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1、某高层建筑配电系统的设计1第1页，本讲稿共29页论文的主要内容论文的主要内容 本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则，着重于建筑电气本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则，着重于建筑电气的安全可靠性研究，特别是对高层建筑的供配电部分。的安全可靠性研究，特别是对高层建筑的供配电部分。第一第一章章 简要介绍了本论文的设计目的、设计范围、设计程简要介绍了本论文的设计目的、设计范围、设计程序和设计原则。序和设计原则。第二第二章章 主要介绍了本工程的供配电方案、负荷计算及电气设主要介绍了本工程的供配电方案、负荷计算及电气设备的选择。备的选择。第三章第三章 主要介绍本建筑的照明设计、应急照明设计以及做照度
2、计算。主要介绍本建筑的照明设计、应急照明设计以及做照度计算。第四章第四章 主要介绍本建筑的消防系统方案、报警设备的选择及布置主主要介绍本建筑的消防系统方案、报警设备的选择及布置主要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。第五章第五章 主要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。主要介绍本建筑的防雷接地保护及保护措施。2第2页，本讲稿共29页设计范围设计范围220/380V220/380V供配电系统；供配电系统；照明系统；照明系统；消防报警及联动；消防报警及联动；建筑物防雷、接地系统及安全措施。建筑物防雷、接地系统及安全措施。3第3页，本讲稿共29页 负荷分级和供电
3、方案负荷分级和供电方案 建筑电气负荷，根据建筑物在政治、经济上的重要性或用电设备对供电可靠建筑电气负荷，根据建筑物在政治、经济上的重要性或用电设备对供电可靠性的要求，分为三级。即一级负荷、二级负荷、三级负荷。性的要求，分为三级。即一级负荷、二级负荷、三级负荷。各级负荷用户和设备的供电措施，均与外部电源条件有关。各级负荷用户和设备的供电措施，均与外部电源条件有关。该建筑为二类建筑，负荷等级为二级。照明负荷电压等级为该建筑为二类建筑，负荷等级为二级。照明负荷电压等级为220，动力负，动力负荷电压等级为荷电压等级为380V,消防自动报警系统电压等级为消防自动报警系统电压等级为24V。一级负荷用户应由
4、两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不一级负荷用户应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。致同时受到破坏。二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供电或中断供电能及时恢复。电或中断供电能及时恢复。4第4页，本讲稿共29页 三路三路220/380220/380电缆都由室外引进，型号为电缆都由室外引进，型号为SCB9-1250/10 SCB9-1250/10 台台 ，配电箱和动配电箱和动力箱各设力箱各设4 4个，采用链式供电个，采用链式供电。本建筑的供电措
5、施本建筑的供电措施 三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，同一电压供电系统的变配电级数一般不宜多于三级。少配电级数，同一电压供电系统的变配电级数一般不宜多于三级。5第5页，本讲稿共29页配电方式工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线 本工程配电采用分区树干式，采用两路独立的10KV电源同时供电 6第6页，本讲稿共29页 本工程的负荷计
6、算负荷计算的方法负荷计算的方法 需要系数法、利用系数法、二项式法、单位面积功率法、需要系数法、利用系数法、二项式法、单位面积功率法、单位指标法。单位指标法。在本工程中，采用需要系数法进行计算。在本工程中，采用需要系数法进行计算。7第7页，本讲稿共29页 需要系数法需要系数法式中：式中：有功计算负荷，单位为有功计算负荷，单位为 KW；无功计算负荷，单位无功计算负荷，单位kvar;视在计算负荷视在计算负荷,单位为单位为KVA;计算电流计算电流,单位为单位为A;用电设备的总容量用电设备的总容量,单位为单位为KW;用电设备功率因数正切值用电设备功率因数正切值;需要系数需要系数;用电设备额定电压，单位为
7、用电设备额定电压，单位为V.8第8页，本讲稿共29页 电气设备的选择1.1.低压断路器低压断路器 ：低压断路器又称自动开关，它是一种既有手低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。器。在选择低压断路器时应满足下列条件：在选择低压断路器时应满足下列条件：低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电
