某高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

某高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一論文的主要內(nèi)容

本論文遵循建筑電氣設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和原則，著重于建筑電氣的安全可靠性研究，特別是對高層建筑的供配電部分。第一章簡要介紹了本論文的設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)原則。第二章主要介紹了本工程的供配電方案、負(fù)荷計(jì)算及電氣設(shè)備的選擇。第三章主要介紹本建筑的照明設(shè)計(jì)、應(yīng)急照明設(shè)計(jì)以及做照度計(jì)算。第四章主要介紹本建筑的消防系統(tǒng)方案、報(bào)警設(shè)備的選擇及布置主要介紹本建筑的防雷接地保護(hù)及保護(hù)措施。第五章主要介紹本建筑的防雷接地保護(hù)及保護(hù)措施。2第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)計(jì)范圍220/380V供配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)；建筑物防雷、接地系統(tǒng)及安全措施。3第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一負(fù)荷分級和供電方案

建筑電氣負(fù)荷，根據(jù)建筑物在政治、經(jīng)濟(jì)上的重要性或用電設(shè)備對供電可靠性的要求，分為三級。即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。各級負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施，均與外部電源條件有關(guān)。

該建筑為二類建筑，負(fù)荷等級為二級。照明負(fù)荷電壓等級為220Ｖ，動(dòng)力負(fù)荷電壓等級為380V,消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)電壓等級為24V

。一級負(fù)荷用戶應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到破壞。二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)做到當(dāng)電力變壓器或線路發(fā)生常見故障時(shí)，不致中斷供電或中斷供電能及時(shí)恢復(fù)。4第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一

三路220/380電纜都由室外引進(jìn)，型號為SCB9-1250/10臺，配電箱和動(dòng)力箱各設(shè)4個(gè)，采用鏈?zhǔn)焦╇?。本建筑的供電措施三級?fù)荷對供電無特殊要求，采用單回路供電，但應(yīng)使配電系統(tǒng)簡潔可靠，盡量減少配電級數(shù)，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)一般不宜多于三級。5第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一配電方式工作電源采用分區(qū)樹干式，備用電源也采用分區(qū)樹干式或由首層到頂層垂直干線的方式。工作電源和備用電源都采用由首層到頂層垂直干線的方式。工作電源采用分區(qū)樹干式，備用電源取自應(yīng)急照明等電源干線本工程配電采用分區(qū)樹干式，采用兩路獨(dú)立的10KV電源同時(shí)供電6第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一

本工程的負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的方法需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法。在本工程中，采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。7第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一需要系數(shù)法式中：——有功計(jì)算負(fù)荷，單位為

KW；——無功計(jì)算負(fù)荷，單位kvar

;

——視在計(jì)算負(fù)荷,單位為KVA

;

——計(jì)算電流,單位為A

;

——用電設(shè)備的總?cè)萘?單位為KW

;

——用電設(shè)備功率因數(shù)正切值

;

——需要系數(shù)

;

——用電設(shè)備額定電壓，單位為V

.8第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一電氣設(shè)備的選擇1.低壓斷路器：低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。在選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿足下列條件：低壓斷路器的型號及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求；低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓；低壓斷路器的額定電流不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；低壓斷路器的短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大三相短路電流。依據(jù)斷路器的選擇原則，本次設(shè)計(jì)采用德力西集團(tuán)生產(chǎn)的D20系列塑殼式斷路器

。9第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一2.導(dǎo)線型號及截面的選擇從節(jié)能角度，為了減少電能傳輸時(shí)引起的線路上電能損耗，要求減少導(dǎo)體的電流阻抗則使用銅比鋁好。故，本設(shè)計(jì)中所有導(dǎo)線電纜全部選用銅芯線。導(dǎo)線絕緣及護(hù)套材料則選擇塑料絕緣導(dǎo)線，其絕緣性能好，制造工藝簡單，價(jià)格比較便宜，無論明敷或穿管都可替代橡皮絕緣線。但其氣溫適應(yīng)性較差，低溫時(shí)易變脆，高溫易揮發(fā)。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》當(dāng)相線截面不大于35mm2時(shí)，各保護(hù)線截面和相線截面相同。當(dāng)相線截面大于35mm2時(shí)，各保護(hù)線截面至少為相線截面的一半。除消防電纜用的ZR型，別的都用的VV型的；導(dǎo)線都選擇的BV型。

