商场供电设计-毕业论文

研究生毕业论文（设计）

论文（设计）题目：**商场供电设计

学 院： 专 业：＿＿＿＿＿＿＿＿ 班 级：＿＿＿＿＿＿＿＿ 学 号：＿＿＿＿＿＿＿＿

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贵州大学本科毕业论文（设计）

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贵州大学研究生毕业论文（设计） 第I页

目 录

目录 --------------------------------------------------------------------- I 摘要 ------------------------------------------------------------------- III Abstract ---------------------------------------------------------------- IV 1前言 -------------------------------------------------------------------- 1

1.1 建筑电气概况 ------------------------------------------------------ 1 1.2 兴隆百货建筑特点 -------------------------------------------------- 1 1.3 建筑电气设计的具体内容 -------------------------------------------- 1

1.3.1强电部分设计 ------------------------------------------------- 2 1.3.2消防部分的设计 ----------------------------------------------- 2 1.3.3弱电部分设计 ------------------------------------------------- 2 1.4 设计依据 ---------------------------------------------------------- 2 2供配电系统设计 ---------------------------------------------------------- 4

2.1 负荷分级及供电方案 ------------------------------------------------ 4

2.1.1负荷分级 ----------------------------------------------------- 4 2.1.2供电方案 ----------------------------------------------------- 4 2.2 负荷计算 ---------------------------------------------------------- 5

2.2.1负荷计算的方法 ----------------------------------------------- 5 2.2.2本工程的负荷计算 --------------------------------------------- 6 2.2.3变压器的选择 ------------------------------------------------- 9 2.2.4无功补偿 ----------------------------------------------------- 9 2.3 短路电流的计算 --------------------------------------------------- 10

2.3.1短路电流的计算方法 ------------------------------------------ 10 2.3.2本工程的短路电流计算 ---------------------------------------- 10 2.4 断路器的选择及校验 ----------------------------------------------- 13

2.4.1断路器的选择原则 -------------------------------------------- 13 2.4.2选用断路器简介 ---------------------------------------------- 14 2.4.3本工程断路器的选择及校验 ------------------------------------ 14 2.5 电力电缆的选择 --------------------------------------------------- 16

2.5.1电力电缆的选择原则 ------------------------------------------ 16 2.5.2选用电缆简介 ------------------------------------------------ 17 2.5.3本工程电缆截面的选择及校验 ---------------------------------- 18

3照明系统设计 ----------------------------------------------------------- 22

3.1 光源和灯具的选择 ------------------------------------------------- 22 3.2 一般照明设计 ----------------------------------------------------- 22

3.2.1一般照明的设计要求 ------------------------------------------ 22 3.2.2本工程的一般照明的设计 -------------------------------------- 23 3.3 应急照明设计 ----------------------------------------------------- 23

3.3.1应急照明的设计要求 ------------------------------------------ 24 3.3.2应急照明的电源设置 ------------------------------------------ 24 3.3.3本工程应急照明设计 ------------------------------------------ 25 3.4 照度计算 --------------------------------------------------------- 26

贵州大学研究生毕业论文（设计） 第II页

3.4.1照度计算的方法 ---------------------------------------------- 26 3.4.2计算中用到的参数 -------------------------------------------- 27 3.4.3本工程的照度计算 -------------------------------------------- 29 3.5 智能照明控制系统 ------------------------------------------------- 30

3.5.1智能照明控制系统的简介 -------------------------------------- 30 3.5.2一种D-BUS系统的简介 ---------------------------------------- 31 3.5.3采光和电气照明整合的智能照明控制系统简介 -------------------- 31

4火灾自动报警及消防联动系统设计 ----------------------------------------- 33

4.1 火灾自动报警系统的设计 ------------------------------------------- 33

4.1.1火灾探测器 -------------------------------------------------- 33 4.1.2消防广播 ---------------------------------------------------- 36 4.1.3消防电话 ---------------------------------------------------- 36 4.1.4手动报警按钮、声光报警器和消火栓报警按钮 -------------------- 36 4.2 消防联动控制系统的设计 ------------------------------------------- 37

