电气自动化毕业设计

毕业设计（论文）题目名称：某小区高层住宅楼的电气设计学院名称：班级：学号：学生姓名：***指导教师：王晓雷郭丽娜2013年3月论文编号：摘要本课题研究的内容涉及强电和弱电两部分，包括电力、照明、防雷、接地、以及配电系统、负荷计算、供电电源和电压的选择、设备选型和弱电系统。

其中电力系统设计主要包括确定电压等级、供电方式；照明系统设计主要包括照度计算灯具选择及插座数量的确定；防雷接地系统设计包括防雷等级及各种防雷措施，接地选择和测试方法；负荷计算主要是确定导线截面、型号和断路器等配电设备的选型；弱电系统设计利用现代先进的计算机硬件及软件技术设计符合国家各项相关标准的大楼的综合布线系统、电话、CATV、计算机网络布线、楼宇对讲、消火栓按钮系统等子系统。

本设计依据国家相关强制性规范以及该行业相关规定，并结合实际建筑物特点合理的选择方案，以达到科学规范，经济实用。

本设计的最终设计结果为建筑电气施工图，力求通俗易懂，使施工人员准确无误的按照设计方案进行施工，图纸以A3工程图纸打印而出，并附相关文字或者图表加以说明。

关键词：电力系统，照明系统，防雷接地系统，弱电系统目录1 引言 (1)2 设计说明................................. 错误!未定义书签。

2.1设计项目基本情况 ...................... 错误!未定义书签。

2.2设计任务 .............................. 错误!未定义书签。

2.3设计原则 (2)2.4基本要求 (2)3 负荷计算 (3)3.1负荷分级 (3)3.2负荷统计 (4)4 配电系统 (6)4.1配电系统 (6)4.2配电方式 (8)4.3电缆敷设方式 (9)4.4电缆、电线选型 (9)5 照明系统 (11)5.1概述 (11)5.2照度计算 (11)5.3照明光源选择 (14)5.4照明计算 (15)6 插座系统设计 (17)6.1概述 (17)6.2设计内容 (17)7 防雷与接地系统.......................... 错误!未定义书签。

9 7.1防雷系统 (19)7.2接地系统 (21)总结 (19)参考文献及标准 (20)致谢........................................ 错误!未定义书签。

1 引言随着现代建筑水平以及人们对生活环境要求的提高，安全、便捷、舒适、高效、节能的高层建筑越来越受到人们的青睐。

与此同时，高层建筑的智能化设计因为顺应了时代的发展要求而成为现代高层建筑设计中重要的组成部分，而电气设计作为高层建筑智能设计的基础更为关键，不仅能够保证各用电设备的安全，稳定运行，而且也是能源科学，高效配置的重要方式。

现代建筑电气设计的研究主要体现在国内外各建筑设计研究院内，且专业性、实用性都很强，同时具有较强的针对性和目的性。

建筑电气是现代建筑的组成部分，随着科学技术的进步和发展，现代建筑电气技术已汇集、涵盖、应用了电能、电气设备、自动控制、计算机、网络、通信等技术，在现代建筑中的地位越来越重要。

建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

智能建筑是信息时代的产物,是现代工业高科技的结晶，是未来“信息高速公路”的主节点，是进入“数字时代”新兴的产物，是现代社会经济和文化技术发展的象征，它完美体现了建筑艺术与信息技术的结合,各种现代化的楼宇设备体现了建筑智能化的重要方面,标志着智能建筑与传统建筑的区别。

在国际上已经向着“智能大厦群”、“智能街区”、“智能化城市”发展。

智能建筑的一个最重要的指标,就是现代建筑中实现楼宇设备自动化控制和自动化管理,依靠不断发展的信息技术,对日益繁杂的楼宇设备实施全电脑化控制、全电脑化管理,人工智能起到计划、组织、指挥和协调的能力,实现整个大厦各种类型楼宇设备的协调运行。

楼宇智能化功能的实现主要依靠的是楼宇智能化技术，楼宇智能化技术是一门多学科交叉和综合的高新技术，其涉及专业多、配套产品和技术繁杂，且使用的产品更新换代迅速。

国外的智能化系统设计和施工都有一套完整的标准和规范，我国在这方面还处于学习和借鉴外国经验的阶段。

建筑智能化系统的研究和设计是一个新的课题，是现代建筑行业的发展需要，是国民经济发展的需要。

2 设计说明2.1 设计项目基本情况本建筑地上18层，地下1层，建筑面积8306.1平方米，建筑高度58.2米，框架结构，现浇楼板。

属于二类高层建筑，水、暖、通风等专业无联动控制要求2.2 设计任务a.根据要求计算负荷，设备选型b.配电箱及配电干线系统设计，c照明、插座系统设计D防雷接地系统设计e弱电系统设计（电话、有线电视、计算机网络布线、楼宇对讲系统、消火栓按钮系统等）2.3.设计原则开发小区的特点是占地面积大、人口集中、楼房之间有较大的空间。

