建筑电气课程设计.docx
《建筑电气课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑电气课程设计.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
建筑电气课程设计
电
气
设
计
施
工
方
案
黄河科技学院
工学院机械系
电气工程及其自动化专业
2010级电气2班
学号：
设计：
第七组
日期：
2012-9-18
一工程概况
馨雅小区总占地210余亩，规划总建筑面积25万平方米，有11栋高层（18层）1-5、37-42号与31栋多层（6层）6-36号组成,一共1164户。
一般楼间距均超过24米，最大楼间距达到46米，小区有8个变压器和3个地下停车场。
社区配套设施完善，设置有居委会，办公用房，社区文化活动中心，社区诊所，警务室等。
社区内集住宅、商业步行街、幼儿园、会所于一体，依托周边内外大生态，构建复合型原生态规模社区。
本工程为最高18层的民用普通高层建筑，为一类高层建筑，按三级负荷供电，三类防雷建筑物、二级防火进行电气系统设计。
在本设计中，要求完成对整个小区强、弱电系统设计，主要包括低压供配电系统，照明系统，插座系统，防雷与接地系统，弱电系统，有线电视系统，电话、宽带接入网系统，闭路电视保安监视系统，周界报警系统，电子巡更管理系统，IC卡可视对讲系统，公共广播及消防紧急广播系统，地下停车场管理系统设计，其中以强电系统和弱电系统设计为主。
馨雅小区效果图
二小区负荷计算
变、配电所的设计原则；
1）变电所设计按照安全、可靠、经济、适用、符合省情并适度超前的原则。
2）配电所、变电所位置选择原则
①接近负荷中心；
②进出线方便；
③便于设备运输；
④根据需要适当考虑发展；
⑤尽量设在污源的上风；
⑥尽量避开多尘、震动、高温、潮湿和有爆炸、火灾危险等场所；
⑦不应设在厕所、浴室中地面经常潮湿和容易积水场所的正下面。
2.1.2变、配电所的配置要求
1）不知紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和试验，还要考虑发展的可能性。
2）尽量利用自然采光和自然通风。
适当安排建筑物内的各房间的相对位置，是配电室的位置便于进、出线。
低压配电室应靠近变压器室。
电容器室尽量与高压配电室相毗连。
控制室、值班室和辅助间的位置便于运行人员工作和管理等。
3）变压器室和电容器室尽量避免直晒；控制尽可能朝南。
4）配电室、控制室、值班室等的地面，一般比室外地面高出150～300mm，当附设在车间内时则可与车间的地面相平。
变压器室的地坪标高视需要而定。
5）有人值班配电所应有单独的控制室或值班室，并设有其他辅助间及生活设施。
车间变电所一般不设专职值班人员。
2.2小区动力电负荷计算
单户住宅负荷计算
根据城镇负荷使用情况分析，居民用电的最大负荷出现在19～22时间段。
结合城镇家用电器使用实际情况，可以根据用电设备的普及程度和今后家用电器主要发展情况来统计分析一般城镇住宅用户负荷。
表2城市住宅负荷同时系数
户数
10户一下
10-15户
15-25户
25-50户
50-100户
100-200户
200户以上
η值
0.8
0.7
0.6
0.55
0.45
0.4
0.35
表3居民家用电器使用情况统计
项目
名称
容量/W
台数
负荷/W
备注
1
照明灯具
40
5
200
常用电器
2
彩色电视机
100
2
200
常用电器
3
电冰箱
150
1
150
常用电器
4
洗衣机
150
1
150
常用电器
5
电风扇
40
1
40
6
油烟机
250
1
250
常用电器
7
排气扇
40
1
40
常用电器
8
饮水机
550
1
550
常用电器
9
影碟机
80
1
80
10
音箱
200
1
200
常用电器
11
电热毯
80
1
80
12
电熨斗
500
1
500
13
电微波炉
1500
1
1500
常用电器
14
浴霸
1600
1
1600
常用电器
15
其他电器
500
1
500
16
电脑
300
1
300
常用电器
17
电饭锅
800
1
800
18
电水壶
800
1
800
常用电器
19
电洗碗机
1000
1
1000
20
电磁炉
1500
1
1500
21
电淋浴器
2000
1
2000
22
消毒柜
100
1
100
23
空调
2000
1
2000
常用负荷
5940
不常用负荷
8600
总负荷
14540
表3为一个140m2 住宅用户一般家用电器基本普及情况下的负荷数据，本文按照家庭常用负荷和非常用负荷分别进行计算，这样每户住宅用电负荷计算如下：
住宅用电单户需用负荷
Pj=Kz×ΣPe
式中，Kz——家用电器的计算需要系数。
依照《民用建筑电气设计规范》确定，住宅负荷需用系数取0.3—0.5，我们对常用负荷取0.5，其他负荷取0.3。
ΣPe——家用电器设备的设备额定容量.
