1、某辦公樓電氣系統設計作者:日期:畢業設計論文廣西南南鋁業加工有限公司綜合辦公樓電氣系統施工圖設計學生姓名：_杭杰_班級學號：建筑電氣 121206121012院、系、部 : _電力工程學院專業：_建筑電氣與智能化_指導教師：_黃瑛副教授_年 06 月2016Un dergraduate Desig n (Thesis)The electrical system worki ng draw ing designfor Guan gxi Nannan alum inum compa nyoffice build ingBYHang JieSupervised byAssociate Profess

2、or HUANG YingSchool of Electric Power EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune 2016摘要本次設計的課題是廣西南南鋁業加工有限公司綜合辦公樓電氣系統施工 圖設計。依據國內外建筑電氣系統的發展現狀，本著“安全性、可靠性、經濟 性以及易維護性”的原則，完成本次設計。本次設計以我國規范規程等技術標準為依據，根據該課題所提供的相關圖 紙為原始資料。這次設計的主要內容包括四個方面，首先是供配電系統的設計，涵蓋辦公樓負荷的計算，短路電流計算，辦公樓供電方案和電氣主接線方案的確定，變配電所電氣主接線圖的繪制，變配電所

3、主要電氣設備型號和參數的確定，無功補償設計；其次是照明系統的設計， 涵蓋照度計算，普通燈具的布置， 應急照明燈具的布置，應急指示燈的布置；還有建筑物防雷接地系統的設計， 涵蓋防雷電等級的確定和防雷措施，以及建筑物總等電位聯結的設計；最后就是辦公樓電氣系統施工圖紙的繪制。關鍵詞 辦公樓，供配電系統，照明系統，防雷接地系統，施工圖AbstractThis desig n topic is the electrical system work ing draw ing desig n for Guan gxiNannan Alumi num Compa ny office buildi ng.Acc

4、ord ing to the domestic and foreig ndevelopme nt status of buildi ng electric system,to complete the desig n,we will be inaccorda nee with the safety, reliability, econo mical and easy to mai ntai npri nciple.This design is based on the standard in our country specification,according to thesubject p

5、rovided releva nt draw ings as the orig inal data.The main content of this desig nin cludes four aspects.First of all,the desig n of the build ing power supply system,includethe calculation of load, short-circuit current calculatio n,determi ne the cell power supplyscheme and electrical mai n wiri n

6、g scheme,draw the mai n electrical substati on wiri ngdiagram,determ ine the substati on main electrical equipme nt models andparameters,reactive power compe nsati on desig n,the desig n of light ning protect iondevice.Sec on dly,the designof the lighting system,covering the illumination calculation

7、,the arrangement of lamps,thearrangement of the emergency lighting lamps,the arrangement of the emergency pilotlamp.Thirdly,the design of lightning protective earthing system in the office build in g,include the determ in atio n of light ning protecti on level and the precauti ons about directlight

8、ning protecti on.F ourthly,the draw ing of work ing draw ings of office buildi ngelectrical system.Key Wordsoffice build in g,power supply and distributi on system,light ingsystem,light ning protectio n and grounding system, worki ng draw ing目錄摘要.IAbstract .II1 前言.51.1建筑電氣簡介 .51.2工程概況 .61.3設計原則和設計依據

9、 . 81.4設計范圍.91.5初步設計方案 .92 電氣系統設計 .122.1負荷等級及供電要求 .122.2負荷計算.142.3電容補償計算 . 222.4電氣主接線方案設計 .232.5短路電流計算 . 292.6配電設備的選型 .362.7變配電所的設計 .432.8供配電系統施工圖的繪制 .543 電氣照明設計 .553.1照度與照明方式的選擇 .553.2照明光源與照明燈具的選擇 .563.3應急照明的布置 . 573.4一般照明的計算與照明器布置 .583.5電源插座的布置 . 633.6照明施工圖的繪制 .644 防雷接地系統設計 .654.1建筑物防雷概述 . 654.2建筑

