1、金属配电箱的外壳等用电设备正常情况下不带电的金属构件应与接地系统可靠连接。接地干线在由变配电室至电梯机房的竖向上用40*4镀锌扁钢。其它各层的水平干线，至制冷设备的接地线用25*4的镀锌扁钢。容量较小的用电设备的接地线利用电缆（线）线芯（PE）线接地1.3 设计内容本论文主要阐述了图书馆大楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括七大章内容，前五章主要包括绪论及强电部分设计，第六、七章主要包括弱电部分及防雷接地系统设计。第二章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用需要系数法进行了负荷计算，确定各
2、个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。并对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计。第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，同时也进行了应急照明设计，按照供电半径不超过30米的原则进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱。 第四章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并
3、通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。第五章为电梯和中央空调选型，主要介绍图书馆大楼电梯的选型和中央空调各系统的选型，使图书馆电梯系统和中央空调系统能合理、有效、经济的为师生服务。第六章为弱电系统，它又可
4、分五大部分，第一部分为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容，前端信号直接从市区有线电视网引入；第二部分为公共广播系统，主要说明系统组成，主要功能，功放选择等，本部分设计与第四章消防广播相结合，按层分区，实现分区广播，并计算选择功率放大器的台数和功率；第三部分为闭路电视监控系统，主要对闭路电视监控系统的组成、要求等作了简要的说明，本次设计考虑本工程特点仅采用定点监控，并带硬盘录像，控制室设置有电视墙进行监视；第四部分为综合布线系统，简要阐述了综合布线的概念，设计目标以及本次设计的原则等；第五部分为弱电系统线路的敷设，各楼层内穿线槽或钢管敷设。第
5、七章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷、雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容，并结合本建筑特点，做了防直击雷 、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计。其各章节关系如下：切换有线电视系统公共广播系统消防广播图书馆大楼楼电气设计强 电弱 电消 防照明系统配电系统防雷接地系统火灾报警系统联动控制系统监控系统综合布线系统弱电线路敷设图1.1 系统框图72河南城建学院本科毕业设计（论文） 配电系统设计2 配电系统设计2.1 负荷等级及供电要求2.1.1 负荷等级分类电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。一级负荷中断供电
6、将造成人身伤亡者。中断供电将造成重大政治影响者。中断供电将造成重大经济损失者。中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特殊建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 二级负荷中断供电将造成较大政治影响者。中断供电将造成较大经济损失者。中断供电将造成公共场所秩序混乱者。三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。2.1.2 供电要求一级负荷的供电“应
7、由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源（应急柴油发电机组）供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地
8、区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。三级负荷对供电无特殊要求。此外，对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本图书馆为一类高层建筑，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、事故照明，消防设备按一级负荷，普通电梯、消防电梯、生活水泵按二级负荷，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，高压侧采用单母线分段联络，低压侧采用单母线分段联络，正常时两台变压器分别运行，任一台变压器出故障后，余下的一台可以满足所有二级负荷供电。并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它
