【电气工程及其自动化】娱乐中心电气设计

本科生毕业论文（设计）娱乐中心电气设计二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2014年5月10日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1前言112工程概述12配电系统设计121负荷等级及供电要求1211负荷分级122负荷计算223电线电缆的选择9231电缆电线导体截面积的选择10232选择结果1024断路器选择10241断路器的定义及重要性10242断路器的选择注意项103照明系统设计1131照明的概述1132照明设计的要求1133照明设计的目的和原则1134照明的方式和种类1235现代休闲娱乐场所照明设计原则1436应急照明14361应急照明分类14362应急照明灯具选择15363应急灯具的控制方式1537照度计算15371利用系数法154设计总结17参考文献18附录20致谢23娱乐中心电气设计摘要本论文主要对某娱乐中心照明工程的配电系统、负荷计算、开关电器选择、电气平面布置图、电气系统图进行了分析与设计。娱乐中心照明属于室内照明设计。本工程设计的目的是通过结合工程实践，掌握娱乐中心照明设计的一般步骤和相关技术要求，加深对电气照明基本理论及电气设计规范的理解，有利于培养电气照明设计、现场施工和管理的能力。关键词配电系统；电气系统图；负荷计算ENTERTAINMENTCENTERELECTRICALDESIGNABSTRACTTHISARTICLEBASESONTHEANALYSISANDTHEDESIGNTODISTRIBUTIONSYSTEM,RECREATIONALCENTRECOMPUTATION,THECHOICEOFSWITCHELECTRICAPPLIANCE,ELECTRICALLAYOUT,ELECTRICALDIAGRAM,RECREATIONALCENTRELAMPCONTROLSYSTEMOFRECREATIONALCENTRELAMPLIGHTINGENGINEERINGFORTHEQUARTERTHERECREATIONALCENTRELAMPLIGHTINGBELONGSTOINDOORLIGHTINGDESIGNTHEPURPOSEOFTHISENGINEERINGDESIGNISTHROUGHACOMBINATIONOFENGINEERINGPRACTICE,GRASPSRELEVANTTECHNICALREQUIREMENTSINRECREATIONALCENTRELAMPLIGHTINGDESIGN,DEEPENSTOTHEUNDERSTANDINGOFTHEBASICTHEORYOFELECTRICALLIGHTINGANDELECTRICALDESIGNDISCIPLINE,ISADVANTAGETOCULTIVATINGTHEABILITIESOFELECTRICALLIGHTINGDESIGN,CONSTRUCTIONANDTHEABILITYOFMANAGEMENTKEYWORDSDISTRIBUTIONSYSTEMELECTRICALDIAGRAMRECREATIONALCENTRECOMPUTATION1前言12工程概述本工程某娱乐中心建筑，建筑面积约为11000平方米，一共两层。其中主要单元为大厅、舞厅、包房、办公室、厕所、浴房等。设计部分是强电，设计章节主要包括设计说明，弱电的部分设计以及设计的结论和心得。（1）12章为工程概况说明和整个设计的宏观叙述。（2）21章是低压配电系统，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的内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明的负荷容量、计算电流，以此选择出断路器，导线。确定配电系统方式，并选择器件，及安装事宜。（3）31章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明等内容，用单位容量法进行照度计算，并利用系数法检验，选择出各房间合适的灯具数量，及开关布置。完成插座系统的设计，选择各功用的插座类别和型号，以及安装方式。2配电系统设计21负荷等级及供电要求211负荷分级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（1）中断供电将造成人身伤亡者；（2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失，并将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如重大设备、重大产品、重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。（3）当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。