1、低压供配电工程毕业设计摘要 近年来，由于现代科学技术的发展和人民生活水平的提高，人民对生活环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高。随着城乡一体化的步伐加快，越来越多的住宅小区将取代过去的居所。再者由于科学技术的快速发展，越来越多的新技术运用到建筑当中为人们提供更加舒适便捷的居住环境，各种新的家用电器运用到人们的日常生活中，导致建筑物内用电量上升，对于建筑物内配电线路的布置、电气安全、用电控制等也提出了新的要求。这就要求住宅的小区的建设规模，要适应小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行。关键词：建筑电气，电气系统，工程设计序 号符
2、号名 称容 量安装方式1普通白炽灯（定位）吸顶安装2声光控制吸顶安装3轴流风机吸顶安装4安全型灯吸顶安装5单相二孔三孔安全型暗插座（车库）250V 15A中心距地1.0m 暗装6单相二孔三孔安全型暗插座250V 15A中心距地0.4m厅 卧室7单相二孔三孔安全型暗插座（厨房）250V 15A中心距地1.8m 暗装8单相三孔防溅型暗插座（卫生间）250V 15A中心距地1.8m 暗装9单相三孔暗插座（空调）250V 15A 中心距地2.2m 暗装10单相单极暗开关250V 10A 中心距地1.4m 暗装11单相双极暗开关250V 10A 中心距地1.4m 暗装12单相三极暗开关250V 10A
3、中心距地1.4m 暗装13照明配电箱底边距地1.4m 暗装设计说明图例1、工程概述 近年来，由于现代科学技术的发展和人民生活水平的提高，人民对生活环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高。随着城乡一体化的步伐加快，越来越多的住宅小区将取代过去的居所。再者由于科学技术的快速发展，越来越多的新技术运用到建筑当中为人们提供更加舒适便捷的居住环境，各种新的家用电器运用到人们的日常生活中，导致建筑物内用电量上升，对于建筑物内配电线路的布置、电气安全、用电控制等也提出了新的要求。这就要求住宅的小区的建设规模，要适应小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全
4、可靠运行。本工程为高级民用住宅小区工程，小区规划设计为10栋楼，每栋楼为普通高层，1层为车库，2-6层为住宅，总建筑面积为48000平方米。照明系统，电视、电话系统，防雷、等电位系统是建筑电气的重要组成部分。此设计本着对安全性，可靠性，先进性和经济性的追求，着重对该住宅楼的这三部分内容展开了设计。2、设计依据、要求和设计内容2.1 电气设计依据1.相关专业提供的工程设计资料。2.各市政主管部门对初步设计的审批意见。3.国家现行有关设计规程，规范及标准，主要包括：1）民用建筑电气设计规范、民用建筑电气设计手册住宅设计规范、建筑电气设计实例图册建筑电气安装工程图集、供电设计规范现代建筑电气设计与禁
5、忌手册、建筑物防雷设计规范火灾自动报警设计规范、建筑设计防火设计规范 住宅电气系统设计教程、建筑电气常用数据手册2）国家现行的标准图：（电气设备用图符号国家标准汇编、电气制图国家标准汇编）。3) 各行各业的有关规定。4) 所学教材，学校提供的有关样图。5）各有关厂家产品样本。（1）供电系统。（2）配电系统。（3）照明系统。（4）防雷系统。（5）接地系统。2.2 电气设计的要求1.安全:设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。 2.可靠:体现在供电电源和供电质量的可靠性。3.合理:一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求，另一方面符合建筑方的经
6、济实力、运行维护及扩充发展等的要求。4.先进:杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。5.实用:考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。如提高功率因数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。2.3主要设计内容 此次设计包括输电线路、变配电所、照明、室内配电、防雷与接地等内容。 3、负荷等级及供电电源3.1负荷等级 我国国家标准GB500521995供配电系统设计规中规定:电力负荷等级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或影响的程度进行分级。按规范的规定将电力负荷分为三级，具体规定如下。一、一级负荷符合下列情况之一时，应为一级负荷：
