住宅小区供配电系统设计.docx
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住宅小区供配电系统设计
XX学院
毕业论文（设计）
住宅小区供配电系统设计
Residentialquartersforthedistributiondesign
系别物理与电子信息工程系
专业电气工程及其自动化
学号XX
姓名XX
指导教师XX
2009年5月10日
摘要
要提高高层建筑配电系统的可靠性，要正确选择各类配电设备的容量，就必须科学、合理的进行负荷计算。
本文对符合计算中的相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择做了较为详细的论述，提出了一些进一步提高配电系统可靠性的措施，并结合工程实例进行负荷计算，计算结果证明本文所述方法是正确合理，可在实际中应用。
高层建筑比一般建筑遭受雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷击，损失将非常严重。
另外，普通建筑物防雷系统不但不能保护高层建筑物内的电子设备与计算机系统，反而可能会引入雷电。
因此，高层建筑的防雷保护就越显重要，相应地对防雷保护提出了更高的要求。
本文对于高层建筑物的防雷保护措施做了较为仔细的分析。
关键词：
配电系统;负荷计算;防雷设计；照明
Abstract
Inordertoimprovethereliabilityofpowerdistributionsystemofhighbuilding,choicecapacityofpowerdistributiondebicerightly,itisnecessarytocalculatechargerightly,theauthoranalyacsandinvestigatcsrelativequestionwithchargecalculation,expatiatesparticularlycapacitychoiceofimportantequipment,putsforwardthesemeasurebeingusedtoimprovethereliabilityofpowerdistributionsystem,makeschargecalculationcombinationtoprojectexample,theresultshowsthatthesemeansisrightandreasonable,thesemeanscanguideprojectpractice.Highbuidingiseasysufferedfromlightningstroke,incasebeingsufferedlightningstroke,itshouldbringhugelosing,lightningprotectionsystemofcommonbuildingcannotprotectelectronicdevice,onthecontrary,itmayintoducelifhtningthereforehighbuilding’slightningprotectionismoreimportant.Theauthoranalysesandresearchthesequestionofovervoltageandoflifhtningstroke,putsforwardthesemeansoflightningprotescitionofinhighbuilding.
Keywords:
powerdistributionsystem;loadcalculationsynthetic;lightningprotection；Illumination
附录1小区整体低压配电平面布置图
附录2小区1号楼与4号楼低压配电平面布置图
附录3小区商业、电梯、车库、消防、物管用电低压配电平面布置图
附录4小区1号楼、2号楼配电系统接线图
第一章前言
本次设计的题目是厦门某住宅小区电气系统设计。
通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑供配电系统设计的基本方法,更好的将理论和实践相结合,将大学四年来所学的课程及知识应用到自己的专业中去,也为将来的工作打下良好的基础。
同时也可以更加详细地学习建筑规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究能力。
本工程为一类高层建筑，按三级负荷供电，二类防雷建筑物、二级防火进行电气系统设计。
在本设计中，要求完成对住宅小区供配电系统设计，主要包括照明系统、低压供配电系统、负荷计算、防雷与接地系统。
论文针对住宅小区电气的设计和使用需要，在重点表述低压供配电系统、负荷计算和防雷与接地系统的同时，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范来建立设计的整体思路，并完成低压供配电、负荷计算、设备选型、系统构成以及施工图的绘制。
本毕业设计论文共分七章。
其中第1章是前言；第2章为工程概述；第3章为电气照明设计；第4章低压配电系统设计；第5章为防雷接地系统设计；第6章为技术经济分析；第7章为结论。
第二章工程概述
本次设计具体项目为厦门某住宅小区项目。
该住宅小区总面积大约为57000平方米，建筑面积约为37000平方米，共有四栋楼，一号楼、二号楼分别有25层，每层有6户，共300户。
三号楼、四号楼分别有6层，每层6户，除去第一层为商业店面共60户。
每户面积在90平方米至120平方米之间。
本设计为普通民用高层住宅，为一类高层建筑，按三级负荷供电。
防火等级为二级，按二类防雷建筑物设计防雷。
本设计采用10kv/0.4kv进线形式，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10欧。
电源进线采用YJV22-10kv-3*95电缆引入。
