某派出所办公楼电气设计论文Word格式.docx
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1绪论
1.1设计题目
某派出所办公楼的电气设计。
1.2工程概况
本设计的设计对象为某派出所办公楼,设计主体为一五层办公楼,建筑物高度21.3m;
设有办公室、会议室、档案室、健身房、标准间、餐厅及厨房等,为一综合性的办公楼。
由建筑物的性质和建筑高度可以得出该建筑物为三类建筑。
1.3设计依据
1)《建筑照明设计标准》GB50034-2013;
2)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;
3)《低压配电设计规范》GB50054-2011;
4)《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007;
5)《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94;
6)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011;
7)《等电位联结安装》15D502;
8)甲方提出的设计要求,各专业的条件图。
1.4设计要求
完成配电系统图、照明、插座、防雷、接地保护等系统平面图的设计;
同时完成电话、有线电视、宽带网络等弱电系统的设计。
1.5设计内容
首先对该办公楼电气设计的主要依据和原则进行了描述,然后详细介绍了设计步骤和电气设备选型等。
本次设计共包括五章内容,前2章为绪论及总配电系统设计,第3章为照明配电系统电气设计,第4章为防雷接地系统设计,第5章为弱电系统电气设计。
1)配电系统设计,介绍用电负荷分类及相应的供电要求,如何依据相关设计依据选择合适的负荷计算方法以及配电方式等。
本次负荷计算,选用利用系数法计算照明配电箱工作电流,以此选出断路器、电缆和导线。
根据文献[8]对负荷进行分类,不同级别的电力负荷采用不同的配电方式。
动力设备也用利用系数法进行负荷计算,完成配电箱设计。
2)照明配电系统设计,介绍灯具光源的种类,进行具体型号选择,如何进行照度计算和应急照明布置等内容。
依据文献[6]用利用系数法进行照度计算,通过天正计算软件得出各个房间合适的灯具数量,照明平面图按照供电半径不超过30米的原则进行设计,对供电回路负荷进行合理分配,得出需要的配电箱数量。
3)防雷接地系统,介绍了如何对雷电进行相应的防护;
接地系统方式选择和具体要求等。
最后,结合建筑的特点,对各种雷电效应和接地系统进行设计。
4)弱电系统设计,包含二个部分:
电话系统和网络系统。
5)各章节关系如1-1图所示:
图1-1派出所办公楼电气系统
2配电系统设计
2.1负荷等级及供电要求
2.1.1负荷等级分类
电力负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷,依据文献[9]对民用建筑负荷进行了分级,见表2-1。
表2—1具体民用建筑负荷分级
负荷等级
用户(中断供电后果)
用电设备(或场所)名称
一级负荷
造成人身伤亡
(1)消防用电设备,例如消防水泵、消防电梯、消防中心(控制室)电源
(2)应急照明、疏散标志灯(3)走道照明、值班室照明、警卫照明、障碍标志灯(4)其他重要场所
造成重大政治、经济损失
影响有重大政治、经济意义的用电单位正常工作的负荷
二级负荷
会在政治、经济上造成较大损失
(1)消防用电设备,例如消防水泵、消防电梯、消防控制室电源
(2)生活水泵、主要通道及楼梯间照明
影响重要用电单位正常工作的负荷
三级负荷
不属于一级和二级的负荷
2.1.2供电要求
根据《民用建筑电气规范》
1)一级负荷必须有两路进线电源,确保一个电源故障时,另一个可以正常运行。
有高压设备的时候,选择双回路高压电源进线。
总负荷容量不大时,两路电源可都从电力系统获得,或者其中一路电源采用柴油发电机组发电。
一级负荷中的特重要负荷,除了上述2电源供应,还要设置应急电源。
2)二级负荷应由两个电源供电,电力变压器也需设置两台。
为确保电源线故障或变压器的故障不会中断供电或中断后迅速恢复。
电源从电网引来时,供电线路每个回路均需满足100%的负荷。
当线路和配电设备检修和突然停电时,要保证安全关机,这时可根据负荷容量设置合适大小的柴油发电机组。
3)三级负荷供电无特殊要求。
这三种类型的高层建筑,电力配电和照明三类负载,应急照明和应急疏散标志与电池备份电源,消防电气设备由专用电源电路,电源来自配电室。
派出所办公楼为三类高层建筑,所有负荷均为三级负荷,应急照明和应急疏散标志设置备份电源,消防电气设备供电单独设置,电源来自配电室。
2.1.3配电方式
《住宅设计规范》规定,住宅供电接地方式有三种,分别为TN-S,TT和TN-C-S。
高层电梯住宅设有低压变电所时一般选用TN-S系统;
