吉林建筑大学电气专业毕业设计指导书

吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院
毕业设计指导书
一、毕业设计的目的和意义
毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是学生毕业前进行的完成一个工程师培养的全面综合训练，它对于培养学生的创新意识和多方面能力，提高毕业生的全面素质具有重要意义。

毕业设计的目的在于使学生能对已学过的建筑电气的有关知识加深巩固所学的基础理论和专业知识，掌握建筑电气工程设计的程序、方法及使用技术规范和计算机CAD设计的基本技能。

在教师的指导下，独立完成一项有足够工作量的综合设计任务和专题研究项目，学生完成任务后，应编写出符合要求的毕业设计说明书并绘制出必要的设计图纸，或撰写毕业论文。

通过毕业设计，应使学生树立正确的设计思想，培养严肃认真的科学态度，严谨、求实、创新的科学作风，严格组织纪律性和善于与他人合作的精神以及敬业精神。

在进行该设计前，学生应该首先系统地复习《建筑供电》，《电气控制技术》，《消防系统》，《自动调节及程序控制》等书籍，熟悉规范，规程，技术资料和指导书所列的程序及使用方法，并结合已作过的课程设计，深入思考，了解本次设计所需解决的问题和解决问题的方法，不要机械的生搬硬套，要发挥学生的创造性，独立地进行工作。

二.毕业设计任务及要求
工程名称：长春红钢房地产有限公司上东商务中心电气设计
（一）设计原始资料
建筑物所在平面图，各层平面图及剖面图，立面图及大样图。

城市给排水，暖通专业技术资料以及甲方提供的动力设备表；距该建筑物东南200米有城市中压配电网10KV线路一条。

（二）设计具体的内容
1.照明及应急照明系统设计
2.动力系统设计
3.消防及其联动系统设计
4.防雷接地及等电位系统设计
5.有线电视、电话及网络宽带系统设计
（三）提交的毕业设计文件及图纸
所选设计部分的平面图及系统图（要求按1︰100比例出图）、毕业设计计算书、设计方案论证、毕业设计周至。