现将1，2,3,4,6,7,8,10,13,14,16,18号用电设备列为常用电器，假设其同时运行时，总功率为200+200+150+150+250+40+550+200+1500+1600+300+800=5940.将5,9,11,12,15,17,19,20,21,22,23号用电设备列为不常用电器，其总功率为40+80+80+500+500+800+1000+1500+2000+100+2000=8600.
家庭常用负荷，Pj=0.5×5940=2970W
家庭不常用负荷，Pj=0.3×8600=2580W
一般家庭需用总负荷计算如下：
Pjz=（2970+2580）÷1000=5.55KW＜6.0KW
这是按家用电器基本普及的情况下统计的需用负荷，与上述两种方法计算结果基本一致，因此，普通住宅用户的计算负荷小型住户取4KW，中型住宅取5KW，大型住宅取6-8KW完全能够满足家庭负荷发展需要。
2.2.2小区住宅负荷计算
按需用系数法计算负荷，小区住宅负荷计算表达式如下：
PM=ΣPjz×Ni×η
式中PM——实际最大负荷，KW。
Pjz——单位户数计算负荷，KW/户。
Ni——不同负荷标准住户数。
η——同时系数，取值范围与表2一致。
则每栋多层建筑用电负荷Q1=5.55*12*0.7=46.62KWQ2=5.55*72*0.45=179.82KW
PM1=5.55*372*0.7=1445.22KWPM2=5.55*792*0.45=1978.02KW
PM=PM1+PM2=3423.24KW
2.2.3小区其它负荷计算
通过单位指标法、单位面积法、需用系数法三种方式计算的住宅小区住宅负荷，还未考虑小区公用照明、物业办公以及商业。
涉及高层住宅还应考虑电梯、供水等相关负荷。
1）、电梯负荷
PD=∑PDi×ηD
式中PD——电梯实际最大总负荷。
PDi——单部电梯负荷。
一般单台电梯功率为10-14KW/台，在实际负荷测算中按设计负荷或实际设备容量计算。
ηD——多部电梯运行时的同时系数，根据《通用用电设备配电设计规范》规定，ηD取值如下表。
表4多部电梯同时系数一览表
电梯台数
1
2
3
同时系数
1
0.9
0.85
PD=2*0.9*14=25.2KW
2）供水水泵
1、消防水泵26台，每台最大负荷20KW。
2居民用水水泵42台，每台最大负荷20KW，
3每台水泵配备一台变频器，每台最大负荷18.5KW
PMS=∑PSi×Nsi
式中PMS——水泵最大运行方式下（开泵最多的方式）的实际最大负荷，KW。
PSi——各类水泵的单台最大负荷，KW。
NSi——最大运行方式下各类水泵的台数。
PMS1=20*26=520KW（消防用水泵最大负荷）
PMS2=42*20=840KW（居民用水泵最大负荷）
P0=42*18.5=777KW（居民用水泵变频器最大负荷）
3）、物业办公以及商业负荷
PWM=Ped×S×η
式中PWM——物业办公以及商业用电实际最大负荷，KW。
Ped——单位面积计算负荷，W/m2。
S——物业办公楼及商场总面积，根据相关资料，办公以及商业负荷可按建筑面积60W-80W/m2负荷密度选择。
大型商场可按80W/m2负荷密度选择，一般住宅小区负荷设计仅仅涉及小型商场，用电负荷小，负荷密度可按60W/m2选取。
η——同时系数，根据有关资料，办公及商场负荷同时率可根据实际情况取0.8—0.95，本文按0.8取。
PWM=（11*16+12*30+39*36+10*14+3.14*18*18）*60*0.8=14.87KW