10、物防雷等級的劃分 .654.3防雷措施.654.4本工程分析 . 674.5建筑物外部防雷裝置的布置 .684.6高壓電氣裝置過電壓保護設計 .694.7 低壓電氣裝置過電壓保護設計 .714.8電氣裝置接地與等電位聯結設計724.9防雷接地系統施工圖的繪制 .755 總結與展望 .765.1本文工作總結 . 765.2后續工作展望 . 76致謝.77參考文獻 .77附錄：照度計算書 .801 前言1.1 建筑電氣簡介隨著時代的變化，科學技術得到了空前的飛速發展，人民的生活水平也有 了很大的提高，高層民用建筑相對以前也已經朝著樓宇自動化、節能化、信息 化、智能化方向邁出一大步。建筑內部的電氣設

11、備也趨向小型化、易操作化發 展，設備壽命越來越長，設備不再像以前需要太多的維護，設備的擴展越來越 方便，并且更加安全可靠。防觸電和火災事故的措施更加完善，敷設強弱電線 路的方式更加靈活， 供配電系統也實現全面自動化，系統設計更加注重保護環境和節約能源，實現可持續發展。由于節約能源是建筑電氣系統的一個重要方面，而節約能源還對我國國家 經濟型社會的建設具有非常重要的戰略意義。因此，在現今寰球資源如此緊張的局勢下，一個優秀可靠的樓宇供配電系統設計，對能源的節約、環境的保護、可持續發展型社會的建設，有著非常重要推動作用。隨著建筑技術的不斷發展，有關電氣科技的研究也在不斷深入，自動控制技術、計算機技術、

12、數字技術等都被應用于電氣技術里，這推動了建筑電氣技 術實現了飛躍式的發展，而建筑電氣系統中非常重要的子系統一一供配電系統，它的技術也邁向了一個新的高度。這些優秀先進的現代科學技術，為建筑 供配電系統提供了大量的技術支持，確保了樓宇供配電的安全、可靠、優質與 合理經濟。樓宇照明系統也是建筑電氣中的非常重要的系統之一，但同時也是整個建筑中電能消耗中最主要的部分，照明系統的節能是建筑電氣節能中的非常重要組成部分。據估計，在我國，照明的用電量占到總發電量的8%左右，局部地區甚至達到了15%上，并且這些照明中以低能效為主體。建筑照明系統應提倡“綠色照明”，但綠色照明所講的不僅僅是做到節約用電，而是要在滿

13、足人 們的最基本的照明需要基礎上，也就說是在為人們提供一個舒適的、溫馨的環境,保證人高效率的學習、 工作以及調節人的心情和保證人身心健康的前提下， 盡可能減少不必要的能源消耗，來實現節約資源的宗旨。智能建筑是電子信息技術、建筑技術以及建筑電氣技術相結合的產物。隨著我國智能計算機技術的廣泛應用，智能建筑里的計算機網絡系統越來越復雜。相對以前防雷接地要求，智能建筑的防雷接地要求強調的是全方位防護、綜合治理與層層設防。智能建筑的防雷接地已成為一個系統工程，在對建筑的防雷要求進行全面了解的基礎上，采取多層及分類保護措施相結合的綜合防護措施。1.2 工程概況1.2.1工程簡介廣西南南鋁業加工有限公司綜合

14、辦公樓建筑，建設單位廣西南南鋁業加工有限公司，建設用地位于廣西壯族自治區南寧市江南區亭洪路，東臨南寧市規劃中的星光大道， 西臨規劃中的南建路。廠前區位于整個南南鋁業廠區的最南端，規劃總用地面積約為44993.82平方米，占地面積3324.44平方米，總建筑面積30191.82平方米，架空層及地上部分建筑面積27512.79平方米，地下部分建筑面積2679.03平方米，屋面防水等級一級，地下室防水等級一級，建 筑層數14層，其中地上12層，架空1層，地下1層，建筑防火等級一級，設 計使用年限為50年，建筑高度53.3米，抗震烈度6度，建筑氣候分區為IVB， 地下停車位70個。圖 1.1工程平面圖

