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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。小区住宅电气设计-闽西职业技术学院毕业设计（论文）小区住宅电气设计姓名：谢秀丽系别：电气工程系年级：2011级专业：建筑自动化指导老师：戴寿超答辩日期：2014年1月11日-摘要本工程为6层的民用普通高层建筑，为三类高层建筑，按三级负荷供电。在本设计中，要求完成对某小区住宅楼强电系统设计，主要包括低压供配电系统、照明系统、防雷与接地系统等设计，其中以强电系统设计为主。论文针对民用高层建筑电气的设计和使用需要，在重点表述强电系统设计与计算的同时，侧重于电气基本理论和基本知识。设计中，总体按照民用建筑设计规
2、范来建立设计的整体思路，并完成强电系统的负荷计算、设备选型、系统构成、照度计算以及施工图的绘制，包括系统图和平面图等。本小区电气设计作为毕业设计，其目的是通过切身实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为即将面临的工作奠定坚实的基础。关键词配电系统，照明，负荷，防雷接地目录摘要1.绪论11.1工程概况11.2设计依据12.配电系统设计22.1设计要求22.2低压配电系统线路的选择22.2.1.低压线路接线方式22.2.2.负荷等级及电源32.3设备安装42.4电能计量方式选择43.照明系统的设计53.1照明系统的概述53.1.1照明系统的目的与要求53.
3、2负荷计算(需要系数法)53.3设备选型83.3.1断路器的选择83.3.2隔离开关的选择93.3.3线缆的选择93.3.4配电箱的选择94.防雷接地系统设计104.1建筑物防雷等级确定104.1.1接地内容与设计方案114.2防雷内容与设计方案125.结论14参考文献14附设计图纸1.绪论1.1工程概况本次设计具体项目为某小区住宅楼住宅小区项目。本设计为普通民用住宅，为三类建筑，按三级负荷供电,按三类防雷建筑物设计防雷。本设计配电系统采用三相五线制电压为，380/220伏接地形式采用TN-C-S系统进户处设重复接地，采用综合接地方式，接地利用建筑物基础作接地极，接地电阻不大于1欧。电源进线采
4、用YJV220.6/1KV铠装电缆直埋引入，埋地深度0.8米。本次电气系统设计主要包括：低压供配电系统设计，照明，防雷与接地系统。照明设计，主要针对一般照明进行设计。设计的内容主要是选择合适的灯具使房间能够达到所要求的照度要求，设计中采用单位容量法进行照度计算。防雷接地设计，根据防雷等级进行设计，对主要建筑物和电气设备采取防雷和接地措施，以保护国家财产免遭损失和保障人身安全，接地系统采用TN-S方式。1.2设计依据1、民用建筑电气设计规范JGJ16-20082、供配电系统设计规范GB50052-953、低压配电设计规范GB50054-954、建筑照明设计标准GB50034-955、建筑物防雷设
5、计规范GB50057-94(2004)6、国家及地方其他有关行业规2.配电系统设计2.1设计要求供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。2.2低压配电系统线路的选择2.2.1.低压线路接线方式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：特点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
6、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。接线图见下图4-12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。接线方式见下图4-23树干式系统：特点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
7、少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混合使用。接线图见下图4-34链式系统：特点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。接线方式见下图2-4图2-1低压放射式线路图2-2低压环形线路（a）低压母线放射式配电的树干式（b）低压“变压器-干线”的树干式图4-3低压树干式线路M1M2M3M4（a）连接配电箱(b)连接电动机图4-4低压链式线路本工程采用的是树干式低压配电线路2.2.2.负荷等级及电源1.本工程为三类普通建筑各层均有电气竖井和配电小间。电表间、电梯电源、公共照明等重要电力
8、设备为三级负荷。2.根据负荷分级要求及供电要求，由小区市政变电站引入一路380V低压电源位于一层的电表间。进线电缆采用YJV22型铠装电力电缆，进入建筑物处穿钢管保护，保护管伸出建筑物基础至室外手孔井，电缆在建筑物内主要沿电气井道桥架内敷设。3.各单元由电表间总箱采用BV线，放射式向住户供电；电梯、消防设备，公灯采用两路专用回路末端自动互投方式供电。4.每单元住宅的电源进线引入处做重复接地，并进行等电位联结。2.3设备安装1.居住照明灯具仅设掉线裸灯头，以便业主入住后更换灯具；卫生间、厨房、阳台均配置防潮灯头。2.空调电源插座普通电源插座与照明分设独立回路。3.所有插座回路均设剩余电流保护器（