4）、公用照明
根据《电气工程基础》表1-12部分用电设备组的需要系数和功率因数参考值
用电设备组名称
需要系数Kd
cosi
tani
通风机、水泵及电动发电机
0.7-0.8
0.8
0.75
变配电所、仓库照明
0.5-0.7
1.0
0
宿舍、生活区照明
0.6-0.8
1.0
0
室外照明、应急照明
1
1.0
0
电阻炉、烘箱
0.7
1.0
0
公用照明负荷PG（单位KW），由于其负荷为照明灯具，基本全部使用，故统计公用照明负荷按照实际设计容量进行累加计算。
PG=200*60=12000W=12KW
这样，住宅小区的居民及商业用最大负荷
P∑1=PM+PMS2+P0+PWM=3423.24+840+777+14.87=5055.11KW
住宅小区的公共及消防用最大负荷
P∑2=PD+PMS1+PG=25.2+520+12=557.2KW
对于P∑1≈5100，取变压器负荷率85%，补偿后功率因数COSФ=0.9,变压器容量S=5100÷0.85÷0.9≈6769.73KW
2.3变压器选型
居民及商业用电变压器：
S11-Ｍ－1000/10系列７台，每台容量1000KVA。
本小区采用箱式变电所。
计划设2个变电所A、B，公共及消防用电变压器：
1台，单独安装，容量为630KVA，型号为S11-Ｍ－630/10。
变压器选择YB6-12/0.4系列预装式变压器，其外形图如下所示：
YB6-12/0.4系列预装式变电站（又称美式箱变），专门为我国城市配电网而制造的新型产品。
主要用于电压10KV的环网系统和城网改造中，既可用于户外，又可用于户内，适用于各类公共场所，各类工矿业；机场、车站、港口、高速公路、地铁等交通场所。
主要技术参数：
额定电压12KV
额定电流400－630A（高压侧）100－2500A（低压侧）
额定容量80-160KVA
防护等级IP43
变电室设备平面图
主接线的选择原则
a.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。
b.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。
c.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。
d.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。
e.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。
f.6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。
g.采用6～10KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。
h.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。
i.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。
当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。
j.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。
对于电源进线电压为10KV的小区，通常是经小区降压变电所降直接降为380/220V的电压，供小区内的用电器使用必须遵守国家标准GB50053-1994《10KV及以下变电所设计规范》，本小区的10KV电气主接线方案为
