【S教育培訓基地綜合樓強電系統(tǒng)工程設計15000字（論文）】

S教育培訓基地綜合樓強電系統(tǒng)工程設計摘要本工程為S培訓基地綜合樓強電系統(tǒng)設計，整個綜合樓由機房、餐飲、會議、辦公區(qū)等部分組成，總建筑面積17067平方米，地下室面積為1480.2平方米，綜合樓地下1層，地上12層。本設計主要包括建筑照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和建筑物防雷與接地系統(tǒng)三個部分。建筑照明系統(tǒng)的內(nèi)容包括照度標準值的確定、照度計算、燈具的布置、插座的選型及布置。供配電系統(tǒng)根據(jù)負荷計算結(jié)果確定供電電壓等級，進行變配電所的設計和高、低壓側(cè)的設備選型及主接線方式、二次回路方案的設計。防雷與接地系統(tǒng)主要包括防雷措施的確定、防雷裝置與設備的選擇與布置、防雷保護范圍計算、低壓配電系統(tǒng)接地方式的確定、供配電系統(tǒng)接地裝置的選擇與布置。本次設計借助AutoCAD和天正電氣軟件繪制圖紙，嚴格按照建筑電氣設計的規(guī)范進行設計，并且滿足節(jié)能型原則和綠色建筑原則。關鍵詞：建筑照明系統(tǒng)；供配電系統(tǒng)；防雷接地 目錄TOC\o"1-3"\h\u7983引言 頁共24頁引言隨著當前世界形勢的變化及我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，現(xiàn)代社會對電力供應的安全可靠的要求越來越高，建筑電氣技術得以不斷發(fā)展，建筑物朝著智能化的方向發(fā)展，建筑物內(nèi)的各種電氣設備呈現(xiàn)復雜、多樣的特點。為確保建筑物內(nèi)各類用電設備的安全及穩(wěn)定運行，建筑電氣設計的要求日益嚴格。強電系統(tǒng)的設計及施工必須遵循各項國家及地方標準及規(guī)范，才能確保建成的強電系統(tǒng)的質(zhì)量,才能對建筑電氣系統(tǒng)的安全運行及穩(wěn)定做出一定保證,建筑物才會在實際運行的過程中為建筑內(nèi)的活動人群提供可靠的服務。所以，如何設計出既安全又穩(wěn)定的建筑強電系統(tǒng)，成為了建筑電氣設計者面臨的一個重要問題。強電系統(tǒng)設計的合理性是各類用電設備使用的前提，在確保用電設備安全及穩(wěn)定的基礎上，要將先進的電力設計理念及綠色節(jié)能融入到建筑電氣設計中，使設計內(nèi)容與工程實際相符合，制定出既滿足當下需求又考慮未來發(fā)展需要的可靠強電系統(tǒng)。1工程概況建筑概述本工程為S培訓基地綜合樓。整個綜合樓的組成包括機房、餐飲、會議、辦公區(qū)等部分。建筑結(jié)構形式為框架結(jié)構，該建筑地下1層，地上12層。建筑總面積為17067平方米，其中地下室的面積為1480.2平方米。綜合樓屬于一類高層民用建筑，其耐火等級為地下室一級，地上一級?？拐鹪O防烈度為六度。設計內(nèi)容（1）建筑照明系統(tǒng)設計；（2）供配電系統(tǒng)設計；（3）建筑物防雷與接地系統(tǒng)設計。設計依據(jù)（1）建設單位提供的相關設計要求；（2）工程設計相關人員提供的建筑圖紙及相關資料；（3）國家現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范及地方標準。2建筑照明系統(tǒng)設計本次S培訓綜合樓的建筑照明系統(tǒng)設計包括日常照明、插座及應急照明設計等方面，根據(jù)建筑物各區(qū)域中人群的視覺要求、各功能區(qū)域的作業(yè)性質(zhì)，嚴格按照國家標準規(guī)范及地方標準規(guī)范確定光源、燈具、導線及其敷設方式，根據(jù)照度計算結(jié)果進行燈具布置，滿足建筑物各區(qū)域照度標準的要求。照明系統(tǒng)的電源來自變電所變壓器二次側(cè)低壓配電箱，照明系統(tǒng)主要利用380V/220V進行供電。照明系統(tǒng)的配電干線密集型母線槽或電力電纜，放射式引到該綜合樓的各樓層配電箱及各防火分區(qū)的應急照明配電箱。2.1光源與燈具選擇、布置和安裝安全、經(jīng)濟、適用、美觀是建筑照明系統(tǒng)的設計的基本原則，設計者應根據(jù)不同的環(huán)境條件合理選擇照明設備的種類及數(shù)量，將其布置及安裝在合適的位置，滿足建筑內(nèi)活動人群的視覺需要。2.1.1光源與燈具的選擇衛(wèi)生間、茶水間等場所水流量比較大，空氣比較潮濕，宜選用具有防水防塵功能的白熾燈；水泵房及消防水泵房則選用具備防潮功能的燈具；樓梯間、電梯前室等場所選用吸頂燈；變配電室、消防泵房、消防控制中心、消防電梯機房等重要場所，需要設置備用照明，光源選擇飛利浦T8標準直管熒光燈，作正常照明兼?zhèn)溆谜彰?；其他區(qū)域一般選用飛利浦T8標準直管熒光燈。2.1.2燈具的布置與安裝值班室、樓梯間的燈具控制基本采用就地控制方式，大面積照明采用多燈分組、集中就地控制的方式。2.2照度計算確定照度標準值，根據(jù)其它條件計算燈泡的功率，選擇光源的種類，計算燈具的數(shù)量。