9、动作电流30mA，动作时间不大于0.1s）。4.本工程在电表间、电信间以及电梯机房等处设置备用应急照明，其照度不低于正常工作照度；疏散走到的地面照度不应低于0.5lx；人员密集的场所地面最低照度不应低于1.0lx，楼梯间内的地面最低水平照度不应低于5.0lx。5.应急照明灯具的选型应符合消防局的有关规定，设玻璃或其他非燃烧材料制作的保护罩，并能瞬时点亮照明光源。6.本工程所有灯具均需加装PE线。2.4电能计量方式选择本设计住宅用电计费，采用一户一表制的分户计量方式。公共用电按电能分配的形式分配至各户的计量表上，为便于查表每户的电能计量采用将户电表统一集中在首层电表箱内，表箱安装便于查表易于操作
10、的地方。每户户内可以安装终端配电箱。为防止电气线路发生故障时零线可能带电，一般情况下每户电表后的入户线的保护电器，应安装单向双极断路器，进入户内的单相交流电源线的相线和零线从断路器的下端分至户内配电箱。从集中电表箱至各户采用放射式配电，为以后实现采用自动检查、计量、收费方式创造条件。在线路敷设方面，应重视管线的一次到位问题，特别是暗敷线路，应考虑发展的需要，留有余量，线径适当选大些。各户电能表选用DD862-4-10型，最大电流为40A，楼梯用电选用DD862-4-5型，最大电流为20A，均符合本设计要求。3.照明系统的设计3.1照明系统的概述3.1.1照明系统的目的与要求照明系统是电气工程中
11、的一个重要组成部分，一般规定在进行照明设计时，应根据视觉要求，作业性质和环境条件，使工作区或空间获得：良好的视觉功效，合理的照度和显色性，适宜的亮度分布，以及舒适的视觉环境。在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系、合理使用建设资金与采用节能高光效灯具等技术经济效益的关系。设计要求:1.有利于对人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，防止人与环境之间失去协调；2.重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响；3.创造适宜的亮度分布和照度水平，限制眩光减少烦躁和不安4.处理好光源色温和与显色性的关系、一般显色指数与特殊显
12、色指数的色差关系，避免产生心理上的不平衡、不和谐感。5.有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗指标。照明灯具不宜选用悬挂灯具。照明以白炽灯和荧光灯为主。卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸上面及背后。开关如跷板式时宜设于卫生间门外。照明与插座宜分开配线，并且在分支回路上应装有过载、短路保护并应在回路中装设漏电保护和有过、欠电压保护功能的保护装置。3.2负荷计算(需要系数法)住宅（带阁楼）户型建筑建筑面积116.64，住宅用电负荷标准选负荷为16kw；商铺户型建筑建筑面积64.97、73.75，商铺用电负荷标准选负荷为8kw；1.用户配电箱AL1用户配电箱AL2用户配电
13、箱AL3风机房配电箱B1APE(F)-1风机房配电箱B1APE(F)-2井道配电箱12AP(T)公共配电箱B1AL水泵调压配电箱12AP(S)1单元配电箱2单元配电箱3单元配电箱11)总负荷计算(1)AP1(2)AP23.3设备选型3.3.1断路器的选择本工程所有设备均采用ABB的产品。根据以上负荷计算，设备选型如下：1用户配电箱内断路器的选择1）照明回路断路器选DPN-16A。2）插座回路断路器选DPN-16A+Vigi30mA/t0.1s。3）厨房插座回路断路器选DPN-16A+Vigi30mA/t0.1s。4）卫生间插座回路断路器选DPN-16A+Vigi30mA/t0.1s。5）空调插
14、座回路断路器选DPN-20。2.风机房配电箱内断路器的选择1）排烟风机回路断路器选C65N-D40A/3P。2）排风回路断路器选C65N-D10A/3P。3井道配电箱内断路器的选择1）机房照明回路断路器选C65N-C16A/2P。2）机房插座回路断路器选C65N-C16A/2P+Vigi30mA/t0.1s。3）井道照明回路断路器选C65N-C16A/2P。4）机房插座回路断路器选C65N-C16A/2P+Vigi30mA/t0.1s。5）电梯控制箱回路断路器选NSE100N/4P/ELA+Vigi1000mA/t0.1s。4公共配电箱内断路器选C65-C16/2P。5.单元配电箱内断路器选N