2.4配电柜选型及电器电路设计
变压器室布置见附件三中变压器室布置
变电所配电原理图详见第二部分之变电所配电图
1、配电装置各回路的相序排列宜一致，硬导体应涂刷相色油漆或相色标志。
色别应为L1相黄色，L2相绿色，L3相红色。
变压器原理图
2、关。
当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开或隔离触头。
低压无功补偿配电柜接线图
2.5电缆线路施工方案
常见的电缆铺设方法有：
1直埋敷设
直埋敷设具有投资省的显著优点，是被广为采用的一种敷设方式。
敷设电缆前，应检查电缆表面有无机械损伤；并用lkV兆欧表遥测绝缘，绝缘电阻一般不低于10MΩ。
缆沟的深度应按有关规划部门提供的标高来决定，必须保证电缆的埋设深度。
直埋电缆的深度不应小于0.7m，穿越农田时不应小于1m。
直埋电缆的沟底应无硬质杂物，沟底铺100mm厚的细土或黄砂，电缆敷设时应留全长0.5%～1%的裕度，敷设后再加盖100mm的细土或黄砂，然后用水泥盖板保护，其覆盖宽度应超过电缆两侧各501Tlm，也可用砖块替代水泥盖板。
回填至沟深的一半时，建议铺一层带有警示标志的彩条布。
待回填完成后，应在电缆转弯处、中间接头处、与其他管线交*处等特殊位置放置明显的方位标志和标桩，以增强防止外力破坏能力。
②电缆穿越道路及建筑物或引出地面高度在2m以下的部分，均应穿钢管保护。
保护管长度在30m以下者，内径不应小于电缆外径的1.5倍，超过30m以上者不应小于2.5倍，两端管口应做成喇叭形，管内壁应光滑无毛刺，钢管外面应涂防腐漆。
电缆引入及引出电缆沟、建筑物及穿入保护管时，出人口和管口应封闭。
③交流四芯电缆穿入钢管或硬质塑料管时，每根电缆穿一根管子。
单芯电缆不允许单独穿在钢管内（采取措施者除外），固定电缆的夹具不应有铁件构成的闭合磁路。
④地下并列敷设的电缆，中间接头的位置需互相错开，防止接头事故时，损伤其他接头。
对于电缆与其他管线、建筑等平行时，应按规格的规定执行，不得随意更改。
⑤农村低压电力电缆，一般采用聚氯乙烯绝缘电缆或交联聚乙烯绝缘电缆。
在有可能遭受损伤的场所，应采用有外护层的铠装电缆；在有可能发生位移的土壤中（沼泽地、流沙、回填土等）敷设电缆时，应采用钢丝铠装电缆。
2排管敷设方式
作为城市目前采用最多的一种敷设方式，电缆通道狭窄，城市建设频繁，为更好的利用各种地形，保护电缆安全运行，这是一种最合理的方式。
其不足之处，一是使电缆散热条件下降，降低了载流量；二是建设成本较高。
①如果电缆出线较多，直埋敷设有困难，且又不易修沟时，可采用排管敷设方式。
排管内径不应小于电缆外径的1.5倍，埋深应在地下0.5m以下。
当与其他管线、建筑等平行时，应按规格的规定执行。
每个排管之间应由20mm间隙，以保证散热。
②敷设电缆时，排管的管口应打磨圆滑，管内的赃物必须清除干净，防止划伤电缆。
为了便于检查和维修，每隔150-200m或转弯处需设置工作井。
电缆的接头均应设在井内。
③选做穿管用的管材科采用塑料、石棉或水泥管等。
比较常用的是采用塑料管。
但在选用塑料管材时，应对材料的难稀性、抗冲击性、承压能力做出选择，不宜采用热阻系数较大的管材，目前很多厂商生产的波纹PVC惯性能很好，适于选用。
3穿管所用管材
一般采用水泥导管或PVC导管。
水泥导管一般用于中低压电缆管道，我局新建110KV电缆管道大多采用PVC管。