2.2.1確定設計照度根據(jù)相關規(guī)范[1]可知，S教育培訓基地綜合樓各類場所的照度標準值如下表所示：表2-1S教育培訓基地綜合樓各區(qū)域的照度標準值區(qū)域參考平面和高度方面照度標準值（lx）Ra大堂地面200lx80樓梯、走道地面50lx80衛(wèi)生間地面75lx80消防控制中心0.75m水平面300lx80商業(yè)用房0.75m水平面30080電梯前室地面100lx80雜物間地面100lx80國際考試中心用房0.75水平面300lx80國際考試中心接待區(qū)0.75水平面200lx80公共架活動空間地面50lx80強電間、弱電間地面200lx80辦公0.75m水平面300lx80茶水間0.75m水平面200lx80國際商學院用房0.75m水平面300lx80電梯機房地面200lx80地下車庫地面30lx80水泵機房地面100lx80變配電室地面200lx80表2-2S教育培訓基地綜合樓的反射比設計表面反射比范圍實際取值頂棚0.6~0.90.8墻壁0.3~0.80.7地面0.1~0.50.12.2.2照度計算的方法照度的計算方法主要有3種：利用系數(shù)法、單位容量法、逐點計算法，照度計算的誤差范圍應控制在±（10%~20）以內(nèi)。（1）基本公式eq\o\ac(○,1)工作面上平均照度（lx）的計算方法（2-1）式中eq\o\ac(○,2)室空間比（RCR）計算方法（2-2）式中eq\o\ac(○,3)燈具數(shù)量的計算方法（2-3）eq\o\ac(○,4)燈具單位容量的計算方法（2-4）式中（2）計算方法eq\o\ac(○,1)查曲線法：平均照度計算在利用系數(shù)的取值上主要表現(xiàn)為準確性。先利用室空間比（2-2）式計算出房間的室空間比，然后對比給定的房間各表面的反射比，查出特定燈具的利用系數(shù)。再進行選擇下列運算中的一種：一是根據(jù)已排列的燈具，仿照燈具正常工作時的情景，將各項照明參數(shù)代入式（2-1）中，計算出工作面所需要的平均照度值；二是根據(jù)該場所的照度標準值，按照特定燈具的概算曲線查到所需燈具的安裝數(shù)量。所需燈具的安裝數(shù)量為(2-5)式中eq\o\ac(○,2)查表法，亦稱為單位容量法：根據(jù)室空間比（2-2）式確定室空間比，選擇所需燈具的型式，從表中獲取單位面積功率，最后根據(jù)燈具單位容量（2-4）式求出該房間所需燈具的功率。綜合樓各區(qū)域照度的計算均采用利用系數(shù)法。變配電室的照度計算過程：變配電室的房間長度l是6.5米，房間寬度b是2.8米，燈具的距地安裝高度hr是4.3米，燈具類型為飛利浦的TLD36W/33雙管熒光燈，單個光源的光通量φ=2850。頂棚、墻面、地面的反射比分別是80%、70%、10%，變配電室的照度標準值是200lx，照明功率密度限值≤7。將上述照明參數(shù)代入室空間比（2-2）式,計算如下：RCR=5hr(l+b)/lb=[5x4.3x（6.5+2.8）]/（6.5x2.8）=10.99燈具維護系數(shù)K=0.8利用系數(shù)從飛利浦系列燈具的利用系數(shù)表中查詢，當變配電室各表面的反射比為上述取值時，室形系數(shù)RI=5/10.99=0.46，利用系數(shù)U=0.41。將照度標準值、工作面面積、光通量、維護系數(shù)及利用系數(shù)代入燈具數(shù)量（2-3）式，得到裝燈數(shù)量N=EavA/φUK=（200x6.5x2.8）/（2x2850x0.41x0.8）=22.3插座的設計2.3.1插座設計的一般原則（1）普通照明回路中不宜接入電源插座。（2）空調(diào)插座應設專用線路（3）門廳、走廊、樓梯間等公共場所的照明線路宜集中控制。（4）教學用房的前后墻應各設置一套220V二孔、三孔安全型電源插座。（5）衛(wèi)生間、陽臺、廚房等空氣潮濕的的場所宜選用防潮型插座。（6）電源插座設單獨回路時，每條插座回路的插座應不大于10套。2.3.2插座的布置與安裝插座的選型及其安裝高度，需要根據(jù)插座的具體用途及使用的條件確定。插座與電壓等級的關系應區(qū)分開來，220V與380V用電設備的插座不能混用。表2-4插座的安裝名稱型號規(guī)格安裝方式及高度備注密閉單相插座10A250V距地0.3m明裝安全型單相暗裝插座10A250V距地0.3m暗裝安全型雙聯(lián)二三極插座10A250V距地1.5m暗裝強電間、弱電間安全型帶開關單相三極插座16A250V距地2.2m暗裝壁掛式空調(diào)安全型帶開關雙聯(lián)二三極暗裝插座10A250V距地0.3m暗裝教室安全型帶開關單相三極插座IP54,10A250V距地0.3m暗裝冰箱插座安全型帶開關單相三極插座+防濺面蓋IP54,10A250V距地1.5m暗裝飲水機安全型雙聯(lián)二三極插座+地面插座盒IP54,10A250V距地0.0m暗裝辦公室2.4應急照明的設計主電源發(fā)生故障或火災發(fā)生時，正常照明無法繼續(xù)工作，應急照明自動或手動投入使用，綜合樓的應急照明設計包括疏散照明和備用照明兩，疏散照明可以引導人員安全地從室內(nèi)撤離，備用照明可以保證重要場所的活動可以繼續(xù)進行，二者缺一不可。（1）消防應急照明及疏散指示系統(tǒng)總體方案設計S教育培訓基地綜合樓的一層設有消防控制中心，根據(jù)參考文獻[4]的相關規(guī)范,綜合樓的消防應急及疏散指示系統(tǒng)采用集中控制的方式，選用的應急照明燈具內(nèi)設置有小容量的蓄電池，可保證火災時應急燈具仍然繼續(xù)工作一段時間。如圖2-1所示，本系統(tǒng)的應急照明控制器一端連接火災報警控制器或消防聯(lián)動裝置，另一端通過信號線與智能分配電箱相連，進而與應急照明支路連接。