酒店宾馆大楼建筑供配电及照明设计

科信学院

课程设计说明书

（2011/2012学年第一学期）

课程名称：建筑供配电及照明技术

题目：酒店宾馆大楼建筑供配电及照明设计

专业班级：电气02班

学生姓名：吕崇振

学号：080062206

指导教师：王静爽

设计周数：两周

设计成绩：

2011.12.12~2011.12.22

一、设计要求

1.1目的及意义

建筑供配电及照明技术是电气专业的一门重要专业课，其在工业生产、控制系统、商业、军事（雷达站）民用建筑等各领域应用广泛。

在为期两周的课程设计中,使自己加深对《建筑供配电系统》这门课所学理论知识的理解,初步了解供配电系统设计的基本原理、步骤、方法及过程,掌握建筑供配电系统的负荷计算、掌握常用建筑电气设备及其选择及其校验。结合课程设计的内容，熟悉工程中需要提交的技术文档的要求，学会书写和绘制系统图、配电柜图、竖井图，掌握设备材料的预算方法及工程费用计算方法，学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。

1.2主要任务

1.熟悉设计资料，明确设计任务，考虑高低压供配电系统，并画出草图

2．照度计算及灯具选择设计

3.建立负荷统计计算表、并计算负荷、短路电流计算

4.设备选型（变压器、断路器、开关、导线、配电箱、开关柜等）

5.CAD绘图（供、配电线路图；布线图；照明布置图等）

6编写课程设计说明书，答辩

1.3技术要求

1.输电线路、变配电所、电力、照明、防雷与接地、电气信号及自动控制等项目；根据课题的原始资料，确定负荷等级。

2．健身房的照度要求达到300lx。

二、设计正文

某宾馆大楼建筑总面积19800 m2，建筑高度68m，地下两层，地上十六层。地下二层为设备层，层高5m；地下一层是停车场，层高为3.5m；地上一层是西餐厅，层高4.5m；地上二层是中餐厅，层高均为4.5m；地上三层是健身，休闲，层高4.5m；地上四层至十六层是宾馆，高均为3.5m。

健身房长50m，宽22m，高4.5m，健身房三面围墙，一面为玻璃罩式墙，天花板的反射系数为70%，墙面的反射系数为50%，地板的反射系数为30%，玻璃的反射系数8%. 健身房的照度要满足300lx；采用嵌入顶棚式YG701—3型3管荧光灯照明器照明，每支灯管额定光通量是2400Lm，要求满足国际标准的照度300Lx.

2.1总体方案设计

根据任务书的原始材料确定负荷等级，通过对所有设备组进行负荷计算，确定供配电系统采用双电源双变压器并列运行。两台变压器相互备用，当在正常运行时每台变压器所投入使用功率是70%--80%，当一台变压器出现故障时，另一台变压器有足够的容量承担全部负荷而正常运行。低压采用单母线分段结线，中间用联络开关连接，设置柴油发电机做重要负荷的备用电源，作为消防设备和应急照明的备用电源。

2.1.1高低压配电系统的选择

⑴低压配电常见主接线：单电源单母线不分断接线；单电源单母线分断接线；双电源单母线不分断接线；双电源单母线分断接线；三电源单母线分断接线——必保母线、重要母线、一般母线。

⑵母线负荷的分配：负荷的分级；正常照明与电力负荷分开；按电价核算区分负荷类别；季节性负荷；投入和切除灵活；管理方便。

2.1.2开关线路的选型

1.开关主触头额定电流IN、过流脱扣器额定电流IN.OR和热脱扣器额定电流IN.TR之间的关系：

IN≥ IN.OR ≥ IN.TR ≥ IC

2.分断能力应满足：

(

开关动作时间小于0.02s) (

开关动作时间大于0.02s) 3.自动空气开关脱扣器电流整定 配电线路用自动空气开关

(1)热（或长延时）脱扣器整定值：

－－热脱扣器取1.0~1.1，（长延时脱扣器取1.1）。 (2)瞬时脱扣器整定值：

－－取1.7~2,

－－线路中，起动电流最大的电动机的起动电流。

－－除起动电流最大一台电动机外的线路计算电流。 (3)短延时脱扣器整定值：

(4)灵敏度校验 TN,TT 系统

( DZ 型空气开关) ( DW 型空气开关)

－－配电保护线路末端或电气距离最远一台用电设备处单相短路电流。 (5)分断能力校验：

(开关动作时间小于0.02s)

(开关动作时间大于0.02s)

