高层住宅楼供配电.doc

毕业设计高层住宅楼供配电系统的设计姓 名： 学 号： 班 级： 11电气1 专 业：电气工程及其自动化 所在系： 自动化工程系 指导教师: 高层住宅楼供配电系统的设计摘要我国的城市建设过程中，住宅向着高层化趋势发展。高层住宅楼，因其为住户提供的安全、舒适、高效、节能的居住环境，受到了越来越多人的青睐，也成为现代人主要的居住方式。与此同时，高质量的高层住宅楼供配电系统的设计就显得尤为重要。在电气设计时既要考虑用电负荷日益增长的需要，又要满足供电的可靠性及安全性的要求。本课题以高层建筑的供配电系统为研究对象。为了达到用户能够安全、可靠、高效用电的目的，我们对高层建筑的供配电系统整体进行设计。其中包括对建筑负荷的计算，选择恰当地供电方式；进行短路电流的计算，选择合适的导线及低压电器产品；对室内照明进行设计；对防雷接地的设计等。同时为了提高设计质量及缩短设计周期，本课题采用功能强大的建筑电气软件CAD来设计供配电系统的电路图。关键词：电气设计；安全性；负荷计算；防雷接地；软件AutoCADThe Design of High-rise Residential Building Power Supply and Distribution SystemABSTRACTIn the process of urban construction in our country, the housing development trend towards upwards. High-rise residential buildings, because of its for residents to provide safe, comfortable, efficient and energy saving living environment, got the favour of more and more people, modern has become the main way of living. At the same time, the high quality of high-rise residential building design of power supply and distribution system is particularly important. In the electrical design should not only consider the increasing needs of the power load, and to meet the requirements of the reliability and security of the power supply.This topic in power supply system of high-rise building as the research object. In order to achieve the user to the purpose of safe, reliable and efficient utilization, our power supply system of high-rise building the overall design. Including the building load calculation, choose proper power supply way; For the calculation of short-circuit current, select the appropriate conductor and low-voltage electrical products; For indoor lighting design; The design of lightning protection grounding, etc. At the same time in order to improve the design quality and shorten the design cycle, this subject adopts powerful building electrical software AutoCAD to design the circuit diagram of power supply and distribution system.Key Words: Electrical Design ；security；Load calculation；Lightning protection and grounding；Software AutoCAD目录第一章绪论11.1 引言11.2 课题的国内外发展状况11.3 课题的研究内容与方法11.4 课题的研究步骤与依据21.5 课题的研究依据4第二章负荷计算52.1 负荷分级52.1.1负荷52.1.2电力负荷的分级52.1.3 电力负荷对供电的要求62.1.4此住宅负荷72.2 电力负荷的计算72.2.1电力负荷计算的计算方法72.2.2 此住宅楼负荷计算9第三章低压配电系统设计143.1 低压配电概述143.1.1 低压配电系统组成143.1.2 低压配电概况143.2 低压电器173.2.1 低压电器的分类及用途173.2.2 低压电器选择的基本原则及注意事项183.2.3 低压电器选择的基本规定183.2.4 正常工作条件低压电器选择原则193.3 插座的设计203.3.1 设计原则及要求203.3.2 插座的选择203.3.3 