4.2.1消防联动控制系统的设计要求 ---------------------------------- 37 4.2.2本工程消防联动系统的设计 ------------------------------------ 38

5防雷与接地设计 --------------------------------------------------------- 39

5.1雷电和雷电参数 --------------------------------------------------- 39 5.2建筑物的防雷类别 ------------------------------------------------- 39

5.2.1建筑物防雷类别的划分 ---------------------------------------- 39 5.2.2年预计雷击次数的计 ------------------------------------------ 40 5.2.3本工程的年预计雷击次数的计算 -------------------------------- 40 5.3 建筑物外部的防雷措施 --------------------------------------------- 41

5.3.1建筑物外部防雷装置 ------------------------------------------ 41 5.3.2接闪器的保护范围 -------------------------------------------- 41 5.3.3建筑物外部防雷系统示例 -------------------------------------- 41

6弱电系统设计 ----------------------------------------------------------- 43

6.1 弱电系统的组成 --------------------------------------------------- 43 6.2 公共广播系统 ----------------------------------------------------- 43

6.2.1公共广播系统主要功能 ---------------------------------------- 43 6.2.2公共广播系统组成 -------------------------------------------- 43 6.2.3广播功放的选用 ---------------------------------------------- 43 6.2.4本建筑设计结果 ---------------------------------------------- 44

7结论 ------------------------------------------------------------------- 46 参考文献 ---------------------------------------------------------------- 47 致 谢 ------------------------------------------------------------------- 48

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兴隆百货供电设计

摘要

本文阐述了兴隆百货建筑电气设计的设计内容、依据、原则和方法及设计选择。建筑电气设计包括强电和弱电设计。第2、3、5章为强电部分的设计，第6章为弱电部分的设计。

第1章对本文进行了概述；第2章阐述了对供配电系统的设计，介绍了负荷分级和供电措施，并进行了负荷计算、短路电流的计算、设备选型和校验等。第3章阐述了一般照明和应急照明的设计内容、依据、方和等内容，并对照度进行校验，同时简介了两种智能照明控制的方法。第4章介绍了火灾自动报警及消防联动的设计内容和依据。第5章阐述了防雷接地部分的设计方法和依据。第6章简单阐述了弱电系统的设计。

兴隆百货电气设计通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为以后的工作奠定坚实的基础。

关键词：供配电系统，负荷计算，照度，火灾报警，防雷接地

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The power supply design of Xinglong department store

Abstract

The electrical design of department store is described in this paper, including design contents, principle, basis , method and design choice. Building electrical design includes high voltage and weak electrical design. The high voltage design is described in chapter 2, chapter 3 and chapter 5. And the weak electric design are described in chapter 6 .

The whole article is summarized in chapter 1. The design of the power supply system is elaborated in chapter 2. The classification of load and load power supply measures are introduced in power supply system. Equipments are selected and checked according the load calculation and the calculation of short-circuit current. The general lighting and emergency lighting design is described in chapter 3. Then intensity of illumination is calibrated, and two kinds of intelligent lighting control methods are briefly described. The design content and basis of automatic fire alarm and fire linkage is introduced in chapter 4. The design of lightning proof and grounding method is described in chapter 5. At last, the weak electric system design is simply introduced.

The electrical design of department store is a lively practice, which not only integrates use of knowledge, but also combines the theory with practice. The practice exercises independently analysis and the ability of solving building electrical design problems, which lays a solid foundation for work in the future.

Key words: Power supply system, Load calculation, Intensity of illumination, Fire alarm,

Lightning proof and grounding

贵州大学研究生毕业论文（设计） 第1页

1前言

1.1 建筑电气概况

现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

1.2 兴隆百货建筑特点

本次设计对象为兴隆百货，兴隆百货建筑特点显著,层数少，单位层数面积较大，防火分区多。由于是人口密集度较高的公共建筑，它的一二级负荷较多，其用电特点是动力负荷大，普通照明类负荷因商铺的性质等弹性较大，预留负荷较多。

本工程兴隆百货工程，负1、负2层为停车库，1到5层为百货商场，建筑层数为5层，局部6层，建筑高度为29.6米；单层建筑面积最大约5368平方米，总建筑面积约34394平方米。该建筑属于公共建筑中的一类高层。在设计中各方面要求较高。