电源由城市公用低压配电线路引来的民用建筑通常选用TT系统;
每幢建筑物电源均由小区变电所引来时选用TN-C-S系统。
此次设计选用TN-C-S三相四线制供电方式。
低压配电系统的设计,必须按照负荷的性质、用电设备容量、供电条件合理的进行设计;
同时满足计量、维护、管理方便,供电安全可靠等要求。
照明负荷与动力负荷配电系统宜分开设计;
消防用电设备及其他防灾用电设备的配电宜单独设置。
常用低压配电系统接线有4种,放射式配电、树干式配电、变压器干线式配电和链式配电。
设备容量较大,或负荷性质重要的建筑物宜采用放射式配电;
楼层较高的建筑物,通常采用分区树干式配电向各楼层配电点供电;
用电设备负荷较小,距配电箱距离较远,负荷等级不高,设备与设备间距不大时,一般采用链式配电。
常用配电方式优缺点介绍:
1)放射式配电优点:
供电可靠性高,配电设备比较集中,检修时方便;
缺点是有色金属消耗多,灵活性差。
2)树干式配电优点:
配电设备和有色金属消耗少,系统灵活性好;
缺点是干线故障时,对整个系统影响大。
本次办公楼电气设计配电系统采用放射式和分区树干式相结合的供电方式(详见附录DS-02、DS-03配电系统图)。
2.2负荷计算
常用负荷计算方法有3种,需要系数法、利用系数法和单位指标法。
单位指标法多用于设计前期预测,利用系数法和需要系数法多在初步设计和施工图设计中使用。
电力负荷计算必须无误,并且尽量精确,准确的计算功率对选择合适变压器型号至关重要。
通过计算电流值选择合适的开关、断路器和对应的电线电缆型号。
本次办公楼电气设计采用利用系数法来计算负荷。
用电设备组计算负荷:
(2-1)
(2-2)
(2-3)
(2-4)
式中Pe------------------用电设备工作容量(kW)
------------------需要系数
Q-------------------用电设备组无功功率(kVar)
Pjs--------------------用电设备组有功功率(kW)
cosФ------------------有功功率因数
tgФ-----------------正切角(用来求无功功率)
1)1AL1照明配电箱
工作容量Pe=46.4kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=37.12kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=66.35A。
2)1AL2照明配电箱
工作容量Pe=27.5kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=22kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=39.32A。
3)2AL1照明配电箱
工作容量Pe=47.1kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=37.68kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=67.32A。
4)2AL2照明配电箱
工作容量Pe=34.4kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=27.52kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=49.19A。
5)3AL1照明配电箱
工作容量Pe=49kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=39.2kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=70.07A。
6)4AL1照明配电箱
工作容量Pe=49kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=39.2kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=70.07A。
7)5AL1照明配电箱
工作容量Pe=31.7kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cosφ=0.85,有功功率Pjs=PeKx=25.36kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=45.33A。
8)ATI电梯配电箱
工作容量Pe=12kW,需要系数Kx=1.0,功率因数cosφ=0.60,有功功率Pjs=PeKx=12kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=30.4A
