照明技術(shù)(照明電氣設(shè)計(jì)).ppt

1、第十章 照明電氣設(shè)計(jì),安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電系 電氣教研室 劉紅宇,第一節(jié) 概 述,照明電氣設(shè)計(jì)的任務(wù)歸納如下： (1)滿(mǎn)足電光源對(duì)電能質(zhì)量的要求，使它們能工作在額定狀態(tài)，以保證照明質(zhì)量和燈泡壽命。 (2)選擇合理、方便的控制方式，以便照明系統(tǒng)的管理、維護(hù)和節(jié)能。 (3)保證照明裝置和人身的電氣安全。 (4)盡量減少電氣部分的投資和年運(yùn)行費(fèi)。,第一節(jié) 概 述,照明電氣設(shè)計(jì)通常按下述步驟進(jìn)行： (1)收集原始資料：電源情況、照明負(fù)荷對(duì)供電連續(xù)性的要求。 (2)確定照明供電系統(tǒng)： a.電源、電壓的選擇； b.網(wǎng)絡(luò)接線方式的確定； c.保護(hù)設(shè)備、控制方式的確定； d.電氣安全措施的確定。,第一節(jié) 概

2、述,(3)線路計(jì)算：負(fù)荷計(jì)算、電壓損失計(jì)算、保護(hù)裝置整定計(jì)算。 (4)確定導(dǎo)線型號(hào)、規(guī)格及其敷設(shè)方式，并選擇供電、控制設(shè)備及其安裝位置。 (5)繪制照明設(shè)計(jì)施工圖： a.繪制照明供電系統(tǒng)圖和照明平面布置圖。 b.列出主要設(shè)備、材料清單， c.編制概算、預(yù)算(在沒(méi)有專(zhuān)職概預(yù)算人員的情況)。,第二節(jié)照明供電,一、照明對(duì)電能質(zhì)量的要求 電能質(zhì)量是指: 電壓、頻率和波形質(zhì)量， 主要指標(biāo)為電壓偏移、電壓波動(dòng)和閃變、頻率偏差、諧波等。 照明電光源對(duì)電能質(zhì)量的要求主要體現(xiàn)在: 對(duì)電壓質(zhì)量的要求方面，它包括電壓偏移和電壓波動(dòng)兩方面。,第二節(jié)照明供電,1電壓偏移 電壓偏移是指: 系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，各點(diǎn)實(shí)際電

3、壓U對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓UN的偏差，用相對(duì)電壓百分?jǐn)?shù)表示：,第二節(jié)照明供電,有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定燈具的端電壓其允許電壓偏移值應(yīng)不超過(guò)額定電壓的105，也不宜低于額定電壓的下列數(shù)值： (1)對(duì)視覺(jué)要求較高的室內(nèi)照明為975。 (2)一般工作場(chǎng)所的照明、室外工作場(chǎng)所照明為95，但遠(yuǎn)離變電所的小面積工作場(chǎng)所允許降低到90。 (3)應(yīng)急照明、道路照明、警衛(wèi)照明以及電壓為1236V的照明為90 。,第二節(jié)照明供電,2電壓波動(dòng)與閃變 電壓波動(dòng)是指電壓的快速變化。 閃變是指電壓短時(shí)間超出規(guī)定范圍的擺動(dòng)或擾動(dòng). 正常的情況：沖擊性功率的負(fù)荷(煉鋼電弧爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等)引起 非正常的情況：短路引起 電壓波動(dòng)變化過(guò)程中