本次电气系统设计主要包括：
照明系统设计，低压供配电系统设计，小区负荷计算，防雷与接地系统。
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。
第三章电气照明设计
3.1照明系统的概述
3.1.1照明系统的发展现状
在照明上不再是60-70年代住宅2W/㎡，办公室4W/㎡，而是各类建筑物的照度在适应国情下尽可能与国际接轨，如体育馆的拳击厅照度为1000-2000lx，乒乓球台面照度为500-1000lx；住宅也按不同用途，照度自20-300lx变化；一般办公室的照度为100-200lx；绘图、设计、打字室工作面照度为300-500lx等。
在同一栋建筑物中，照明的种类也增多了，有一般的工作照明、局部工作照明、备用照明、安全照明、疏散指示照明、值班照明、障碍照明、节日照明等。
不同的照明类别，其供电要求也不同，控制方式也各异。
如备用照明应有二路电源；安全照明、疏散指示照明、障碍照明不仅应有二路电源，而且还应在末级配电设备上设置备电自投装置。
大面积的工作照明，要求集中控制或按工作时间自动开启及关闭。
为节约电能，外围有自然采光部分的灯具，还应设置按照明度标准自动调光的装置；疏散指示照明在火警时消防控制室可按需要进行控制；障碍照明应按日照照度进行自动控制等。
由此可见，照明在照度、照明质量、照明方式、灯具外型、供电要求及控制上，都有不同程度的发展和更高的要求。
3.1.2照明计量单位
当前各种量都逐步实现采用国际单位制，简称SI。
光学计量基本单位为光强I（坎德拉cd），导出单位有光通Φ（流明lm）﹑照度E（勒克斯lx）﹑出射度M（流明/米²lm/m²）、亮度L（坎德拉/米²cd/m²）等。
3.2照度方式和种类
3.2.1照明方式
⑴一般照明
为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。
分区一般照明
根据需要提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。
根据工作面布置的实际情况，将照明器集中或分区集中均匀地布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效地节约能源。
局部照明
以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。
它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。
起优点是灵活、方便、节电，能有效地突出重点。
混合照明
有一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。
其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明。
3.2.2照明种类
⑴正常照明
为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。
它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。
它一般可单独使用，也可与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开。
应急照明
在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称为应急照明。
它包括备用照明、安全照明、和疏散照明三种。
应急照明的设置原则，从安全角度考虑，应在较多的建筑内设置应急照明，而从经济的观点出发，只能在一些最需要的建筑内设置。
值班照明
在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。
可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。
3.3照度计算
照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等3种[1]。
任何一种计算方法，都只能做到基本准确。
3.3.1利用系数法
此法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。
当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。
投射在工作面上的这两个光通之和ΣF与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF之比称为利用系数。
即
ΣF/NF3-1
式中F——每一个照明灯具所发出的光通量，流明。
照明装置的利用系数与下列因素有关：
⑴照明灯具的效率及光强分布的情况；
⑵墙壁、天棚和地板的反射系数Pq、Pt和Pd；
⑶室形指数。
对于方形的房间，室形指数i按下式确定：
i=A·B/h（A＋B）3-2
式中AB——房间的长度和宽度，米；
h——照明灯具的计算高度，米。
利用系数法的基本公式为
F=EminKZS/N流明3-3
Emin=FN/KZS勒克斯3-4
式中F－每一个灯泡的光通量，流明；
Emin－最小照度
K－减光补偿系数
S－房间面积
N－灯具数量
Z－最小照度
－光通利用系数
3.3.2单位容量法
单位容量法的基本公式：
W=P/A3-5
W—在最低照度下每单位面积的安装功率（W）
P—房间内全部灯泡（管）的总安装功率（W）
A—房间的面积（㎡）
根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度E、计算高度h，从表3-1到表3-3查得每单位面积的安装容量W，从上式算出全部灯泡的总安装功率P。
然
后除以灯具的功率，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得灯具数量。
表3-1住宅建筑照明的标准值
类别