2.2.1 负荷计算

负荷编号

负荷名称 回路个数

容量/kw

工作个数

Kd

cos ф tg ф

Pc/kw

Qc/kvar

Sc /kvA

Ic /A

1

冷冻机组 4 120 4

0.70 0.75 0.88 336.00 295.68 447.57 170.01 2 冷冻水泵 5 30 4 0.70 0.80 0.75 84.00 63.00 105.00 39.88 3 冷却水泵 5 25 4 0.70 0.80 0.75 70.00 52.50 87.50 33.24 4 冷却塔 4 8 4 0.70 0.80 0.75 21.00 15.75 26.25 9.97 5 电梯 4 30 3 1.00 0.60 1.33 90.00 119.70 149.76 75.85 6 健身房 2 80 1 1.00 0.85 0.62 80.00 49.60 94.13 143.02 7 照明 0.90 0.45 250.47 112.71 274.66 417.32 8 送排风机 5 60 1 0.65 0.80 0.75 39.00 29.25 48.75 74.07 9 厨房设备 2+5+6 68.20 1 0.40 0.75 0.88 27.28 24.01 36.34 55.21 10 中式餐厅 1 26 1 1.00 0.70 1.02 26.00 26.52 37.14 56.43 11 西式餐厅

1 50 1 1.00

0.70 1.02 50.00 51.00 71.42 108.52

)

35.1(1.1m ax 1'?-∑??+≥st c OR OP I I I ()()

5.11min 1≥=??OR OP k p I I S ()()

21min 1≥=??OR OP k p I I S ()

1m in ?k I ∑

??≥c rel TR OP I

K I ''rel K )

(1.1m ax "1?-∑??+≥st rel c OR OP I K I I "

rel K m ax ?st I 1-∑c I )

3(sh QA br I I ≥?)

3(p QA br I I ≥?)

3(sh QA br I I ≥?)

3(p QA br I I ≥?

考虑照明线路损耗长度大约120米

22.61

1.56

总计

0.79

1096.36 841.28 1381.94 2099.70 有功同期系

数 0.90 986.72

无功同期系

数 0.95

986.72

799.22 1269.79 1929.30

无功补偿 18.00 24

(432.00

)

补偿后

0.94 986.72 367.22 1052.84 1599.67 1 消防设备 2 55 1 1.00 0.85 0.62 55.00 34.10 64.71 98.32 2 应急照明 1 400 1 0.70 0.90 0.48 280.00 134.40 310.59 471.90

总计

335.00 168.50 375.30 570.22 2.2.2计算方法

（1）需要系数法计算简便，最为通用的一种方法。

用电设备组的计算负荷

多个用电设备组的计算负荷（ 配电干线和 变电所低压母线）

K ∑ －－ 同期系数

(2) 供电线路的功率损耗

式中R 线路每相电阻，X 线路每相电抗；

(3)变压器的功率损耗

式中 ——铁心损耗(铁耗)；

——绕组损耗(铜耗)； ——空载损耗；

——短路损耗。

变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：

e d c P

K P ?=()kw ?

tg P Q c c ?=()

var k 22c

c c Q P S +=()

kVA ()N

c

c U S I 3=()A ∑=∑?=m

i ei

di c P K K P 1()kw ∑

=∑?=m

i ei i c P tg K Q 1

?()var k (kvar) 103(kw) 1033

23

2

--?=??=?X I Q R I P c l c l 2

02

???

? ???+?≈??

???

???+?=?N c k T N c cu Fe T S S P P P S S P P P Cu Fe P P ??k P P ??0

(4)无功功率补偿

电容器无功容量的计算需电容器台数：

2

??

?

?

?

?

=

NC

W

nc

c

U

U

q

Q

N

当COSφ＜0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。

2.4设备选型

2.4.1设备选择

变压器的选择:

由公式：S

S C

T

0.7)

~

(0.6

=

式中 ST——变压器容量 kVA

SC——计算负荷 KVA

根据前面计算St=690

本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于70%，因此选用两台型号为SC干式变压器，变压器容量应为1000KVA。改变压器设有强制风冷系统及温度监测及报警装置。

(1)计算各元件电抗

1）系统电抗已知Soc=363.72MVA ，X1=Uav*Uav/Soc=10.5*10.5/400=0.28欧姆

2）架空线路由手册得X0=0.4 X2=X0*L=0.4*5=2欧姆

3)变压器由手册得Uk%=6

则X3= Uk%*Unt*Unt/100/Sn.t=6*0.4*0.4/100/2000*0.001=0.006欧姆

(2)计算短路点总电抗

1）高压侧：X4= X1+X2=2.28欧姆

2) 低压侧:X5= (X1+X2)(0.4/10.5)(0.4/10.5)+ X3=0.009欧姆

(3)计算短路参数

(kvar)

)

10

.0

~

08

.0(

(kw)

)

02

.0

~

016

.0(

C

T

C

T

S

Q

S

P

≈

?

≈

?

()

2

1

30

tan

tan?