插座的安装213.4 插座具体设计要求213.4.1 起居室213.4.2 卧室213.4.3 厨房213.4.4 卫生间22第四章照明系统的设计234.1 照明设计规范234.1.1 照明设计的分类234.1.2 照度的选择244.1.3 照度设计的要求264.2 各个房间照明设计264.2.1 照明灯具的选择264.2.2 客厅照明设计274.2.3 卧室照明设计274.2.4 餐厅照明设计284.3 照明计算294.3.1 利用系数计算公式294.4.2 照明具体计算30第五章防雷与接地335.1 民用建筑的防雷分类335.1.1 防雷分类与等级335.1.2 防雷接地的安全355.2 避雷针保护范围计算375.3 各类建筑物的防雷措施385.4 本建筑物的各种防雷措施38第六章 总结与体会40参考文献41致 谢42天津理工大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书第一章绪论1.1 引言随着社会的发展、科技的进步、人民生活水平的提高，我国的建筑行业突飞猛进，高层建筑应运而生，城市中各类高层超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。由于高层建筑符合了人们对居住环境、科技、娱乐、教育等方面的要求，所以在21世纪高层建筑得以飞速发展。其中高层住宅楼，因其为住户提供的安全、舒适、高效、节能的居住环境，受到了越来越多人的青睐，也成为现代人主要的居住方式。与此同时，高质量的高层住宅楼供配电系统的设计就显得尤为重要。在电气设计时既要考虑用电负荷日益增长的需要，又要满足供电的可靠性及安全性的要求。供配电系统的设计直接影响着住宅的整体供电性能。合理的供配电系统，可以给人们的生活带来便利，改善居民的生活质量，使城市生活更加美好。1.2 课题的国内外发展状况20世纪90年代初至今，随着我国建筑电气行业的管理水平不断提高，新的法令、法规、规范、规程和标准等不断颁布、修订、补充和完善，并逐步与国际标准接轨，使得迅速发展的电气新技术在工程实践中的应用更加规范化1。近50年以来，我国的供配电技术也取得了很大的进展。由于建筑逐渐向着建筑面积大、功能复杂、建筑设备多、能耗大的方向发展，所以，在对供配电系统进行设计时，对电气设备的要求、供电系统的可靠性等都大大提高了。随着新一代高性能智能电器的出现，使得建筑供配电系统的设计更加完善。针对高层建筑的供配电系统的设计，它除了满足一般建筑工程的电气设计、遵循国家有关工程设计的法规和政策之外，还要遵循针对高层建筑的设计规范。1.3 课题的研究内容与方法本课题以高层建筑的供配电系统为研究对象。为了达到用户能够安全、可靠、高效用电的目的，我们对高层建筑的供配电系统整体进行设计。其中包括对建筑负荷的计算，选择恰当地供电方式；进行短路电流的计算，选择合适的导线及低压电器产品；对室内照明进行设计；对防雷接地的设计等。本课题拟采用的技术路线是通过对高层住宅楼供配电系统的负荷、线路的短路电流计算、室内的照度等进行计算。并以此来确定供配电系统的供电结构、选择恰当地配电线路及敷设方法、完成照度系统的设计等。同时为了提高设计质量及缩短设计周期，本课题采用功能强大的建筑电气软件AutoCAD来设计供配电系统的电路图。1.4 课题的研究步骤与依据第一步：深入学习高层住宅楼供配电系统的相关知识。第二步：熟练掌握AutoCAD软件的使用方法。第三步：完成整个住宅楼的负荷计算及短路电流计算。第四步：完成低压电器设备的选择。第五步：配电系统及防雷接地的设计 。第六步：使用AutoCAD软件设计出电路图。其中使用AutoCAD软件设计照明配电箱供电系统图如图1.1所示:图1.1 照明配电箱供电系统图Fig.1.1 Lighting distribution box supply power system figure电源箱供电系统图如图1.2所示：图1.2 电源箱供电系统图Fig.1.2 Power source box supply power system figure电表箱供电系统图如图1.3所示： 图1.3 电表箱供电系统图Fig.1.3 Electric meter box supply power system figureAutoCAD配电干线图如图1.4所示：e图1.4 AutoCAD配电干线图Fig.1.4 AutoCAD Distributing main figure1.5 课题的研究依据本课题设计是对某高层住宅楼的电气设计，其主要概况是：地上十八层，地下一层的住宅楼，地下一层为人防间，里面设有防毒室，配电室，供水间。本设计用到的设计依据有：1、民用建筑电气设计规范JGJ 1620082、建筑物防雷设计规范GB5001620063、刘介才.工厂供电.北京：机械工业出版社，20094、张九根.高层建筑电气设计基础.北京：中国建筑工业出版社，20115、其他有关国家及地方的现行规程、规范及标准。第二章负荷计算2.1 负荷分级2.1.1负荷1电力负荷与电量在电力系统中，用电设备需用的电动率称为电力负荷或功率。功率是表示能量变化速率的一个重要物理量。电功率又分为有功功率，无功功率和视在功率。电阻性用电设备消耗电能的功率称为有功功率10，其用P表示；纯电感（或纯电容）性设备不消耗电能，它与电源进行能量交换的功率称为无功功率，其用Q表示；视在功率在三相交流电路中是乘以线电压和线电流，其用S表示。它们之间的关系为：S=。所谓电量，指用电设备所需用的电能数量。有功电量表示用电设备所消耗的电能数量，无功电量表示用电设备与电源所交换的电能数量。