地下一層按面積分為3個防火分區(qū)，地上一至十二層每層劃分為一個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)分別布置一個應急照明配電箱，分配電箱布置在配電間內(nèi)，布置在配電間外則選用具備防水防火性能的應急照明配電箱。應急照明控制器布置在本工程一層的消防控制中心內(nèi)，管理人員對系統(tǒng)進行遠程控制。應急照明控制器控制并顯示系統(tǒng)中各設備及其附件的工作狀態(tài)。當系統(tǒng)某個部分發(fā)生故障時，報警器立即發(fā)出警報，并將故障發(fā)生的部分顯示并記錄下來，設備維護人員可以通過應急照明控制器查詢故障的發(fā)生位置，及時對線路進行檢修，確保系統(tǒng)的正常運行。應急照明控制器連接的應急照明燈具數(shù)量不超過3200，同時每條應急照明回路的燈具不高于60盞。照明控制器可以遠程對消防應急燈具的工作方式進行設定，可自動或手動控制應急燈具的工作狀態(tài)。當綜合樓失火時，應急照明控制器經(jīng)由信號線接收火災報警控制器或消防聯(lián)動控制系統(tǒng)發(fā)出的報警信號，應急照明控制器能夠快速作出反應，控制部分會在1秒時間內(nèi)對信號進行傳出，將全部區(qū)域消防應急照明燈具在5S內(nèi)一次性同時轉(zhuǎn)入應急狀態(tài)。指令完成后發(fā)出相應的反饋總信號。圖2-1自帶電源集中控制型系統(tǒng)構成（2）應急燈具的選型及安裝變配電室、消防水泵房、消防控制中心等火災發(fā)生時仍需要繼續(xù)工作的重要場所選用直管熒光燈，作為正常照明兼?zhèn)溆谜彰?，照明燈具平時工作的電來自于正常照明電源，在正常電源無法正常工作或綜合樓失火時，消防電源自動投入使用，其最低照度不低于正常照明照度，從而保證室內(nèi)人員能夠繼續(xù)正常工作。疏散照明的參考平面為地面，綜合樓的水平疏散走道的照度標準值為1.0lx，豎向疏散通道照度標準值為5.0lx。應急照明燈具根據(jù)場所的特點布置在墻壁的上部或頂棚。疏散指示標志燈設置在墻壁上時，安裝高度為0.5m；使用吊鏈懸空安裝時，安裝高度為2.4m。安全出口標志燈安裝在門的上方0.2m處。根據(jù)參考文獻[15]的相關規(guī)范，綜合樓的應急照明燈具的蓄電池持續(xù)供電時間不得小于30min，同時消防控制中心、變配電室、消防泵房等重要場所的備用照明要求不能低于3個小時。本工程采用的應急照明燈（包括變配電室、消防泵房、消防控制中心等重要場所布置的直管熒光燈）和疏散指示標志燈、安全出口標志燈等均使用不燃燒材料制成的保護罩。3供配電系統(tǒng)設計建筑供配電是強電系統(tǒng)設計的重要內(nèi)容，它關乎建筑物內(nèi)的用電設備能否正常工作。供配電系統(tǒng)的作用是接受電能、將高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足用電設備正常工作的低壓電，還承擔分配電能及輸送電能的任務。供配電系統(tǒng)的設計主要包括高壓供電及低壓配電兩部分，應全面考慮工程的特點，才能設計出安全穩(wěn)定的供配電系統(tǒng)。同時還應遠近結(jié)合，滿足當下的使用要求，考慮未來發(fā)展的需要。選用符合國家和地方標準的電氣設備。供配電系統(tǒng)地設計過程中，需要滿足以下條件。（1）配電線路的設計需考慮三相平衡。（2）對建筑物供配電系統(tǒng)進行無功功率補償。圖3-1供配電系統(tǒng)設計流程圖3.1本工程的負荷情況本工程為一類高層建筑，按一級負荷進行供電的負荷有消防電梯、消防泵、防火卷簾、應急照明及疏散指示標志、消防控制中心照明、消防泵房照明、變配電室照明、電梯、生活水泵等；按二級負荷進行供電的有主要通道照明、空調(diào)等；其他用電負荷均為三級。3.2供配電系統(tǒng)負荷計算3.2.1負荷計算的方法相對于其它負荷計算的方法的簡單計算，利用系數(shù)法的計算涉及概率論及數(shù)理統(tǒng)計方面的內(nèi)容，因此結(jié)果比較符合工程實際，且本工程用電設備數(shù)量較多且單個設備的容量比較小，因此本文的負荷計算采用需要系數(shù)法。用電設備組的負荷計算及計算電流公式為：有功功率（kV）計算公式為（3-1）無功功率（kvar）計算公式為（3-2）視在功率（kVA）計算公式為（3-3）計算電流（A）計算公式為（3-4）式中以消防電梯為例：綜合樓選用的是額定電壓為3800V的20kW交流電梯，需要系數(shù)根據(jù)參考文獻[15]的規(guī)定取值為1，功率因數(shù)取0.6，則有功功率Pc=1x20=20kW無功功率Qc=20x4/3=26.7kvar視在功率Sc=（202+26.72）?