某办公大楼供配电照明设计.docx
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某办公大楼供配电照明设计
科信学院
课程设计说明书
（2010/2011学年第一学期）
课程名称：
建筑供配电及照明技术
题目：
某办公大楼建筑供配电及照明设计
专业班级：
电气及其自动化07-5班
姓名：
王言
学号：
070062530
指导教师：
王静爽，岑毅楠，李兵，刘增环
设计周数：
两周
设计成绩：
2010-12-29
一、设计要求
1.1目的及意义
通过本次课程设计,加深对建筑供配电及照明技术理论知识的理解,初步了解办公大楼供配电工程设计的基本原理、步骤及方法，掌握建筑供配电总体方案、设计计算、设备选型及照明设计。
结合课程设计的内容，熟悉建筑供配电及照明工程中需要提交的技术文档要求，学会绘制供电系统图、照明灯具布置图及建立负荷计算表，学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。
1.2主要任务
1．熟悉设计资料，明确设计任务，考虑高低压供配电系统，并画出草图。
2．照明计算及灯具选择设计
3．建立负荷统计计算表，并计算负荷，短路电流计算
4．设备选型（变压器，断路器，开关，导线，配电箱，开关柜）
5．CAD绘图
6．写课程设计说明书，答辩
1.3技术要求
（1）输电线路，变配电所，电力，照明，防雷与接地，电气信号及自动控制等系统项目。
（2）健身休闲馆照度要求达到300lx。
二、设计正文
2.建筑概况及要求
某办公楼总面积为9080m2，建筑高度约为24m,地下一层，地上七层。
地下一层为车库，层高为3.5m，地上一层为餐厅，层高为5m；地上二层为会议室，层高5.7m；地上三层至七层为办公室，高均为3.0m。
板厚0.15m，卫生间，浴室垫层为0.13m，其他垫层为0.05m。
根据统一的供电规划方案，低压电缆分七路埋地引入该建筑的低压配电室。
2.1总体方案设计
根据任务书的原始材料确定负荷等级，通过对所有设备组进行负荷计算，确定供配电系统采用单电源双变压器并列运行。
两台变压器相互备用，当在正常运行时每台变压器所投入使用功率是70%--80%，当一台变压器出现故障时，另一台变压器有足够的容量承担全部负荷而正常运行。
高压采用单母线不分段结线，低压采用单母线分段结线，中间用联络开关连接，设置柴油发电机做重要负荷的备用电源，作为消防设备和应急照明的备用电源。
2.2负荷计算
2.2.1计算方法
方法和所用公式如下：
本设计采用需要系数法和单位指标法计算
a）单位指标法（计算照明负荷）的计算公式如下:
Sc＝K·N／1000
式中:
Sc——计算的在功率（kvA）；
K——单位指标（vA／m2）；
N——建筑面积（m2）。
b）需要系数法
用电设备组的计算负荷
式中：
Pc——计算有功功率（kw）；
Kd——需要系数（三台以下时Kd＝1）；
Pe——用电设备组的设备容量（kw）。
多个用电设备组的计算负荷
vK∑－－同期系数
v对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的总容量为算数相加。
不同类用电设备的总容量应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。
v配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数K∑，一般取为0.8~0.9。
v当不同类别的建筑如办公楼和宿舍楼）共用一台变压器时，其同时系数可适当减小。
c）供电线路的功率损耗
R线路每相电阻
X线路每相电抗
变压器的功率损耗
d）在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：
e）电容器无功容量的计算
2.2.2负荷计算表
设备组编号
设备名称
功率/kw
数量
总计
Kd
cso
tg
Pc
Qc
Sc
1
污水泵
0.75
6
15.5
0.7
0.8
0.75
10.85
8.14
13.56
生活泵
5.5
2
2
排风机
0.37
1
10.37
0.65
0.8
0.75
12.79
9.59
15.99
2.5
4
3
通风机
1.1
1
9.3
2.2
1
3
2
4
热风幕
12
4
48
0.7
1
0
33.6
0
33.6
5
电加热器
24
2
48
0.7
1
0
33.6
0
33.6
6
空调室内机
0.1
8
6.17
0.4
0.8
0.75
2.47
1.85
3.09
0.27
1
0.27
2
0.76
6
7
地下车库照明
70
0.6
1
0
42
0
42
8
荧光灯照明
150
0.7
0.9
0.48
105
50.4
116.47
总计
357.34
240.31
69.98
计算负荷1
216
66
226
9
热水器
6
10
60
0.7
0.8
0.75
42
31.5
52.5
除垢器
1
5
5
0.7
0.8
0.75
3.5
2.62
4.37
10
空调室外机
13
17
221
0.4
0.8
0.75
88.4