4、相繼出現(xiàn)的電壓有效值的最大值UMAX與最小值UMIN之差稱(chēng)為電壓波動(dòng)，常取相對(duì)值(與系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓UN之比值)用百分?jǐn)?shù)表示：,第二節(jié)照明供電,危害： 電壓波動(dòng)能引起： 電光源光通量的波動(dòng)， （光通量的波動(dòng)）使被照物體的照度、亮度都隨時(shí)間而波動(dòng)， 使人眼有一種閃爍感(不穩(wěn)定的視覺(jué)印象)。 輕度的是不舒適感，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使眼睛受損、產(chǎn)品廢品增多和勞動(dòng)生產(chǎn)率降低，所以電壓波動(dòng)必須限制。,第二節(jié)照明供電,電壓波動(dòng)的允許值與閃變電壓允許值一般作如下規(guī)定： (1)用電設(shè)備及配電母線電壓波動(dòng)允許值見(jiàn)表10-1。三相電弧爐工作短路時(shí)，如能滿(mǎn)足母線電壓波動(dòng)允許值，則也滿(mǎn)足閃變電壓允許值；一般認(rèn)為也能滿(mǎn)足公共供電點(diǎn)的波

5、動(dòng)電壓和閃變電壓允許值。,第二節(jié)照明供電,(2)公共供電點(diǎn)(10kV及以下)由沖擊性功率負(fù)荷產(chǎn)生的電壓波動(dòng)允許值為2.5，閃變電壓允許值見(jiàn)表10-2。,第二節(jié)照明供電,二、照明負(fù)荷分級(jí) 按其重要性可將照明負(fù)荷分為三級(jí)。 1一級(jí)負(fù)荷 一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成政治上、經(jīng)濟(jì)上重大損失，甚至于出現(xiàn)人身傷亡等重大事故的場(chǎng)所的照明。 如：重要車(chē)間的工作照明，大型企業(yè)的指揮控制中心的照明； 國(guó)家、省市等各級(jí)政府主要辦公室照明； 特大型交通設(shè)施的候車(chē)(船)室照明；售票處、檢票口照明等； 大型體育建筑的比賽廳、廣場(chǎng)照明；省、市級(jí)影劇院的舞臺(tái)、觀眾廳部分照明等； 四星級(jí)、五星級(jí)賓館的高級(jí)客房、宴會(huì)廳、餐廳、娛樂(lè)廳

6、主要通道照明； 省、直轄市重點(diǎn)百貨商場(chǎng)營(yíng)業(yè)廳部分和收款處照明； 醫(yī)院的手術(shù)室照明、監(jiān)獄的警衛(wèi)照明等等。,第二節(jié)照明供電,所有建筑或設(shè)施中需要在正常供電中斷后使用的備用照明、安全照明以及疏散標(biāo)志照明都作為一級(jí)負(fù)荷。 為確保一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)有兩個(gè)電源供電，兩個(gè)電源之間應(yīng)無(wú)聯(lián)系，且不致同時(shí)停電。,第二節(jié)照明供電,2二級(jí)負(fù)荷 二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，嚴(yán)重影響正常工作的重要單位 以及造成秩序混亂的重要公共場(chǎng)所的照明。 省、市圖書(shū)館的閱覽室照明； 三星級(jí)賓館飯店的高級(jí)客房、宴會(huì)廳、餐廳、娛樂(lè)廳等照明； 大、中型火車(chē)站及內(nèi)河港客運(yùn)站、高層住宅的樓梯照明、疏散標(biāo)志照明等。 二級(jí)負(fù)荷應(yīng)盡量

7、做到：當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或電力線路等常見(jiàn)故障時(shí)(不包括極少見(jiàn)的自然災(zāi)害)不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。 3三級(jí)負(fù)荷 不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的均屬三級(jí)負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷由單電源供電即可。,第二節(jié)照明供電,三、電壓和供電方式的選擇 1電壓的選擇 (1)在正常環(huán)境中，我國(guó)燈用電壓一般為交流220V(HID燈中鏑燈與高壓鈉燈亦有用380V的)。 (2)容易觸及而又無(wú)防止觸電措施的固定式或移動(dòng)式燈具，其安裝高度距地面為2.2m及以下時(shí)，在下列場(chǎng)所的使用電壓不應(yīng)超過(guò)24V： 特別潮濕，相對(duì)濕度經(jīng)常在90以上； 高溫，環(huán)境溫度經(jīng)常在400C以上； 具有導(dǎo)電性灰塵； 具有導(dǎo)電地面：金屬或特別潮濕的土、磚、混