=33.4kVA計算電流Ic=33.4÷（3?x380）=50.7A3.2.2本工程的負荷計算根據(jù)參考文獻GJBT-779《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》可知，本工程的負荷參數(shù)如下：表3-1本工程負荷分類及參數(shù)有關負荷類別等級情況功率/kW需要系數(shù)功率因數(shù)計算功率/kW計算電流/A應急照明一級負荷1.9710.91.974.8消防電梯一級負荷2010.620.050.7普通電梯一級負荷6010.660.0151.8普通照明二級負荷4100.60.8246684.3消防泵一級負荷901.00.890270.6防火卷簾一級負荷1.51.00.81.54.5空調(diào)三級負荷6300.80.8252757.6生活水泵一級負荷601.00.860104.5飲水機三級負荷51.00.8514.4防排煙風機一級負荷6010.6560140.2噴淋泵一級負荷6010.6560140.2由3.3.1小節(jié)的計算可知，本工程的負荷如下：表3-2本工程負荷計算負荷功率需要系數(shù)功率因數(shù)Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A地下一層照明配電箱0AL14.980.800.804.062.994.987.70地下一層變配電室雙切箱0AT13.540.80.82.842.133.545.38地下一層消防泵房雙切箱0AT20.2210.650.180.160.270.42地下一層公共照明配電箱ALG06.230.80.85.033.776.219.55一層消防控制中心雙切箱1AL220112002030.39一層照明配電箱1AL12.490.80.851.991.22.293.56一層動力配電箱1AP128.950.80.820.7615.5725.9539.43一層商業(yè)用房照明配電箱1AL312.240.80.910.987.3512.2420.86二層照明配電箱2AL15.060.80.84.053.055.057.69二層照明配電箱2AL23.000.80.82.401.83.004.56二層動力配電箱2AP148.000.80.838.4028.848.0072.93二層公共照明配電箱2ALG5.890.80.84.773.565.879.05三層照明配電箱3AL18.100.80.86.822.888.1012.94三層照明配電箱3AL28.000.80.86.404.88.0012.15三層動力配電箱3AP187.000.80.869.6052.2087132.18四層照明配電箱4AL18.660.80.86.935.538.6713.16四層照明配電箱4AL211.80.80.89.447.0811.817.93四層照明配電箱4AL314.400.80.811.528.6414.421.88四層照明配電箱4AL411.600.80.89.286.9611.617.62四層動力配電箱4AP145.000.80.836.0027.0045.0068.37四層動力配電箱4AP254.000.80.843.2032.4054.0082.04五層公共照明配電箱5ALG4.680.80.83.742.854.577.11五層照明配電箱5AL19.480.80.87.585.689.4614.40五層照明配電箱5AL25.600.80.84.483.365.608.51五層動力配電箱5AP145.000.80.836.0027.0045.0068.37五層動力配電箱5AP263.000.80.850.4037.8063.0095.72七層照明配電箱7AL17.640.80.86.244.607.6411.85七層照明配電箱7AL222.800.80.818.2415.6822.2034.64七層照明配電箱7AL316.000.80.812.807.6016.0024.31七層動力配電箱7AP160.000.80.848.0036.0060.0091.16七層動力配電箱7AP239.200.80.831.3623.4039.0059.56十層照明配電箱10AL17.600.80.86.084.587.6011.55十層照明配電箱10AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十層照明配電箱10AL315.600.80.812.489.3615.623.70十層動力配電箱10AP160.000.80.848.0036.0060.0091.16十層動力配電箱10AP239.200.80.831.3623.4039.0059.56十一層照明配電箱11AL17.600.80.86.084.587.6011.55十一層照明配電箱11AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十一層照明配電箱11AL315.600.80.812.489.3615.623.70十一層動力配電箱11AP154.000.80.843.2030.6051.0082.04十一層動力配電箱11AP239.000.80.831.2019.8033.0059.25十二層動力配電箱11AL16.950.80.85.564.197.0410.56十二層動力配電箱11AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十二層動力配電箱12AP178.000.80.862.4046.8078.00118.51事故照明配電箱1ALE0.6191.01.00.6190.000.6190.0016事故照明配電箱2ALE0.1331.01.00.1330.000.1330.0003事故照明配電箱3ALE0.1381.01.00.1380.000.1380.0004事故照明配電箱4ALE0.1331.01.00.1330.000.1330.0003事故照明配電箱5ALE0.1861.01.00.1860.000.1860.0005事故照明配電箱7ALE0.2761.01.00.2760.000.2760.0007事故照明配電箱10ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.0002事故照明配電箱11ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.0002事故照明配電箱12ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.00023.3無功功率補償電力系統(tǒng)的大部分電氣設備及其附件具有電感性質(zhì)，會在供配電線路中吸收無功功率，功率因數(shù)隨之降低，導致電能及電壓的損耗，使用電設備的使用效率降低。