15、1.2.2工程平面圖 - ；-JUM f.m I1和r=9M9 M?digi.1. .! E紜、.:町 4 陽*4- 1i- I. *14 I刑.r 0、花I.MMW nJ!UHJKO1.3 設計原則和設計依據1.3.1設計原則本次設計是對南南鋁業的辦公樓進行電氣施工圖設計，該樓以辦公為主。在設計過程中，嚴格按照相關的國家規范進行合理設計，設計堅持做到滿足用戶需求的原則，設計方案合理可靠、簡潔實用，操作、管理和維護方面都朝著 簡便方向設計。在滿足需求的前提下，盡量較少資源消耗，降低投資成本，節 約企業的總體費用。使的本次電氣系統的設計能夠達到方案合理、技術先進、 安全可靠，還要簡潔實用、綠色環

16、保，減少綜合投資的目的。1.3.2設計依據GB 50016-2014建筑設計防火規范GB 500343-2012建筑物電子信息系統防雷技術規范GB 50034-2013建筑照明設計規范GB 50052-2009供配電系統系統設計規范GB 50053-201320kV及以下變電所設計規范GB 50057-2010建筑物防雷設計規范GBT 50786-2012建筑電氣制圖標準JGJ 16-2008民用建筑電氣設計規范GB 50054-2011低壓配電設計規范GB 24790-2009電力變壓器能效限定值及能效等級GB 17945-2010消防應急照明和疏散指示系統1.4 設計范圍此次設計范圍為確定

17、辦公樓建筑的供配電方案，包括負荷等級、 供電要求、供電電源（正常和應急）和供電電壓等級的確認，進行負荷計算，無功功率補 償方案設計；確定變配電系統設計，包括變配電主接線方案設計、主變和其他 一次側配電設備的選擇；完成配電所得設計，包括變電所位置、變配電所結構 形式、變配電所整體布置設計；完成照明系統的設計，包括照度計算、照明器 選擇與布置設計；防雷接地系統的設計，包括防雷接地計算、防雷接地設備選 則與布置。并完成供配電、照明、防雷接地系統相關圖紙的繪制。1.5 初步設計方案1.5.1變配電系統（1）負荷等級本工程的一級負荷有消防控制中心與消防相關的設備和電信間電源。二級負荷為公共照明供電、客梯

18、、應急照明與生活水泵等。三級負荷為工作照明、插座、空調、熱水間及其他負荷。（2） 負荷估算：本工程建筑總面積為30191.82平方米，負荷按照每平方米80100W估算，計算負荷估算為2400kW，擬設變壓器總裝機容量為3000kVA.（3） 電源：本工程擬引兩路10kV市政電網電源供電，互為備用。每路每路10kV電源均能承受全部一二級負荷。另設置容量為50kW的柴油發電機做為應急電源。（4）低壓配電系統采用放射式和樹干式相結合的方式，對于單機容量較 大的負荷或較重要的負荷，如水泵、電梯、消防機房等設備進行放射式；對于 一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。（5）本工程的消防設備、應急照明

19、、計算機網絡系統設備、變配電所所 用電、電梯等都是雙電源供電，并在末端互投。（6） 本工程變配電所設在架空層，內設兩臺1500kVA干式變壓器，總容 量3000kVA。1.5.2應急電源系統本工程除了設兩路不同來源的10kV電源，另設200kW柴油發電機作為應急電源。1.5.3電氣照明系統普通辦公室場合使用T5直管熒光燈或緊湊型熒光燈；大空間場所使用金屬鹵化物燈；公共照明如地下停車場、走廊使用LED代替傳統熒光燈。1.5.4防雷接地系統（1）按年預計雷擊次數確定建筑物的防雷等級，為防雷直擊雷在屋頂設避雷帶，所有突出屋面的金屬體和構筑物應與避雷帶電氣相連。防直擊雷的引下線利用建筑物鋼筋混泥土中的