2负荷计算的内容和目的在进行高层住宅楼供电设计时，基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量，额定电压等，这是设计的依据。因为所安装的设备并非都同时运行，所以不能用设备额定容量来选择各种用电设备而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内时大时小的变化着，所以是不能直接用额定容量（也称安装容量）来选择供电设备和供配电系统的。因而，供配电设计的第一步，是需要计算全厂和各用电设备的实际负荷。计算负荷是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全，经济运行的必要手段。负荷计算主要包括：（1）求计算电流。目的是为了合理的选择工厂各级电压供电网络，变压器容量和电器设备型号。（2）计算尖峰电流。用于计算电压波动，电压损失，选择熔断器和保护元件等。2.1.2电力负荷的分级电力系统应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。1.一级负荷一级负荷为突然中断供电将造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染的，突然中断供电将会造成经济上的巨大损失，如重要的大型设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，连续生产过程被打乱且需要长时间才能恢复生产的；突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响，如重要的交通与通信枢纽，国际社交场所，高层建筑的消防，安全照明等用电负荷10。特别重要的一级负荷通常称为保安负荷。保安负荷必须备有应急电源，从而保证在工作电源失去时对保安负荷的供电，以保证企业安全生产及人员安全。其包括有：(1)中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷；(2)特别重要场所的不允许中断供电的负荷；(3)如正常电源中断时，必须设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等；(4)民用建筑中大型金属中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场的记分系统及监控系统等。2.二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽用点单位中的重要电力负荷等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等，如大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所，城市主要水源，广播电视，矿井主提升设备，高层建筑的电梯，商业住宅建筑等。3.三级负荷不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小型企业，停业仅影响产量或导致少量产品报费的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。对这类负荷，突然中断供电造成的损失不大或不会造成直接损失。2.1.3 电力负荷对供电的要求1.对一级负荷必须有两个或两个以上的独立电源回路供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。负荷容量较大或有高压用电设备应采用两路高压电源，如一级容量不大，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。对特殊重要的一级负荷，除了应由两个独立电源点供电外，还必须增设应急电源。为确保对特别重要负荷的供电，严禁将其它负荷介入应急供电系统。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：(1)蓄电池静止型不间断供电装置（UPS），蓄电池及写出能带年级型不间断供电装置或柴油机电磁储能电机型不间断供电装置，适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。(2)带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路，适用于自动装置的动作时间能满足允许中断供电时间为1.5S以上的供电系统。2.对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且供电变压器也应有两台（不一定在同一变电所）。当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电迅速恢复。在负荷较小或地区供电条件因难时，可有一路6KV及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，采用两根电缆组成的电缆段供电，每根电缆应能承受百分之百的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产的问题，可采用小容量的柴油发电站，其容量可由实际需要确定。3.对于三级负荷一般只需一个电源供电。2.1.4此住宅负荷本设计要求小区内配电室引入一路三相四线制220/380V电源，电缆直接埋地引入，进户穿钢管保护，室外埋深0.8米。由小区变电所提供的这条220/380V电源进线，承担本小区的全部负荷。