9、动力设备、照明用电为三级负荷。2.2负荷计算2.2.1负荷统计及设备容量的确定负荷的统计依据 根据图书馆大楼的建筑平面图及建筑说明，对图书馆大楼进行负荷估算和统计，从而确定不同电气设备的安装容量。然后根据需要系数法获得计算负荷。本图书馆大楼概况图书馆主体部分一共五层，第一层、第二层的面积均为5000m2，第三层、第四层、第五层的面积均为4600m2。这是由于一楼附带了文学书库，而二楼则有学术报告厅。工程设计中的电气部分为：电梯、中央空调系统、照明、生活水泵、消防水泵、喷淋水泵、多媒体教室、防火卷帘门等。负荷估算电梯：工程设计中共有3台电梯,其中客梯2台，货梯1台。根据对电梯载重量及速度的要求和
10、对客流量的分析,初步估算电梯的功率为30Kw/台。中央空调系统：图书馆大楼的总建筑面积约为24000, 中央空调冷负荷指标按100w/计算,得需要的冷负荷功率为2400KW，从而选出三台电功率为207 KW，制冷功率为800 KW的冷热水机组，根据冷热水机组对冷却水流量与冷冻水流量的要求选出相对应的冷却水泵与冷冻水泵各三台，冷却塔风机三台。其中冷却水泵功率为30Kw/台，冷冻水泵功率为22Kw/台，冷却塔风机功率为7.5Kw/台。以及各层相对应的风机盘管的安装功率。事故照明：一层、二层按7 w/估算，得一、二层的正常照明安装功率为35 Kw/层，三、四、五层按6.5 w/估算，得三、四、五层的
11、正常照明的安装功率为30Kw/层，一般情况下事故照明容量按正常照明容量的20%估算，第一层事故照明由于库房的照度要求低，故取本层事故照明安装功率为6.5 Kw，略低于第一层正常照明容量的20%，其余各层事故照明安装功率按各层正常照明安装功率的20%估算。水泵：生活水泵、消防水泵、喷淋水泵按照设计中给排水设计中的水流量要求选择功率，生活水泵选择2台，一备一用，每台功率37 Kw；消防水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw；喷淋水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw。其备用容量不计入负荷计算中。电脑：按照每台电脑400w进行估算，多媒体与计算机教室共安装300台左右，得电脑的总安装容量为1
12、20Kw。防火卷帘门：根据防火分区的数量统计出需要安装64个防火卷帘门，每个按照1Kw估计，得出防火卷帘门的安装功率为64Kw。防排烟风机：按照消防设计中对通风量的要求，选择防排烟风机的安装功率为30Kw。消防控制室：按照消防设计中对消防广播、火灾报警等弱电设备的要求，初步估计其安装功率为10kw。2.2.2采用需要系数法计算负荷按照上面负荷统计资料，用需要系数法进行负荷估算。用需要系数法进行负荷计算的计算方法。照明负荷计算：采用单位面积功率法。用电设备组计算负荷：P=K（Kw）Q= Ptg（Kvar）S=（KVA）I=（A）式中为总设备功率K需要系数P计算有功功率Q计算有功功率tg电气设备功
13、率因数角的正切值I计算电流U电气设备额定电压（线电压）多组设备的计算负荷：P=KK（Kw）Q= KPtg（Kvar）式中K有功功率同时系数，取值为0.90K无功功率同时系数，取值为0.95例如，对客梯进行负荷计算，P=60KW, cos0.5则无功功率 =94.46Kvar视在功率 =109.1kVA计算电流 =165.77A其余负荷计算方法类同。各用电设备负荷计算见下表：表2.1图书馆大楼负荷统计表（不包括设备用电功率）负荷名称安装功率KW需要系数Kd功率因数costg有功功率（KW）Pc无功功率（Kvar）Qc视在功率（Kva）Sc计算电流I（A）一层照明350.80.551.522842
14、.5650.9577.41二层照明三层照明302436.4843.6766.35四层照明五层照明一层事故照明710.850.624.037.6511.62二层事故照明4.348.2412.51三层事故照明6.53.727.0610.73四层事故照明五层事故照明电脑机房1200.750.889684.48127.88194.3冷热水机组6210.7434.7326.03543.38825.6冷却塔22.516.8812.6621.0932.05冷冻水泵6649.537.1361.8894.01冷却水泵9067.550.6384.36128.2一层风机盘管2518.7514.0623.4435.6
15、1二层风机盘管201511.2528.49三层风机盘管四层风机盘管1813.510.1325.64五层风机盘管电梯600.910.51.7354.694.46109.1165.77货梯51.959.9591.08生活水泵3727.7546.2570.27排水泵4357.6消防控制室107.512.519.0消防水泵4575113.95喷淋水泵防火卷帘门640.61.0238.439.2154.8883.38防排烟风机28.1342.73总计算有功功率：P=K（128+33.5+96+434.7+16.88+82.5+84.6+221.9+10+38.4+22.5）=0.851166.98=99