20、鋼筋或鋼結構柱。（2）考慮到為防止雷電波的侵入建筑物內部造成危害，將從外部進入到建筑物內部的各種線路和金屬管道全部采用埋地引入的方式進入建筑物，并在入戶處將電纜的金屬外皮、鋼導管和其他的金屬管道與接地網相連接。（3）為防止雷電電磁脈沖引發的過電流和過電壓，在相關部位加裝電涌 保護器（SPD）（4）接地電阻不大于1Q（5）本工程低壓配電系統接地形式采用TN-S制，PE線與N線嚴格分開。2 電氣系統設計2.1 負荷等級及供電要求2.1.1負荷等級分類依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范，電力負荷應根據供電可靠性 及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級 負荷及三

21、級負荷。2.1.2供電要求依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范：一級負荷中非常重要的負荷，應當考慮增設應急電源，以免在一個電源系 統發生故障或檢修過程中，另一個電源系統也有故障發生。二級負荷的供電系統，要求在變壓器或者發生常見的配電線路故障后不會 發生中斷供電的現象， 或者在中斷供電現象發生后，可以能夠快速的恢復供電。三級負荷對供電沒有特殊要求，僅需要保證正常狀態下的用電2.1.3本工程電力負荷分級本工程建筑高度53.5m，依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范，本工程為一類高層建筑，確定建筑一、二、三級負荷的主要內容，本辦公樓負荷 分級如下：（1）一級負荷消防控制室、所有消防設

22、備、應急照明、疏散指示標志燈、走道照明、計 算機系統用電、安防系統用電均為一級負荷。（2）二級負荷普通電梯、生活水泵、排污泵等為二級負荷。（3）三級負荷普通照明、插座、空調、動力負荷等其他電力負荷為三級負荷。2.2 負荷計算2.2.1負荷計算的主要方法電力負荷計算的方法主要有單位指標法（負荷密度法）、利用系數法和需要系數法。單位指標法：計算簡便，但誤差較大。在項目中各類設備功率并不明確的 情況下才會采用該方法。其中，單位面積功率法和綜合單位指標法適用于民用建筑工程，單位產品耗電量法適用于工業企業工程。利用系數法：該方法計算精度高，當用電設備臺數少時或者設備的容量相 差較大時，精度也非常高。缺點

23、是其計算比較復雜。該方法適用于各類項目中 設備功率已知的情況下，尤其是工業企業負荷計算。需要系數法：計算精度一般，且在工程項目中用電設備臺數較少的情況下， 誤差較大。適用于各類項目，尤其是變電所符合計算。本工程的負荷計算采用負荷密度法先進估算，需要系數法進行復核的方法。該方法簡單實用，需要系數的選擇決定了該方法在精度要求上有了很大的 提升。2.2.2需要系數法確定計算負荷（1）三相用電設備組的計算負荷：有功功率 FCPeKdPekW（2-1）無功功率 QcQcPctankvar（2-2）視在功率 Sc計算電流 IckVASc cosIcSc3Ur（2）配電干線或車間變電所的計算負荷：有功功率

24、PcPc=Kp（KdP）kW無功功率 QcQc=Kq（KdRtan）kvar視在功率ScSc=,R2+Qc2kVA以上各式中：Pe用電設備組的有功計算負荷，kWKd用電設備組的需要系數Qc用電設備組的無功計算負荷，kvartan用電設備組功率因數角正切Sc用電設備組的視在計算負荷，kVAIc用電設備組供電線路的計算電流，AKpKq有功功率、無功功率同時系數，分別取0.81.Ur用電設備組的額定線電壓，kV(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)(2-7)和0.931.02.2.3計算各支路的負荷根據（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）完成計算相關計算以生活水泵為例:Pe=4kW,Kd