66.3
110.5
11
通风机
7.5
1
7.5
0.65
0.8
0.75
8.45
6.34
10.56
5.5
1
5.5
排风机
0.37
1
0.37
计算负荷2
235.66
126.35
212
120
244
有功同时系数
0.9
无功同时系数
0.95
2.2.3供配电系统图
2.3设备选型
2.3.1变压器的选择原则
根据参考书《建筑供配电》可知，选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求并经技术、经济比较后择优确定：
1.接近负荷中心。
2.进出线方便。
3.接近电源侧。
4.设备吊装和运输方便。
5.不应设在有剧烈震动或高温的场所。
6.不应设在多尘或有腐蚀性气体的场所。
当无法远离时，不应设在污染源的下风侧。
7.不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。
8.不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方；当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
2.3.2变压器的容量选择
根据《电力工程电气设计规范》的要求，并结合本变电所的具体情况，选用两台同种型号的主变压器。
变电所每台变压器容量SNT不应小于总的计算负荷S30的60%-70%,即
SNT≈（0.6～0.7）S30=（0.6～0.7）x400
=（571～615）kva
同时每台变压器容量应能够满足一、二级负荷的要求应。
由同时还适当考虑今后电力负荷的增长，留有一定的余地。
由于需要系数取得最大值，故已考虑今后发展余量。
所以本设计最终选用的两台变压器的实际负荷应为630KVA。
2.3.3变压器的型号与连接组别的确定
一般正常环境的变电所，可选用油浸式変圧器，且应优选S9、S11等系列变压器。
电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因采用不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间不同相位关系。
6～10KV配电变压器有Dyn11和yyn0两种常见的联结组。
配电变压器采用Dyn11联结较之采用yyn0联结有下列优点：
1）有利于抑制高次谐波电流
2）有利于低压单相接地短路故障的保护和切除
3）承受单相不平衡负荷能力强
但是，由于yyn0联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低，从而制造成本稍低于Dyn11联结变压器，且目前生产Dyn11联结变压器的厂家相对较少，所以在此变电所课设中选择两台S9-630/10（6）型变压器,联结组别为yyn0，额定容量630KVA，高压10KV，低压0.4KV，阻抗电压4.5%。
主接线设计
根据设计要求及负荷情况，高压系统一次接线方案采用单母线分段式,由左侧电缆引入、右侧电缆引出的主接线方案。
《建筑供配电》中表4-10《GG-1A（F）型高压开关柜的部分一次线路方案》中02、03、07、29号柜符合上述接线方案，因此高压柜选用GG-1A（F）型高压开关柜的02、03、07、29号柜。
高压一次系统的接线图见附图1《配电系统图》。
根据负荷计算表（附表1）可知T1容量为400KVA，T2容量为315KVA。
两者互为暗备用：
每台变压器的容量均按最大负荷的60%来选择，正常情况下两台变压器都参加工作，每台变压器承担50%最大负荷。
2.3.4断路器的选择
一次侧高压设备的校验：
根据计算结果，高压断路器采用高压少油断路器SN10-10I/630，额定电流630A，额定开端电流16KA,额定断流容量300MVA，16KA热稳定电流断开时间为2S
高压隔离开关选用GN6/8-10T/200型，额定电压10KV，额定电流200A,动稳定电流峰值25.5KA，5S热稳定电流10KA
电流互感器采用LAJ-10型，额定电压10KV，一、二次额定电流分别为300、5A，1S热稳定倍数100，动稳定倍数180
电压互感器分别采用JDZ-10、JDZJ-10型，额定电压10KV，变比分别为10/0.1KV、
KV
高压熔断器采用RN2-10型，额定电压10KV，额定电流0.5A，断流能力50KA
避雷器采用FS4-10型
户外隔离开关采用RW4-10/200型跌开式开关，额定电压10KV，额定电流200A
表3-210KV侧一次设备的选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流能力
动稳定度
热稳定度
装置地点条件
参数
UN
IN
IK（3）
ish（3）
I∞（3）2.tima
数据
10KV
130.2A
5.9KA
15.1KA
5.92×1.9=66.14
一次设备型号规格
额定参数
UN。
e
IN.e
Imac
iima
It2.tima
高压少油断路器SN10-10I/630
10KV
630A
16KA
40KA
162×2=512
高压隔离开关GN6/8-10T/200