16、1.933KW总计算无功功率：Q= K（194.4+19.53+84.48+326.03+12.66+61.88+146.36+166.43+7.5+39.21+16.88）=0.951075.36=1021.592Kvar该图书馆总容量为：S=2.3高低压电气设备的选型2.3.1变压器的选取 变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满
17、足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二
18、级负荷供电。用电力变压器按相数分类：有三相电力变压器和单项电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些单相负载较多的场合，也使用单项变压器。按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器，目前一般均采用铜绕组变压器。按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器两大类。油浸式变压器由于低廉而得到广泛应用；干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点，适合在防火、防爆要求高的场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、开启式、（SF6）充气式和缠绕式等。按绕组连接组别分类：有Y，yn0和D，yn11两种。由于Y，yn0变压器一次侧零序电流不能流通，当二次侧三相不平衡负荷出现时，由此产生的零序电流用于激磁，使铁心发
19、热增加，严重时会导致变压器损坏，其二次侧负荷三相不平衡度不能大于25%，因此，Y，yn0变压器一般只用于三相负荷平衡的场合；D，yn11变压器一次侧为三角形接法，零序电流可以流通，因此其运行不受二次侧负荷平衡度的影响，可用于单相负荷较多且不易平衡的场合。又由于本图书馆的变配电所设置在图书馆大楼的地下室，所以本设计的电力变压器采用绕组为D，yn11的干式变压器。2.3.2变压器台数与容量的确定单台变压器容量一般不大于1250KVA。若负荷集中且却有需要，可采用1600KVA或更大的变压器。最大负荷率一般取为75%85%。这是综合考虑变压器的经济运行和变压器一次投资得到的负荷率。两台变压器互为备用
20、时，当一台变压器故障或检修时，另一台变压器容量应能保证向所有一、二级负荷供电。综上所述，结合前面负荷计算的总量以及图书馆的环境条件，选择两台800KVA的SC9800/10/0.4KV的环氧树脂浇注型铜芯绕组干式变压器。变压器总的安装容量为1600KVA。2.3.3变压器的无功补偿无功功率的补偿方法分为就地补偿、低压集中补偿、中压集中补偿等。本设计中采用目前最常用的低压集中补偿。低压集中补偿是将并联补偿的低压电容器组集中设置在0.4KV低压母线上的补偿方法。这种补偿方法可以对变压器以及以前的设备和线路上的功率因数进行补偿，维护、管理方便，补偿装置可以与低压配电装置一起安装在变电所的低压配电室内
21、。补偿容量的计算方法Q= P（tg1-tg2）式中Q需要补偿的无功功率（Kvar）tg1补偿前的无功功率因数角的正切值tg2补偿后的无功功率因数角的正切值P总计算有功功率各台变压器的无功补偿1号变压器风机盘管及控制设备：计算有功功率：82.5KW计算无功功率：61.88Kvar冷热水机组：434.7KW326.03 Kvar防火卷帘：38.4KW39.21 Kvar22.5KW16.88Kvar10KW7.5 Kvar补偿前计算有功功率：P= K（82.5+434.7+38.4+22.5+10）=499.885KW补偿前计算无功功率：Q= K（61.88+326.03+16.88+7.5+38
22、.4）=465.405Kvar补偿前功率因数：cos= P/0.76由于供配电系统规定变压器的低压侧的功率因数不得低于0.85，因此将低压侧的功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：Q=186.98 Kvar采用6个型号BWF6.3-40-1W的并联电容器进行低压集中补偿。实际补偿容量: Q1=640=240 Kvar补偿后视在功率：S=548.35KVA补偿后功率因数：cos=0.911号变压器负载率为：（548.35/800）100%=69%2号变压器客梯：54.6KW94.46 Kvar货梯：30KW51.96 Kvar照明：128KW194.4Kvar电脑机房：96KW84.48 Kvar31.5KW19.53Kvar冷却塔： 计算有功功率：16.88KW12.66Kvar泵房：221.9KW166.43Kvar（54.6+30+128+96+31.5+16.88+221.9）=492.088KW（94.46+51.96+194.4+84.48+19.53+12.66）=535.724 Kvarcos= P/由于供配电系统规定低压侧的功率因数不得低于0.85，因此决定将变压器的低压侧功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：Q=29