1.功率因數(shù)的要求值本工程的功率因數(shù)要求值沒有明確的規(guī)定，低壓側(cè)的功率因數(shù)不低于0.85即可。2.無功補償措施無功補償措施有分為兩類。eq\o\ac(○,1)合理選擇變壓器容量、臺數(shù)及型號和降低供電線路的感抗等措施可以提高自然功率因數(shù)；eq\o\ac(○,2)采用電力電容器對無功功率進行補償。當供配電線路中的無功功率無法滿足負荷的需求時，需要確定無功補償?shù)娜萘浚瑢ρa償電容器進行選型，確定補償電容器的數(shù)量，將其放置在電網(wǎng)中。在實際的供電系統(tǒng)中，負載大部分呈電感性，將電容器設置在供電系統(tǒng)中并與負載并聯(lián)，感性負荷需要的無功功率將得到補償，功率因數(shù)隨之提高。綜合樓的無功功率補償裝置集中裝設在變配電所的低壓側(cè)，并增設自動調(diào)節(jié)式補償裝置，避免無功負荷倒送。3.補償?shù)娜萘侩娙萜鞯难a償容量為（3-5）式中由電容器的補償容量（3-5）式求出總補償容量后，對并聯(lián)電容器進行選型，然后根據(jù)電容器的單個容量qc使用下面的公式求出電容器的個數(shù)（3-6）由式（3-6）計算得出電容器的個數(shù)n，為達到三相均衡分配，若選擇單相電容器，則電容器應取3的倍數(shù)。綜合樓的無功功率補償增設了自動調(diào)節(jié)補償裝置，則補償電容器的實際補償容量應大于計算結(jié)果。根據(jù)3.1節(jié)的負荷情況可知，消防總負荷為232.47kW，平時工作負荷（非消防負荷及平時工作的消防負荷）為644.97kW，則綜合樓的總負荷為:Pc總=644.97kWQc補前=405.45kvarSc=761.82kVA故補償前的功率因數(shù)cosφ1=Pc總/Sc=0.846。該工程的功率因數(shù)無明確要求，將補償后的功率因數(shù)提高至cosφ2=0.9，則無功補償容量應為34.83kvar，故選型號為BCMJ0.4-15-3的三相電容器3個。3.4變配電所的設計3.4.1變配電所選址變電所位置選擇的一般原則：（1）為減少電纜的投資，降低電能及電壓的損耗，變配電所的位置盡可能地靠近負荷中心；（2）進出線方便；（3）盡可能的接近電源側(cè)；（4）設備吊裝運輸方便；（5）衛(wèi)生間、茶水間等經(jīng)常積水的場所正下方不應設置變配電所，且不應與上述場所相鄰，否則應做防水處理；（6）變配電所設在高層建筑的最底層地下室時，應抬高變配電所的地面并加設空氣調(diào)節(jié)設備。因此，本工程的變配電室設在地下一層距離強電間及弱電間較近的地方，且做防水處理并加設空氣調(diào)節(jié)設備。3.4.2變壓器的選擇變壓器可以將高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘?，給用戶側(cè)的低壓用電設備供電，應根據(jù)建筑物的負荷大小及其等級、經(jīng)濟運行及環(huán)境條件等因素確定變壓器的容量及臺數(shù)。同時，為節(jié)約電能、減少投資，應選擇先進的節(jié)能型變壓器。（1）變壓器容量的選擇計算出建筑物的計算負荷P后c，綜合樓的供電變壓器總裝機容量（kV·A）按式（3-7）計算：（3-7）式中功率因數(shù)角cosφ的值由S市供電單位對建筑的供電要求確定；β一般取85%左右。變壓器的數(shù)量不低于2的變配電所，變壓器互為備用，如果某一臺變壓器停止工作，其它的變壓器必須確保一級負荷和二級負荷的供電。本工程的計算負荷為644.97kW，cosφ=0.9，β=0.85，則綜合樓的裝機容量為:S=644.97/（0.85x0.9）=843.10kVA。（2）變壓器臺數(shù)的選擇當建筑物的負荷性質(zhì)具備下列特點的其中一個時，建筑物裝設至少兩臺變壓器：eq\o\ac(○,1)有大量的一級或二級負荷。eq\o\ac(○,2)晝夜或季節(jié)性負荷變化大。eq\o\ac(○,3)集中負荷較大。本工程的負荷大多為一級負荷及二級負荷，且空調(diào)負荷相對較大，故裝設兩臺變壓器。（3）變壓器型號的選擇本工程的變配電所設置在地下一層，選用兩臺SC11-1000kVA10/0.4kV環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。綜合樓的三相不平衡負荷較大，變壓器的聯(lián)結(jié)標號選擇Dyn11，兩臺變壓器互為備用。綜上所述，本工程選用兩臺變壓器型號為SC11—1000kVA10/0.4kV的變壓器，以滿足系統(tǒng)的需要。3.4.3建筑供電的高壓主接線設計本工程的供電電壓采用10kV，供電電源引自地下室10/0.4KV變配電室，供教學、辦公、商業(yè)、地下室照明及動力、樓梯照明等公共用電。10KV外線電源的接入方式、線路敷設路徑等，由甲方向當?shù)毓╇姴块T申請報裝后確定，具體實施由供電部門負責。