8、压；低压断路器的额定电流不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；低压断路器的额定电流不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流。低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流。依据断路器的选择原则，本次设计采用德力西集团生产的依据断路器的选择原则，本次设计采用德力西集团生产的D20D20系列塑壳式断系列塑壳式断路器路器。9第9页，本讲稿共29页2.导线型号及截面的选择导线型号及截面的选择 从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比
9、铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。的电流阻抗则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。导线绝缘及护套材料则选择塑料绝缘导线，其绝缘性能好，制造工艺导线绝缘及护套材料则选择塑料绝缘导线，其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。本设计中，根据全国民用建筑工程设计技术措施当相线截面不大于本设计中，根据全国民用建筑工程设计技术措施当相线截面不大于3535mmmm2 2时，各保护线截面和相线截面相同
10、。当相线截面大于时，各保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于3535mmmm2 2时，各保护线截面时，各保护线截面至少为相线截面的一半。除消防电缆用的至少为相线截面的一半。除消防电缆用的ZRZR型，别的都用的型，别的都用的VVVV型的；导线都选择型的；导线都选择的的BVBV型。型。10第10页，本讲稿共29页照明设计照明设计主要用于居住、娱乐、社交活动等房间内的照明，设计方向主要是照主要用于居住、娱乐、社交活动等房间内的照明，设计方向主要是照明的舒适感和艺术效果。明的舒适感和艺术效果。对于办公室照明，为提高可见度和有利于节能，应尽量将灯光集对于办公室照明，为提高可见度和有利于节能，应尽量将灯
11、光集中于工作区内。中于工作区内。对于门厅、楼梯、走廊等场所，照明主要是导向作用和保证安全。这对于门厅、楼梯、走廊等场所，照明主要是导向作用和保证安全。这些场所的垂直照度比水平照度更为重要。些场所的垂直照度比水平照度更为重要。对于建筑立面照明的处理，应充分利用建筑物本身的各种特点和对于建筑立面照明的处理，应充分利用建筑物本身的各种特点和周围环境特点，创造出良好的艺术气氛和效果。周围环境特点，创造出良好的艺术气氛和效果。11第11页，本讲稿共29页照明光源选的原则 发光效率高；显色性好，即显色指数高；使用寿命长；启点可靠、方便、快捷；性能价格比高。12第12页，本讲稿共29页电缆选择原则 根据计算
12、负荷电流选断路器整定值；根据断路器整定值选电缆;导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。据工程实践，各照明回路选线均为：BV-2*2.5，穿PVC管敷设 13第13页，本讲稿共29页 照度计算 照度计算的方法有利用系数法、单位容量法、查概曲线法、照度计算的方法有利用系数法、单位容量法、查概曲线法、逐点计算法等。逐点计算法等。本工程用利用系数法计算。本工程用利用系数法计算。计算步骤计算步骤 计算步骤根据灯具的布置，确定室空间高度计算步骤根据灯具的布置，确定室空间高度h；计算室空间比计算室空间比R
13、CR；确定反射系数确定反射系数；确定利用系数确定利用系数；确定布置灯具的光通量确定布置灯具的光通量；确定减光系数确定减光系数K；计算平均照度和实际平均照度。；计算平均照度和实际平均照度。14第14页，本讲稿共29页 计算公式计算公式 室空间比计算公式室空间比计算公式 式中，式中，hCRhCR为是空间高度；为是空间高度；l l为房间长度；为房间长度；b b为房间宽度。为房间宽度。工作面上的平均照度工作面上的平均照度 式中式中n n为灯的个数；为灯的个数；S S为受照工作面面积。为受照工作面面积。工作面上的实际平均照度工作面上的实际平均照度 式中式中K K为减光系数。为减光系数。15第15页，本讲
14、稿共29页以某个办公室为例以某个办公室为例 办公室长为办公室长为7.77.7m m，宽为，宽为8 8m m，室空间高度为，室空间高度为3m3m，采用嵌入式铝格栅，采用嵌入式铝格栅荧光灯荧光灯YG15-2YG15-2（3 33 30W0W）做照明，顶棚有效反射比为）做照明，顶棚有效反射比为7 70%0%，墙壁的，墙壁的有效反射比为有效反射比为2 20%0%。照度标准为。照度标准为2 200 xl00 xl。1.1.确定布置方案确定布置方案 办公室的面积为办公室的面积为7.77.78 8=61.661.6，照度标准为，照度标准为2 200 xl00 xl，单位面积安装功率为，单位面积安装功率为9.