25、0.8,cos0.8tan cos210.75FCPeKx4 0.8 3.2kWQcFCtan3.2 0.75 2.4kWSc-P竺4kVAcos 0.8Sc4Ic6.08AV3UrV3 0.38計算其他支路負荷，并整理出來表 2.1 各支路負荷表Pe( kW)Kdcos tan Pc( kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic地下一層照明11.360.850.90.489.664.6310.7328.16架空層非機動車照明11.310.850.90.489.614.6110.6828.031F 照明25.820.850.90.4821.9510.5324.3964.002F 照明22.160

26、.850.90.4818.849.0420.9354.923F 照明10.170.850.90.488.644.159.6125.214F 照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.265F 照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.266F 照明11.230.850.90.489.554.5810.6127.837F 照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.28F 照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.299F 照明14.640.850.90.4812.455.9713.83

27、36.2910F 照明13.630.850.90.4811.585.5612.8733.7711F 照明10.920.850.90.489.284.4510.3127.0612F 照明16.240.850.90.4813.806.6215.3340.24公共照明36.000.850.90.4830.6014.6934.0089.23多級立式泵150.0010.80.75150.00112.50187.50227.90生活給水泵410.80.754.003.005.007.60排污泵20.510.80.7520.5015.3825.6331.15架空層廚房100.000.80.80.7580.0

28、060.00100.00151.93電信間50.0010.80.7550.0037.5062.5094.96消防控制室20.0010.80.7520.0015.0025.0037.98普通電梯 1150.50.51.737.5012.9815.0022.79普通電梯 2150.50.51.737.5012.9815.0022.79消防電梯 1180.50.51.739.0015.5718.0027.35消防電梯 2180.50.51.739.0015.5718.0027.35混流分機49.070.80.80.7539.2629.4449.0774.55應急照明15.000.850.90.481

29、2.756.1214.1721.52消防雙速排煙風機4810.80.7548.0036.0060.0091.16消防栓穩壓泵1.510.80.751.501.131.882.85噴淋穩壓泵1.510.80.751.501.131.882.851F 空調87.350.80.80.7569.8852.4187.35132.712F 空調56.070.80.80.7544.85633.64256.0785.193F 空調142.680.80.80.75114.1485.608142.68216.784F 空調64.810.80.80.7551.84838.88664.8198.475F 空調96.8

30、10.80.80.7577.44858.08696.81147.096F 空調1.7650.80.80.751.4121.0591.7652.687F 空調114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.848F 空調114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.849F 空調49.150.80.80.7539.3229.4949.1574.6810F 空調18.4150.80.80.7514.73211.04918.41527.9811F 空調13.9150.80.80.7511.1328.34913.91521.1412F 空調0.

31、840.80.80.750.6720.5040.841.2813F 空調104.050.80.80.7583.2462.43104.05158.09224計算總負荷(2-8)用需要系數法進行計算的步驟為:1先將用電設備進行分組，求出每組設備的總額定容量2查出各組相關用電設備的需要系數和對應的功率因數：Pc1Kd1Pe1, Fc2Kd2巳2Qd 二巳 tan1，QC2= P2tan2Fc= Pci，QciQci，ScPc2Qc2用需要系數發求本工程的總負荷時，需要在各級配電電乘以同時系 數 K。本工程系統中，消防負荷（除自動噴淋泵、消防排煙機外）平時作為正常負荷使用（如消防電梯做客梯使用），火災

32、時切掉非消防負荷。因此，在計算總負荷時，本系統考慮除自動噴淋泵、消防排煙機外的全部負荷。根據式（2-8）、（2-9）、（2-10）完成下列計算：（1）照明總負荷普通照明：Kd0.85,cos0.9, tan 0.48巳PCi0.85 22.96 189.51kWQcQci90.96k varSc. Fc2Qc2189.5 90.962210.19kVA應急照明：Kd1.0,cos0.9, tan 0.48Fc巳1.0 12.75 12.75kW(2-9)(2-10)(2)插座總負荷QcQci6.12k varKd1.0,cos0.9, tan0.48PcPci1.0 300.00 300.0C