10第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一照明設(shè)計(jì)主要用于居住、娛樂、社交活動(dòng)等房間內(nèi)的照明，設(shè)計(jì)方向主要是照明的舒適感和藝術(shù)效果。對于辦公室照明，為提高可見度和有利于節(jié)能，應(yīng)盡量將燈光集中于工作區(qū)內(nèi)。對于門廳、樓梯、走廊等場所，照明主要是導(dǎo)向作用和保證安全。這些場所的垂直照度比水平照度更為重要。對于建筑立面照明的處理，應(yīng)充分利用建筑物本身的各種特點(diǎn)和周圍環(huán)境特點(diǎn)，創(chuàng)造出良好的藝術(shù)氣氛和效果。11第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一照明光源選的原則發(fā)光效率高；顯色性好，即顯色指數(shù)高；使用壽命長；啟點(diǎn)可靠、方便、快捷；性能價(jià)格比高。12第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一電纜選擇原則根據(jù)計(jì)算負(fù)荷電流選斷路器整定值；根據(jù)斷路器整定值選電纜;導(dǎo)線及斷路器選擇時(shí)要前后級之間相互配合,前一級斷路器整定值至少比下一級斷路器整定值高一級;動(dòng)力設(shè)備考慮自啟動(dòng)影響,斷路器整定時(shí)要選高一級數(shù)值。據(jù)工程實(shí)踐，各照明回路選線均為：BV-2*2.5，穿PVC管敷設(shè)13第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一照度計(jì)算照度計(jì)算的方法有利用系數(shù)法、單位容量法、查概曲線法、逐點(diǎn)計(jì)算法等。本工程用利用系數(shù)法計(jì)算。計(jì)算步驟計(jì)算步驟根據(jù)燈具的布置，確定室空間高度h；計(jì)算室空間比RCR；確定反射系數(shù)ρ；確定利用系數(shù)μ；確定布置燈具的光通量Φ；確定減光系數(shù)K；計(jì)算平均照度和實(shí)際平均照度。14第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一計(jì)算公式室空間比計(jì)算公式

式中，hCR為是空間高度；l為房間長度；b為房間寬度。工作面上的平均照度 式中n為燈的個(gè)數(shù)；S為受照工作面面積。工作面上的實(shí)際平均照度

式中K為減光系數(shù)。15第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一以某個(gè)辦公室為例辦公室長為7.7m，寬為8m，室空間高度為3m，采用嵌入式鋁格柵熒光燈YG15-2

（3×30W）做照明，頂棚有效反射比為70%，墻壁的有效反射比為20%。照度標(biāo)準(zhǔn)為200xl。1.確定布置方案辦公室的面積為7.7×8=61.6㎡，照度標(biāo)準(zhǔn)為200xl，單位面積安裝功率為9.5W/㎡，則燈具安裝個(gè)數(shù)為

實(shí)際安裝為6個(gè)。查表可知，該種燈具的最大距高比為1.25，即l/=1.25，則燈具間的合理距離為

。該布置方案的實(shí)際燈距為

滿足要求。16第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一2.用利用系數(shù)法計(jì)算照度計(jì)算室空間比RCR

確定利用系數(shù)查表可知，=70%，=50%，RCR=3時(shí)=0.57；=70%，=50%，RCR=4時(shí)=0.50。運(yùn)用插入法可知，=70%，=50%，RCR=3.8時(shí)=0.56.

確定布置燈具的光通量查表可知嵌入式鋁格柵熒光燈

（3×40W）光通量Φ=4000ml。確定減光系數(shù)查表可知，辦公室的K=0.8。計(jì)算平均照度計(jì)算實(shí)際平均照度

計(jì)算結(jié)果滿足照度。17第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)急照明設(shè)計(jì)應(yīng)急照明：當(dāng)工作照明因故障全部熄滅后，供暫時(shí)繼續(xù)工作或供人員疏散用的照明稱為應(yīng)急照明。