本小区负荷等级为三级。2.2 电力负荷的计算2.2.1电力负荷计算的计算方法计算负荷，又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个单位的持续性负荷。其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器，导线以及电气设备的依据，并用来说计算电压损失和功率损耗。在工程上为了方便计算也可作为电量损耗量及无用功率补偿的计算依据4。计算负荷的定义：计算负荷是按发热条件选择导体和电器设备时使用的一个假想负荷。其物理意义为：按这个计算负荷持续运行的产生的热效应，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。通常规定取30分钟平均最大负荷P30，Q30和S30作为该用户的计算负荷，并用Pjs，Qjs和Sjs分别表示其有功，无功和视在计算负荷。计算负荷是按发热条件选择导体和电器设备的依据，并有如下关系：= P30= Q30=Qs （2.1）= S30=Ss式中，P30，分别为最大工作班的有功计算负荷，30min平均最大负荷，最大负荷。尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流，一般取启动电流的周期分量作为计算电压损失，电压波形和电压下降以及选择电器和保护元件的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。一二级负荷用以确定备用电源或应急电源。季节性负荷，从经济运行条件出发，用以考虑变压器的台数和容量。负荷计算的方法：目前负荷计算常用的方法有需用系数法（也称需要系数法），二项式法和利用系数法。前两种方法在国内使用最为普遍。利用系数法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，适用于各种范围的负荷计算，但计算结果繁琐，因此目前还没有更广泛的应用。在方案设计阶段，需要对用电负荷进行估算，可以采用单位面积功率法或单位容量法。我国地域宽广，各地经济发展情况不一，单位面积功率，单位指标也各不相同。1.需用系数法该计算方法是把设备功率乘以需用系数，直接求出计算负荷。由于这种计算方法比较简单，因此得到了很广泛的应用。但当用电设备台数少而功率相差悬殊时，利用需用系数法的得到的计算结果往往偏小，故不适用于低压配电线路的计算。为此在初步设计或扩大初步设计阶段作为负荷统计或施工图设计确定变配电所的电力负荷时采用3。2.二项式法该方法是设计负荷包括用电设备组的平均功率，同时考虑数台大功率设备工作时的附加功率。这种方法比较简便，但计算结果往往偏大，一般用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算，在施工图阶段对各种机械加工厂或各种其中电焊设备作配电线路或动力配电箱选型中也经常采用。上面都是常用的计算方法，根据本设计的特殊情况本设计主要采用需用系数法和单位面积功率法相结合的方法。由于住宅楼主要的负荷为照明和动力部分，而且以照明为主要。因此，在统计负荷时，先对整个住宅楼的照明做一个计算负荷的统计。现在再简要介绍本设计的计算方法和相应的参考。负荷密度法和单位指标法是目前对民用建筑计算负荷常用的计算方法。负荷密度法计算有功功率。 =aS/1000(KW) （2.2）式中 a：预计负荷密度（单位面积功率）W/; S: 建筑面积（）；利用负荷密度计算有功功率为规划值或为可能发生的最大负荷值，在确定计算负荷时，还应结合具体情况，乘上不同的需用系数。即： = （2.3）式中 ：有功功率 (KW) ：系数 负荷密度法适用于照明功率及非工业负荷功率的计算。其中部分用电单位负荷密度参考值参考芮静康主编的现代工业与民用供配电设计手册。近年来，在城市电网制订发展规划中，符合预测值多采用负荷密度法来确定。特别在是在城市中，按功能将建筑划分为不同的等级，根据功能特点，功能区负荷性质，参照已有城市的经验值，结合本市建筑特点，及其具体情况，利用负荷密度法制定将来的拓展计划，是比较接近实际情况的。2.2.2 此住宅楼负荷计算本次设计的高层住宅楼，对其的照明负荷统计采用采用负荷密度法（单位容量法）计算。由于要设计的此高层住宅楼共18层，其中地下一层，作为一个人防的地点，地上十八层，在十层和十一层之间有一个设备间，主要是对水压和气压的一点补偿。整幢大楼每一层的结构布局基本一致，可按一层的结构面积进行计算。1.室内照明计算此高层的每一层均为一梯六户，并且采用对称结构，每户面积分别为135,125,155, 135,125,155,所以，每一层平面的面积为：S=（135+125+155）2=830根据照明手册，结合实际，每一层的负荷如表2.1所示：表2.1 每一层负荷表Table 2.1 Each layer load table名称面积()单位负荷密度a(W/)需用系数功率因数Cos一层830350.4085=aS/1000=3.5830/1000=2.91KW=1.16KW=tan=0.72Kvar=1.36KVA=2.07A2.楼梯间及走廊照明根据实际，每一层的楼梯间及走廊的面积为：S=21.6+39.04=60.64单位面积功率为2W/，楼梯及走廊负荷如表2.2所示：表2.2 楼梯及走廊负荷表Table 2.2 The stairs and corridors load table名 称面积()单位负荷密度a(W/)需用系数功率因数Cos楼梯间及走廊60.64209085=aS/1000=260.64/1000=0.12KW=0.11KW=tan=0.07Kvar=0.2KVA=0.31A3.