15、59.5W/W/，则灯具安装个数为，则灯具安装个数为 实际安装为实际安装为6 6个。个。查表可知，该种灯具的最大距高比为查表可知，该种灯具的最大距高比为1.251.25，即，即l/=1.25l/=1.25，则灯具间的，则灯具间的合理距离为合理距离为 。该布置方案的实际灯距为该布置方案的实际灯距为 满足要求。满足要求。16第16页，本讲稿共29页2.2.用利用系数法计算照度用利用系数法计算照度 计算室空间比计算室空间比RCRRCR 确定利用系数确定利用系数 查表可知，查表可知，=7 70%0%，=5 50%0%，RCR=RCR=3 3时时 =0.5 =0.57 7；=7 70%0%，=50%50
16、%，RCR=4RCR=4时时 =0.=0.5050。运。运用插入法可知，用插入法可知，=70=70%，=5 50%0%，RCR=RCR=3.83.8时时 =0.5 =0.56 6.确定布置灯具的光通量确定布置灯具的光通量 查表可知查表可知嵌入式铝格栅荧光灯嵌入式铝格栅荧光灯（3 34 40W0W）光通量）光通量=40004000mlml。確定减光系数確定减光系数 查表可知，办公室的查表可知，办公室的K=K=0.80.8。计算平均照度计算平均照度 计算实际平均照度计算实际平均照度 计算结果满足照度。计算结果满足照度。17第17页，本讲稿共29页应急照明设计应急照明：应急照明：当工作照明因故障全部
17、熄灭后，当工作照明因故障全部熄灭后，供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为应急照明。为应急照明。本工程的应急照明包括疏散照明和备用本工程的应急照明包括疏散照明和备用照明。疏散照明主要分配在走廊、餐厅等照明。疏散照明主要分配在走廊、餐厅等人员密集或出口处。人员密集或出口处。18第18页，本讲稿共29页 消防系统方案 本建筑为二级保护对象，采用集中报警系统。本建筑为二级保护对象，采用集中报警系统。专设消防控制室，专设消防控制室，其中设有集中报警控制器一台，联动盘、广播盘、控制盘各一台其中设有集中报警控制器一台，联动盘、广播盘、控制盘各一台。本综合楼的消防报警总体
18、设置如下：本综合楼的消防报警总体设置如下：火灾自动报警系统：采用集中报警系统。火灾自动报警系统：采用集中报警系统。联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。播。设应急照明系统
19、，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池。路电源切换，末端自投或自带蓄电池。19第19页，本讲稿共29页消防控制器的选择 报警控制器的选择首先要满足报警器的容量应大于报警控制器的选择首先要满足报警器的容量应大于系统的容量。在选择容量时宜留有余量，以备建筑内部系统的容量。在选择容量时宜留有余量，以备建筑内部功能调整和发展需要。工程规模较小，报警区域及探测功能调整和发展需要。工程规模较小，报警区域及探测区域不多，联动工程较少且控制点数不多时，可采用多区域不多，联动工程较少且控制点数不多时，可采用多
20、线制报警器，以减少工程设备费用。反之，宜采用总线线制报警器，以减少工程设备费用。反之，宜采用总线制报警器。本工程采用二总线制火灾报警控制器。制报警器。本工程采用二总线制火灾报警控制器。20第20页，本讲稿共29页探测器的选择1.1.点型火灾探测器的选择：点型火灾探测器的选择：下列场所宜选择点型感烟探测器下列场所宜选择点型感烟探测器饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等；饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等；电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等；电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等；楼梯、走道、电梯机房等；楼梯、走道、电梯机房等；书库、档案库等；书库、档案库等；
21、有电气火灾危险的场所。有电气火灾危险的场所。21第21页，本讲稿共29页2 2、感温探测器的选择、感温探测器的选择 符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器相对湿度经常大于相对湿度经常大于95%95%；无烟火灾；无烟火灾；有大量粉尘；有大量粉尘；在正常情况下有烟和蒸汽滞留；在正常情况下有烟和蒸汽滞留；厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；吸烟室等；吸烟室等；其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。在本设计中，依据火灾探测器的选择原则，办公室及在本设计中，依据火灾探测器的选择原则，办公室
22、及走廊等均采用感烟探测器，食堂操作间则采用感温探测器。走廊等均采用感烟探测器，食堂操作间则采用感温探测器。22第22页，本讲稿共29页探测器的计算与布置以厨房为例以厨房为例a.a.确定感温探测器的保护面积确定感温探测器的保护面积A A和保护半径和保护半径R R，因为：，因为：保护区域面积：保护区域面积：S=S=75.275.2房间高度房间高度 h=3m h=3m，即，即h8mh8m,屋顶坡度屋顶坡度1515查表得，感温探测器：保护面积查表得，感温探测器：保护面积 A=A=6 60 0,保护半径保护半径 R=R=4.44.4m m。b.b.算所需探测器数算所需探测器数N N根据建筑设计防火规范，