（四）毕业设计进度计划表
本次毕业设计时间从2007年3月19日起，至2007年7月13日止，总计14周。

具
体进度安排如下：
第一周：完成方案论证,完成毕业设计资料准备工作，可到图书馆或有关设计部门收集本次设计的有关资料。

熟读设计任务指导书，了解设计规范、规程；看有关书籍及参考设计图纸。

到微机室练习天正[6]应用软件的使用。

掌握设计的基本理论、设计要领以及CAD软件知识为设计作好准备。

第二、三周：进行照明工程及应急照明设计。

主要设计内容有：
（1）.一般照明；
（2）.局部照明；
（3）.装饰照明；
（4）.应急照明等设计。

第四、五第周：进行动力用电系统设计。

设计的主要内容有：
消防系统所用的各种泵、防排烟系统的各种风机、潜污泵、电梯、垫风幕、中央空调等动力设备（主要是保护电器，电动机控制设备、电线电缆的配套选择）。

第六、七周：进行消防工程设计。

设计的主要内容是两部分：
（1）.火灾自动报警系统设计；
（2）.消防控制中心与消防联动控制系统设计；
（3）.消防系统供电电源及消防系统接地设计。

第八、九周：进行防雷接地及等电位系统的设计。

设计的主要内容有：根据设计工程所在地区雷暴日，计算建筑防雷等级，根据相关规范，按要求在楼顶设置避雷带，并完成接地及等电位的设计。

第十、十一周：进行弱电系统设计。

设计的主要内容：
电视、电话及网络宽带系统平面图及系统图的设计。

第十二周：
编写设计计算说明书，拟编写设计计算书大纲，正式编写设计计算说明书。

第十三周：修改、完善设计图纸及设计计算书，并输出任务书所规定提交的必要的图纸。

，打印输出并装订成册。

迎接毕业答辩。

第十四周：准备答辩及答辩。

设计顺序可按所选择设计内容，根据规定时间由学生自行选择
（五）推荐的参考文献
1.规范及标准：
[1] 中华人民共和国建设部·《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-2008 [S]·北京：中国建筑工业出版社,2008.10
[2] 中华人民共和国建设部·《民用建筑照明设计标准》GBJ 133-90 [S]·北京：中国建筑工业出版社,1992.10
[3] 中华人民共和国建设部·《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94 [S]·北京：中国建筑工业出版社,1994.10
[4] 中华人民共和国建设部·《供配电系统设计规范》GB 50052-95 [S]·北京：中国建筑工业出版社,1992.10
[5] 中华人民共和国建设部·《民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 [S]·北京：中国建筑工业出版社,1994.10
[6] 中华人民共和国建设部·《人民防空地下室设计规范》GB 50038-94 [S]·北京：中国建筑工业出版社,1992.10
2 .参考书目有：
[1] 雍静·《供配电系统》[M]·北京:机械工业出版社,2003.6
[2] 孙建民·《电气照明技术》[M]·中国建筑工业出版社，2002.12
[3] 俞丽华编著·《电气照明》[M]·上海:同济大学出版社,2001.9
[4] 刘宝林·《建筑电气设计图集》[M]·中国建筑工业出版社，2002.10
[5] 中元国际工程设计研究院编·《电气设计50》[M]·北京：机械工业出版社，2005.1
[6] 孙成群主编·《建筑工程设计编制深度实例范本——建筑电气》[M]·北京：中国建筑设计研究院,2005.5
[7] 吕光大主编·《建筑电气安装工程施工图集》[M]·北京:中国电力出版社,2006.9 （六）毕业设计计算书和图纸基本要求
（1）毕业设计说明书要求,按学院规定统一格式编写,内容完整、简洁明了、层次清楚、文理通顺、书写工整、装订整齐。

（2）毕业设计说明书数量，一般要求50-60页（约3.5-5.5万字）应包括：目录、前言、正文、小结，及参考文献，外文书写设计摘要等.
（3）毕业设计图纸能较好的表达设计意图，要求内容完整、布局合理、比例准确、线形分明、正确清晰，符合制图标准及有关规定；图纸总量一般20张，按1号图纸算。

提交答辩的毕业设计文件应包括：指导书,任务书,方案论证,英文资料,设计说明书和设计图纸（包括计算机软盘等）。

三．设计指导
（一）建筑物内10KV变电所设计，一般按以下步骤进行：
1.（供电电源电压选择（供电方案选择论证）
按设计任务指导书中给出的工程基础材料和商用建筑电气特点，为保证供电的可靠性，确实用电负荷分级，选择供电电源电压。

2. 主要设备（高压、低压）的选择
根据建筑物内变电所的特点及技术条件，必须作好防火、防潮、抗震、消音设计。

根据防火要求，楼内不允许装设大容量的油浸电力变压器。

不宜采用油开关设备，应采用干式变压器、真空断路器、六氟化硫（SF6）气体绝缘断路器，自愈式聚丙烯金属膜并联电容器作为低压侧功率因数集中补偿装置，取代油浸纸绝缘介质电容器，为了提高防火能力，设置火灾自动报警及消防联动装置。

3. 电力负荷计算
根据给出的原始资料，一般采用下述公式计算
1）用电设备组的计算负荷
.j d e
P K P =（KW ） .j J Q P tg θ
= （Kvar ）
j S =（KVA ）
j S I =（A ） 2）配电干线或变电所的有功、无功和视在计算负荷 1m j i P K ε==∑（
di ei K P ）（KW ）
1m j i Q K ε==∑（di K ·tg φei P ）
(Kvar)
j S =(KV
A)
j S I =（A ）
4. 10KV/0.4KV 变压器低压侧主断路器选择配套
1）选择配套依据
不同额定容量（KVA ）的变压器，对应不同的额定负荷电流（I 不），根据所设计工程，具体的变压器容量，计算出该变压器二次侧0.4KV 额定电流。

将变压器标称额定容量换算成变压器额定负荷电流的计算公式：
1000B KVA I ⨯= (A)
式中 B I —额定负荷电流（A ）；
e U —额定电压（V ）；
KVA —变压器标称额定容量（KVA ）
2 选型原则
在工程设计选型时，应注意B n nm I I I 〈〈的关系。

而万能式低压断路器在实际生产中各系列壳架额定电流nm I 等级不同，故在设计选型确定系列时应选该系列施加生产的壳架额定电流nm I 等级，但必须应满足 nm n B I I I 〉〉 。

低压侧主断路器设计造型，还应注重考完该配电网络的短路电流，断路器的分解能力；变压器可能的过载运行，大功率重负载电动机的频繁启动及反接制动；断路器工作环境温度等不利安全可靠运行的因素，一般壳架电流I 宜比实际线路额定电流选大一级。