每个房间其它用电对每一户内插座的统计按提高型住宅插座计算：每一户房间要求如表2.3所示：表2.3 每一户房间要求表Table 2.3 Each room requirements table插座类型用途起居室(厅)主卧室次卧室厨房卫生间工作室二、三孔双联插座（组）432112三孔插座322222每一户内插座总数的统计如表2.4所示：表2.4 每一户内插座总数的统计表Table 2.4 Each household indoor socket of the total number of statistics table插座类型135房间（个）125间（个）155间（个）二、三孔双联组合插座131214三孔插座242328总计373542所以插座的总数为：N=（37+35+42）2=234（个）其中，每一个插座的功率按100W进行计算，则有： =234100/1000=23.4KW其需用系数为1，功率因数cos=0.7，所以：=23.4KW = tan=23.87Kvar = =33.43KVA= =151.95A所以一层的单元的照明总负荷为：=24.67KW=24.66Kvar一层平面总的照明负荷为：= =34.88KVA = =53.00A4.地下室此高层住宅楼的地下一层为人防间，里面设有防毒室，配电室，供水间，对其负荷计算如表2.5所示：表2.5 地下室负荷表Table2.5 The basement load table名称面积()单位负荷密度a(W/)需用系数功率因数cos地下室85020.90.85=aS/1000=2850/1000=1.70KW = =1.57KW = tan=0.97Kvar = =1.74KVA = =2.64A5.设备层此高层住宅楼的第十层和第十一层之间有一设备层，主要功能为对消防水压及生活用水水压进行加压。对其负荷统计如表2.6所示：表2.6 设备层负荷表Table 2.6 Device layer load table名 称面积()单位负荷密度a(W/)需用系数功率因数Cos设备层830206085=aS/1000=2830/1000=1.66KW= =1.00KW = tan=0.62Kvar = =1.18 KVA= =1.79A6.消防电梯，生活电梯的负荷统计：电梯共两部，采用20KW的电动机进行曳引。单梯： 取0.6，cos取0.5， =380V，= =200.6=12KW=tan=121.73=20.78Kvar=24KVA=36.46A双梯：=24KW=20.78Kvar=122=48KVA=72.93A7.整个大楼的总负荷统计照明负荷： = =1049.39KVA= =1594.38A动力负荷：= =257.43KVA = =391.12A总共的负荷统计；= =1306.34KVA = =1984.78A第三章低压配电系统设计3.1 低压配电概述3.1.1低压配电系统组成 低压配电由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电1线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成6。低压断路器 ：低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。低压配电开关：1）负荷开关：负荷开关，顾名思义就是能切断负荷电流的开关，要区别于高压断路器，负荷开关没有灭弧能力，不能开断故障电流，只能开断系统正常运行情况下的负荷电流，负荷开关由此而得名。（2）隔离开关：隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使 用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路措施。3.1.2低压配电概况低压配电系统，是指从终端降压变电所的低压侧到用户内部低压设备的电力线路，其电压一般为380/220V。1.设计低压配电系统时要注意以下各点： （1）应保证对重要负载的供电可靠性，第一类负荷和重要的第二类负荷应有备用电源。（2）一般应将动力和照明分别配电。配电系统要接线简单，操作方便，便于检修。（3）由建筑外引来的配电线路，应在市内靠近进线处便于操作维护的地方装设进线开关。（4）单相用电设备应适当配置，力求三相平衡。对于三相负荷不平衡的场所，由单相负荷不平衡所引起的中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%，且任何一项的负荷电流都不得超过额定电流值。低压配电箱如图3.1所示：图3.1 低压配电箱Fig.3.1 Low voltage distribution box2.一般配电方式电能通过输配电线路输送到用户，进行合理分配。电能的输送和分配方式有多种，通常以电流种类，电压高低、相数或线数进行分类。建筑中常用的有以下4种： （1）三相三线制 用于高压配电线路。 （2）三相四线制 用于中性点接地的低压配电线路。 （3）单相二线制 用于照明线路或单相电动机的配电。 （4）三相五线制 用于基本的建筑电气三相配电系统。 在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，不分裂，另一条是中性线N（区别于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下中性线是无电流的），故称三相四线制；在380V低压配电网中为了从380V相间电压中获得220V线间电压而设N线，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。 