23、该建筑物属于二级保护建筑，取根据建筑设计防火规范，该建筑物属于二级保护建筑，取K=0.9K=0.9。N N取取2 2。c.c.确定安装间距确定安装间距a a、b b:a=2m,b=6.4m a=2m,b=6.4m校核：校核：r=r=3.3m=3.3m即即rRrR符合保护半径要求。符合保护半径要求。23第23页，本讲稿共29页消防广播与报警按钮等设备的布置 消防广播：消防广播：其数量应能保证从一个防火分区内的任何部其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于位到最近一个扬声器的步行距离不大于25m25m。走道最后一个。走道最后一个扬声器距走道末端不大于扬声器距走道末端
24、不大于12.5m.12.5m.消防专用电话消防专用电话为独立的消防通信系统，设置消防专用电话主机。为独立的消防通信系统，设置消防专用电话主机。手动报警按钮、消火栓按钮处设置消防电话塞孔。电话塞孔在墙上手动报警按钮、消火栓按钮处设置消防电话塞孔。电话塞孔在墙上安装时，其底边距地高度应在安装时，其底边距地高度应在1.31.5m1.31.5m。手动报警按钮：手动报警按钮：报警区域内每个防火分区应至少设置一只手报警区域内每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动报警按钮的步行距离，不宜大于动报警按钮
25、的步行距离，不宜大于30m30m。24第24页，本讲稿共29页 手动报警按钮分布手动报警按钮分布 、报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动火灾报警按、报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动火灾报警按钮，手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。安装在墙上钮，手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。安装在墙上距地（楼）面高度距地（楼）面高度1.5m1.5m处，且应有明显的标志。从一个防火分区内的处，且应有明显的标志。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的步行距离，不应大于任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的步行距离，不应大于3030米。米。2 2、在公共活动
26、场所（包括大厅、走廊、餐厅等）及主要通道等处，、在公共活动场所（包括大厅、走廊、餐厅等）及主要通道等处，人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮。出入口设置手动火灾报警按钮。消防控制室消防控制室本工程的消防控制室设于相邻高层住宅楼中。本工程的消防控制室设于相邻高层住宅楼中。25第25页，本讲稿共29页 建筑物的防雷保护建筑物的防雷保护 本建筑物属于第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入本建筑物属于第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入波的措施。波的措施。防直击雷：防直击雷：第一、二类建筑物
27、装设独立避雷针或避雷线（网），第一、二类建筑物装设独立避雷针或避雷线（网），使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。的保护范围内。防感应雷：防感应雷：对非金属屋面应敷设避雷网，室内一切金属管道和对非金属屋面应敷设避雷网，室内一切金属管道和设备，均应良好接地并且不得有开口环路，以防止感应过电压；设备，均应良好接地并且不得有开口环路，以防止感应过电压；防雷电侵入波：防雷电侵入波：低压线路采用全电缆直接埋地敷设；架空线路采用低压线路采用全电缆直接埋地敷设；架空线路采用电缆入户，电缆金属外皮与电气设备接地相连；对
28、低压架空进出线，电缆入户，电缆金属外皮与电气设备接地相连；对低压架空进出线，在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道，在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处，应与防雷接地装置相连。在进出建筑物处，应与防雷接地装置相连。26第26页，本讲稿共29页本综合楼的防雷接地保护措施本综合楼的防雷接地保护措施 防直击雷采用在建筑物屋顶装设避雷带做接闪器，避雷带采用防直击雷采用在建筑物屋顶装设避雷带做接闪器，避雷带采用254254热镀锌扁钢沿屋面敷设，间距热镀锌扁钢沿屋面敷设，间距1 1米。凡突出屋面的所有金属管米。凡突出屋面的所有金属管道，应装设避雷带就近
29、与防雷装置相连。引下线利用外墙结构柱道，应装设避雷带就近与防雷装置相连。引下线利用外墙结构柱内二根主钢筋（内二根主钢筋（216216），可靠焊接做引下线，上部与避雷），可靠焊接做引下线，上部与避雷带焊接，下部与接地装置相连接。带焊接，下部与接地装置相连接。防雷电波入侵，进出建筑物的各种金属管道及电器设备的防雷电波入侵，进出建筑物的各种金属管道及电器设备的接地装置应在进出处于防雷接地装置可靠连接。接地装置应在进出处于防雷接地装置可靠连接。27第27页，本讲稿共29页 总总 结结 本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则,着着重于建筑电气的安全可靠性研究重于建筑电气的安全可靠性研究,特别是对高层建特别是对高层建筑的供配电部分。限于篇幅筑的供配电部分。限于篇幅,论文对建筑电气设计的论文对建筑电气设计的适用性和经济性涉及偏少。本论文在学习的基础上，适用性和经济性涉及偏少。本论文在学习的基础上，汲取前人的经验和积累汲取前人的经验和积累,力求贴近实际。但由于建力求贴近实际。但由于建筑电气内容广泛筑电气内容广泛,无法兼顾无法兼顾,许多方面涉及尚浅，设许多方面涉及尚浅，设计制图还有很多不足之处。计制图还有很多不足之处。28第28页，本讲稿共29页29第29页，本讲稿共29页