電氣觸頭的基本要求滿足正常負荷的發(fā)熱要求具有足夠的機械強度具有足夠的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定具有足夠的斷流能力二、按在電路的位置分1）變配電所中擔負輸送和分配電能任務的電路, 稱一次回路或一次電路, 或主電路、主接線。一次電路中的電氣設備一次設備。2）凡用來控制、指示、測量一次設備運行的電路稱二

9、次回路（電路、接線) 。二次回路通常接在互感器的二次側(cè)，二次電路的電氣設備稱二次設備或二次元件。三、 電氣設備選擇的共同原則1）常工作條件額定電壓和額定電流UIN eU w mN eI w m注：我國目前生產(chǎn)的電氣設備，設計時取周圍空氣溫度為40oC為計算值。度或 <度時，應修正。 0 標準環(huán)境溫度alI w.maxI al I N eal0 實際溫度 al 允許溫度2) 按短路情況來校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。imaxi3IshI maxI3Ish2tI2timattIt imat3) 按裝置地點的三相短路容量來校驗開關電氣的斷流能力（遮斷容量。I p3I N offS 3SN of

10、fk注：銘牌斷流容量值所規(guī)定的使用條件。4) 按裝置地點、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件及經(jīng)濟條件來選擇。四、高壓開關設備及選擇1）高壓斷路器功能：通斷正常負荷電流、接通和承受一定的短路電流、在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。斷路器的選擇：結(jié)合環(huán)境條件選用斷路器的型號和規(guī)格、據(jù)短路電流進行斷流容量 , 動、熱穩(wěn)定校驗、盡量維修方便，價格便宜，運行費用少等。2) 高壓開關柜按一定線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。用途作為電能接受、分配的通斷和監(jiān)視保護之用。類型： 1. 固定式 制造工藝簡單，節(jié)省鋼材，價格便宜，但體積較大防護等級較低； 2. 手車式 維護方便，安全可靠

11、，更換斷路器容易占用建筑體積少，價格高等。 （通過產(chǎn)品型號格式來了解） .3) 成套配電裝置：集開關、測量、保護、輔助設備于一體的配電設置。一次回路方案：指主回路中的各種開關、互感器和避雷器等元件的接線。編號： 1125二次回路方案：指測量、保護、控制和信號裝置的接線。開關柜按供電裝設了防止電氣誤操作的閉鎖裝置，即“五防”：防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛地線；防止帶地線合閘；防止誤入帶電間隙。注意操作順序：合閘：先合隔離開關，后斷路器分閘：先分斷路器，后隔離開關五、高壓開關柜的選擇選擇1) 據(jù)使用環(huán)境和工作條件決定開關柜類型和相應的電氣設備。2) 據(jù)變配電所一次電路

12、圖的要求并經(jīng)幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，優(yōu)選開關柜及其一次方案編號，并確定一、二次設備型號和規(guī)格。3) 結(jié)合控制、計量、保護和信號等方面要求，選用或自行設計二次接線，并確定二次設備型號和規(guī)格。4) 向廠家訂購時，應向廠家提供一、二次電路圖紙等有關技術(shù)資料。又稱為自動空氣開關、低壓空氣開關5) 能帶負荷通斷，又能在短路、過負荷和失壓等時自動跳閘。類型： 按用途分，配電線路用、 電動機保護用、 照明線路用、 漏電保護用； 按分斷性能分，一般型和限流型；按保護特性分，選擇型和非選擇型；按結(jié)構(gòu)型式分，塑料外殼式（裝置式和框架式（萬能式。六、低壓配電柜按一定線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種低壓成套配

13、電裝置。1 ）固定式PGL1已淘汰。PGL2還在中小型建筑的配電系統(tǒng)中使用。GDL1 、 GDL2、 GDL3 在電力系統(tǒng)用得較多，民用建筑僅用于三級及容量較小的二級負荷系統(tǒng)中。GGL 、 GGD等也使用較多。2 ）抽屜式外形緊湊，操作安全，易于檢修與維護，更換故障開關容易，縮短故障開關停電時間。常用的有 GCK及 GCL型及模數(shù)制的抽屜開關柜。 MUS及 MZS目前用在大容量一、二類建筑中。七、變壓器常用類型1）電力變壓器類別：1.按繞組導體分銅繞組、鋁繞組L；2. 按繞組絕緣類型分 (1) 油浸式 J：廣泛用作電力變壓器，與干式相比，具有較好的絕緣和散熱性能，價廉，不宜用于易燃、易爆場所。