参考平面
及其高度
照度标准值（lx）
低
中
高
起居室
卧室
一般活动区
0.75m水平面
20
30
50
书写、阅读
0.75m水平面
150
200
300
窗头阅读
0.75m水平面
75
100
150
精细作业
0.75m水平面
200
300
500
餐厅或方厅、厨房
0.75m水平面
20
30
50
卫生间
0.75m水平面
10
15
20
楼梯间
地面
5
10
15
表3-2荧光灯单位面积安装功率
计算高度
（m）
房间面积
（m2）
荧光灯照度（lx）
30
50
75
100
150
200
2～3
10～15
15～25
25～50
50～150
150～300
300以上
3.2
2.7
2.4
2.1
1.9
1.8
5.2
4.5
3.9
3.4
3.2
3.0
7.8
6.7
5.8
5.1
4.7
4.5
10.4
8.9
7.7
6.8
6.3
5.9
15.6
13.4
11.6
10.2
9.4
8.9
21
18
15.4
13.6
12.5
11.8
3～4
10～15
15～20
20～30
30～50
50～120
120～300
300以上
4.5
3.3
3.2
2.7
2.4
2.1
1.9
7.5
6.2
5.3
4.5
3.9
3.4
3.2
11.3
9.3
8.0
6.8
5.8
5.1
4.8
15
12.4
10.6
9
7.7
6.8
6.3
23
19
15.9
13.6
11.6
10.2
9.5
30
25
21.2
18.1
15.4
13.5
12.6
表3-3灯单位面积安装功率
计算高度
（m）
房间面积
（m2）
白炽灯照度（lx）
5
10
15
20
30
40
2～3
10～15
15～25
25～50
50～150
150～300
300以上
4.9
4.1
3.6
2.9
2.4
2.2
8.8
7.5
6.4
5.14
4.3
3.9
11.6
10.1
8.8
7.0
5.7
5.2
15.2
12.9
10.7
8.8
6.9
6.2
20.9
17.7
14.8
11.8
9.9
8.9
27.6
23.1
19.3
15.7
12.9
11.5
3～4
10～15
15～20
20～30
30～50
50～120
120～300
300以上
6.2
5.1
4.3
3.7
3.0
2.3
2.0
10.4
8.7
7.9
6.2
5.3
4.1
3.5
13.8
11.2
9.9
8.8
7.2
5.7
4.7
17.1
14.3
12.5
10.7
9.0
7.3
5.9
24.7
21.4
18.4
15.2
12.4
9.7
8.5
30.9
26.9
23.5
19.5
16.2
12.8
10.8
3.4该小区的电气照明设计
3.4.1电气照明设计的基本原则
⑴本设计照度标准选用国家民用建筑照明标准为基准，并参照有关国外照明标准进行设计。
⑵照明电源，根据国家节能要求特殊装修要求外，均选用高效，低耗的节能型日光灯和节能筒灯为主。
3.4.2电气照明详细设计计算
本设计采用单位容量法
对本次的小区住宅1#共有A、B两个户型来说明设计。
⑴A户型的照度计算
表3-4A户型详情
居室
长（m）
宽（m）
面积（㎡）
标准层
主卧室
5.3
3.1
15.74
次卧室
4
3.1
12.4
客厅
6.92
4
27.68
餐厅
4
2.8
11.2
主卧室卫生间
2.6
1.9
4.94
卫生间
2.45
1.64
4.02
书房
6.1
2.5
12.86
厨房
2.8
2.35
6.58
走廊
5.35
1.6
8.56
阳台
2.8
1.186
3.32
主卧室：
房间面积A=15.74m2，取照度E=50lx，
选用荧光灯（2×36W），查表3-3得单位容量W=4.5W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=4.5×15.74=71W
所以在主卧室中央位置设置双管荧光灯一盏，2×36W，P0=2×36=72W
次卧室：
房间面积A=12.4m2，取照度E=50lx，
选用荧光灯（2×36W），查表3-3得单位容量W=5.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=5.2×12.4=57W，
所以在次卧室中央设置一盏2×36W双管荧光灯一盏，P0=2×36=72W
客厅：
房间面积A=27.68m2，取照度E=30lx，
选用花灯（6×60W），查表3-3得单位容量W=14.8W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=14.8×27.68=410W，
所以在客厅中央位置设置一盏6×60W花灯，以及一盏60W的圆球吸顶灯做辅助照明，P0=6×60W+60W=420W
餐厅：
房间面积A=11.2m2，取照度E=30lx，
选用花灯（4×60W），查表3-3得单位容量W=20.9W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.2×20.9=234W，
所以在餐厅中央位置设置一盏4×60W花灯，P0=4×60W=240W
主卧室卫生间：
房间面积A=4.94m2，取照度E=15lx，
选用防水防潮灯（40W），查表3-3得单位容量W=11.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×4.94=57W，
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防潮吸顶灯，以及一盏20W镜前防水壁灯，P0=40W+20W=60W
卫生间：
房间面积A=4.02m2，取照度E=15lx，
选用防水防潮灯（40W），查表3-3得单位容量W=11.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×4.02=47W