10KV
200A
-
25.5KA
102×5=500
电流互感器LAJ-10
10KV
300/5A
-
180×√2×0.1=90.5KA
（100×0.1）2×1=100
电压互感器JDZ-10
10/0.1KV
-
-
-
-
电压互感器JDZJ-10
KV
-
-
-
-
高压熔断器RN2-10
10KV
0.5A
50KA
-
-
避雷器FS4-10
10KV
-
-
-
-
户外隔离开关RW4-10/200
10KV
200A
-
-
-
以上所选的一次设备均满足要求。
2.3.5线路选择
1电力线缆的选择应符合如下条件：
线缆应满足正常负荷下的长期运行条件；应能承受故障时故障电流，尤其短路电流的短时作用；为保证电源质量，必须限制线路上的电源损失以满足线末端的电压偏差要求，即应该满足线路电压损失的要求；应满足机械强度要求；应考虑线路的经济运行。
2按短路条件选择线路
3.1短路电流的确定
3.1.1、绘制计算电路如图3-1所示
图3-1短路计算电路
3.1.2、确定短路计算基准值
设sd=100mva，ud=uc=1.05un，即高压侧ud1=10.5KV，低压侧ud2=0.4KV，则
Id1=
sd/（
ud1）=100mva/（
*10.5KV）=5.5Ka
Id2=
sd/（
ud2）=100mva/（
*0.4KV）=144Ka
3.1.3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值
（1）电力系统已知soc=500mva，故
X1﹡=100mva/500mva=0.2
（2）架空线路由《建筑供配电》中表3-1查的电缆线路的平均电抗为0.08Ω/km，线路长取10km，故
X2﹡=（0.08*10）Ω*100mva/（10.5KV）2=0.73
（3）电力变压器由《工厂供电设计指导》中表3-1，uz%=4.5%，故
X3﹡=
=2.8
因此绘短路计算等效电路如图3-2所示
图3-2短路计算等效电路
3.1.4、计算k-1点（10.5KV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量
（1）总电抗标幺值
X﹡∑（k-1）=X1﹡+X2﹡=0.2+0.73=0.93
（2）三相短路电流周期分量有效值
I（3）k-1=Id1/X﹡∑（k-1）=
=5.9ka
（3）其他短路电流
I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-1=5.9ka
I（3）sh=2.55I，，（3）=2.55*5.9=15.1ka
I（3）sh=1.51I，，（3）=1.51*5.9=8.93ka
（4）三相短路容量
Sk-1（3）=Sd/X﹡∑（k-1）=
=107.5mva
3.1.5、计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量
（1）总电抗标幺值
X﹡∑（k-2）=X1﹡+X2﹡+X3﹡//X4﹡=0.2+0.73+2.8//2.8
=2.33
（2）三相短路电流周期分量有效值
I（3）k-2=Id2/X﹡∑（k-2）=
=61.8ka
（3）其他短路电流
I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-2=61.8ka
I（3）sh=1.84I，，（3）=1.84*61.8=113.7ka
I（3）sh=1.09I，，（3）=1.09*61.8=67.36ka
（4）三相短路容量
Sk-2（3）=Sd/X﹡∑（k-2）=
=42.9mva
以上短路计算结果综合如表3-1所示。
表3-1短路计算结果
短路计算点
三相短路电流/KA
三相短路容量/MVA
Ik（3）
I“（3）
I∞（3）
ish（3）
Ish（3）
Sk（3）
k-1
5.9
5.9
5.9
15.1
8.93
107.5
k-2
61.8
61.8
61.8
113.7
67.36
42.9
2.4.照明部分计算
照度计算的目的是根据照明场所要求的照度值及其它条件来决定它安装的数量，也可以先将照明器布置好，然后根据场所的实际条件计算照度值，以判断是否符合照度标准。
本次设计用利用系数法进行照度计算：
该建筑物层高5.7米，窗高1.7米；
设顶棚反射比ρc=0.7，墙面反射比ρw=0.65，地面反射比ρf=0.3，
玻璃反射比ρ=0.08；
根据办公室照度标准值要求值为150lx：
公式：
N=
Eav------平均照度A-------房间面积
Фs------灯具的光通量u-------利用系数
K---------维护系数
采用YG2-1型简式荧光灯，每个照明器内可装2个荧光灯管，功率为40W，额定光通量是4800lm，要求照度达到100（lx），K=0.8。
室空间比：
RCR=
=5×2×（4.56+3.56）/（4.56×3.56）=5.00
因为采用灯具为吸顶式的，所以无顶棚空间
即顶棚空间有效反射比ρcc=ρc=0.7
地板空间平均反射比：
ρfa=
=
=
=0.464
地板空间有效反射比：
ρfc=
=