8、凝土地面等。,第二節(jié)照明供電,(3) 手提行燈的電壓一般采用36V，但在不便于工作的狹窄地點(diǎn)，且工作者在接觸良好接地的大塊金屬面上(如在鍋爐、金屬容器內(nèi)或金屬平臺(tái)上等)工作時(shí)，手提行燈的供電電壓不應(yīng)超過(guò)12V(輸入電路與輸出電路必須實(shí)行電路上的隔離)； (4) 由蓄電池供電時(shí)，可根據(jù)容量大小、電源條件、使用要求等因素分別采用 220V、36V、24V、12V。 (5) 熱力管道隧道和電纜隧道內(nèi)的照明電壓宜采用36V。,第二節(jié)照明供電,2供電方式的選擇 我國(guó)照明供電一般采用380220V三相四線中性點(diǎn)直接接地的交流網(wǎng)絡(luò)供電。 (1)正常照明 一般由動(dòng)力與照明共用(圖10-2A)的電力變壓器供電，

9、二次側(cè)電壓為380220V。,第二節(jié)照明供電,如果動(dòng)力負(fù)荷會(huì)引起對(duì)照明不容許的電壓偏移或波動(dòng)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的情況下對(duì)照明可采用有載自動(dòng)調(diào)壓電力變壓器、調(diào)壓器，或照明專(zhuān)用變壓器供電；在照明負(fù)荷較大的情況下，照明也可采用單獨(dú)的變壓器供電。,第二節(jié)照明供電,當(dāng)生產(chǎn)廠房的動(dòng)力采用“變壓器-干線”式供電而對(duì)外又無(wú)低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，照明電源宜接自變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)之前(圖10-2D)，,第二節(jié)照明供電,如對(duì)外有低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則照明電源宜接自變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)之后；當(dāng)車(chē)間變電所低壓側(cè)采用放射式配電系統(tǒng)時(shí)，照明電源一般接在低壓配電屏的照明專(zhuān)用線上(圖10-2E，F(xiàn))。,第二節(jié)照明供電,動(dòng)力與照明合用供電線路可用

10、于公共和一般的住宅建筑。在多數(shù)情況下可用于電力負(fù)荷穩(wěn)定的生產(chǎn)廠房、輔助生產(chǎn)廠房以及遠(yuǎn)離變電所的建筑物和構(gòu)筑物。但應(yīng)在電源進(jìn)戶(hù)處將動(dòng)力、照明線路分開(kāi)(圖10-2G)。,第二節(jié)照明供電,對(duì)于一級(jí)和二級(jí)照明負(fù)荷，當(dāng)無(wú)第二路電源時(shí)，可采用自備快速啟動(dòng)發(fā)電機(jī)作為備用電源，某些情況下也可采用蓄電池作備用電源(圖10一2C，B)。,第二節(jié)照明供電,(2)應(yīng)急照明 供繼續(xù)工作用的備用照明應(yīng)接于與正常照明不同的電源。 為了減少和節(jié)省照明線路，一般可從整個(gè)照明中分出一部分作為備用照明。此時(shí)，工作照明和備用照明同時(shí)使用，但其配電線路及控制開(kāi)關(guān)應(yīng)分開(kāi)裝設(shè)。 若備用照明不作為正常照明的一部分同時(shí)使用，則當(dāng)正常照明因故障

11、停電時(shí)，備用照明電源應(yīng)自動(dòng)投入。,第二節(jié)照明供電,人員疏散用的應(yīng)急照明可按下列情況之一供電： a)僅裝設(shè)一臺(tái)變壓器時(shí)，與正常照明的供電干線自變電所低壓配電屏上或母線上分開(kāi)(圖)。 b)裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，宜與正常照明的干線分別接自不同的變壓器(圖)。 c)建筑物內(nèi)未設(shè)變壓器時(shí)，應(yīng)與正常照明在進(jìn)戶(hù)線后分開(kāi)，并不得與正常照明共用一個(gè)總開(kāi)關(guān)(圖)。 d)采用帶有直流逆變器的應(yīng)急照明燈(只需裝少量應(yīng)急照明燈時(shí))。,第二節(jié)照明供電,(3)局部照明 機(jī)床和固定工作臺(tái)的局部照明可接自動(dòng)力線路； 移動(dòng)式局部照明應(yīng)接自正常照明線路，最好接自照明配電箱的專(zhuān)用回路，以便在動(dòng)力線路停電檢修時(shí)仍能繼續(xù)使用。,第二節(jié)