7、（1）中断供电将造成人身伤亡时。（2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。（3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作时。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。二、二级负荷 符合下列情况之一者，应视为二级负荷：(1)中断供电将在政治、经济上造成较
8、大损失时。例如：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。(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作时。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱三、三级负荷不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。3.2供电要求（1）一级负荷的供电要求一级负荷必须有两个或两个以上独立电源供电，且电源间能够手动和自动切换，以保证单一个电源发生故障时，另外的一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除由两个独立电源供电外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。（2）二级
9、负荷对供电的要求二级负荷的供电系统，宜由两回路线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线路时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100的二级负荷。（3）三级负荷对供电的要求三级负荷对供电要求无特殊要求，一般都为单回路供电，但在可能的情况下也应尽可能提高供电的可靠性。 本工程为高层民用住宅，所以为三级负荷。3.2供电电源3.2.1总体要求（1）小区内设变电所，由变电所向相应组团采用电缆供电。（2）小区内所有电缆线路走电缆沟。（3）每栋每单元地下层设设备间或配电小室。（4）电表集中
10、管理。（5）电表由设备间引入各层配电箱，由配电箱引到各户配电箱。（6）每户配电箱（配电系统）设4-5个回路、1个照明回路、3路插座回路（一路普通插座回路、一路空调回路、一路厨房浴厕插座回路）。5个回路除前面4个回路外，增加一个客厅空调插座回路。有的设计需要一路备用。3.2.2住宅用电水平 住户的主要用电负荷可分四类：（1） 全年经常性负荷。（2） 空调负荷。（3） 电热负荷。（4） 电饮负荷。根据地方住宅设计标准，每户住宅面积超过100 m，一般住宅为6kW/户，高级住宅为8-9 kW/户。本工程每户住宅用电标准设计为8kW。3.2.3负荷计算 （1）电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确标准
11、与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。 （2）建筑的电力负荷计算，基本上采用分类综合用电指标法、户型计算法和需要系数法。1）分类综合用电指标 这种方法是属于负荷密度估算的范畴，按分类用电的单位建筑面积来估算用电负荷。P=dS式中 d-综合用电指标（W/ m）； S-建筑物的建筑面积（m）。目前，沿海发达地区住宅综合用电指标大体如表3.1所示。 表3.1 建筑物综合用电指标住宅类型单位面积用电指标（W/ m）配电容量（VA/m）普通住宅306060120中级住宅50100100120高级住宅、别墅601001202002）户型估算法 根据统计调查，一般住宅用电负荷的高峰期是夏
12、天晚饭后的时间，这时用电负荷有：电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调，占住宅用电负荷的40%，查设计手册得需要系数为0.40.6，所以根据实际情况设计时系数取0.4便可。（1）普通住宅：面积在60 m以下，负荷按45kW/户估算。 （2）中级住宅：面积在60100 m，负荷按56kW/户估算。（3）高级住宅：面积在100 m以上，负荷按812kW/户估算。3）需要系数法需要系数kx定义为：配电范围内用电设备的计算负荷Pc与配电范围内用电设备的设备负荷Pe之比，即 kx=PcPe kx是一个小于1的数，需要指出的是，计算负荷是供配电系统中按发热条件选择的设备导线所需要的负荷，求计算负荷