15、S160-TM/4P。6.总配电箱内断路器选NS400N-200A/4P。3.3.2隔离开关的选择1.井道配电箱隔离开关选FB-80A/3P。2.风机房配电箱隔离开关选FB-40A/3P。3.公共配电箱隔离开关选FB-50A/3P。4.水泵挑眼方配电箱隔离开关选FB-32A/3P。3.3.3线缆的选择1室内导线选BV-310.0-PVC32。2单元配电箱到终端箱导线选BV-410.0+15.0-PVC32。3总配电箱到单元配电箱电缆选YJV-450+125-SC70。4进线电缆选YJV22-4120-SC100。3.3.4配电箱的选择1.用户终端箱选ACM08FNBES。2.配电箱选MLRB4
16、。3.换热站配电箱选MLRB4。4.单元配电箱选SDB-FB518MS。5.车库总配电箱选SDB-FB512MS。4.防雷接地系统设计4.1建筑物防雷等级确定建筑物的防雷设计，应认真调查地质、地貌、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理。本建筑位于长春市，其建筑物长52.80m，宽13.00m，高30.80m，当地平均雷暴日为36.6d/a。1.本建筑物年预计雷击次数应按下式确定N=kNgAe式中N-建筑物预计雷击次数，次/a；k-校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结
17、构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水漏处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，及特别潮湿的建筑物取1.5；Ng-建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/（km2*a）；Ae-与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，km2。2.雷击大地的年平均密度应按下式确定Ng=0.024Td1.3式中Td-年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定，d/a。3.建筑物等效面积Ae应为其实际面积向外扩大后的面积。建筑物高度小于100米时，其每边的扩大宽度的等效面积应按下式计算确定式中D-建筑物每边的扩大宽度，m;L、W、H-分别为建筑物的长宽高，m;在本工程中L=52.80mW=13.
18、00mH=30.80mk=1Td=36.6d/a次/a.本工程属于三类防雷建筑。图4-1建筑物的等值受雷面积4.1.1接地内容与设计方案等电位联结是防止间接接触电击、防雷以及保证电子设备正常工作的简单有效的措施，规范GB5O054-95明确提出重视人身安全的思想。由于家庭住宅关系每个人的切身利益，这就要求电气设计首先要从供电系统上考虑用户的使用安全。TNS系统最能满足这一要求，但由于目前低压供电系统多采用TNC系统，作为用电者，多数情况下电源是直接引自市电或引自附近的变电所。不可能再专门引一根PE线，使其成为TNS系统。因此可在电源人户重复接地时将N线与PE线分开，建筑物内的PE线与N线实行电
19、气绝缘，所有不应带电部分均与PE线做电气联接。这样对住宅来讲，即采用了也完全满足要求的TNCS系统，PE线在正常情况下不通过电流，PE线上无电压。只有发生接地故障时才有电压，同时不应带电体通过PE线构成了等电位联结，即使出现故障电压，由于没有电位差，没有电流通过人体，因而保障了人身安全。对于防止直接触电，可采用安全型插座及加装漏电保护装置的方法，安全型插座作为防止直接触电的主保护，住户配电箱内的漏电保护装置作为后备保护。住宅中涉及人身安全的另一个重点是浴室，人体在浸湿状态下允许通过的电流为50mA，安全接触电压为25V，因此从安全角度出发，住宅浴室(有的浴室放在卫生间内)应做局部等电位联结，在
20、卫生间墙内或地板内暗敷254的镀锌扁钢与卫生间内的水管、暖气片、洗脸盆、坐便器、金属地漏、浴盆、扶手、浴巾架、浴帘杆、毛巾架及地面、墙内钢筋网做等电位联结连通。建筑物电气装置在电源进线处，还应实施总等电位联结，并采用联合接地，宜利用建筑物基础做接地装置。为有效保证人身安全住宅内应设两级漏电保护。第一级设在用户配电箱处，在插座回路上装设，目的是保护人身安全，应选用瞬时动作、动作电流30mA的漏电开关第二级设在住宅楼总配电箱处，在总开关上装设，目的是防止接地故障引发的火灾，应选用延时动作、动作电流为300mA500mA的漏电开关，以便与下一级保护在动作时限和动作电流上取得配台。本设计电源在总配电箱
21、处做重复接地,与防雷接地共用接地极.卫生间设等电位端子箱进行局部等电位联结,进出建筑物的金属管道应与接地极可靠连接.做总等电位接地。本工程采用联合接地形式，要求接地电阻不大于10欧,施工后实测如不符要求,需补打人工接地极。4.2防雷内容与设计方案防雷内容一般可分为：防直击雷，防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言，一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器，然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网，柱主钢筋作为引下线，基础钢筋作为接地装置，这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害，可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地，同时安装避雷器