9)AT2消防配电箱
工作容量Pe=7.5kW,需要系数Kx=1.0,功率因数cosφ=0.80,有功功率Pjs=PeKx=7.5kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=14.2A。
10)AP动力配电箱
工作容量Pe=289.4kW,需要系数Kx=0.70,功率因数cosφ=0.80,有功功率Pjs=PeKx=202.58kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcosφ=384.75A。
刀开关选择400A框架,整定电流400A,经查工业与民用配电设计手册[9]95mm2在25℃时埋地载流量为203A,选择两根95mm2载流量为406A大于400A。
故电缆型号选择2(YJV22-1kV-4x95),
2.3电线、电缆选择
2.3.1选择原则
1)通过负载电流时,线芯温度不超过电线、电缆绝缘所允许的长期工作温度,简称按温升选择截面。
2)经济寿命期内的总费用最少,即初始投资和经济寿命期内线路损耗费用之和最少,简称按经济电流选择。
3)通过短路电流时,不超过所允许的短路强度。
4)电压损失在允许范围内。
5)满足机械强度的要求。
6)低压电线、电缆应符合过负载保护的要求;
TN系统中还应保证在接地故障时保护电器能断开电路。
2.3.2选择步骤和结果
1)根据计算电流选取断路器框架和整定电流值;
2)根据断路器框架电流选择合适的电缆型号;
3)导线及断路器选择,上级断路器框架电流至少要比下级断路器大一个型号;
4)动力设备需要考虑瞬时启动电流,断路器整定值要比工作电流大一个型号。
5)照明回路选用BV—2x2.5,插座回路选用BV—3x4。
其它电力设备具体电缆、导线选择详见图纸DS—02和DS—03。
3照明系统设计
3.1照度设计标准
根据《建筑照明设计标准》表5.2.2办公建筑照明标准值和表5.4.1公共场所照明标准值,本次设计的照度计算标准如下:
表3—1建筑照度标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
普通办公室
0.75m水平面
300
会议室
接待室、前台
营业厅
资料、档案室
200
配电室
门厅
地面
100
健身房
走廊、流动区域
50
楼梯、平台
30
厕所、盥洗室、浴室
75
3.2照明光源选择
照明光源选择一般原则:
1)发光效率高;
2)显色性越高越好;
3)使用寿命长;
4)启点可靠、方便、快捷;
5)性价比高。
3.3照明灯具选择
灯具选择应遵循安全、简单、节能、耐用、方便、环保等原则。
选择合适的光源,合理分配光源的发光量,以满足工作环境的要求和照明的需要,无眩光,避免严重的反射幕。
同时还要考虑环境光分布情况,达到限制眩目的要求,选择高效率、高光效灯。
荧光灯、电子节能灯一般用于室内照明(常用三基色荧光灯),汞灯和钠灯用于室外照明,用于混光照明时往往需要两者相结合,这么设计有利于节省电耗,尽量还原本色,光色协调、视觉舒适。
灯具选择一般原则:
1)安全:
灯具选择正规厂家,劣质灯可能发生爆炸或烧毁线;
2)节能:
选择效率高、光通维持率高的灯具;
3)功能性、装饰性(美观、协调)、经济性(性价比高);
4)限制眩光。
根据各房间的不同功能和规范要求选择不同的灯具类型。
走廊每隔4-5米安装一盏吸顶节能灯,在浴室镜子上方装设一盏向下照射的灯,减少面部阴影,提供充足的光亮。
本建筑主要灯具选择如下表:
表2—2灯具选择表
灯具类型
安装场所
荧光灯
办公室、会议室、餐厅、健身房
防水防尘灯
厨房、卫生间等
荧光花吊灯
大厅
吸顶灯
走廊、楼梯
3.4照度计算
《工程名:
某派出所办公楼的电气设计》
计算者:
鄢汉勇
计算时间:
2016.04
参考标准:
《建筑照明设计标准》/GB50034-2013
参考手册:
《照明设计手册》第三版:
本次设计采用利用系数法进行照度计算,公式如下:
E=NΦUK/A
N=EA/(ΦUK)
其中:
Φ--光通量lm,N--光源数量,U--利用系数,A--工作面面积m2,K--灯具维护系数
1)办公室灯具数量计算,长度L=7.1m,房间宽度B=4m,计算高度H=2.75m,工作面高度0.75m,光源为双管飞利浦T8直管荧光灯。
光通量为2500lm,利用系数U=0.75,维护系数K=0.8,照度要求为300LX,功率密度要求为11W/m2。
由此可根据公式得:
N=EA/(ΦUK)=300x7.1x4/(2x2500x0.75x0.8)=2.84
计算结果:
选择灯具数3盏,要求平均照度:
300.00LX,实际计算平均照度:
316.90LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2,实际功率密度:
7.82W/m2
符合规范节能要求!
