学生公寓供配电系统设计_毕业论文
密级：
NANCHANG UNIVERSITY GONGQING COLLEGE 学士学位论文（设计）
THESIS OF BACHELOR
（2010—2014年）
中文题目: 学生公寓供配电系统设计
英文题目：Student Apartments for Supply and Distribution
System Design
学院：南昌大学共青学院
系别：工程技术系
专业班级：2010级电气工程及其自动化（1）班学生姓名：朱英凯
学号：8110210047
指导教师：燕贤青
二○一四年五月
学士学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名：___________ 日期：___________
摘要
本文是依据电气设计的规定和国家的种种规范对某一学院宿舍楼做出了电气设计。这次设计使寝室楼的安全更可靠，经济更合理，维护管理更方便，为学生打造了一个良好的休息和学习环境。
设计主要包含强电设计，经过负荷计算，对空气开关、电线及电缆的整定计算；之后对低压配电及强电布线实现强电设计。并通过CAD软件制图，将寝室内部及走廊的走线具体展现出来。
以寝室楼的电气设计为毕业任务，其目标是经过实践，归纳综合所学知识，理论联系实际，从而完成普通学院寝室安全可靠的供配电设计。
关键词：负荷计算；强电设计；CAD
Abstract
This article is based on a variety of electrical design specification and the state of a college dormitory made the electrical design. This design makes the bedroom floor, security and more reliable, economical and more rational, more convenient maintenance and management, for the students to create a good rest and learning environment.
Design mainly includes strong electrical design, through load calculation, setting calculation air switch, wires and cables for; After strong electric wiring and low voltage power distribution design, implement strong electric design. And through CAD software, bedroom interior corridor alignment and specific unfolded.
In the bedroom floor electrical design tasks for the graduation, the goal is by design practice, summarized consolidated the knowledge, theory and practice, thus completing the ordinary college dormitory for safe and reliable power distribution design.
Keywords: Load Calculation;Strong Electrical Design; CAD
南昌大学共青学院毕业设计（论文）目录
目录
摘要 ............................................................. I ABSTRACT....................................................... II 第1章绪论 . (1)
1.1研究背景 (1)
1.2研究的目的 (2)
1.3研究的要求 (2)
1.4设计任务 (2)
第2章工程概况 (3)
2.1设计依据 (3)
2.2寝室普通用电设备简介 (4)
第3章负荷分级确定 (5)
3.1电力负荷分级 (5)
3.2电力负荷分级要求 (5)
3.3电力负荷确定 (5)
第4章计算负荷 (6)
4.1公寓负荷计算 (6)
4.1.1计算负荷的概念 (6)
4.1.2计算负荷公式 (6)
4.2具体的负荷计算 (7)
第5章电气设备与导线及电缆的型号选择 (11)
5.1电气设备的选择 (11)
5.2电线及电缆的简介及选择 (14)
第6章配电系统图及平面布线图的设计 (15)
6.1配电方式的选择 (15)
6.2空气开关的整定计算 (16)
6.3电线及电缆的整定计算 (17)
南昌大学共青学院毕业设计（论文）目录
6.4配电系统图的设计 (21)
6.4.1 配电系统图设计的原则 (21)
6.5强电布线图设计 (24)
6.5.1 宿舍楼母线引入各间寝室的线路图 (24)
6.5.2宿舍内部线路设计 (24)
结论与展望 (27)
参考文献 (28)
致谢 (30)
第1章绪论
1.1研究背景
随着时代的进步，中国已经从传统意义上的供电与照明走向了科技供电，科技照明，楼宇智能化的时代了。但传统的电气技术，明显存在不足，主要表现为：①使用不方便；不利于节约能源；②不利于节能；③管理效率低；④建筑的安全机能不高，随着建筑技能的成长和人们对效率需求的增加,一个新的建筑电气技术已经构成,此技术拥具备分布型智能,具有自动更新本领,电气系统功效重塑性强,选用了模块化设计使可扩展性好,能够将以往的不同建筑电气配置的控制模块集成为一体。这种电气技术的新趋向有: ①选用现场操作总线技术；②结合弱电技术和强电技术；③计算机网络技术的整合；④控制强到弱的通信方式；⑤用户现场控制方便；⑥管理方便节能；提高结构的安全性。