该建筑1层设有专用配电房，负1层到5层每层分别设有空调机房，屋顶层设有电梯机房，货梯机房，消防电梯机房。

1.3 建筑电气设计的具体内容

电气设计强电消防弱电配电系统照明系统防雷接地系统火灾报警系统联动控制系统公共广播系统有线电视系统监控系统综合布线系统信息网络系统 图1.1 建筑电气设计内容图

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建筑电气设计包括供配电系统的设计、照明设计、火灾自动报警及消防联动系统的设计、防雷接地的设计及弱电平面的设计等内容。建筑电气的设计内容如上图1.1所示。 1.3.1强电部分设计

强电部分的设计包括供配电系统的设计、照明设计及防雷接地的设计。

供配电系统设计，首先要进行负荷分级，确定高压供电方案，然后进行负荷计算，根据负荷计算的结果，选择断路器，并整定其瞬时脱扣器电流长延时脱扣器电流；其次，要进行最不利点的短路电流计算，以校验断路器的分断能力和保护的灵敏度是否满足要求；最后，根据负荷计算结果选择出电缆型号，并校验变压器低压侧母线的热稳定性。

照明设计首先进行光源、灯具选择，明确一般照明及应急照明的设计要求、和本工程的设计特点，然后，并通过利用系数法对照度进行校验。最后了解智能照明的应用：如何达到同时到舒适度和节约电能。

防雷与接地的设计要明确接闪器、引下线及接地装置的作用。同时介绍了建筑物的防雷类别的划分，及年预计雷击次数的计算。要了解和掌握及工程上的防雷措施等内容。 1.3.2消防部分的设计

消防部分的设计主要包括火灾报警系统和联动控制部分。

首先是火灾报警部分，主要了解感温、感烟等探测器的选择和布置，和手动报警按钮、消防电话、消防广播等的选择原则、布置位置等内容，完成火灾自动报警的功能。

然后是为联动控制部分，主要介绍了对消防水泵、喷淋水泵、排风兼排烟机、正压送风机、以及非消防电源、电梯等的控制等内容。 1.3.3弱电部分设计

弱电系统主要包括了电视监控系统、综合布线系统、信息网络系统、有线电视及卫星接收系统、会议系统及公共广播系统。

本文的第6章阐述了弱电系统公共广播系统的设计。

1.4 设计依据

《供配电系统设计规范》GB 50052-2009 《民用建筑设计规范》JGJ 16-2008 《建筑照明设计规范》GB 50034-2009 《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010 《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95

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《建筑设计防火规范》GB 50016-2012 《低压配电设计规范》GB50054-2011 《住宅设计规范》GB 50098-2011

《火灾报警系统设计规范》GB 50016-2013

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2供配电系统设计

2.1 负荷分级及供电方案

2.1.1负荷分级

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，根据《供配电系统设计规范》第4页，应符合如下表2.1规定：

表2.1 负荷分级标准表

负荷级别

满足负荷级别的要求

中断供电造成人身伤亡

一级负荷

中断供电造成政治、经济重大损失

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

二级负荷 三级负荷

中断供电将在政治、经济上造成较大损失 中断供电将影响重要用电单位正常工作 不属于一级和二级负荷的负荷

根据上表规定，可分析本工程的用电负荷类型，如下表2.2所示：

表2.2 本工程的负荷分级表

负荷级别 一级负荷 三级负荷

负荷类型

消防风机、水泵、应急照明及疏散照明、消防电梯、防火卷帘等 普通照明、空调、扶梯、普通插座、等

2.1.2供电方案

根据负荷不同供电要求也不同。具体要求如下表2.3所示：

表2.3 不同负荷级别的供电要求表

负荷级别 一级负荷 二级负荷 三级负荷

负荷类型供电要求

两个电源供电，当一个发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏

两回线路供电 对供电无特殊要求

根据上表要求，并考虑本工程负荷级别均为一、三级负荷。一级负荷供电要求:“两

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个电源供电，即当一个发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。”而在设计中常采

用“一用一备”方式供电：两路高压进线供电，或一路高压进线和柴油发电机的组合。

[1]