加之绿地、曲径、花园、水泵、以及灯饰等，丰富了小区的内涵，体现环境、建筑及人居的和谐统一。

根据以上特点它的供电特点与一般的乡村、工厂不同，必须采取新的配电思路和方式来满足其功能的需要。

在供配电设计中，力求做到小区特点及环境的要求。

设计必须根据小区实际，符合其特点，采用多种供配电形式和方法，满足使用功能的要求，不但做到整体布局合理，在宏观上保持三相负荷分配基本平衡，而且在微观上要做到细致，给每个用户提供一个良好的用电环境。

在实现安全可靠配电的同时，还要做到环境的美化，使整个小区的配电合理、适用、经济。

总之，供配电设施要坚持美化城镇、小区形象，合理布局，科学规范的原则，要有超前意识和适应不断发展变化的新形势。

否则，将有可能造成重复建设，不仅造成资金、资源的浪费，还要影响居民用电。

2.4 基本要求本设计题目是培养建筑电气设计、施工专门人才的教学步骤，依据本专业所学知识，选择民用建筑进行电气设计，是完全按照毕业后从事实际工程设计的步骤进行的。

进行本设计应具备下述能力：1、掌握各种建筑电气设计规范；2、熟练运用相关软件进行建筑电气工程图的绘制，3、掌握与本课题相关公式计算4、充分利用互联网的搜索查询功能查找相关知识5、了解其它专业（建筑、结构、暖通、给排水）的有关知识；本设计实用性强，兼具综合性、学术性、系统性，能够全面提高设计者的综合运用能力和培养严谨务实，科学规范的工作态度。

3 负荷计算电力负荷是供电设计的依据参数。

计算准确与否，对合理选择设备、安全可靠与经济运行，均起着决定性的作用。

3.1 负荷分级负荷分级的相关规范：电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：1. 符合下列情况之一时，应为一级负荷：(1).中断供电将造成人身伤亡时。

(2).中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。

例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。

(3).中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。

例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力。

在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。

2.符合下列情况之一时，应为二级负荷：(1).中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。

例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

(2).中断供电将影响重要用电单位的正常工作。

例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

3.不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。

3.2 负荷统计本建筑属于二类高层建筑，负荷特点为：消防水泵、事故照明、疏散诱导标志灯、消防电梯、客梯，生活水泵、公共场所照明等属于二级用电负荷，采用两个电源供电，这两个电源取自两台配电变压器的0.4kV低压母线；照明，空调器等各种家用电器为三级负荷。

3.2.1 每套住宅的负荷计算根据《住宅设计规范》中规定，住宅的电气负荷计算不是按照灯具、插座等电气设备的容量进行计算，而是按照住宅的每套的类型和类别计算的，即单位指标法。

表3-1是河南省每套住宅的用电标准值和电度表的规格：本住宅楼可分为A和B两种户型，其中A户型面积约90.25m2,B户型面积约81m2, 考虑到空调厨房等大容量负荷及未来电器的增加，每户的配电箱均采用8kW容量，每层4户，以电梯为中心对称分布，每边A和B户型各一个，电梯和水泵单独由低压配电箱引出独立供电，在末端设自动投切装置。

地下一层为库房，变配电室设在地下一层的电气竖井旁。

负荷统计如表3-2所示：3.2.2 配电干线的负荷计算配电干线的负荷计算采用需用系数法；按照一般用电水平，干线的需用系数可由接在同一相电源上的户数范围选取；20户以下取0.6以上；20户-50户取0.5-0.6；50户-100户取0.4-0.5；整单元需要系数取Kx=0.6–0.7；本建筑共72户，接在同一相上的户数为24户，采用Kx=0.65。

根据供电局要求功率因数cos φ不小于0.9设备安装容量 Pe=882kw有功负荷 Pjs=KxPe=0.65×882kw=573.3kW无功负荷 Qjs=Pjs ×tg ψ=277.6kVA视在容量 Sjs=平均功率因数 cos φ=0.9（补偿后）计算电流 Ijs=Sjs ／(N )=636.9／(×0.38)=967.7A3.2.3 变压器容量及台数的选择：类型为国家推广使用的SCL(环氧树脂浇注)干式变压器。

根据参考文献[1],本工程总用电负荷小于1000kVA ，且有大量的二级负荷，故应设置两台变压器，同时也满足了供电的可靠，效率要求。

容量的选择：为了使变压器经济运行，应力求使变压器的平均工作效率接近于最佳负荷率β值。

计算公式如下：/N T C S P COS βα•=•式中N T S •——变压器的总容量(kVA)P——建筑物的有功计算负荷(kW)（本工程即Pjs）Cβ——变压器的最佳负荷率COSα——补偿后的平均功率因数参照表3-3：SCL型干式电力变压器的最佳负荷率求出变压器容量。

计算变压器容量N TS•=939.83kW，初步选2台630kVA的变压器，最佳负荷率为61.0%此时变压器的运行效率为939.83/（630*2）=0.7459=74.5%，负荷均衡分布在每台变压器上，也满足单台变压器的最佳负荷率在70%-80%的经济运行性要求。