三相五线制中五线指的是：3根相线加一根地线一根零线。一般用途最广的低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为380/220V，取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用,三根相线间电压为380V，一般供电机使用。 三相五线制比三相四线制多一根地线，用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所。 三相五线制包括三根相线、一根中线、一根地线。与原来的三相四线制相比，将中线和地线功能分开，保证系统接地安全。智能化低压配电系统，智能配电箱配置图如图3.2、如图3.3所示：图3.2 智能化低压配电系统Fig.3.2 Intelligent low voltage distribution system图3.3 智能配电箱配置图Fig.3.3 Intelligent distribution box configuration figure3.2 低压电器3.2.1低压电器的分类及用途低压电器根据工作条件，可分为一般用途的低压电器和特殊用途的低压电器。低压电器根据动作方式可分为自动切换电器和非自动（手动）切换电器10。自动切换电器是指电器在完成接通、分断、起动、反向和停止等动作，是通过电磁（或压缩空气）做功（输入操作机构一个信号）来完成的，如接触器、控制继电器及电磁铁等；手动切换电器是通过人力动作，如刀开关、刀形转换开关及起动器和主令电器等。低压电器根据在电路中所处的地位和作用，可分为低压配电电器和低压控制电器两大类。 低压配电电器包括断路器、熔断器、转换开关。主要用于低压配电中，对电路和设备进行保护以及通断、转换电源或负荷的电器。在正常情况下要工作可靠，在系统发生故障情况下要动作准确，有足够的电动稳定性和热稳定性并有足够的使用寿命等。低压控制电器包括接触器、起动器、控制继电器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器和电磁铁。主要用于控制用电设备，使其达到预期要求的工作状态的电路。要求工作准确可靠，使用寿命长，体积小、重量轻。3.2.2低压电器选择的基本原则及注意事项1.安全原则使用安全可靠是对任何开关电器的基本要求，保证电路和用电设备的可靠运行，是使生产和生活得以正常运行的重要保障。 2.经济原则 经济性考虑又分为开关电器本身的经济价值和使用开关电器产生的价值。前者要求选择的合理、适用；后者则考虑在运行当中必须可靠，不致因故障造成停产或损坏设备，危及人身安全等造成经济损失。 3.选用低压电器时注意事项 （1）控制对象（如电动机或其他用电设备）的分类和使用环境；（2）确认有关的技术数据，如控制对象的额定电压、额定功率、起动电流倍数、负载性质、操作频率和工作制等；（3）了解电器的正常工作条件，如环境空气湿度、相对湿度、海拔高度、允许安装方位角度和抗冲击震动、有害气体、导体尘埃、雨雪侵袭的能力；（4）了解低压电器的主要技术性能（或技术条件），如用途、分类、额定电压、额定控制功率、接通能力、分断能力、允许操作的频率、工作制和使用寿命等。此外，正确的选用还要结合不同的控制对象和具体电器确定。3.2.3低压电器选择的基本规定1.选用的电器必须具有根据其用途所要求的各种功能。2.选择电器时，应符合下列要求：（1）与所在回路额定电压（交流为均方根值）相适应。对于某些设备，应考虑正常工作时可能出现的最高或最低电压。（2）电器的额定电流应等于或大于所控制回路的预期工作电流，电器还应承载异常情况下可能流过的电流，保护装置应在其允许的持续时间内将电路切断 （3）电器的额定频率必须与所在电源回路的频率相适应。（4）电器应根据所在场所的环境条件选择。（5）电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定。断开短路电流的电路，应满足短路条件下的通断能力。注：验算电器在短路条件下的通断能力，应采用安装处预期短路电流周期分量的有效值。当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应考虑电动机反馈电流的影响。3.如果操作人员不能观察到开关或控制电器的工作情况，而这样可能引起危险时，则必须在操作人员看得见的位置装设合适的指示器。4.为了维护、测试、检修和安全需要应装设隔离电路。5.隔离电器应使所在回路与带电部分隔离，当隔离电器误操作会造成严重事故时，应有防止误操作的措施。6.严禁隔离或断开PE线。7.N线上严禁安装可以单独操作的单极开关电器。8.严禁将半导体器件用作隔离电器。9.隔离电器宜采用能同时断开有关电源所有极的多极开关，但并不排除采用多个彼此靠近的单极开关，可用同一隔离电器将数个回路隔离（对不重要负荷而言）。10.隔离电器可采用下列电器：（1）单极或多极隔离开关、隔离插座；（2）插头与插座；（3）连接片；（4）不需要拆除导线的特殊端子；（5）熔断器。11.选择功能性开关电器时，必须满足起执行最繁重任务的要求。12.功能性开关电器可只控制电流而不必断开其相应各极。13.隔离电器、熔断器以及连接片严禁做功能性开关电器。以下电器可以用作功能性开关：（1）负荷开关；（2）半导体电器；（3）断路器；（4）接触器； （5）继电器； 14.多功能综合保护电器（例如具有过电流、漏电、断相、过电压、低电压等多重功能的保护电器）宜有识别不同故障类别的信号指示。