綜合樓的輸配電線路進出線相對較多，單母線接線滿足不了供電可靠性的要求，故高壓系統(tǒng)主接線方式選擇單母線分段接線，兩路10kV電源進線分別接Ⅰ段母線和Ⅱ段母線，間斷點用母聯(lián)開關連接，母聯(lián)開關平時分斷，Ⅰ段母線和Ⅱ段母線可分段運行，當其中一路電源進線出現(xiàn)故障時，母聯(lián)開關通過自動切換或手動切換投入使用，電源失常的母線段負荷由另一段母線供電。應急電源（柴油發(fā)電機組）與正常電源間應采取防止并列運行的措施。3.4.4建筑供電的低壓接線本工程的低壓配電線路為TN-S系統(tǒng)，電源的中性點直接接地，屬于0.22kV/380kV三相四線制供電。當安全需要時，采用特低電壓供電，具體電壓值根據(jù)實際情況確定。（1）照明負荷配電干線系統(tǒng)本工程教學用房及辦公用房較多，每層根據(jù)實際情況劃分為一個或多個區(qū)域，一般情況下，區(qū)域內(nèi)的照明、插座回路宜分配到不同的分配電箱中，以放射式供電給區(qū)域內(nèi)的照明配電箱。每一個防火分區(qū)單獨配備一個應急照明配電箱，供電方式為雙回路樹干式，末端的分配電箱內(nèi)設置雙電源切換裝置。本工程的主要通道照明為二級負荷，1~5個樓層的公共照明回路連接到同一個公共照明配電箱內(nèi)，采用雙回路樹干式供電，并在最末一級的配電裝置內(nèi)自動切換。（2）電力負荷配電干線系統(tǒng)綜合樓的空調(diào)用電屬于三級負荷，用電量大，空調(diào)插座回路為放射式，其配電箱采用分區(qū)樹干式供電。生活水泵、電梯等負荷較大的設備選用放射式供電方式。（3）消防用電設備配電干線系統(tǒng)消防泵房、消防控制中心、消防電梯機房等重要場所的用電負荷均為一級，房間內(nèi)的同電壓等級的用電設備可以連接在單獨的配電箱內(nèi)，為確保消防系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，供電應采用放射式，配電箱應具備自動切換主電源與應急電源的功能。3.4.5電氣設備的選擇電氣設備的選擇必須結(jié)合工程實際，遵循相關的設計規(guī)范，在確保安全及可靠供電的條件下，選擇結(jié)構先進、性能優(yōu)越的設備，杜絕淘汰產(chǎn)品及限制使用的產(chǎn)品的使用。綜合樓的變壓器容量為1000kVA，變壓器高壓側(cè)的計算電流約為57.74A，根據(jù)參考文獻[15]的相關規(guī)范，高壓開關柜選用KYN28A-12戶內(nèi)金屬鎧裝移開式，其構造緊湊，性能優(yōu)越。高壓斷路器選用VS1-12/200A型真空斷路器。高壓隔離開關選用GN30-10/630A型隔離開關。電流互感器選用LZZBJ-10柱型環(huán)氧樹脂澆筑式加強型電流互感器。電壓互感器選用JDZ-10型帶剩余電流繞組的單相澆筑式電壓互感器。高壓熔斷器可快速切斷過載及短路電流，用于保護線路、變壓器及電壓互感器，本工程選用XRNT1-10/100A限流式戶內(nèi)保護變壓器用高壓熔斷器。接地開關選用JN12-12型戶內(nèi)交流高壓接地開關。本工程根據(jù)斷路器選擇的一般要求，各層照明配電箱、動力配電箱內(nèi)部的斷路器選用具備過載及短路保護的RMC1系列斷路器；電動機類用電設備的斷路器選用RMD系列電動機保護器，此外，還應裝設過載保護裝置，本工程采用的是T系列熱過載繼電器。綜合樓內(nèi)的部分場所（如消防控制中心、變配電室、消防泵房、消防電梯機房）的供電要求較高，供電系統(tǒng)要求雙電源供電，一用一備，并設置智能雙電源自動切換箱。綜合樓選用CB級DZ47-D系列智能型雙電源自動切換裝置，可對三相進行檢測，具有帶消防的功能，能夠自動啟動發(fā)動機。3.5柴油發(fā)電機容量及臺數(shù)的確定綜合樓存在消防電梯、應急照明等特別重要的一級負荷，在斷電時給消防負荷及其它部分的一級負荷供電。本工程的柴油發(fā)電機組作為消防用電負荷及其他重要負荷的備用電源，應具備自起動性能，當主電源斷開后，向柴油發(fā)電機組的自起動裝置發(fā)送起動信號，機組在30s內(nèi)向負荷供電。主電源恢復后，機組延時自動停機。柴油發(fā)電機組安裝在地下一層，它的供電對象包括消防電梯、消防水泵、噴淋泵、防排煙風機應急照明等消防用電負荷及生活水泵、一般客梯等重要用電負荷。綜合樓內(nèi)的應急負荷及重要設備同時工作時，柴油發(fā)電機組的容量為233.7kW；由柴油發(fā)電機供電的應急負荷及重要設備中，消防泵組啟動的需求最大，消防泵的起動方式為星形-三角形起動，母線允許電壓降為15%，則90kW的消防泵組的發(fā)電機計算容量為207kW。根據(jù)參考文獻[15]的相關規(guī)范，柴油發(fā)電機組的計算容量為上述二者中的最大值綜，故發(fā)電機組的容量不低于233.7kW，選擇一臺250kW的發(fā)電機即可。3.6電線、電纜的選擇及其敷設3.6.1電纜、導線選型民用建筑的線纜一般選用銅芯或鋁芯的，鋁芯電纜的價格比銅芯電纜便宜，但其機械強度比銅芯電纜低的多，且其載流能力、穩(wěn)定性等也比不過銅芯電纜。綜合樓的用電設備大多屬于一、二級負荷，少部分屬于三級負荷，對供電可靠性的要求較高，故選用銅芯電纜電線。普通負荷的配電干線選用交聯(lián)聚乙烯絕緣低煙無鹵阻燃電線WDZ-YJY；消防負荷配電干線選用長期工作溫度為250攝氏度，火災情況下在950~1000攝氏度接近銅的熔點下可保持正常工作狀態(tài)3小時以上的礦物絕緣電纜BTTZ。