5.自动补偿时补偿容量计算
1）求电容器补偿量
12()cc j j c
Q P tg tg P q φφ=+= 12()
j q tg tg φφ=+ 式中
j P —有功计算负荷，KW ； 1tg φ—补偿前计算负荷的功率因数角的正切值
2
tg φ—补偿后计算负荷的功率因数角的正切值 c q —无功功率补偿率，其值查表
2）电容数量的选择
cc Q N Q τ≥
式中 N —电容器台数，台；
cc Q —需补偿的无功功率，Kvar ；
Q τ—单台电容器容量，Kvar
3）实际补偿量
CC Q NQ τ=
4）补偿后的实际平均功率因数
1cos av av av CC P S tg Q φφ==-
6. 变压器的功率损耗计算公式
有功功率损耗 2()j T O T cu N T N T S p p p S ⋅⋅⋅⋅=+
无功功率损耗 2(
)C T O T N T N T S Q Q Q S ⋅⋅⋅=+ 式中 T Q —变压器的无功功率损耗（Kvar ）
O T Q ⋅—变压器空载无功功率损耗（Kvar ）
N T Q ⋅—变压器在额定负载下无功功率损失的增量（Kvar ）。

其中
%100O T O T N T I Q S ⋅⋅⋅=
%100K N T
N T U Q S ⋅⋅= 式中 O T I ⋅％—变压器空载电流占额定电流百分数，可查产品目录；
%K U —变压器短路电压占额定电压百分数，可查产品表。

7. 供电线路的功率损耗
有功功率损耗
23310()j p I R KW -=⨯
无动功率损耗 23310(var)j
Q I X K -=⨯ 式中 R —线路每相电阻（Ω），o R L
γ=；
X —线路每相电抗（Ω），o X L χ=； L —线路计算长度（Km ）；
8.选择变压器容量
2
/cos N T j S p βα⋅= 式中 N T S ⋅—变压器总容量（KVA ）；
j P —有工计算负荷（KW ）；
β—变压器最佳负荷率；
2cos α—补偿后的平均功率因数，需求2cos α>0.9
β值选择是可略高一些。

如单台变压器，β值以取70%—80％为宜。

9. 高压配电柜设计选型
按计算所得参数,利用产品手册选择适当柜体.
10. 低压配电柜设计选型
按计算所得参数,利用产品手册选择适当柜体.
（二）照明设计，可安下列步骤进行
1.熟悉资料、设计规范。

对已给资料进行整理。

根据建筑物的特点，确定供电等级：根据建筑平面图，拟定各户配电箱具体位置；根据外线情况确定进户总箱位置；并在平面图上绘出。

2.绘制照明平面图（包括楼梯间设照明）
根据建筑平面图针对不同的使用功能,按照电气照明设计规范进行照度设计.以满足使用对照度及功能要求.
（1） 根据房间的用途确定灯具的种类、型号及安装高度。

（2） 查出各房间的照度标准，进行照度计算。

（3）根据计算结果绘出照明平面布置图。

（4）绘出线缆（单线图）。

3．根据房间的用途确定插座的种类、型号及安装高度（建议每户厨房；卫生间插座;客厅及卧室;客厅空调插座四-五个回路.）
（1） 绘出插座平面布置图。

（2）绘出线缆（单线图）。

4. 绘出各户及总的供电系统图。

5. 负荷计算
（建议每户容量按4~6千瓦计且单独计量,每户设小配电箱.）
（1）计算各支线负荷，选择支线线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择支线开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（2）计算每户的负荷，选择每户的线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（3）计算每单元的负荷，选择线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，
选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（4）计算整幢住宅的负荷，选择进户线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在供电干线平面图上，选择总开关（型号、规格）并标注在系统图上。

6. 根据房间的用途绘出等电位平面图
7. 整理图纸并写出设计说明、图例及图纸目录。

（1）说明书
内容包括：建筑用途、设计依据、负荷等级及电源进户方式、配线、配电箱及等电位联结。

（2）图例
内容包括：符号、名称、规格型号、容量、安装高度、方式及场所。

（3）图纸目录
内容包括：图别、名称、
8.整理计算书
内容包括：照度计算、负荷计算、线缆、开关及配电箱的选择。

9.设计注意
安全、可靠、经济实用、美观。

设计前应先学习有关的规范，严格按照规范设计。

选择导线截面时，留有余地。

保护电器选择要注意满足前后级间的选择性配合。

图纸尺寸及采用图形和文字符号应符合现行标准。

(三)消防设计
1.消防控制室：一般在一层设置，分别监视建筑物内的消防设施，进行探测监视和控制。

消防控制室内分别设有火灾报警控制主机、联动控制台、显示器、打印机、紧急广播设备、消防直通对讲电话设备、电梯监控盘及UPS电源设备等。

火灾监控管理工作站以PCI控制机为工作平台，图形显示中心以建筑平面图的形式各报警点的位置和工作状态，并可在图形显示中心直接控制，系统采用人机对话，交互图形显示和复合窗口技术，具有模拟曲线，联动系统关系图，建筑平面图和文件及报表。