一级负荷的供电要求一级负荷要求两个电源供电，当一个电源不工作或出现故障时，保证另外一个备用电源不会同时损坏，继续供电，保证正常工作。二级负荷（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱、重点企业大量减产、交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷被损坏，以及中断供电将造成大型歌剧院、大商场等较多人员集中的重要公共场所的秩序混乱。这样的负荷属于二级负荷。二级负荷的供电要求二级负荷要求两回路供电，供电变压器也有两台，当电力发生故障时能够迅速恢复；当采用电缆线路时，应采用两根电缆供电，每一根都能承受100的二级负荷。三级负荷不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。三级负荷对供电没有特殊要求。此外，消防用电设备进行负荷等级划分，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。本次设计的娱乐中心应急照明属于二级负荷，普通照明属于三级负荷。22负荷计算若要使供配电系统在正常条件下可靠地运行，必须正确选择电力变压器开关设备及导线、电缆等，这需要对电力系统进行计算。计算负荷是进行供电系统设计的前提基础，也是对供配电系统中导线、电缆、各种电气设备等进行正确选择和分析其运行情况的基础。在娱乐中心电气照明设计中，主要的照明属于建筑室内照明，根据实践证明，娱乐中心照明的负荷指标可采用2030W/M2。通过联系实际和查阅相关规范，确定本次设计选用需要系数法进行负荷计算。需要系数KD的计算方法PM/PE需要系数是一个综合系数，它标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际获得的功率与用电设备组设备额定功率之比，民用建筑则常用需要系数。采用需要系数法时，应首先确定用电设备组设备容量。用电设备铭牌上所表示的容量为额定容量。同类型的用电设备归为一组，即用电设备组。用电设备组的总容量并不一定是这些设备的额定容量的直接相加，而是必须首先把它们换算为统一工作制下的额定容量，才进行相加。经过换算制统一规定的工作制下而定的容量称为设备容量，即PC需要系数法的计算公式如下用电设备组的有功，无功和视在功率的计算负荷PCKDPEKW（21）QCPCTAN（KVAR）（22）SC（KVA）2CQP（23）ICSCUA）3（24）需要系数值是在一定范围内按统计方法来确定的，它的准确性对负荷计算有重要的意义。但是由于许多因素的影响，需要系数表所给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。总配电箱负荷计算一般采用需要系数法,本工程的设计有四个配电箱,总的PE625185667519255081KW07508163557KW（2EJSPKC1）676ACOS/521）COS6580（/）OS3（/JJSEJSPPUI（22）总照明配电系统图如下图1娱乐中心总照明配电箱配电系统图下面对配电箱3AL1为例，进行具体的计算如下在娱乐中心电气照明设计中，每一只荧光灯功率是004KW，普通插座按每个01KW，吸顶灯001KW，LED壁灯0006KW计算。照明用电设备功率因数取COS值约为09。配电箱3AL1的系统图如下图23AL1照明配电箱配电系统图（1）方案初步预算阶段采用单位指标法进行预算计算确定照明及插座的计算容量。例如，三层的建筑面积约为5220，用电指标取24W/，则52212412528KW（2JSP3）（2）施工图阶段采用需要系数法。该娱乐中心照明负荷的计算相同，下面主要以三层的其中一个配电箱为例，阐述负荷的计算过程。三层照明设备容量WL1支路插座10只，每只按100W计算。插座设备容量为101001000W（2PEA4）由于照明分支线路的计算负荷就等于线路上照明设备的总容量，即需要系PE数取1。计算负荷110001000W（2EXJSPK5）计算电流COS/521COS680/COS3/APUIJJSEJSJ）（）（170A（26）WL2支路插座20只，每只按100W计算。插座设备容量为201002000W（2PEA7）由于照明分支线路的计算负荷就等于线路上照明设备的总容量，即需要系PE数取1。计算负荷120002000W（2EXJSPK8）计算电流COS/521COS680/COS3/APUIJJSEJSJSD）（）（340A（29）WL3支路照明灯具总功率为1000WPE由于照明分支线路的计算负荷就等于线路上照明设备的总容量，即需要系PE数取1。计算负荷110001000W（2EXJSKP10）计算电流COS/54COS20/COS/APPUPIJJSEDJSJSD）（）（354A（211）同理计算WL4支路安全照明灯具总功率为250WPE计算负荷1200250W（2EXJSKP12）计算电流COS/54COS20/COS/APUIJJSEDJSJSD）（）（127A（213）WL5支路照明灯具总功率为800WPE计算负荷1800800W（2EXJSKP14）计算电流COS/54COS20/COS/APUIJJSEDJSJSD）（）（405A（215）WL6支路插座总功率为1200WPE计算负荷18001200W（2XJSK16）计算电流COS/521COS680/COS3/APUIJJSEJSJ）（）（203A（217）该娱乐中心的其它配电箱的具体负荷计算跟3AL1的算法一样，其配电系统图如下图所示图33AL2照明配电箱配电系统图图44AL1照明配电箱配电系统图图54AL2照明配电箱配电系统图23电线电缆的选择电线电缆是指用以传输电能、信息或实现电磁能转换的线材产品。