普通負荷配電支線選用銅芯聚氯乙烯絕緣線BV；消防負荷配電支線選用阻燃銅芯聚氯乙烯絕緣線ZRBV。導線的截面積按發(fā)熱條件確定，導線及電纜長期工作的允許載流量大于等于用電設備回路電線電纜的計算電流，即（3-8）式中3.6.2電纜、導線敷設方式本工程的垂直干線的線纜敷設在強電間的電井內(nèi)，采用金屬線槽的布線方式，豎井的井壁上設置的電表箱、配電箱、控制箱，其進出線穿可彎曲金屬導管或鋼管進行保護，電壓等級不同的電氣線路及應急電源進線與其他的電氣線路間的距離應大于0.3m或采取隔離措施并標明高壓線路。應急照明及消防設備的兩路電纜穿鋼管或金屬槽盒分開敷設，鋼管及金屬槽盒涂防火涂料作防火處理。除應急照明及消防設備的配電線路外，各配電支線的絕緣導線穿金屬導管或金屬槽盒引至橋架中，通過橋架引至電氣豎井內(nèi)。本工程各樓層的電纜數(shù)量較多且較集中，因此在走道上空設置電纜橋架，距地高度不低于2.5m，同時按荷載曲線選取最佳跨距進行支撐，跨距宜為1.5~3m。向同一用電負荷供電的不同回路電源電纜、應急照明與其它用電設備的電纜應敷設在不同層橋架內(nèi)，敷設在同層橋架時，應采用不同梯架、托盤、槽盒敷設，同類負荷電纜可用隔板隔開。4防雷與接地系統(tǒng)設計4.1建筑物防雷系統(tǒng)設計4.1.1綜合樓年預計雷擊次數(shù)的確定（1）綜合樓的年預計雷擊次數(shù)的計算方法為：（4-1）式中本工程無法從有關資料中獲取雷擊大地的年平均密度，因此可利用（4-2）式計算：（4-2）式中與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積Ae，其計算方法為：（2）綜合樓的高度為57.5m，每條邊的擴大寬度及等效面積可利用（4-3）式及（4-4）式計算：（4-3）（4-4）式中在互聯(lián)網(wǎng)上查詢近年來的S市雷暴日，得知，綜合樓的年平均雷暴日約為100d/a。在圖紙上查詢綜合樓的相關信息可知，其邊長為38.4m，寬度為37.5m，高度為57.5。綜合樓周邊地勢無明確說明，故校正系數(shù)取值為1.計算Ng，將Td代入式（4-2）得Ng=0.1x100=10d/a計算Ae，將綜合樓的邊長、寬度、高度代入式（4-4）得Ae=0.041km2則建筑物年預計雷擊次數(shù)N=1x10.26x0.041=0.42次/a4.1.2確定綜合樓的防雷等級綜合樓屬于普通的民用建筑物，從上一個小節(jié)的計算可知，綜合樓的預計雷擊次數(shù)達0.42次/a，已超過0.25次/a，按照參考文獻[9]的相關設計規(guī)范，綜合樓歸為第二類防雷建筑物。4.1.3建筑物防雷裝置及措施為了避免或減少雷電對S教育培訓基地綜合樓及其內(nèi)部設施造成危害，應采取相應的防護措施，主要采取的措施是在建筑物上設置防雷裝置，可減少雷電擊中綜合樓及其附近區(qū)域的物質(zhì)造成的物質(zhì)性損傷及人身安全問題。防雷裝置包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩部分。根據(jù)參考文獻[5]的基本規(guī)定,綜合樓主要采取預防直擊雷及閃電電涌侵入的措施。（1）防直擊雷的措施根據(jù)參考文獻[5]的設計規(guī)范，綜合樓的樓頂應做防直擊雷的措施，接閃帶繞樓頂?shù)倪吘壊课环笤O，位于樓頂?shù)碾娞輽C房、消防電梯機房的頂部沿四周敷設接閃帶，接閃網(wǎng)的規(guī)格不大于10x10m或12x8m。接閃器選擇熱浸渡鋅鋼制成的單根圓鋼，支高0.15米，每隔1.0米做固定支持卡子，轉(zhuǎn)彎處小于等于0.5米。綜合樓的高度為57.5m，接閃帶敷設在女兒墻的外表面上，接閃器互相連接。屋面上的所有金屬管道或金屬構件（如電視天線）與防雷裝置可靠焊接在一起。引下線的材料選用熱侵鍍鋅鋼，單根圓鋼直徑為8mm，單根扁鋼截面積為48mm2，厚度為4mm。專設引下線的數(shù)量大于兩根，沿綜合樓的四周均勻?qū)ΨQ地分布，且平均間距小于18m。利用綜合樓內(nèi)柱和剪力墻中的鋼筋作為防雷引下線，建筑中柱內(nèi)主筋在16mm以上，為確保安全，采用同一根柱子內(nèi)的兩根主筋作為引下線，施工時標明記號，利于每層上下串焊或綁扎正確無誤，搭焊長度不小于100mm。（2）防閃電電涌侵入的措施室外低壓配電線路采用直接埋地敷設，在入戶的地方把線纜的金屬外皮、鋼管連接到防雷電感應的接地裝置上。當?shù)蛪号潆娋€路無法全線使用電纜時，利用鋼筋混凝土澆筑的柱子和鐵橫擔搭建架空線，線纜選擇護套電纜，電纜穿鋼管直接埋地敷設，埋入地下的電纜長度大于15m。架空線和護套電纜的連接除安裝一個電涌保護器。4.2建筑物接地系統(tǒng)設計為了防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架等物體危及人身及設備安全，需要對建筑物進行接地系統(tǒng)設計。4.2.1接地裝置與接地電阻綜合樓的接地裝置應充分利用自然接地體，可節(jié)約投資及節(jié)省鋼材。當可以利用的自然接地體滿足需求，同時又能滿足熱穩(wěn)定條件時，不必再設置人工接地體。人工接地體的裝設分為單根人工接地體的裝設、多根接地體的裝設、環(huán)路接地體及接地網(wǎng)的裝設3種，人工接地體垂直或水平埋設。垂直裝設的接地體一般選用直徑為50mm、長2.5m的鋼管，也可以選用角鋼。水平裝設的接地體可選用扁鋼或圓鋼。