3.2.4正常工作条件低压电器选择原则1.电器的额定电压应与所在回路的标称电压相适应。电器的额定频率应与所在回路的额定频率相适应。2.电器的额定电流不应小于所在回路的负荷计算电流。 切断负荷电流的电器（如刀开关）应校验其断开电流。接通和断开起动尖峰电流的电器（如接触器）应校验其接通开断能力和操作频率。3.保护电器还应按保护特性选择。4.低压电器的工作制通常分为8h、不间断、短时、反复短时及周期工作制等几种，应根据不同要求进行选型。5.某些电器还按有关的专门要求选择，如互感器应符合准确等级的要求。3.3 插座的设计3.3.1设计原则及要求1.当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。2.当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。3.插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电。4.在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可除外。5.备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。3.3.2插座的选择1.用途要求：（1）当插座需要降低安装高度时，应选用安全型（带保护门）插座；（2）对专门用来使用电视机的插座，可选用带开关圆孔二级插座，使用时关闭开关，可延长机器本身开关的使用寿命；（3）防溅型插座，适用于潮湿场所，插座有一个防溅罩盖，插头插入后可放下罩盖，可防止潮气或水滴进入插孔内；（4）用于接插电源时有触电危险的家用电器（如洗衣机等），应采用带开关能断开电源的三孔插座。2.技术要求：（1）插座在通过1.25倍额定电流时，其导电部分的温升不应超过40；（2）插座的塑料零件表面无气泡、裂纹、肿胀、明显的擦伤和毛刺等缺陷，并应具有良好的光泽；（3）额定电流为：6、10A时，接线端子上应能可靠的连接一根与两根12.5mm导线，额定电流为15A时，接线端子上应能可靠的连接一根与两根1.54mm导线、插座额定电流为25A时，接线端子应能可靠的连接一根与两根2.56mm的导线；（4）接地的三级插座从其顶面看时，以接地极为起点， 按顺时针方向，依次为“相”、“中”线极；（5）交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一场所时，应有明显的区别，且必须选择不同结构、不同规格和不能互换的插座，应按交流、直流或不同电压等级区别使用。本住宅楼插座采用穿线管水平部分在现浇板内暗敷，首层在地面内暗敷，垂直部分暗敷墙内。3.3.3插座的安装依据通用用电设备配电设计规范GB 50055-931，插座的型式和安装高度，应根据其使用条件和周围环境确定：1.对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入。2.需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。3.对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。4.在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5m。5.在儿童专用的活动场所，应采用安全型插座。6.住宅内插座，若安装高度距地1.8m及以上时，可采用一般型插座；低于1.8m时，应采用安全型插座。3.4 插座具体设计要求3.4.1起居室1.应保证每个主要墙面均有一个5孔插座（5孔插座指一个单相三线和一个单相两线的组合插座，以后不再赘述）。2.如果墙面长度超过3.6m应适当增加插座数量。墙面长度小于3.6m，插座可安置在墙面的中间位置。3.设置电视出线插座的墙面（此墙面为电器摆放集中之处）应至少设置两个5孔插座，其中一个插座应与电视出线插座相靠近并与之保持0.5m以上距离。4.空调器插座应采用专用带开关插座。在已知采用何种空调的情况下空调插座按以下位置布设：如是分体空调插座宜根据出线管预留洞位置距地1.8m设置,如是窗式空调宜在窗旁距地1.4m设置，如是柜式空调宜在相应位置距地0.3m设置,否则按分体空调考虑预留空调插座。3.4.2卧室1.应保证两个主要墙面至少各有一个5孔插座，设置电视出线插座的墙面至少有一个5孔插座与之相靠近。2.如卧室面积较大应适当增加插座数量。3.4.3厨房1.厨房内插座应为防溅插座，宜组成一单独回路不与其它插座混连。2.参考厨房操作台、灶台、置物台、洗菜台布局选取最佳位置设置抽油烟机插座、电热插座。抽油烟机插座距地2.0m设置，电热插座距地1.4m或根据操作台和吊柜具体位置设置。3.电热插座应选用带开关16A单相三线插座，如电热器具有固定位置应注意不要设置在电热器具的正上方，以避免人员手臂越过电热器具操作开关。如果某一电热器具额定电流超过15A，应对其所对应的电热插座采取放射式供电直接由户配电箱引来独立电源。4.如厨房内设置冰箱应对其设置专用插座，设置高度为距地0.3m。3.4.4卫生间目前，我国一般住宅的卫生间往往兼有浴室的功能，因此卫生间内均设有淋浴、盆浴设备。由于是严重潮湿场所，在洗浴时身体电阻降低使电击的危险大大增加，卫生间成为住宅中最容易有触电危险的地方。而不在卫生间内设置电气插座及用电器具虽然可以避免触电危险，但也为洁身器、 辅助加热器等后加固定电器或移动用电器具的电源接驳带来困难，给居民使用造成不便。