12、照明供電,(4)室外照明 室外照明線路應(yīng)與室內(nèi)照明線路分開(kāi)供電；道路照明、警衛(wèi)照明的電源宜接自有人值班的變電所低壓配電屏的專(zhuān)用回路上。負(fù)荷小時(shí)，可采用單相、兩相供電；負(fù)荷大時(shí)，可采用三相供電。并應(yīng)注意各相負(fù)荷分配均衡；當(dāng)室外照明的供電距離較遠(yuǎn)時(shí)，可采用由不同地區(qū)的變電所分區(qū)供電的方式。露天工作場(chǎng)所、堆場(chǎng)等的照明電源，視具體情況可由鄰近車(chē)間或線路供電。,第二節(jié)照明供電,四、照明供電網(wǎng)絡(luò) 照明供電網(wǎng)絡(luò)由饋電線、干線和分支線組成。 饋電線是將電能從變電所低壓配電屏送 至照明配電盤(pán)(箱)的線路， 干線是將電能從總配電盤(pán)送至各個(gè)照明分配電箱的線路， 分支線是由干線分出，即將電能送至每一個(gè)照明分配電箱的線

13、路，或從照明配電箱分出接至各個(gè)燈 的線路，見(jiàn)圖10-3所示。,第二節(jié)照明供電,第二節(jié)照明供電,1供電網(wǎng)絡(luò)的接線方式 (1)放射式見(jiàn)圖(a)所示。 放射式線路發(fā)生故障時(shí)影響停電的范圍較小， 采用的導(dǎo)線較多，也占用較多的低壓配電盤(pán)回路.,第二節(jié)照明供電,(2)樹(shù)干式見(jiàn)圖 (b)，其主要優(yōu)點(diǎn) 是導(dǎo)線消耗量小。,第二節(jié)照明供電,(3)混合式 是放射式和樹(shù)干式混合使 用的方式，見(jiàn)圖(c)。這種供電方式可根據(jù)配電盤(pán)分散的位置、容量、線路走向綜合考慮，故這種方式往往使用較多。,第二節(jié)照明供電,(4)環(huán)式結(jié)構(gòu)：,第二節(jié)照明供電,2配電線路 燈具一般由照明配電箱以單相支線供電，但也可以二相或三相的分支線對(duì)許多燈

14、供電(燈分別接于各相上)。 采用兩相三線或三相四線供電比單相二線供電優(yōu)越：線路的電能損耗、電壓損耗都減小，對(duì)于氣體放電燈還可以減少光通量的脈動(dòng)。其缺點(diǎn)是導(dǎo)線用得多，有色金屬消耗量增加，投資也增加。 考慮到使用與維修的方便，從配電箱接出的單相分支線所接的燈數(shù)不宜過(guò)多。一般每一路單相回路不超過(guò)15A，出線口(包括插座)不超過(guò)20個(gè)(最多不超過(guò)25個(gè))，但花燈、彩燈、大面積照明等回路除外。,第二節(jié)照明供電,每個(gè)分配電盤(pán)(箱)和線路上各相負(fù)荷分配應(yīng)盡量均衡。 屋外燈具數(shù)量較多時(shí)，可用三相四線供電。各個(gè)燈分別接到不同的相上。 局部照明負(fù)荷較大時(shí)可設(shè)置局部照明配電箱，當(dāng)無(wú)局部照明配電箱時(shí)，局部照明可從常用