本设计中采用一路10kV高压进线和柴油发电机组合的方式进行供电。

本工程为一类高层建筑，应急照明、防火卷帘、消防控制室、消防水泵、消防电梯、消防风机、等消防设备及客梯、货梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，一路为10kV经变压器正常供电，当应急情况出现时，由柴油发电机供电。其它动力设备、照明用电为三级负荷，无特殊供电要求。

2.2 负荷计算

2.2.1负荷计算的方法

负荷计算是在整个设计过程中是一个十分重要的环节，它是供配电系统设计、运行控制与维护管理的重要基础。

工程中的负荷计算主要方法有：需要系数法、二项式法、单位指标法等方法。这些负荷计算的方法和区别主要如下表2.4所示：

①需要系数法：

适用于设备台数较多，且功率相差不大的用电设备，若适用不当，误差较大。需要系数kd；计算有功功率PC；公式如下：

P (2.1) C?kd?P[2]

②二项系数法：

适用于设备台数少、功率相差大的用电设备组。二项系数b、c；计算有功功率PC；公式如下：

PC?b?PNi?cPX (2.2)

i?1n[2]

③单位指标法：

适用于用电设备台数和功率都未知的情况。需要系数?；单位数量N；安装功率

PN???[2]

；公式如下：

PN?????N (2.3)

根据计算功率PC，单位W；功率因数cos?；可求用电设备组的计算电流：

Ij?

pC

3?380?cos? (2.4)

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2.2.2本工程的负荷计算

根据表格内容分析在本工程的设计，卖场普通照明及插座均预留，设备台数及功率都是不知道的，所以预留照明普遍采用单位指标法；而对于应急照明，根据照明平面可知灯具功率和数量，且灯具数量较多，宜用需要系数法进行负荷计算。故本工程采用需要系数法和单位指标法相结合来计算负荷。

单位指标法和需要系数法所用到的参数主要如下表2.4所示：

表2.4 设备或场所的单位功率密度、需要系数及功率因数表

设备或场所

一般/高档商店营业厅普照明

商场应急照明 库房照明 专用配电房照明

电梯 其他动力设备

功率密度（W/m2）

12～19 / 5 8 / /

需要系数kd

0.9 1 0.7～0.8 0.4～0.6 1 1

功率因cosφ 0.8～0.9 0.8～0.9 0.8～0.9 0.8～0.9 0.5～0.6（交流）

0.8

根据表2.4计算的方法和表2.5内的参数，下面开始计算负荷。以一层一般照明为例。由一层平面照明和商铺配电箱的数量已知，除预留量外的安装功率为68kW，采用需要系数法：

PC1?kd?P? 68kW?0.9 ?61kW

而卖场等普通照明预留，卖场面积为N?2125m2，考虑预留插座和照明单位指标采用30W/m2,此时用单位指标法估算剩余的照明负荷如下：

PN?????N?2125m2?30W/m2?64kW

???64kW?0.9?58kW

PC2?kdPN?一层普通照明总的计算负荷如下：

PC?PC1?PC2?61kW?58kW?119kW?120kW

120?103Ij?? ?227A

3?380?cosφ3?380?0.8PC由此可得一层可设置照明配电箱1AL，计算功率120kW，满足配电要求。 同理可得其他各层照明类负荷计算，如表2.5所示：

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表2.5 照明负荷计算表

配电箱 -2AL -1AL 1AL 2AL 3AL 4AL 5AL -2ALE -1ALE 1ALE 2ALE 3ALE 4ALE 5ALE

cosφ Kd 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1 1 1 1 1 1 1

Pe1(kW) 2.2 3.3 68 30 1.7 0 0 5 3 3 3.5 4 4.5 3.5

Pc1(kW) 2 3 61 27 1.5 0 0 5 3 3 3.5 4 4.5 3.5

PN·∑(kW)