2)办证大厅灯具数量计算,长度L=13.3m,房间宽度B=8m,计算高度H=2.75m=,工作面高度0.75m,光源为双管飞利浦T8直管荧光灯。
光通量为2500lm,利用系数U=0.75,维护系数K=0.8,照度要求为300LX,功率密度要求为13W/m2。
N=EA/(ΦUK)=300x13.3x8/(2x2500x0.75x0.8)=10.6
选择灯具数11盏,要求平均照度:
310.15LX
13.00W/m2,实际功率密度:
7.65W/m2
3)其他房间照度均用以上方法进行计算。
3.5应急照明
3.5.1应急照明分类
应急照明按用途可分为3种,疏散照明(保证在发生事故时人员能快速安全地离开)、安全照明(保证发生停电事故时,潜在危险场所人员人身安全不受威胁)和备用照明(能保证发生照明事故时,室内活动照常)。
设计要求如下:
1)疏散应急照明
疏散通道地面照度应达到1lx,最低不得小于0.2lx。
在安全出口附近和疏散通道的明显位置设标志指示灯;
2)安全应急照明
工作面照度值不应低于正常照明的5%,当遇到停电事故时,必须在0.5s内完成电源转换,提供照明;
3)备用应急照明
照度必须保证不低于正常照度的10%。
消防控制室、走廊、电梯机房等消防仍要工作到应急照明,需要保持正常照明。
应急疏散照明应安装在墙上或天花板上,高度视情况而定。
安全出口标志通常位于安全出口位置的上部;
走道疏散指示标志灯一般装设在走道及其转角处的墙面上,安装高度距地面1m以下,各指示灯间距不能超过20m。
应急照明可使用蓄电池作为备用电源,连续供电时间不应小于20min。
3.5.2应急照明灯具选择
应急照明灯必须选择能瞬时启动的,但当应急照明平时也做正常照明,保证两路电源不会同时断电时,可选用其它照明光源;
仅作应急照明时,必须选择能瞬时启动的灯具,否则万一发生停电事故,灯具启动时间太长起不到事故照明作用。
3.5.3应急照明灯具布置
高层建筑常见应急照明灯布置位置:
1)楼梯间、消防电梯间和避难层(间)。
2)消防中心、集中配电房、自备柴油发电机房及发生火灾时仍需正常运行的其它设备间。
3)商业大厦餐厅、剧院、观众厅、多功能厅、展厅及办公场所等人员密集场所。
4)商业大厦的疏散走道,长度超过20m的住宅内走道。
3.5.4设计结果
本次建筑电气照明设计采用应急照明与正常照明相结合的方式,在消防控制室、电梯机房、走廊、楼梯等场所设置应急照明灯,应急照明采用蓄电池作备用电源,连续供电时间不小于30min,设置走道疏散标志灯,间距不大于20m,灯具安装高度及其它要求均满足相关规范和设计标准。
局部照明参见图3-1所示,详细布置见DS—04~08照明平面图。
图3-1应急照明布置
3.6照明负荷平面布置
设计原则:
1)每个照明分支回路电流小于等于16A,单个回路内光源数量不大于25个。
2)单个照明开关所控制的光源数不宜太多。
3)线
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