14、 (2) 干式 G、C。用澆注的環(huán)氧樹脂作為絕緣和散熱介質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單體積小，重量輕，安全防火要求高的場所，廣泛用于民用建筑。(3) 沖氣式：多為六氟化硫3. 按容量系列分采用國際通用的 R10 容量系列。例： 100，125，160，200，250， 315， 400， 500， 630， 800， 1000， 1250，1600，2000 ，2500KVA。2） 臺數(shù)的選擇：據(jù)負荷性質(zhì)-可靠性要求一、二級負荷，宜選用兩臺，互為備用。二級負荷（無一級負荷時，也可采用一臺，但在低壓側(cè)應與其它備用電源聯(lián)絡。(1) 明備用：兩臺變壓器均按100%負荷選擇，一臺工作，一臺備用。(2) 暗備用：每臺變壓

15、器的容量均按最大負荷的70%來選擇，正常情況下兩臺變壓器都參加工作，每臺變壓器承擔50%最大負荷?？紤]經(jīng)濟運行，季節(jié)負荷較大時，可裝二臺以上的變壓器?？紤]負荷大小，車間原則上一臺，總負荷過大可裝兩臺，避免故障影響大?？紤]負荷的發(fā)展容量的選擇3）依據(jù)選擇標準：(1) 單臺變壓器SN TScSN TPccos 2變壓器最佳負荷率，一般為70%80%。cos 2補償后的平均功率因數(shù)。(2) 兩臺變壓器SN T0.7Sc任一臺變壓器單獨運行時，應滿足一二級負荷的需要。SN TSc 容量上限：車間變壓器，變壓器不宜超過16002000KVA；二層樓以上的干式變壓器其容量不宜大于 630KVA；居民小區(qū)變

16、電所的配電變壓器單臺不宜超過630KVA。五照明部分的設計該系統(tǒng)中的照明部分包括生活中的正常照明和應急照明，我們主要負責設計地上一層的照明設計，在這部分的設計中我主要擔當?shù)娜蝿站褪顷P于照明中的一些計算問題和數(shù)據(jù)的處理*5.2.1系統(tǒng)分析 ：地上一層的主要照明部分就是400 座的報告廳，該報告廳的有效面積有CAD圖的原始資料可知411 平方米， 根據(jù)燈的光效和壽命和適用場合我們選擇了2*2*36w的四管熒光燈， 光效選取70lm（熒光燈的光效范圍是2580lm），查表知熒光燈的平均照度是300lm，放映室對照明的光效要求較低所以我們選用2*36w 的雙管熒光燈，光效取50lm，其他場所按一般照明

17、來設計，選用 2*36w 的雙管熒光燈，光效取70lm，另外對于樓道門廳部位的照明按實際情況而定用多少等，對這些部位的照明的設計無特殊要求。5.2.2系統(tǒng)設計： 此系統(tǒng)設計包括大量的照明計算，用到的課堂上學到的公式和一些參數(shù)的查詢和驗證，基本的計算步驟如下：根據(jù)查表：閱覽室平均照度300lx ，選用 2*2*36W 的四管熒光燈，光效在 25-80lm/W 之間，我們選取70lm/w ，設地面高度為2.8m 桌面 0.75m光通量： 70*2*2*36=10080lm又公式sNUKEavA可得 Eav工作面平均照度，lx ；N照明器數(shù)；A工作面面積，m2；K維護系數(shù)?？梢缘贸?N 的值，有效面

18、積S=7.5*7.5=56.25m2N=200*56.25/5040RCR=5hrc(l+w)/l*w=5(2.8-0.75)(7.5+7.5)/7.5*7.5=2.73有效頂棚反射比Ao=7.5*7.5=56.25A 0ccA sA sA71 .2500 .69As=56.25+7.5*0.5*4=71.25iA i=0.5(0.5*7.5)*4+0.8*(7.5*7.5)/0A iA 0eA sA sA 0查表 RCR1=2， U1=0.61RCR2=3， U2=0.53UURCRRCR11CRRCRR210. 612.732（0.53320. 551 6N=300*411/10080*0

19、.5516*0.818盞L 豎 =3.25 ， L 橫 =2.75L1=3m,L2=16*2.8=4.48L2 L1, 所以合格。其他場所按一般照明設計，所用公式同上。0 .74* 56. 250.74 *71. 250 .74 * 56 .25。 5*7.5*4+7.5*7.5U2U 10. 61 ）5.2.3系統(tǒng)方案的實施：重點是燈具的選擇和布置，應符合表格中的標準。本課設我們采用了熒光燈（ YZ直管熒光燈， YH環(huán)管，YUU形管）本燈具的特點是： 壽命長（ 3000h) 、光效高（ 25 85lm/w) 、光譜成分好、表面亮度低、不能頻繁開閉（2h/ 次、點燃遲、有閃爍和頻閃效應、電壓影