=0.331
室空间平均反射比：
ρwa=
=
=0.685
查建筑照明书375页利用系数表可得：
u′=0.65
由于地板空间有效反射比不等于0.2，
所以可查建筑照明书372页得：
修正系数c=1.050
则利用系数u=cu′=1.050×0.65=0.683
灯具的个数：
N=
=15.8取N=16个
选用8个YG2-1型双管荧光灯。
其余房间与此算法相同，在此不作赘述，亦可用功率密度法算照度值
2.5.1健身休闲馆照明设计
采用嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯照明器
空内空间高度hrc=4.5m
=1.47
天花板的反射系数ρcc=70%
地板的反射系数ρfc=30%修正为ρfc=20%
墙的平均反射系数
ρw=（50×4.5×0.5+22×4.5×0.5×2+50×4.5×0.08）/50×4.5×2+22×4.5×2=0.35
查表得RCR1=1,ρcc=70%,ρfc=20%,U1=0.71
RCR2=2,ρcc=70%,ρfc=20%,U2=0.61
利用直线内插法求利用系数
RCR=1.47,ρcc=70%,ρfc=30%
U=U1+（RCR-RCR1）/（RCR2-RCR1）（U2-U1）=0.62
由得N=252（盏）
需要嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯84套
2.5.2休闲建筑馆照明设计图
三、课程设计总结
为期10天的课程设计将要结束了。
在这两周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。
感受良多，获益匪浅。
这10天中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计前的准备工作（阅读课程设计相关文档）、小组讨论分工、完成系统开发的各个文档、课程设计总结报告、小组汇报PPT、个人日记，个人小结的任务。
在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。
在以后的几天中，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论、对资料进行分析，并在这段时间里完成了网站的开发设计，并最后撰写课程设计报告及个人总结。
我的主要工作是完成课程设计总结和制作PPT，并上台汇报。
面对这样的任务，我开始真的很担心，不是害怕要写那么多资料，而是怕站在讲台上，面对那么多的人，我怕讲不出话来。
有过两次上台经验的潘同学就耐心的给我传授一下他的心得。
而且这是我们必经的过程，以后走入社会肯定会有很多场合需要我们在公共场合讲话，现在如果不去讲的话，那以后我们怎么办呢？
还是硬着头皮上吧，没有别的选择了。
在课程设计的过程中，我们经历了感动，经历了一起奋斗的酸甜苦辣。
也一起分享了成功的喜悦。
这次的课程设计对我们每个人来说都是一个挑战。
课程设计中文档的撰写我从来就没有担心过，就是网站的设计我真的很担心，平时对这方面的知识接触的就不是很多，而且对于软件我就更抓狂了。
这时候小组的力量就体现出来了，各司其职，各尽其能。
发挥了集体的效用。
在这个过程，我受到了好多帮助，一句温暖的话语，一杯热热的咖啡，让人有无比的动力和解决问题的决心。
其实这次的课程设计我的最大的感受不是知识的获得，而是人格的磨练和交际的能力。
和大家想的一样我们也会产生一些小矛盾，当然这是不可避免的。
在产生小矛盾的时候，我们没有逃避。
重要的是我们如何去解决它。
为什么会产生这些矛盾，以怎样的方式去解决它，这是我们应该去考虑的问题。
我想经过这样的一个过程我们会学到很多，学会了怎样去和别人沟通，理解别人所做的事，别人也会宽容的对待我们，从而我们就在无形之中加强了我们的人际交往能力。
这个经验对我们以后的人生将会发挥很大的作用。
毕竟我们是生活在人类这个群体之中的。
假如世界上只剩下一个人，那么他不可能长久的生活下去的。
课程设计这样集体的任务光靠团队里的一个人或几个人是不可能完成好的，合作的原则就是要利益均沾，责任公担。
如果让任务交给一个人，那样既增加了他的压力，也增大了完成任务的风险，降低了工作的效率。
所以在集体工作中，团结是必备因素，要团结就是要让我们在合作的过程中：
真诚，自然，微笑；说礼貌用语；不斤斤计较；多讨论，少争论，会谅解对方；对他人主动打招呼；会征求同学的意见，会关心同学，会主动认错，找出共同点；会接受帮助，信守诺言，尊重别人，保持自己的特色。
课程设计结束了，但我们一起奋斗的精神和这份宝贵的经历将会成为人生道路上一道亮丽的风景线。
四、参考文献
[1]供配电系统雍静机械工业出版社
[2]电气照明技术谢秀颖郭宏祥中国电力出版社
[3]建筑电气控制技术马小军机械工业出版社
[4]AutoCAD实用教程高进龙西北工业大学出版社
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
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