同时社会经济的变化国内外学生公寓的设施条件也在日益提高，而学生对宿舍生活的期待也越来越高，因此学生公寓供配电的设计也需要作出相应的调整。在调整过程当中，国内外的研究目标更为看重供配电工程中的节能举措，由于在当代社会能源消耗量快速增长，能源危机越来越严重。因此节约电能，也是建筑电气设计的重点。
综上所述能够看出，当前宿舍的供配电系统的设计在国内外已是十分成熟了，但还存在不少领域值得我们不断的去探索，从而做到更加高效，更加安全，更加节能。
1.2研究的目的
（1）锻炼自己获取新知识的能力，让自己能够离开课堂独立学习专业知
识和技能，习惯以科研的思维方式解决问题。
（2）经过对该校供配电系统设计，提高学生综合运用基础课程的知识能
力和基础性技能实践运用的能力。
（3）主电源设计的基本原理和方法，深刻的“设计，质量可靠，安全的理解，经济”的要求，为未来奠定一定的基础工厂供电技术。
（4）掌握供配电系统设的基本计算，配件选取规则和电路图平面设计的能力。
1.3研究的要求
这次供配电设计要做到以下要求：①确保在供配电的过程中的人身安全；
②需要做到供电过程的可靠性，给用户一个连续性的用电环境；③保证电压质量和电压的频率的稳定。④在充分做到以上几个条件后，经量做到供配电费用少，最大程度的减少电能和有色金属的浪费。
1.4设计任务
（1）负荷分级确定；
（2）负荷计算；
（3）电气设备与导线及电缆的型号选择；
（4）配电系统图及平面布线图的设计。
南昌大学共青学院毕业设计（论文）第2章工程概况
第2章工程概况
2.1设计依据
本设计是对普通学院学生公寓电气供配电的设计，设计的建筑面积约为2
10000m。随着教育事业的发展，规模和学生宿舍楼数越来越多。每个宿舍单体面积比较大，一般8000-15000平方米总面积；不少值班室，配电室都设置在一楼。二楼到七楼为学生居住室，类型为长型走廊组合；宿舍房间内住的人数为6人，每栋大约150-200间；建筑层数57
层，高度不超过24m。学生公寓一般选用10KV高压电源。
本次设计的学生公寓平面简图如下：Array
图2.1 八栋一层平面图
由于8栋宿舍设计除第一层外，其他2—6层都是同样的设计且房间数为34间。
本次设计的供电电源来自学校东侧900处，10kv配电所。通过查找资料得知
本地气象条件为，年均气温21.250C，日均最高气温340C，日均最低20C。所在地
平均海拔20m。
2.2寝室普通用电设备简介
经初步计算一个普通寝室用电电气使用情况可设计为如下表：
表2-1寝室电气表
活动区、值班室、配电房等房间用荧光灯，一般功率在5KW；公共走廊、应急照明、楼梯间节能灯、疏散指示灯、功率约为7KW。
第3章负荷分级确定
3.1电力负荷分级
按照《供配电系统设计规范》500522009
GB 的原则，电力负荷应按照对供电可靠性的要求和中断供电在对人身安全、经济损失上所产生的影响程度进行特定的分级，并应满足以下原则：
一级负荷：
（1）中断供电将造成人身伤亡的负载。
（2）中断供电将在政治、经济上形成重大损失的负载。
（3）中断供电将产生有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。
二级负荷：
（1）中断供电将导致政治、经济上较大损失的负荷。
（2）中断供电将导致重要用电单位的正常运行。
三级负荷：
不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
3.2电力负荷分级要求
一级负荷的供电需要由两重电源供电，若其中一个电源出现故障，应有另一个继续供电。在一级负荷中的供电需要做到以下要求：除了由两重提供电源的形式之外，还必须增加应急电源，绝对不允许无关的负荷接在应急供电电源上。而且应急电源的电量应该充足。
二级负荷的供电系统，应该由两个回线路提供电源。在特殊情况下也可以由由一回路6KV及以上专用架空线路提供电源，例如供电较困难和小地区供电时。
3.3电力负荷确定
公寓楼的消防电源，应急照明的设计，变频调速（恒压供水），污水泵都同属于一级负荷，除此之外都为三级负荷。
对公寓配电采用双回路供电来保证公寓中一级负荷的需求。
南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第4章 负荷计算
第4章 计算负荷
4.1公寓负荷计算
4.1.1 计算负荷的概念
在工作正常的情况之下供电是靠地运行的，在运行过程中必须正确的选择各部分的元件，其中有变压器、配电箱、安全柜、电线、电缆。在满足电压供应要求外还需要满足负荷电流的要求，这一点及其重要。
计算负荷也就是根据发热的条件选取供电系统中的电气设备的一个假想负荷值，我们通常认为计算出来的热效应和和实际变动负荷的热效应是一样的。通过计算负荷得出所需要选择的电线和用电设备，要求在计算负荷持续安全稳定运行过程中，电线和用电设备的最大温升在其额定的数值下。
若计算负荷值比实际大的话，将会造成有色金属不必要浪费。反之，会导致导线及用电设备温度长期过高，从而增加了电能损耗和电气使用寿命降低。 4.1.2 计算负荷公式
目前在国内需要系数法和二项式法是最为通用的确定计算负荷的方法。需要系数法和二项式法的运用途径有所不同。若要求便捷且用于工厂和车间的变电所，则用需要系数法；若要求比较大的容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算，则用二项式法。但是，在明确设备的数量较少而且设备的容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，用二项式法更为合理、方便。故在本次计算中选择二项式法。
主要计算公式有：
e 30e
3030 /cos a d N P P P K P I P U ?