13、是求一定范围内多个用电设备在热效应条件下的等效负荷。因此，需要系数法也只有在求多个用电设备计算负荷时才适用。表3.2 需要系数法注意要点设备组设备数量33多个设备说明计算负荷Pc=PePc= kxPePc=(kxiPci)需要系数根据设备类型取值本工程具体安装、计算负荷一览表 项目 类别 安装负荷(kW)需用系数功率因数计算负荷(kW)每户负荷1210.912单元住宅负荷1200.650.978一栋楼住宅负荷4800.40.9192两栋楼住宅负荷9600.30.9288每户车库210.92车库1240.70.916.8车库2240.70.916.8车库3280.70.919.6两栋楼总计算负荷
14、10360.30.9310.83.2.4供电电源及电压的选择本工程为三级负荷，对供电电源无特殊要求。从城市电网引一路10KV电源至小区变电所。电缆埋地引来两路TN-C-S低压系统,电压等级为380/220V,室外为三相四线,室内为三相五线,电源引入处应做重复接地,接地电阻。3.2.5 供电网络结构供配电网络结构一般分为放射式结构、树干式结构、低压链式结构和环网结构四种基本结构形式。（1）放射式结构放射式结构的最大优点是各出线回路相互不影响，高压放射式结构可实现多个电源供电方式，满足一、二级负荷供电要求，具有较高的可靠性。按民用建筑电气设计规范的要求，居民小区内的高层建筑宜采用放射式配电，照明与
15、电力负荷宜以不同回路分别供电，即应由低压母线以放射式供电；对消防负荷、高层建筑的重要负荷，大容量的负荷，宜采用低压母线放射式网络结构供电。（2）树干式结构 树干式结构的特点：可靠性较低，树干支路故障将影响所有树干回路。 设备较简单，易于实现保护，经济。是建筑配电系统中常用的网络结构。（3）低压链式结构低压链式结构又称T形接线，这种结构的特点是电源由用户配电箱向外链接，其实质是树干式结构。建筑内房间照明电源、插座的连接等是典型的低压链式结构。（4）环网式结构 环网式结构实质上是两端供电的树干式结构。它的特点是： 正常运行时为开环方式，即环网线路中有一处断开。故障时通过开关切换，由环网的另一线路供
16、电。供电可靠性高，设备复杂，不易于实现保护。目前采用环网结构的城市供电系统越来越多。 本工程主要选择放射式供电线路。低压配电系统供配电方式采用放射式方式，即在电源进户设置配电总箱，再以放射式系统配电至各单元配电总箱，由单元配电总箱至各楼层用户配电箱也采用放射式，保证供电可靠性。各单元公共照明单设电表，每户设单相电度表。电表集中设置，电表箱暗装在一层。4、导线和电缆的选择4.1 电源、电缆进户方式（1）电源进户方式 电源接户线从低压线路引入到集中装电表箱的接户线，在每一单元穿PVC套管引入电表箱。接户线宜先接入分线箱，再由分线箱到集中装表箱，接户线使用铜芯绝缘导线，中性线与相线截面相同。住宅楼及
17、单元电源进线可采用单相三线、三相四线或三相五线制。本工程为三相五线制电源由小区变电所电力外网埋地引入本建筑物总配电箱，电源电压为380220V。（2）电缆进户方式住宅电缆进线XLP1型接箱是根据原机械工业部低压配电电屏技术条件JB6171995（部标准）编订的，是一般标准的高层、多层住宅低压（AC500V以下）进线的通用产品，作为高层、多层住宅电线进出线的连接装置为1进3（2）出式。其优点是可以大量减少电缆和小区变电所馈出的回路数，而且为二期配套建筑预留了电源。多层住宅采用1进2出（900mm400mm1700mm）,高层住宅采用1进3出（1200mm400mm1700mm）。入户线的导线截面
18、大小，主要是用户电表箱前的干线要留有发展欲量（1520年）。本工程进户线选用YJV22(铜芯,交联聚氯乙烯绝缘)型电力电缆，电气干线和一层电气支线均采用BV-500V(铜芯)聚氯乙烯绝缘导线，其保护管采用热镀锌钢管（SC）进行保护，分别沿墙（W），沿地(F)，沿棚（C）暗敷设。4.2 线路的计算电流 计算电流是选择导线、电缆截面的直接计算数据，也是计算电压损失的重要参数。根据国家设计规范要求，三相照明线路的各相负荷的分配应尽量保持平衡，在每个分配盘中的最大与最小相的负荷电流不宜超过30%。单相负荷应尽可能均匀分配在三相上。当计算范围内单向用电设备容量之和小于总设备容量15%时，可按三相平衡负荷