15、照明配電箱或事故照明配電箱以單獨(dú)的支線供電。 供手提行燈接電用的插座，一般采用固定的干式變壓器供電。當(dāng)插座數(shù)量很少，且不經(jīng)常使用時(shí)，也可以采用工作附近的220V插座，手提行燈通過(guò)攜帶式變壓器接電。此時(shí)， 220V插座應(yīng)采用帶接地極的三眼插座。 重要廳室的照明配線，可采用兩個(gè)電源自動(dòng)切換方式或由兩電源回路各帶一半負(fù)荷的交叉配線，其配電裝置和管路應(yīng)分開(kāi)。,第二節(jié)照明供電,3控制方式 燈的控制主要滿(mǎn)足安全、節(jié)能、便于管理和維護(hù)等要求。 (1)室內(nèi)照明控制 生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)的照明一般按生產(chǎn)組織(如加工段、班組、流水線等)分組集中在分配電箱上控制，但在出、入門(mén)口應(yīng)安裝部分開(kāi)關(guān)。 在分配電箱內(nèi)可直接用分路單極開(kāi)

16、關(guān)實(shí)行分相控制。 照明采用分區(qū)域或按房間就地控制時(shí)，分配電箱之出線回路可只裝分路保護(hù)設(shè)備。 大型廠房或車(chē)間宜采用帶自動(dòng)開(kāi)關(guān)的分配電箱，分配電箱應(yīng)安裝在便于維修的地方，并盡量靠近電源側(cè)或所供照明場(chǎng)地的負(fù)荷中心。 在非晝夜工作的房間中，分配電箱應(yīng)盡量靠近人員入口處。,第二節(jié)照明供電,分配電箱嚴(yán)禁裝設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，可放在鄰近的非爆炸危險(xiǎn)房間或電氣控制間內(nèi)。 不得已時(shí)可用密封型分配電箱裝在2分區(qū)爆炸危險(xiǎn)房間內(nèi)。 在21分區(qū)及22分區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)安裝的照明箱可用防塵型；23分區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所則可用保護(hù)型。 一般房間照明開(kāi)關(guān)裝在人口處的門(mén)把手旁邊的墻上。 偶爾出入的房間(通風(fēng)室、貯藏室等)，開(kāi)關(guān)宜裝

17、在室外，其他房間均宜裝在室內(nèi)。 房間內(nèi)燈具數(shù)量為一個(gè)以上時(shí)，開(kāi)關(guān)數(shù)量不宜少于兩個(gè)。 天然采光照度不同的場(chǎng)所，照明宜分區(qū)控制。,第二節(jié)照明供電,(2)室外照明控制 工業(yè)企業(yè)室外的警衛(wèi)照明、露天堆場(chǎng)照明、道路照明、戶(hù)外生產(chǎn)場(chǎng)所照明及高大建筑物的戶(hù)外燈光裝置均應(yīng)單獨(dú)控制。 大城市的主要街道照明，可用集中遙控方式控制高壓開(kāi)關(guān)的分合及通斷專(zhuān)用照明變壓器以達(dá)到分片控制的目的。大城市的次要街道和一般城市的街道照明采用分片分區(qū)的控制方式。 工業(yè)企業(yè)的道路照明和警衛(wèi)照明宜集中控制，控制點(diǎn)一般設(shè)在有值班人員的變電所或警衛(wèi)室內(nèi)。,第二節(jié)照明供電,為節(jié)約電能，要求在后半夜切斷部分道路的照明，切斷方式是： (1)切斷間隔燈桿上的部分照明； (2)切斷同一桿燈上的部分燈具； (3)大城市主要干道切斷自行車(chē)和人行道照明，保留快車(chē)道照明。,第三節(jié)照明線路計(jì)算,本節(jié)主要討論與確定照明供電網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的負(fù)荷計(jì)算、功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算和電壓損失計(jì)算。 一、照明負(fù)荷計(jì)算 在選擇導(dǎo)線截面及各種開(kāi)關(guān)元件時(shí)，都是以照明設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷(Pc)為依據(jù)的。它是按照照明設(shè)備的安裝容量Pe乘以需要系數(shù)Kx而求得(如三相線路有不平衡負(fù)荷時(shí)，則以最大相負(fù)荷乘以