==?=∑设备容量计算负荷计算电流
公式介绍：
e 3030;U ;cos ;d N P P I K ?------设备容量；有功功率计算电流;同单相时系数额定电压功率因数.
4.2 具体的负荷计算
现以8栋120寝室为例，并根据寝室电气表2.2，计算如下：
WL1支路：荧光灯362w ?，荧光灯的损耗系数0.2α=，同时系数1d K =，按将功率因数提高到0.9cos ?＝计算，则：
()()()e 30e 3030(1)140210.296(1)(1) (1 ?)19696(1)(1)/cos 96/0.92200.48 a d N P P w P K P w
I P U A
α?=?+=??+==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
WL2支路：卫生间、阳台灯202w ?，同时系数是1d K =，按将功率因数提高为0.9cos ?＝计算，则：
()e 30e
3030
(2)20240(2)(2)
(2)14040
(2)(2)/
c o s
40/ 0.92200.20 a d N P P w P K P w I P
U A ?==?==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
WL3支路：电脑656w ?，同时系数是1d K =，按将功率因数提高为0.9cos ?＝计算，则：
()e 30e 3030(3)656390(3)(3)(3)1390390(3)(3)/cos 390/0.9220 1.97 a d N P P w
P K P w
I P U A
?==?==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
WL4支路：吊扇606w ?，同时系数1d K =，按将功率因数提高到0.9cos ?＝计算，则：
()e 30e 3030(4)506300(4)(4)(4) 1300300(4)(4)/cos 300/0.92201 .5 2 a d N P P w P K P w
I P U A
?==?==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
WL5支路：饮水机及吹风机4018001w w ?+?，同时系数1d K =，按将功率因数提高到0.9cos ?＝计算，则：
()e 30e 3030(5)4018001840(5)(5)(5 )1840840(5)(5)/cos 840/0.9220 4.24a d N P P w P K P w
I P U A
?==?+?==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
WL6支路：插座（备用功率）656w ?，同时系数0.3d K =，按将功率因数提
高到0.9cos ?＝计算，则：
()e 30e 3030 (6)656390(6)(6)(6)0. 3390117(6)(6)/cos 117/0.92200.59 a d N P P w
P K P w
I P U A
?==?==?=?===?=∑设备容量计算负荷计算电流
第一层各寝室配电箱（P1-1）的负荷计算结果见表4.1：
表4-1 P1-1配电箱负荷计算表
同样的方法可以分别计算出第一层值班室和活动区的配电箱P1-2、P1-3的负荷计算表。
第一层活动区配电箱（P1-2）的负荷计算结果见表4-2：
表4-2 P1-2配电箱负荷计算表 其中，WL1支路是节能照明灯208w ?，WL2支路是应急安全出口指示灯
58w ?，WL3支路是预备功率200w 。
第一层值班室配电箱（P1-3）的负荷计算结果见表4-3：
表4-3 P1-3配电箱负荷计算表
其中，WL1支路是荧光灯363w ?，WL2支路是空调7351w ?，WL3支路是饮水机401w ?，WL4支路是插座（预备功率）800w 。
由于8栋宿舍设计除第一层外，其他2—6层都是同样的设计且房间数为34间。故知配电箱P2-1至P6-1一致,P2-2至P6-2一致。
为了计算等效三相设备容量，现按照下图进行分配接线。
图4.1 寝室分配接线图
其中（1）为照明配电，（2）为电脑配电，（3）为吊扇配电，(4)为饮水机及吹风机配电，（5）为备用配电。
一层配电箱P1-1照明计算负荷的计算：取同时系数0.90.9d K cos ?=，＝三相总安装容量
()1
526L W p
=，
()2
1140L W p
=，
()3
390L W p
=
按最大负荷L2所接容量的三倍考虑，即等效三相设备容量为：