19、计算。4.3导线和电缆型号的选择1、选择的内容选择内容说明导体材料满足运行安全和经济要求导线形式按使用要求选择电线、电缆或母线的形式与规格环境影响考虑使用环境温度对导线载流量、风速对导线机械强度的影响等额定电压校验导线耐压等级要符合电网的电压等级，包括对地电压和线间电压允许载流量校验导线的允许载流量要大于线路的最大持续工作电流导线机械强度校验导线的截面要大于允许的最小截面导线电压损失校验导线的电压损失要低于设备或线路允许的电压损失短路稳定性校验导线应能承受可能发生的最大短路电流导致的热效应和力效应2、选择的原则（1）对电缆型号的选择，应尽可能选用塑料绝缘电线。当在建筑表面直接敷设是，应选用聚氯
20、乙烯绝缘和护套电线。（2）电缆型号的选择，应考虑以合成材料代替橡胶等原则。（3）注意选用新材料、新品种的电缆和电线，不选用淘汰产品及限制使用的产品。（4）电缆和电线具体型号的选用，应根据使用环境和敷设方式而定。（5）在考虑经济、适用、合理和安全的前提下，尽可能选用铜芯线。3、导体材料及电缆芯数的选择（1）导线材料的选择供配电系统中常用的导体材料有铜和铝，从自然资源的角度，铜比铝要稀少。从节能的角度，为了较少电能传输时引起的线路损耗，要求减小导线的阻抗，则使用铜比铝好。选用铜或铝，要进行经济比较后决定。一般而言，铜芯线缆的电气性能和稳定性比铝芯线缆好，但比铝芯线缆贵。在对配电可靠性要求高，环境较
21、严酷的使用成所，应采用铜芯线缆，例如重要的公共建筑和居住建筑、重要的资料室和库房、大型商场车站等人员聚集较多的场所等（2）电缆芯数的选择对于1kV以下的电力电缆芯数选择主根据配电系统的接地形式选择，例如 TN-C系统宜采用四芯电缆，单相回路宜采用两芯电缆。TN-S系统的电缆芯数选择与PE线的敷设方式有关，一般情况下宜采用五芯电缆，单相回路宜采用三芯电缆；如果PE线独立敷设，且符合有关规定，宜采用四芯电缆或两芯电缆（单相回路）。 对于1kV以上的高压电力电缆，宜采用三芯电缆。4、导线、电缆截面选择的一般条件 在电线、电缆的芯数、额定电压、型号确定后，需要选择电线、电缆的截面，一般而言，选择导线截
22、面应满足以下要求：（1）导线截面应满足允许持续载流量的要求。即导线截面能满足长时间通过最大工作电流的要求。满足持续载流量是导线截面选择必须满足的条件，该条件直接影响配电回路的安全性。（2）导线的截面应满足电压损失的要求，不满足时应加大导线截面。（3）导线截面应满足最低机械强度的要求，及所选的导线截面应不低于最小截面。（4）导线的截面应满足短路稳定性要求。即在导线流过非正常的短路电流时，导线应能承受可能发生的最大短路电流导致的力效应和热效应。（5）导线的截面应能满足电能传输经济性的要求。（6）导线的截面应能满足配电线路保护回路的要求。在建筑供配电系统中，电线、电缆截面的选择，主要考虑上述（1）（
23、4）条，而且要同时满足要求，选择导线截面时，应根据校验选择结果，取其中截面最大者为最终选择的结果。5、导线的选择导线选择的一般原则是安全可靠，符合规范。安全可靠是指导线选择要满足正常运行的安全要求，能承载规定的短路电流和过电压而不发生损坏；符合规范要求是指导线选择要满足供配电设计和运行规范的要求，要考虑运行环境对导线安全性的影响。导线的选择主要是确定导线的型号和规格，其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料，做到既经济又合理。导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择。导线的规格（导线截面）可按下列要求进行选择：（1）有足够的机械强度 为防止出现断线事故，导线必须又足够的机械强度，一般照明回
24、路计算电流较小时（10A）其导线都应按机械强度选择。（2）确保导线安全运行 选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流，同时应注意以下几点： 在选择进户线及干线截面时应留有适当余量。 单相制中的中性线应与相线截面相同三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流用于接中性线保护的中性线，其电导不应小于该线路相线电导的50%。（3）确保电压质量 对于住宅建筑来说，电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%，如线路电压损失值大于规定电压损失允许值，应加大导线截面以保证线路的电压质量。总之，在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要，适当留有余量，减少电压损失，保证导线使用的