在供电系统中，传输电能用的电线电缆产品有裸导体、电力电缆、绝缘电线、封闭母线（母线槽）等231电缆电线导体截面积的选择（1）导体面积选择的条件1发热条件（允许温升条件）2电压损失条件3短路热稳定条件4经济电流条件5机械强度条件（2）按发热条件选择电线电缆导体截面积（3）按短路热稳定条件选择电线电缆导体的截面积232选择结果根据负荷计算本次照明回路统一选用BV225，插座回路统一选用BV34，电缆回路统一选用VV470。24断路器选择241断路器的定义及重要性低压断路器是控制电流通断的设备，主要应用于对线路及设备的保护，如果电路中出现过载、短路、欠压等故障时，断路器能迅速切断电源，保护线路、负载及相关设备的安全。断路器被广泛应用与机电设备及线路中，但是随着被保护对象所能承受过载电流的能力不同，选用的断路器的保护性不同，因此正确选择断路器尤为重要。242断路器的选择注意项配电断路器一般是用在低压电网中专门用于分配电能的断路器，包括电源总断路器和负载支路断路器。在选用这一类断路器时，需特别注意下列选用原则（1）线容许载流量不小于断路器的长延时动作电流整定值。如果是采用电线电缆的情况，断路器的长延时动作电流整定值可取电线电缆容许载流量的80。（2）线路中大起动电流的电动机的起动时间不大于3倍延时动作电流整定值的可返回时间。（3）瞬时电流整定值另外，微型断路器是用于低压电气设备，保护导体、开关及电器，防止过载和短路的。本工程采用的是微型断路器，且可以防护漏电，即具有漏电保护。3照明系统设计31照明的概述在现代住宅设计中，灯光照明既有实用意义，也有装饰和观感上的意义。通过改变光源的性质、位置、颜色和强度等技术手段，利用灯饰、家具和其它陈设的密切配合，使它成为人们的生活空间，形成用途各异的格调、情趣和气氛。一个成功的住宅照明往往经过科学设计与巧妙的安排。利用不同的室内照明效果，使住宅光照环境具有特色，既有利于生活，又显得平和优雅，让人感到温馨和谐。电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。总之，建筑电气照明与人类的生产、工作和生活有着密切的关系，随着我国建筑业、装饰业的蓬勃发展，人们对电气光源、照明设备技术的更新以及照明光环境的要求就更高了。32照明设计的要求一个良好的光环境要受照度、亮度、眩光、阴影、显色性、稳定性等各项因素的影响和制约，设计时应恰当的选择。同时应遵循安全、实用、经济、美观的照明设计的基本原则。为配合装修一步到位条件，应充分掌握设计前提因素，努力创造最佳方案。有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制区域，尽力降低电能消耗指标。另外，在住宅照明设计中，应根据使用性质,功能要求和使用条件,按不同标准分别取值住宅内照度标准所规定的照度，是指工作面上的平均维护照度,若设计未加指明时,以距地075M的参考水平面作为工作面。33照明设计的目的和原则照明的设计目的，就是在充分利用自然光的基础上，运用现代人工照明的手段，为人们的工作、生活、娱乐等创造一个优美舒适的灯光环境。也就是说，使灯光环境符合人们的工作、生活等封面的要求，从而在生理和心理两方面满足人们的需求。照明设计的原则如下1使用性原则，使用是根本也是设计的出发点和基本条件。使用性还包括照明系统的施工安装、运行及维修的方便简单，也对未来照明发展变化留有一定的空间。2安全性原则，在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全第一的原则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计。3美观性原则，灯光照明具有装饰空间、美化环境的功能。对于房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具，使之符合人们的审美习惯。4经济性原则，一方面是节能，另一方面是绿色环保。本次娱乐中心的电气照明设计的原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。34照明的方式和种类（1）一般照明为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。（2）分区一般照明根据需要提高特定区域照度的一般照明。根据工作面布置的实际情况，将照明器集中或分区集中均匀的布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效的节约能源。