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防潮吸顶灯，以及一盏20W镜前防水壁灯，P0=40W+20W=60W
书房：
房间面积A=12.86m2，取照度E=150lx，
选用荧光灯（36W），查表3-3得单位容量W=15.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.6×12.86=200W
所以在书房中央位置设置一盏2×36W双管荧光灯，门口处设置一盏60W的圆球吸顶灯，书桌处可按放台灯做局部照明以达到照度要求。
P0=2×36W+60W=132W
厨房：
房间面积A=6.58m2，取照度E=20lx，
选用防水防潮灯（60W），查表3-3得单位容量W=15.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×6.58=100W
所以在厨房中央设置一盏60W防水防潮灯。
走廊：
房间面积A=8.56m2，取照度E=20lx，
选用圆球吸顶灯（60W），查表3-3得单位容量W=15.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×8.56=130W，
所以在厨房中央设置二盏60W防水防潮灯，P0=60W+60W=120W
⑩阳台：
房间面积A=3.32m2，取照度E=20lx，
选用圆球吸顶灯（60W），查表3-3得单位容量W=15.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×3.32=50W，
所以在阳台中央设置一盏60W防水防潮灯。
A户型总照明功率共计1336W。
B户型的照度计算
表3-5B户型详情
居室
长（m）
宽（m）
面积（㎡）
主卧室
5.3
3.1
15.74
次卧室
4
3.1
12.4
客厅
6.92
4
27.68
餐厅
4
2.8
11.2
主卧室卫生间
2.6
1.9
4.94
卫生间
2.45
1.64
4.02
书房
6.1
2.5
12.86
厨房
2.8
2.35
6.58
走廊
5.35
1.6
8.56
阳台1
2.8
1.186
3.32
阳台2
5.1
1.185
6.04
主卧室：
房间面积A=15.74m2，取照度E=50lx，
选用荧光灯（2×36W），查表3-3得单位容量W=4.5W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=4.5×15.74=71W，
所以在主卧室中央位置设置双管荧光灯一盏，2×36W，
P0=2×36=72W
次卧室：
房间面积A=12.4m2，取照度E=50lx，
选用荧光灯（2×36W），查表3-3得单位容量W=5.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=5.2×12.4=57W，
所以在次卧室中央设置一盏2×36W双管荧光灯一盏，
P0=2×36=72W
客厅：
房间面积A=27.68m2，取照度E=30lx，
选用花灯（6×60W），查表3-3得单位容量W=14.8W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=14.8×27.68=410W，
所以在客厅中央位置设置一盏6×60W花灯，以及一盏60W的圆球吸顶灯做辅助照明，
P0=6×60W+60W=420W
餐厅：
房间面积A=11.2m2，取照度E=30lx，
选用花灯（4×60W），查表3-3得单位容量W=20.9W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.2×20.9=234W，
所以在餐厅中央位置设置一盏4×60W花灯，
P0=4×60W=240W
主卧室卫生间：
房间面积A=4.94m2，取照度E=15lx，
选用防水防潮灯（40W），查表3-3得单位容量W=11.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×4.94=57W，
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防潮吸顶灯，以及一盏20W镜前防水壁灯，
P0=40W+20W=60W
卫生间：
房间面积A=4.02m2，取照度E=15lx，
选用防水防潮灯（40W），查表3-3得单位容量W=11.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×4.02=47W，
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防潮吸顶灯，以及一盏20W镜前防水壁灯，
P0=40W+20W=60W
书房：
房间面积A=12.86m2，取照度E=150lx，
选用荧光灯（36W），查表3-3得单位容量W=15.6W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.6×12.86=200W，
所以在书房中央位置设置一盏2×36W双管荧光灯，门口处设置一盏60W的圆球吸顶灯，书桌处可按放台灯做局部照明以达到照度要求。
P0=2×36W+60W=132W
厨房：
房间面积A=6.58m2，取照度E=20lx，
选用防水防潮灯（60W），查表3-3得单位容量W=15.2W/m2
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×6.58=100W
所以在厨房中央设置一盏60W防水防潮灯。
走廊：
房间面积A=8.56m2，取照度E=20lx，
选用圆球吸顶灯（60W），查表3-3得单位容量W=15.2W/
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