?-

=P

Q

C

高压侧：1）短路电流周期分量有效值和稳态电流 I1= Uav/1.732/ X4=10.5/1.732/2.28=2.66KA 2) 短路电流冲击电流 i1=2.55*I1=2.55*2.66=6.78KA I=1.52I1=4.04KA 3)短路容量 S=1.732* Uav *I=48.4 MVA

低压侧：1）短路电流周期分量有效值和稳态电流 I2= Uav/1.732/ X5=0.4/1.732/0.009=25.7KA 2) 短路电流冲击电流 i2=1.84*I2=1.84*25.7=47.2KA I2=1.09*I2=28.0KA 3)短路容量 S=1.732* Uav2 *I2=17.8 MVA (4)校验短路参数

热稳定校验 I1*I1*T=2.66*2.66*(2+0.05+0.1)<20*20*2 合格 动稳定校验 i1=6.78KA<50KA 合格 断流能力校验 I1=2.66KA<20KA 合格 低压短路器的选择： Ic=84.2A In1=800A 则选择MW08800 各脱扣器的整定电流

1）瞬时脱扣器整定值： =1.1*1.8*2000/1.732/0.38=4813A 2) 瞬时脱扣器整定值： =1.1*1.3*2000/1.732/0.38=3476A 3)开断能力校验：I2=25.7KA<35KA 合格 低压母线的选择：JYV 4*16(铜芯交联聚乙烯绝缘) 电流互感器的选择：LQJ-10/200-0.5 电压互感器的选择：JDZJ-10 低压隔离开关的选择：HD11-10 （5）线路选择

（1）电力线缆的选择应符合如下条件：线缆应满足正常负荷下的长期运行条件；应能承受故障时故障电流，尤其短路电流的短时作用；为保证电源质量，必须限制线路上的电源损失以满足线末端的电压偏差要求，即应该满足线路电压损失的要求；应满足机械强度要求；应考虑线路的经济运行。

（2）按短路条件选择线路 2.4.2主要设备清单

)

(1.1m ax "

1?-∑??+≥st rel c OR OP I K I I

)

35.1(1.1m ax 1'

?-∑??+≥st c OR

OP I I I

2.5健身休闲馆照明设计

《照明设计手册》基本公式：

E = NΦγUK / A N = EA / (ΦγUK)

其中：Φ-- 光通量 N -- 光源数量 U -- 利用系数

A -- 工作面面积m2 K -- 灯具维护系数 修正系数--γ

房间长度: 50 房间宽度: 22 计算高度: 4.5 维护系数: 0.8 照度要求: 300Lx 采用嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯照明器 空内空间高度hrc=4.5m ()w

l w l h RCR rc ?+=

5= ()225022504.55?+??=1.47

天花板的反射系数cc ρ=70% 顶棚有效反射比: 0.7cc

=ρ

地板的反射系数

fc

ρ=30% 地板有效反射比：

0.3fc

=ρ

墙的平均反射系数

ρ=

()w

g g g w

A A A A ρρ+-‘w

=

()628

225

08.02256285.0?+-=0.3495

00w A A A A s s ρρρρ+-=

=403

0.34956280.3495-628403

0.3495?+??=0.2564

由上计算可近似利用

cc

ρ=70%, 30%fc =ρ，

w ρ=30%

查表得RCR1=1, U1=0.47; RCR2=2, U2=0.41 利用直线内插法求利用系数

()21121

1-

U U RCR RCR RCR RCR U U ---==()14.074.01

2147.1-74.0---=0.4418

由于30%fc =ρ所以得需要修正

查表得：RCR1=1, γ1=1.064; RCR2=2, γ2=1.048 利用直线内插法求修正系数

()γγγγ1

2

1

211---+

=RCR RCR RCR RCR =）

（ 1.064-1.0481

-21

-1.471.064?+=1.05648 确定灯的个数：

UK A E N s av γφ=

=8

.00.44181.0564********

50300??????=105.21

建议灯具数: 112盏

供配电系统图

照明干线

三、课程设计总结

两周的课程设计就快结束了，我们对课本上的知识有了更感性的认识，课本上的知识在实践的基础上有了升华，我学到如何计算照度及灯具选择及怎样布置开关﹑线路﹑发电机容量的选择，高低压供配电系统的拟定方法及变压器的选择，建立负荷统计计算表以及如何确定负荷等级。

建筑供配电及照明课程设计即将结束，我发现了自己专业知识还有很多漏洞、实践经验比较缺乏，理论联系实际的能力急需提高。我深深地的意识到了建筑供配电及照明技术是一门很有用的课程。深深的体会到要成为一名优秀的建筑电气工程师不但要具备较强的专业素质，还要有很广的知识面、具备与建筑专业相关的知识。作为对建筑电气充满热情的我，面临着极大的压力。深知自己知识的匮乏，我还要学好多的东西,才能去适应社会的需求。不过，我相信只要我们肯用心用脑，肯去花功夫钻研就会一定会有收获。

总之,课程设计是一个在实践中学习、在合作中创新的过程。因此，在今后的学习、生活和工作中，首先，是要不断加强自身的专业素质，以及面对未来建筑发展新形势的应变能力。再者，是要不断地增加其他方面的素质。社会是最考验人的，也是最锻炼人的。因此，我要积极投身于社会建设，不断地学习，不断地吸取经验，不断地将知识融入到实际工作当中。

在这次课程设计中也要感谢我的队友，只有大家一起努力才能以最快的速度完成这项任务，同时也要感谢老师的指导和帮助。

四、参考文献

[1]供配电系统雍静机械工业出版社

[2] 电气照明技术谢秀颖郭宏祥中国电力出版社