因此电气设计师应在遵循更加严格的电气保护措施的同时在卫生间内适当位置设置插座，在最大安全的前提下满足人们在卫生间等潮湿场所内设置电器的要求。民用建筑电气设计规范规定“澡盆和淋浴盆的安全保护要求，仅限于三级及以上的旅(宾)馆、高级住宅和公寓以及商业性浴池等场所。一般旅馆和住的上述场所可参照有关条款，采取适当的保护措施”。AutoCAD插座图如图3.4所示：图3.4 AutoCAD插座图Fig3.4 AutoCAD Socket figure第四章 照明系统的设计4.1 照明设计规范4.1.1照明设计的分类正常人每天接受的外界信息中，超过80%的信息量是通过视觉器官接受而来的，而空间的光环境为视觉感官接受信息创造了必要的条件。在现代室内空间环境中,光环境有着重要的作用,光是视觉感知的基础,在有光的环境中,人们才能感知客观物质世界,没有光就没有一切。光使我们感受色彩的冷暖、判断空间距离的远近、辨别物体的大小、物体表面粗糙度等；这些感受是通过视觉作用于人的感知系统所产生的反映。同时也是室内环境设计的重要美学因素,光环境设计具有技术性、艺术性和心理因素的综合性特征。光环境是现代建筑与室内空间设计中的一个重要组成部分,随着人们对生存环境质量要求的日益提高,人类对室内光环境的舒适性有更多的需求。本小区照明采用铜芯塑料线穿PC管暗敷设，首层在地面内暗敷，垂直部分暗敷墙内。AutoCAD照明图如图4.1所示：图4.1 AutoCAD照明图Fig.4.1 AutoCAD Lighting figure电气照明的分类：1.一般照明为照亮整个工作面而设置的照明，是由若干灯具对称的排列在整个顶棚上所组成。2.分区一般照明把灯具集中或分组集中设置在工作区上方所组成的布灯形式。3.局部照明为增加特定的有限的部位的照度而设置的照明。4.混合照明由一般照明和局部照明所组成的照明形式。5.正常照明正常照明是为满足正常工作和生活而设置的室内照明。它一般单独使用，也可以与应急照明和值班照明一起使用，但电气控制线路必须分开。 正常照明是电气照明设计中的主要照明15。6.应急照明应急照明是在正常照明因故障而熄灭后，为供给事故情况下重要部分的继续工作、人员安全或顺利疏散而设置的照明，应急照明只能在一些最需要的住宅部分设置，以在保障安全的前提下节省投资。 应急照明分为备用照明、安全照明和疏散照明三种。(1)应急照明的回路上不应设置插座，供应急灯的插座除外。(2)住宅建筑的门厅、前室、公共走道、楼梯间等应设人工照明及节能控制。当应急照明采用节能自熄开关控制时，应急情况下，设有火灾自动报警系统的应急照明应自动点亮；无火灾自动报警系统的应急照明可集中点亮。(3)高层住宅建筑的楼梯间、电梯间及其前室和长度超过20m的内走道应设置应急照明。(4)高层住宅建筑楼梯间应急照明可采用不同回路跨楼层竖向供电，每个回路的光源数不宜超过20个。(5)住宅建筑门厅等有天然光的公共走道、楼梯间照明，宜采用光控开关。(6)住宅建筑公共照明宜采用定时开关、光电自动控制器等节电开关和照明智能控制系统。4.1.2照度的选择1.照度质量 优良的照度质量由以下五个要素组成：（1）适当的照度水平； （2）舒适的亮度分布； （3）宜人的光色和良好的显色性； （4）没有眩光的干扰；（5）正确的投光方向与完美的造型立体感。2.照度水平 （1）照度分布为特定的用途选择适当的照度时，要考虑的主要因素是：A.视觉功效； B. 视觉满意程度； C. 经济水平和能源的有效利用视觉功效是人借助视觉器官完成作业的效能，通常用工作的速度和精度来表示。增加作业照度（或亮度），视觉功效随之提高，但达到一定的照度水平以后，视觉功效的改善就不明显了。对非工作区如交通区和休息空间，不能用视觉功效来确定照度水平，而应考虑定向和视觉舒适的要求。为选择最佳照度水平进行的大量现场评价和调研表明，就照度所创造的舒适和愉悦而言的视觉满意程度，是各类室内环境（包括工作环境）在选择适宜照度是必须考虑的重要附加因素。在实际应用中，无论根据视觉功效还是从视觉满意角度选择照度，都要受经济条件和能源供应的制约。所以，综合上述三方面因素确定的照度标准往往不是理想的，而只能是适当的、折中的标准。（2）亮度分布室内的亮度分布是由亮度分布和表面反射比决定的。视野内的亮度分布不当会损害视觉功效，过大的亮度差别会产生不舒适的眩光。作业区内的亮度比。与作业贴邻的环境亮度应低于作业亮度，但不小于作业亮度的1/3。此外，为作业区提供良好的颜色对比也有助于改善视觉功效，但应避免作业区的反射眩光。顶棚、墙和地面的亮度范围。应统筹策划反射比和照度比，因为亮度与两者的乘成正比，所以它们的值可以调整互补。非工作房间，特别是装修标准高的公共建筑厅堂的亮度分布，往往根据建筑创作的构思决定，其目的是突出空间或结构的形象特征，渲染环境气氛或是强调某种装饰效果。这类光环境亮度水平的选择和亮度图式的设计也要考虑视觉舒适感，但不受上述亮度比的限制。照度标准的照度系指工作区参考平面上的平均照度；应当保证实际工作照度不小于推荐值80%。（3）照度计算 常用的照度计算方法有利用系数法，单位容量法和逐点法等3种。任何一种照度计算方法，都只能做到基本准确，工程上计算结果有+20至-10的误差是允许的。因此在本高层教学楼的照明设计中采用了利用系数法计算7。平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。 应用利用系数法计算平均照度的基本公式Eav=(NUK)/A （4.1）式中 Eav工作面上的平均照度，lx；光源的光通量，lm；N光源数量；U利用系数；A工作面面积；K灯具的维护系数。4.1.3照度设计的要求1.照度标准（1）照度标准值应按0.5、1.3、5、10、