PVC管道管壁光滑，安装简便，电缆敷设时摩擦力较小，对外护套损伤较轻。
砖砌或预制沟体敷设方式也是一种普遍采用的电缆敷设方式。
优点是可以同时容纳许多类型、许多数量电缆，用电缆支架加以区分隔离；对于高压电缆，敞开式沟体中电缆敷设更安全直观。
缺点是沟体占地较宽，不太适合城市地下管线布置。
4隧道或地下管廊敷设方式
对于城市某些地段，地下管线集中，难以布局，这时就必须建设较大空间的地下走廊。
根据不同管线，考虑安全合理因素加以安排。
在隧道中敷设电缆必须考虑的问题就是防火和防潮。
直埋敷设方式这种敷设方式投资最少，但由于安全性较差，很容易遭受外力破坏，所以现在不作为电缆永久性敷设方式，只作临时过渡考虑。
本次施工采用直埋铺设，它具有施工简便，费用较低，电缆算热好。
电缆直埋铺设施工包括挖沟，敷设电缆，回填土，埋标桩。
①电缆沟的基本形状是梯形沟顶应比底部宽200米，敷设时电缆沟底铺一层不小于100mm的细沙，敷设完毕后再铺一层不小于100mm的软土，并盖以混泥土保护板。
②回填土
电缆敷设完毕后，通过验收才可以填土，要求覆土要高出地面150~200mm，以防松土沉陷
③每隔30~60m，在电缆拐弯，接头，交叉，进出建筑物等地段设标桩。
电缆的选择：
电缆的选择主要从电缆芯线材料和型号，额定电压，截面面积，允许电压损失校验及热稳定性校验几个方面考察（动稳定性由厂家保证）。
在380v三险四项制得用电中，一般用四芯或五芯（有一芯用于接地）。
电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般用铝芯。
额定电压应不小于电网出的额定电压：
Un＞≒Uns
截面选择：
由于居民年用电量大约2000~5000小时，通过热稳定性和经济电流密度选择截面。
此小区电缆线选择铜芯YJV-P交联聚乙烯五芯电缆
铅套管式油浸纸绝缘电缆接头
电缆线路施工要求
本小区涉及电缆的直埋铺砂盖砖敷设和电缆排管敷设
施工准备
1.1 设备及材料要求：
1.2所有材料规格型号及电压等级应符合设计要求，并有产品合格证。
1.3.上应标明电缆规格、型号、电压等级、长度及出厂日期。
电缆轴应完好无损。
1.4.完好无损，铠装无锈蚀、无机械损伤，光明显皱折和扭曲现象。
油浸电缆应密封良好，无漏油及渗油现象。
橡套及塑料电缆外皮及绝缘展无老化及裂纹。
1.5.种金属型钢不应有明显锈蚀，管内无毛刺。
所有紧固螺栓，均应采用镀锌件。
1.6.其它附属材料：
电缆盖板、电缆标示桩、电缆标志牌、油漆、汽油、封铅、硬脂酸、白布带、橡皮包布、黑包布等均应符合要求。
。
主要机具
电动机具、敷设电缆用支架及轴、电缆滚轮、转向导轮、吊链、滑轮、钢丝绳大麻绳、千斤顶 无线电对讲机（或简易电话）、手持扩音喇叭（有条件可采用多功能扩大机作通讯联络）。
作业条件
电缆沿线模板等设施拆除完毕。
场地清理干净、道路畅通，沟盖板齐备。
2.1电缆用的脚手架搭设完毕，且符合安全要求，电缆沿线照明照度满足施工要求。
2.2.电缆沟按图挖好，电缆井砌砖抹灰完毕，底砂铺完，并清除沟内杂物。
盖板及砂子运至沟旁。
2.3.设备安装应具备下列条件
2.4.配电室内全部电气设备及用电设备配电箱柜安装完毕。
2.5.电缆桥架、电缆托盘、电缆支架及电线过管、保护管安装完毕，并检验合格。
工艺流程：
→直埋电缆敷设→铺砂盖砖→回填土→埋标桩→
准备工作→
→水平敷设
→电缆沿支架、桥架敷设→→挂标志牌
→垂直敷设
埋标桩→管口防水处理→剥麻刷油→挂标志牌
准备工作：