33、kWQci144.00k varSc,Fc2Qc2、300.002144.002332.77kVA(3)空調外機總負荷Kd1,cos 0.8, tan 0.75PC巳1 564.88 564.88kWQcQci423.66k varSCPC2Qc2564.882423.662706.1kVA(3)風機總負荷Kd0.8,cos0.8, ta n 0.75ScPCPCiQc Pc2Qc20.8 52.065 41.652kWQci31.24k var.41.652231.24252.06kVA(4)水泵總負荷(2)插座總負荷Qc212.7526.12214.17kVAScPc2Kd1,cos 0.

34、8,ta n 0.75巳 巳1 174.5 174.5kWQcQj 130.88kvaSc, Pl2Qc2-174.5 130.88 218.13kVA(5)電梯總負荷Kd0.8,cos0.8, ta n 0.75巳巳0.8 (15 2 18 2) 52.8kWQ Qci39.6k varScPc2Qc2、. 52.8239.6266kVA(6)廚房負荷Kd0.8,cos0.8, ta n 0.75PcPci0.8 100 80.0kWQcQci60.0k varSc.Pc2Qc280.0260.02100.0kVA總負荷：用電設備組計算負荷同時系數Kp0.850.95取KP0.95KQ0.9

35、 0.97取KQ0.97得Fc0.95 1769 1680.55WQc0.97 10591027.23k varSc.,Pc2Qc21680.5521024.2321968.06kVAISc1968.062990.15 Ac 3UN3 0.382.3 電容補償計算(1) 補償前的變壓器的功率因數本工程采用低壓集中補償方式，按照JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范，將功率因數補償到0.9以上。因此，低壓側的功率因數為Pc1680.55cos-0.85Sc1968.06(2) 無功補償容量按照JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范規定，高壓側 cos 0.9，顯然現在不能滿足要求。這里我們取

36、cos0.92，使低壓側的功率因數達到0.9，那么低壓側需要裝備的并聯電容容量為：QcPc(tanarccos0.85 tanarccos0.92) 1680.55 (0.619 0.425)0326.026k var取Qc330k var(4)補償后的變壓器的容量和功率因數Sc、1680.5& (1027.23 330)21819.44kVA變壓器功率損耗為：脈0.015 1819.4427.29kWQT0.06 1819.44109.16kW變電所高壓側的計算負荷為：PC11680.55 27.291707.84kWQC11027.23 330 109.16 806.39kVA補償

37、后的功率因數為:P 1707.84_cos0.905SC1888.64顯然達到 cos 0.9 的規范要求。2.4 電氣主接線方案設計2.4.1變壓器的選擇電力變壓器是建筑供配電系統中非常關鍵的設備，不但影響著電氣主接線 方案的設計，在做變配電所的整體布置設計時還要著重考慮。選擇變壓器時， 需從經濟合理的角度選擇變壓器的型式、容量和臺數。Sd1888.64525V630H:70kA250，400，630V （僅用于400、630A)表 2.8 Compact NSE塑殼斷路器（電動機保護）100630A 選型指南NSE 250 N/3P 250M P MX型號殼架電分段能極數 3脫扣器額定電電動機保護安裝方附件流力極流功能式100類型2.5 ， 6.3 ，固定式12.5，25，50，F160N:35kA100，150，220，插入式250S:50kA320，500P400H:70kA6302.6.3.3剩余電流保護器的選擇（1） 一般情況下，連接移動電氣設備的線路（普通插座回路）、潮濕場所（衛生間插座）、高溫場所、有水蒸氣的場所及有震動的場所應裝設剩余電流 保護器。（2）選擇原則由220V電源供電的電氣線路或設備，應選用二極二線式剩余電流保護器； 由三相三線380V電源供電的電氣線路或設備，應選用三極三線制剩余電流保 護器；三相四線220/380V或單項