0 0 64 95 120 109 93 0 0 0 0 0 0 0

Pc2(kW) 0 0 58 86 108 100 85 0 0 0 0 0 0 0

Pc(kW) 2 3 120 115 110 100 85 5 3 3 3.5 4 4.5 3.5

Ij(A) 3.8 5.7 227 218 208 190 161 9.5 5.7 5.7 6.6 7.6 8.5 6.6

根据其他专业提供的动力设备，由《供配电系统》可知，当设备台数3台时，计算负荷不考虑需要系数，直接用设备功率相加即可。动力配电箱所带动力设备台数很少，不考虑需要系数，直接用设备功率相加得到PC；由公式可以计算出计算电流等。

以屋顶层消防电梯为例：

PC?20kW

20?103Ij?? ?51A

3?380?cosφ3?380?0.6PC其他动力计算结果如下表2.6所示：

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表2.6 动力负荷计算表

配电箱 -2JL-AC1 -1JL-AC1 2JL-AC1 3JL-AC1 4JL-AC1 DT-AC1 XFDT-AC1(2) HT-AC 1（2,3,4）FT-AP1

5FT-AP1 -1KT-AP1(2) -1KT-AP3 -1KT-AP4 -1KT-AP5 -2（-1）SFJ-AM1 -2（-1）PFJPYJ-AM1 -2（-1）PYJ-AM1 1（2,3）SFJ-AM1 4（5）SFJ-AM1 1（2,3）PFJPYJ-AM1 1(2,3)PYJ-A1 4（5）PFJPYJ-AM1 4(5)PYJ-AM1 QWB-AC1（2,3,4）

GSB-AC1 ZYB-AC1 PLB-AC1 1（2,3）KT-AP1 1（2,3）KT-AP2 4（5）KT-AP1

cosφ 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

用途 防火卷帘 防火卷帘 防火卷帘 防火卷帘 防火卷帘 客用电梯 消防电梯 货梯 扶梯动力 扶梯动力 空调制冷主机 空调冷冻水泵 空调冷却水泵 热水锅炉等 送风机 排风兼排风机 排烟机 送风机 送风机 排风兼排烟机 排烟机 排风兼排 排烟机 潜污泵 生活给水泵 消火栓增压泵 喷淋水泵 空调末端盘管 空调末端盘管 空调末端盘管

Pc(kW) 13 15 12 15 8 20 20 20 22 11 256 45 30 8.5 33 66 66 22 11 44 44 22 22 8 5.5 37 40 10 10 15

Ij(A) 25 28 23 28 15 51 51 51 75 40 485 85 57 16 63 125 125 42 21 83 83 42 42 15 10 70 76 19 19 28

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2.2.3变压器的选择

由负荷计算的结果可将以选择变压器。空调类负荷单独供电，部分季节可以停用。其他动力和照明类负荷采用两台变压器供电，两台变压器做联络。消防类负荷采用发电机备用供电。

环氧树脂变压器各方面性能良好，具有绝缘等级高、防燃防爆性好、损耗小、噪声小等诸多有点，故选用SCB型变压器。变压器、发电机的选择如下表2.7所示：

表2.7 变压器和发电机的选择表

编号 TD1 TD2 TD3 发电机

所带负荷 照明和动力 照明和动力 空调动力 消防负荷

计算功率（kW）

724 801 536 949

型号 SCB-1000/10/0.4 SCB-1000/10/0.4 SCB-800/10/0.4 888DFHD

其他参数 Dyn11;IP30;uk=6% Dyn11;IP30;uk=6% Dyn11;IP30;uk=6% 1000kW(常用)；强迫风冷

变压器配电采用GCS开关柜，它具有三段保护特性和接地系统，供电可靠安全。并且所有功能单元都编程可控，有利于自动控制。故本次设计中选用GCS开关柜。 2.2.4无功补偿

根据选出的变压器和负荷计算的结果进行无功补偿。

根据补偿前功率因数角?1；补偿后功率因数角?2；计算功率Pc；负荷系数?可得无功补偿容量为：

[1]

QCC??PC(tan?1?tan?2) （2.5）

以TD1为例：

已知cos?1?0.79;cos?2?0.93 得：

tan?1?0.375;tan?2?0.879

?350.4 QCC??PC(tan?1?tan?2)?1?724?(0.879?0.395)可以选择30kvar的无功补偿电容器12只进行无功补偿。其他变压器的无功补偿计算如下表2.8所示：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1e17.html