3.1施工前应对电线进行详细检查；规格、型号、截面、电压等级均符合设计要求，外观无扭曲、坏损及漏油、渗油等现象。
3.2.敷设前进行绝缘摇测或耐压试验
3.3.用1kV摇表摇测线间及对地的绝缘电阻应不低于10MΩ。
临时联络指挥系统的设置：
3.4.线路较短或室外的电缆敷设，可用无线电对讲机联络，手持扩音喇叭指挥。
电缆测试完毕，油浸纸绝缘电缆应立即用焊料（铅锡合金）将电缆头封好。
其它电缆应用橡皮包布密封后再用黑包布包好
放电缆机具的安装：
采用机械放电缆时，应将机械选好适当位置安装，并将钢丝绳和滑轮安装好。
人力放电缆时将滚轮提前安装好。
纸绝缘电缆，测试不合格者，应检查芯线是否受潮，如受潮，可锯掉一段再测试，直到合格为止。
检查方法是：
将芯线绝缘纸剥下一块，用火点着，如发出叭叭声，即电缆已受潮。
直埋电缆敷设：
4.1.清除沟内杂物，铺完底沙或细土。
4.2.电缆敷设
电缆敷设可用人力拉引或机械牵引。
采用机械牵引可用电动绞磨或托撬（旱船法）电缆敷设时，应注意电缆弯曲半径应符合规范要求。
4.3.电缆在沟内敷设应有适量的蛇型弯，电缆的两端、中间接头、电缆井内、过管处、垂直位差处均应留有适当的余度。
4.4.铺砂盖砖：
4.5.电缆敷设完毕、应请建设单位、监理单位及施工单位的质量检查部门共同进行隐蔽工程验收。
4.6.隐蔽工程验收合格，电缆上下分别铺盖10cm砂子或细土，然后用砖或电缆盖板将电缆盖好，覆盖宽度应超过电缆两侧5cm。
使用电缆盖板时，盖板应指向受电方向。
4.7.回填土。
回填土前，再作一次隐蔽工程检验，合格后，应及时回填土并进行夯实。
4.8.埋标桩：
电缆在拐弯、接头、交叉、进出建筑物等地段应设明显方位标桩。
直线段应适当加设标桩。
标桩露出地面以15cm为宜
电缆排管敷设
1.挖沟：
电缆排管敷设时，首先应根据选定的路径挖沟，沟的挖设深度为0.7m加排管厚度，宽度略大于排管的宽度。
排管沟的底部应垫平夯实，并应铺设厚度不小于80mm的混凝土垫层。
垫层坚固后方可安装电缆排管
2.人孔井设置：
净空高度不应小于1.8米，其上部直径不小于0.7m人孔井内应设集水坑，以便集中排水。
井盖是水泥预制板，待电缆敷设后及时盖上。
3.安装电缆排管将准备好的电缆排管放入沟内，用专用螺栓将排管连接起来，既要保证排管连接平直，又要保证连接处密封。
排管安装要求如下：
排管孔的内径不应小于电缆外径的1.5倍2.排管应倾向人孔井侧且有不小于0.5%的排水坡度，以便及时排水。
3.排管的埋设深度为排管顶部距地面不小于0.7m，在人行道下面可不小于0.5m4.在选用的排管中，排管孔数应充分考虑发展需要的预留备用，所以本小区选用的时4孔的排管
4.覆土：
同以上所述的直埋电缆
5.埋标桩：
同以上所述的直埋电缆
6.穿电缆：
穿电缆前，首先应清除孔内杂物，然后穿引线，引线可采用毛竹片或者钢丝绳。
在排管中敷设电缆时，把电缆盘放在井坑口，然后用预先穿入排管孔眼的钢丝绳将电缆拉入管孔内，为了防止电缆受损伤，排管口应套以光滑的喇叭口，井坑口应装设滑轮。
电缆线路竣工验收：
要求同上
室外架空线路施工要求
一、
1.测量定位：
杆坑定位应准确，对于10kv及以下配电线路直线杆，杆坑中心顺线路方向的位移不应超过设计挡距的3%，横线方向上位移不应超过50mm；终端杆同样。
2.挖坑：
依据图纸规定尺寸量出挖坑范围，画出白粉线。
杆坑均挖成圆形坑，坑底要基本保持平整，便于测量坑深，坑深允许的偏差为-50~+100mm当坑深度偏差100~300mm时，可用填土夯实处理。
超过300mm时其超深部分应该进
升级会员 