25、安全可靠和经济有效。常用的导线型号是BV型。工程上常用电线、电缆型号及用途序号 型号 名称主要用途铝芯铜芯1BLXBX500V橡皮绝缘电线室内架空或穿管敷设交流500V及直流1000V以下2BLXFBXF500V氯丁橡皮线室内外架空或穿管敷设。交流500V及直流1000V以下，适用于室外架空3BXR铜芯橡皮绝缘软线室内安装，要求较柔软是用4BLVBV聚氯乙烯绝缘电线 用于交流500V及其以下或直流1000V及其以下的电器设备及电气线路，可明敷、暗敷，护套线可以直接埋地。软电线可用于安装要求软弱时使用5BLV105BV105耐热（105）聚氯乙烯绝缘电线6BLVVBVV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电
26、线BLVBBVVB7BVR聚氯乙烯绝缘软电线4.4电缆的选择1、电缆型号的选择电线、电缆可分为裸导线、绕组、电力电缆、专用电缆、通信电缆等基本分。电缆主要由线线、绝缘层、保护层（内护层、外护层）三个主要部分组成。在电缆的型号中，用规定的代号描述电缆芯线，绝缘层，保护层等信息。其分类和相应代号如表：表4.1 电力电缆型号的表示类别代号绝缘材料代号芯线材料代号内护层代号其他特征代号外护层代号派生代号铠装层外装层电力电缆（不表示）K-控制电缆P-信号电缆Y-移动式软电缆H-室内电话电缆Z-纸X-橡皮V-聚氯乙烯Y-聚乙烯YJ-交联聚乙烯XD-丁基橡胶T-铜（不表示）L-铝Q-铅L-铝H-橡皮V-聚氯
27、乙烯Y-聚乙烯D-不滴流F-分项护套P-屏蔽C-重型R-软线0-无1-2-双钢带3-细圆钢丝4-粗圆钢丝0-无1-纤维绕包2-聚氯乙烯3-聚乙烯ZR-阻燃NH-耐火Z-直流DW-低烟无卤4.5电缆绝缘层的选择 电缆常见的绝缘材料为油浸纸质绝缘、聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘、橡皮绝缘等，建筑供配电系统中主要采用后面的三类绝缘材料。一般说，聚氯乙烯绝缘材料对环境的适应性较差，低温时容易变脆；在高温和阳光曝晒下，增塑剂易挥发，会加速绝缘老化，所以塑料线不宜在高温场所使用和室外敷设，橡皮绝缘对材料环境的适应性要高；有条件时，采用交联聚乙烯绝缘可获得较好的电气性能，这类电缆具有塑料绝缘相同的特性外还具有
28、载流量大、重量轻的优点，但价格较贵;在有火灾危险的场所，应选择阻燃、耐高温或耐火的电力线缆。2、电缆外护层的选择电缆外户层的主要功能是保护电缆的绝缘层。对电缆外户层的选择，主要考虑导线使用环境敷设方式。一般而言，采用穿管敷设时，宜采用塑料护套电缆；沿高层或大型民用建筑的电缆沟道、隧道、夹层、竖井、室内桥架和吊顶敷设的电缆，应采用具有非延燃性绝缘护套的电缆，如聚氯乙烯绝缘和聚氯乙烯护套以及非延燃性的橡皮绝缘的电缆。采用埋地敷设方式时，应采用具有耐腐蚀性能外套的铠装电缆。在建筑供配电系统中，广泛采用聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套VV（VLV）系列电缆，交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套YJV（YJLV）系列
29、电缆，BV系列电线，这类电缆具有良好的耐老化性，并且有耐油、耐腐蚀性和不延燃的性能，能承受一定的压力或拉力，可用于电缆沟道、夹层、竖井敷设。4.6 中性线、保护线、保护中性线截面的选择1、中性线（N线）截面的选择（1）在三相四线或三相五线制中，中性线的允许载流量应不小于线路中最大不平衡负荷电流，同时应考虑谐波电流的影响，中性线截面一般应不小于相线截面的1/2（即Sn1/2Sp）（2）对以气体放电灯为主要负荷的照明供电线路，N 截面应不小于相线截面（Sn=Sp）（3）由三相线分出的两相三线及单相线路中的中性线，应其中性线的电流与相电流相等，所以其中性线的截面应与相线的截面相同。（4）采用可控硅调光的三相四线或两相三线配电线路，其N 线截面应不应小于相线截面的2倍。2、保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）的选择保护线或保护中性线，其电导一般不得小于相线电导的1/2.因此，保护线（或保护中性线）的截面不应小于相线截面的1/2，但当相线截面小于(或等于)16m时，保护线截面应与相线截面相等。对PE线或PEN线的截面按热稳定条件，应不小于表中规定。表4.2 PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面 （单位：mm）相线面积PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面S16S16S3516S