2.控制主机应采用模块化结构，容量易于扩展，微处理器采用双CPU，提高系统容错能力和可靠性。

火灾报警系统当收到火灾信号时，应能发出声光报警信号，显示火灾发生的区域及部位，自动记录各报警点即时间。

消防报警及联动控制装置的操作电源为直流24V，应设置UPS不间断电源及后备蓄电池组，保证在任何情况下，控制主机及其联动设备不间断供电不小于30min. 消防控制室设主电源配电盘，380/220V 双路电源互投供电。

3.火灾自动报警系统：本工程采用集中报警系统。

超市、住宅走廊、办公室，烟尘
较大的场所、车库设感温探测器，变配电室设气体灭火设备，一般场所设感烟探测器。

在建筑物的适当位置设手动报警按钮及消防对讲电话插孔。

火灾自动报警数据传输采用总线方式，要求具有一定的开放性。

火灾自动报警系统应至少留有15％的备用容量，以便将来的发展。

火灾报警控制器额定容量按总线回路地址编码总数额定值的80％～85％来配置。

4. 消防联动控制系统：在消防控制室设置联动控制台，控制方式为自动和手动控制
两种。

通过联动控制台，可以实现对消火栓、自动喷洒灭火系统、防烟、排烟、加压送风系统的监视和控制，火灾发生时，消防控制室可根据火灾情况，通过中间继电器转换自动或手动切断火灾区的正常照明及动力电源。

同时，通过中央电脑控制（BAS）室关闭火灾区的空调机组，回风机，排风机等。

还可以直接通过对讲电话通知变电所，切断其他与消防无关的电源。

5.广播和消防紧急广播系统：广播系统由日常广播和紧急广播两部分组成，前端都
设在消防控制中心。

日常广播和紧急广播合用一套广播线路和扬声器，平时播放背景音乐和日常广播，火灾时受火灾信号控制，相关楼层自动切换为紧急广播，切换的顺序是：二层及二层以上发生火灾时，先接通着火层及相邻的上下层，首层发生火灾时，先接通本层、二层及地下各层，地下室发生火灾时，先接通地下各层及首层。

在消防控制室设置消防广播机柜，机组采用定压式输出。

扬声器的功率为3W，从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于25M,走道内扬声器距末端不大于12.5M。

消防紧急广播按建筑层分路，每层一路。

当发生火灾时，消防中心值班人员可根据火灾发生的区域，自动或手动进行火灾广播，及时指挥疏导人员撤离火灾现场。

6.消防直通对讲电话系统：在消防中心和电梯机房内设置消防直通对讲电话总机，
在各层的手动报警按钮处设置消防对讲电话插孔
7.电梯监控系统：除显示各层电梯的运状态、层数外，还设置正常、故障、开门、
关门显示。

火灾发生时，根据火灾情况及场所，由消防控制室的联动控制盘发出指令，指挥电梯按消防程序运行，并对全部或任意一台电梯进行对讲，说明改变运行方式的原因，除消防电梯保持运行外，其余电梯强制返回首层并开门。

电梯的火灾指令开关采用钥匙开关，由消防控制室负责火灾时的电梯控制。

8. 防火卷帘监控系统：疏散走道防火卷帘两侧设置感烟探测器和感温探测器及警
报装置，并设置手动按钮。

当疏散通道两侧感烟探测器报警，卷帘下降至距地面1.8M 处；当疏散通道两侧感温探测器报警，卷帘下降到底，并将信号送至消防控制室。

用于防火分隔防火卷帘控制；当感烟探测器报警，卷帘下降到底，并将信号送至消
防控制室。

当发生火灾时，火灾报警系统应与防火门联动，打开疏散防火门。

9. 消火栓系统、喷洒系统、防排烟系统与消防控制室之间有硬线启动控制。

10.一个探测区域内所需探测器数量计算
感烟，感温探测器的保护面积和保护半径：A(m) R(m)
探测器的一般要求及布置：一个探测区域内所需探测器数量按下式计算：
N>=S/K*A
式中：N 一个探测区域内所需设置的探测器的数量，N取整数；
S 一个探测区域的面积；
A 一个探测器的保护面积；
K 修正系数，本工程取1。