本工程的應(yīng)急照明包括疏散照明和備用照明。疏散照明主要分配在走廊、餐廳等人員密集或出口處。18第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一消防系統(tǒng)方案本建筑為二級保護(hù)對象，采用集中報(bào)警系統(tǒng)。專設(shè)消防控制室，其中設(shè)有集中報(bào)警控制器一臺，聯(lián)動(dòng)盤、廣播盤、控制盤各一臺。本綜合樓的消防報(bào)警總體設(shè)置如下：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：采用集中報(bào)警系統(tǒng)。聯(lián)動(dòng)控制：用手動(dòng)或自動(dòng)方式控制所有的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備，其中消火栓泵、排煙機(jī)在控制中心設(shè)置多線制的直接手動(dòng)控制?；馂?zāi)時(shí)按要求啟動(dòng)各類消防設(shè)備，執(zhí)行電梯迫降，并切斷非消防負(fù)荷電源。按規(guī)范設(shè)置消防廣播系統(tǒng)，并與正常廣播結(jié)合，火災(zāi)時(shí)強(qiáng)切至火災(zāi)廣播。 設(shè)應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括疏散指示燈、出口指示燈和備用照明。均采用雙路電源切換，末端自投或自帶蓄電池。19第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一消防控制器的選擇報(bào)警控制器的選擇首先要滿足報(bào)警器的容量應(yīng)大于系統(tǒng)的容量。在選擇容量時(shí)宜留有余量，以備建筑內(nèi)部功能調(diào)整和發(fā)展需要。工程規(guī)模較小，報(bào)警區(qū)域及探測區(qū)域不多，聯(lián)動(dòng)工程較少且控制點(diǎn)數(shù)不多時(shí)，可采用多線制報(bào)警器，以減少工程設(shè)備費(fèi)用。反之，宜采用總線制報(bào)警器。本工程采用二總線制火災(zāi)報(bào)警控制器。20第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一探測器的選擇1.點(diǎn)型火災(zāi)探測器的選擇：下列場所宜選擇點(diǎn)型感煙探測器⑴飯店、旅館、教學(xué)樓、辦公室的廳堂、臥室、辦公室等；⑵電子計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、電影或電視放映室等；⑶樓梯、走道、電梯機(jī)房等；⑷書庫、檔案庫等；⑸有電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的場所。21第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一2、感溫探測器的選擇符合下列條件之一的場所宜選擇感溫探測器⑴相對濕度經(jīng)常大于95%；⑵無煙火災(zāi)；⑶有大量粉塵；⑷在正常情況下有煙和蒸汽滯留；⑸廚房、鍋爐房、發(fā)電機(jī)房、烘干車間等；⑹吸煙室等；⑺其他不宜安裝感煙探測器的廳堂和公共場所。

在本設(shè)計(jì)中，依據(jù)火災(zāi)探測器的選擇原則，辦公室及走廊等均采用感煙探測器，食堂操作間則采用感溫探測器。22第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一探測器的計(jì)算與布置以廚房為例a.確定感溫探測器的保護(hù)面積A和保護(hù)半徑R，因?yàn)椋罕Ｗo(hù)區(qū)域面積：S=75.2㎡房間高度h=3m，即h≤8m,屋頂坡度θ≤15查表得，感溫探測器：保護(hù)面積A=60㎡,保護(hù)半徑R=4.4m。b.算所需探測器數(shù)N根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，該建筑物屬于二級保護(hù)建筑，取K=0.9。

N取2。c.確定安裝間距a、b:a=2m,b=6.4m校核：r=

=

=3.3m即r﹤R符合保護(hù)半徑要求。23第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一消防廣播與報(bào)警按鈕等設(shè)備的布置

消防廣播：其數(shù)量應(yīng)能保證從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何部位到最近一個(gè)揚(yáng)聲器的步行距離不大于25m。走道最后一個(gè)揚(yáng)聲器距走道末端不大于12.5m.

消防專用電話為獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)，設(shè)置消防專用電話主機(jī)。手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓按鈕處設(shè)置消防電話塞孔。電話塞孔在墻上安裝時(shí)，其底邊距地高度應(yīng)在1.3~1.5m。手動(dòng)報(bào)警按鈕：報(bào)警區(qū)域內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個(gè)手動(dòng)報(bào)警按鈕的步行距離，不宜大于30m。24第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一

手動(dòng)報(bào)警按鈕分布１、報(bào)警區(qū)域內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)，應(yīng)至少設(shè)置一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕應(yīng)設(shè)置在明顯和便于操作的部位。安裝在墻上距地（樓）面高度1.5m處，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最近的一個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的步行距離，不應(yīng)大于30米。2、在公共活動(dòng)場所（包括大廳、走廊、餐廳等）及主要通道等處，人員都很集中，并且是主要疏散通道。故應(yīng)在這些公共活動(dòng)場所的主要出入口設(shè)置手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕。消防控制室本工程的消防控制室設(shè)于相鄰高層住宅樓中。25第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一建筑物的防雷保護(hù)本建筑物屬于第三類建筑物。應(yīng)有防直接雷和雷電侵入波的措施。防直擊雷：第一、二類建筑物裝設(shè)獨(dú)立避雷針或避雷線（網(wǎng)），使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。防感應(yīng)雷：對非金屬屋面應(yīng)敷設(shè)避雷網(wǎng)，室內(nèi)一切金屬管道和設(shè)備，