22、或其它型式的过电压保护器。按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性及后果，将建筑物的防雷等级分为三类，对于住宅来说，具体分类如下：一类防雷建筑物：40层及以上或建筑高度超过100m的住宅建筑；二类防雷建筑物：19层及以上或建筑高度超过50m的住宅建筑；三类防雷建筑物：雷电活动比较弱的地区为25m以上，雷电活动强烈地区高度为15m以上，建筑群边缘地带的高度为20m以上的建筑物。预防雷电的方法有“抗”和“泄”两种，现阶段主要采用的方法是“泄”。防雷系统就是由三部分组成的泄电回路，即由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其作用是把雷电流泄人大地，避免直接雷击造成机械破坏、电磁力破坏或热效应
23、破坏。对于不同防雷等级的建筑物，在进行防雷设计时，对防雷系统的三部分要求是不同的。对于第一类防雷建筑物，必须采取全面的保护措施，以防直雷和雷电波沿着管线侵入所引起的破坏性后果。对于防止直击雷，可在建筑物顶部安装架空避雷网或避雷针。避雷网的网格尺寸不应大于5m5m或4m6m。独立的避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10R。为防雷电感应，建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的排放管、风管等金属物，均应接到防雷电感应装置上。金属屋面周边每隔18m-24m采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋
24、面，其钢筋宜焊接成闭合回路，并应每隔18m24m采用引下线接地一次。当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷针时，可将避雷针或网格不大于5m5m或4m6m的避雷网或其混合组成的接闪器直接装在建筑物上，避雷网应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设。建筑物应装设均压环，环间垂直距离均应连到环上。均压环可利用电气设备的接地干线环路。第三类防雷建筑物的防雷措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于2020m或24mx16m的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边
25、敷设一圈避雷带。建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，利用基础内钢筋作为接地体时，埋设在周围地面以下距地面不小于0.5m。本建筑物为三类防雷建筑,采用10镀锌园钢作避雷带,利用构造柱内四根主筋做防雷引下线,要求钢筋必须焊接组成不大于2020m或24mx16m的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，利用基础内钢筋作为接地体时，埋设在周围地面以下距地面不小于0.5m。本建筑物为三类防雷建筑,采用10镀锌园钢作避雷带,利用构造柱内四根主筋做防雷引下线
26、,要求钢筋必须焊接。5.结论毕业实习和毕业设计马上就要结束，通过这一段的实习、毕业设计的学习使我在总结四年专业知识的同时更加巩固了这些知识。并在知识的广度和深度上有所提高。使许多设计思想上从感性认识阶段上升到了理性认识阶段，培养了专业业务能力，锻炼了实践工作水平，为毕业之后的工作打下了一个良好的基础。我的毕业设计的课题是住宅小区强。通过这次毕业设计我重新复习了大学期间所学的专业知识，大大的开拓了知识视野，懂得了怎样把知识与实践相结合。在设计过程中，遇到不懂得问题，我们能够积极的讨论，认真的研究，直到把问题解决。同时，我也查阅了大量的专业书籍，在查阅与学习的过程中使我的专业知识面得到了拓宽，对建
27、筑电气的前沿知识也有了一定的了解，并能够熟练的应用AutoCAD进行绘图，而且能够读懂一般的电气施工图，培养了对施工现场的运用能力。此外，不仅掌握了电气施工设计的方法，而且也提高了看图和计算机的运用能力，对我此次的毕业设计和专业知识的扩充和积累起到了重要的作用。由于设计时间以及本人目前的能力水平有限，本次设计中难免有疏漏和错误之处，敬请各位老师批评指正。参考文献1俞丽华，电气照明，上海同济大学出版社，2001年9月2戴瑜兴，民用建筑电气设计手册，北京中国建筑工业出版社，2002年5月3胡乃定编著，民用建筑电气技术与设计北京清华大学出版社，1993年4刘思亮建筑供配电，北京中国建筑工业出版社，2001年5梁华，建筑弱电工程设计手册，北京中国建筑工业出版社，2002年5月6陈一才编著，楼宇自动化手册，北京中国建筑工业出版社，1994年7叶选，有线电视及广播，中国人民交通出版社，2001年