20、響壽命（±10、受溫濕度影響（<7580%,18250C)。一、光源的選擇原則：1）按照明設施目的和用途選擇光源：辦公、工作、學習場所宜采用色溫較高的日光型光源，以提高工作、學習效率；休息場所宜采用色溫低的光源，已取得溫馨舒適的氛圍；在有高速機械運行的地方不宜用一般的氣體放電燈，以避免頻閃效應；頻繁操作的燈宜選用白熾燈，需要光的用白熾燈和鹵鎢燈2) 按環(huán)境要求選擇光源：有較大震動的環(huán)境中可使用氙燈；電壓波動大的地方不宜使用易熄滅的燈；低溫環(huán)境中，不宜用熒光燈以免啟動困難。3) 按投資和年運行費選擇光源：選用節(jié)電，光效高，壽命長的電源二、燈具的選擇1）合理的光特性：包括光強分布、

21、照明器表面亮度、保護角2）按環(huán)境條件選擇無特殊防塵防水要求選一般高效普通式燈具，有防塵防水要求按防護等級選。防火防爆3）按觸電保護要求選擇4）經(jīng)濟性：光輸出比高、利用系數(shù)高、壽命長、光通衰減少、安裝維護方便。5）外形與建筑協(xié)調(diào)5.2.4繪制 CAD圖： 根據(jù)以上計算出的等的盞數(shù)，結(jié)合房間的有效面積合理布局燈的位置并在CAD圖上繪制出來，達到設計目的, 完成設計任務。六、課程設計總結(jié)或結(jié)論供配電系統(tǒng)的設計已經(jīng)完成，對上述所列安排、步驟做如下總結(jié)：第一，首先要對圖書館的布局進行按圖分析進，了解其各部分分布情況，對其每個房間的用途進行統(tǒng)計， 列寫設備清單并分配用電等級，按負荷等級的不同要求選擇變壓器

22、和斷路器，并分析決定繪制出系統(tǒng)供電圖。第二，選擇性能較好的設備，保證室內(nèi)供電的質(zhì)量。第三，總之各個環(huán)節(jié)要銜接緊密，保證性能良好。第四，進行繪圖時使用CAD軟件繪圖，認真、仔細. 保證圖形美觀，明朗，清晰。通過該設計課題，讓我們掌握供配電及其照明技術(shù)總體設計方案和更加清晰的了解各建筑的功用和照明設計要求、安裝布局、使用方法以及在實際操作中的注意事項。七、課程設計感非常感謝學校給我們提供了這樣一個難得的機會，讓我們能夠?qū)λ鶎W知識進行檢驗和實踐，使我受益匪淺。 我們這次課程設計的主要任務就是完成圖書館地下一層到地上五層的照明布置和負荷計算， 根據(jù)要求和實際情況來選擇設備和燈具，然后按要求完成CAD平

23、面布置圖。 利用課本的理論知識結(jié)合實踐完成設計任務。對于這次供配電及照明課設，我們對課本上的知識有了更感性的認識，我學到如何計算照度及燈具選擇及怎樣布置開關線路發(fā)電機容量的選擇，高低壓供配電系統(tǒng)的擬定方法及變壓器的選擇，建立負荷統(tǒng)計計算表以及如何確定負荷等級。這次課程設計使我感覺到設計的困難和對專業(yè)知識掌握的程度不夠。這次設計也增強了我的實際動手動腦能力，增加了我對此專業(yè)的興趣，明白了建筑電氣在我們實際生活扮演著至關重要的角色，堅定了我學習的信心。在設計過程中遇到了許多問題，通過老師的耐心指導，并結(jié)合我所學知識，努力去解決問題，從而獲得了不少新的知識，這為我畢業(yè)設計及畢業(yè)后的工作打下了基礎，同時也使我認識到作為一名設計者嚴謹?shù)膽B(tài)度和細致的作風是多么重要，同組同學之間無私的互相幫助也同樣讓我很是感動。 總的來說這次課程設計的意義是十分重大的，它所帶給我的除了知識結(jié)構(gòu)的整合外，更重要的是，首先它讓我的綜合學習能力有了進一步的提升，再者它讓我更進一步認識到團隊合作的重要性，在設計中遇到困