（3）局部照明以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适合的方向装设台灯、射灯或反射灯型灯泡。其优点是灵活、方便、节电、能有效地突出重点。（4）混合照明由一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明。照明种类可分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。灯具的选择如下图635现代休闲娱乐场所照明设计原则1总体定位和照明风格不论何种场所，在设计前要充分考虑和明确其总体定位和总体风格，我们在装修基本设计中会比较重视。在照明设计中往往有所忽视，仅仅考虑把一些照明新元素新手法大量往上搬，破坏了整体效果和整体风格，甚至产生光污染。2强调辅助照明强化装饰照明现代休闲娱乐场所其基本属性首先是一种社交场所，是一种休闲场所，他更注重的是一种环境的营造一种气氛的营造，所有他更注重的是辅助照明和装饰照明。3照明的功能性考虑在休闲娱乐场所照明设计中，强调装饰照明的同时。也绝不能忽视照明的功能性要求，如入大堂、走廊等公共区域照度的保证，灯光搭配中防止眩光的产生。4照明的安全性考虑休闲娱乐场所是一种公共场所也往往是人员聚集的场所，公共安全的考虑也至关重要，首先消防所要求的安全照明必须充分保证，其次公共区域用电的安全性考虑，如一些LED照明场所尽可能采用低压。既保证安全。又能保证产品的稳定性延长寿命。5照明的人性化考虑有时为了营造宁静雅致的环境，多采用间接照明避免灯光直射产生不适；避免产生大面积的强光。产生视觉疲劳；尽量避免布置光强反差太大。造成视觉的不适应；在局部公共区域，如楼梯。应配置相关的指示照明。36应急照明361应急照明分类应急照明按照用途可分为三类疏散照明、安全照明、备用照明。基本的设计要求（1）疏散应急照明为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1LX，最低不得小于02LX。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；（2）安全应急照明在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所如医院手术间的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5，并且应在正常照明电源消失后05S以内提供安全照明电源；（3）备用应急照明正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源电网电源和自备电源发电机或集中蓄电池，照度一般为正常照度的10。362应急照明灯具选择应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源如气体放电灯时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。故本次设计应急照明灯具选用自带电源事故照明灯。363应急灯具的控制方式（1）非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。（2）持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。（3）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。37照度计算371利用系数法照度计算方法照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等3种。任何一种计算方法，都只能做到基本准确。本次设计采用利用系数法计算。计算公式为（3ANUKEAV1）（3AV2）式中工作面上的平均照度，LXAVE每个灯具中光源的总光通量，LMN灯具数量U利用系数A工作面面积，2MK维护系数例如，娱乐中心休闲大厅1房间参数房间类别,照度要求值10000LX,功率密度不超过1100W/M2房间名称娱乐中心休闲大厅房间长度L25M房间宽度B12M计算高度H225M顶棚反射比墙反射比地面反射比室形系数RI0672灯具参数型号飞利浦TLD36W/29单灯具光源数2个灯具光通量2975LM灯具光源功率6400W镇流器类型TLD标准型镇流器功率9003其它参数利用系数070维护系数080照度要求10000LX功率密度要求1100W/M24计算结果建议灯具数9计算照度9996LX实际安装功率灯具数总光源功率镇流器功率65700W实际功率密度219W/M2折算功率密度219W/M25校验结果要求平均照度10000LX实际计算平均照度9996LX符合规范照度要求要求功率密度1100W/M2实际功率密度219W/M2符合规范节能要求4设计总结通过本次的毕业设计，使我学习到了很多的知识，并且很多是在课堂上无法获得的。在毕业设计过程中，我又把电气照明技术和供电工程好好的复习了一遍，从头到尾把相应的理论知识都消化了，并且把它和实践好好的联系起来，切实做到了理论与实践的结合。