在380/220V的低壓配電系統(tǒng)中，接地電流一般不超過幾A，因此接地電阻應小于等于4歐姆。4.2.2低壓配電系統(tǒng)的接地用電負荷的金屬外殼可能會應為各種原因而帶電，為保護人身安全及設備的正常運行，金屬設備的金屬外殼與大地做接地保護。低壓用電設備的接地體盡量考慮自然接地體，低壓配電系統(tǒng)的接地體與防雷接地體可以共用。因此，接地體可選擇與大地相連的各種金屬物質(zhì)。4.2.3本工程的接地型式及安全措施本工程的低壓配電線路中，單相負荷的容量較大，用電設備較復雜，且存在對電磁干擾要求較嚴格的設備，因此采用的TN-S系統(tǒng)。不同方式的接地保護與總等電位聯(lián)結(jié)，全部對同一接地裝置加以運用，其共用接地電阻應小于1歐姆，施工后應使用專用儀器測量法測量接地電阻的大小，接地電阻的大小達不到1歐姆時，可以采用各種措施降低接地電阻處土壤的電阻率。所有人體能接觸到的、有可能帶電的所有電氣設備的金屬外殼均做可靠接地處理。豎向電氣管井的等電位聯(lián)結(jié)措施：每層電氣豎井內(nèi)均設置局部等電位端子板（LEB），與該層的樓板、圈梁內(nèi)的主鋼筋可靠焊接，形成局部等電位聯(lián)結(jié)；同時由基礎接地極（總等電位端子箱MEB）引出若干根40x4熱鍍鋅接地鍍鋅扁鋼，沿電氣豎井通長明敷，并與各層電井內(nèi)的LED端子板焊接。各層電井內(nèi)的所有電氣設備的接地端、金屬外殼等均采用銅芯導線（截面不小于6mm2）與LEB端子板可靠相連。電梯井道內(nèi)金屬導軌的上下端及其相關金屬附件應上下兩端與防雷裝置連接。電梯導軌、豎向金屬管道，尚宜每20m（或每隔三層）與柱筋連接一次。金屬線槽、穿線金屬管應多點接地。封閉式母線槽外殼及支架應可靠接地，且全長不少于2處與PE線相連。消防控制室及弱電機房接地：采用WDZ-BYJ-25mm2導線穿PVC管單獨由基礎接地極引上。消防控制室、弱電設備間內(nèi)設備接地端應與其相應的LEB板連接。對于全部的外界可導電部分，一律不可當做PEN導體。而且PEN導體一定要和相導保持一樣的絕緣效果。4.2.4等電位聯(lián)結(jié)的設計 是建筑物防雷系統(tǒng)中必不可少的重要措施，等電位聯(lián)結(jié)可以減少電位差，對電氣設備尤其是電子信息系統(tǒng)的正常工作和安全使用具有十分重要的意義。利用各種類型的接地體把可能對人員和設備造成威脅的用電設備可導電金屬導體連接到大地中。為確保電力及電子信息系統(tǒng)的安全系數(shù)，等電位聯(lián)結(jié)的作用范圍不宜過大?？偟入娢宦?lián)結(jié)作用于綜合樓的內(nèi)外。通過設置等電位聯(lián)結(jié)，建筑物內(nèi)的接觸電壓可得到有效降低，電氣線路及各類金屬構件引入室內(nèi)的故障電壓造成的危害可以消除，避免雷電波侵入帶來的危害。本工程設置總等電位聯(lián)結(jié)，在地下室變配電室處距地0.5米設置總等電位端子箱（MEB），在衛(wèi)生間及茶水間等潮濕場所設置局部等電位端子箱，衛(wèi)生間的局部等電位端子箱安裝在洗手盆側(cè)墻距地0.5m處，茶水間的局部等電位端子箱安裝在飲水機的側(cè)墻距地0.5m處。所有金屬構件均應與等電位端子箱可靠連接。從基礎接地的鋼筋網(wǎng)焊接兩根40x4熱鍍鋅扁鋼與總等電位端子箱連接，并采用截面積為25mm2的BV-105導線將配電柜PE母排和建筑物的金屬構件相連?？偟入娢欢俗酉溟g可靠焊接，焊接導體為40×4的鍍鋅扁鋼。局部等電位端子箱與基礎接地系統(tǒng)可靠焊接，焊接導體也選擇40×4的鍍鋅扁鋼。5節(jié)能環(huán)保專篇5.1供電系統(tǒng)的節(jié)能合理選擇供電方式及供電電壓，使用兩臺變壓器同時分列運行，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。變電所設在地下室中心位置，接近用電負荷中心，降低了系統(tǒng)的傳輸損耗。在變電所的低壓側(cè)對無功功率進行補償，將功率因素提高至0.9，降低了電力損耗，提高了設備的使用效率。合理選擇干線的截面積，分配三相負荷，使其盡量平衡，減少零線電流。5.2照明系統(tǒng)的節(jié)能嚴格按照規(guī)范確定各場所的照度標準，同時對照明功率密度限值作出要求，盡可能將實際照度與照度標準值的差值控制在±10%照度標準值內(nèi)。選用符合相關能效標準的高效率節(jié)能燈具，光源顯色指數(shù)Ra大于等于80，選用T8標準直管熒光燈。5.3建筑設備的節(jié)能不選用淘汰產(chǎn)品及限制使用的產(chǎn)品，應選擇實用、經(jīng)濟、技術先進、節(jié)能環(huán)保的電氣設備，提高電氣設備的利用效率，實現(xiàn)電能的效益最大化。消防水泵、消防電梯、普通電梯、生活水泵等設備容量在22kW以上的電動機選用起動方式為星形-三角形起動的異步電動機，生活水泵及空調(diào)等用電設備采用變頻控制，多臺電梯采用聯(lián)控措施，減少電能的浪費。6機電抗震設計為保證機電系統(tǒng)在設防烈度的作用下不損壞，本工程對變壓器、柴油發(fā)電機組、消防水泵、生活水泵、消防電梯、普通電梯等用電設備采取機電抗震措施。柴油發(fā)電機組的抗震設計需要遵循以下基本原則：（1）對震動隔離裝置進行合理設置；（2）在和外部管道地鏈接方面，需要對柔性連接模式加以運用；（3）對于設備和其他減震裝置方面的地腳螺栓性能必須足夠高，要求其必