电气照明综合设计题

1、电气照明综合设计题设计要求：以课题制定目标,本设计为教室照明设计，主要为功能性照明，要求满足桌面及黑板（墙面）的照度，同时满足照明功率密度要求。一、光源选择（一）照明光源选择一般原则（1）发光效率高；（2）显色性好，即显色指数高；（3）使用寿命长；（4）启点可靠、方便、快捷；（5）性能价格比高。照明电光源：目前应用的电光源主要有白炽灯类、荧光灯类、高压气体放电灯、LED四大类。如下表：照明光源的主要性能对比类型功率范围（W）光效 （lm / W）寿命（h）显色指数Ra色温（K）普通照明白炽灯15-100010-15100099-1002700卤钨循环白炽灯20-200015-201500-30

23000T5、T8荧光灯20-10050-806000-800067-803000-6500紧凑型荧光灯5-5050-706000-8000802700-6500高压钠灯70-100080-12010000-1200025-302200石英金卤灯35-100060-854000-600050-804000-6500陶瓷金卤灯20-40090-1108000-1200080-953000-6000白光LED1-30050-70>1000050-704000-6000（二）光源选型经对比，主要考虑荧光灯。荧光灯属于低气压汞蒸气弧光放电灯，具有发光效率高、使用寿命长和

3、光色好的特点。依照目前技术水平,能直接取代白炽灯的室内照明光源只有紧凑型荧光灯和T5、T8 荧光灯,从耗能指标考虑本设计选用36W T5双直管荧光灯，单管光通量为2000lx,显色指数RA=80可以满足显色性的要求。二、灯具选型（一）灯具灯具是指除光源以外用于固定和保护光源的全部零件，以及与电源连接所必需的线路附件。其主要作用有：保护光源及其控制装置，保护受机械损伤，并为其提供可靠供电；控制光源发出光线的扩散程度，实现需要的配光，防止直接眩光；保证照明安全，如防爆等；装饰美化环境等。（二）灯具选择一般原则1、安全、配光要求使用安全，防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；提高能效：选用灯

4、具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；限制眩光。2、灯具分类灯具类型，照明灯具的分类方法繁多，如按用途分类、按CIE推荐的根据光通量分配比例分类和按防尘、防潮、防触电等级分类等。3、灯具选择按照上述分类方式，选用的荧光灯具一般为半直接型灯具，防触电保护为类，无IP防护等级。另外按安装方式分类，教室选用蝙蝠翼式悬挂简式荧光灯具。三、照度计算（一）选择照度是照明设计的重要问题。照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的

5、条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。（二）充分利用自然光。正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达 7080，同样能起到节电的作用。（三）按下列要求确定照明方式1、工作场所通常应设置一般照明；2、同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；3、对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；4、在一个工作场所内不应只采用局部照

6、明。5、照度目标。设计中照度值应严格按建筑照明设计标准GB 50034-2004进行设计，不超过的误差；照明方式一般照明、局部照明和混合照明三种方式，局部照明预留插座，如设计院设计室内等场合。本次设计中采用分区一般照明方式，教室课桌面照度标准值为300lx，教室黑板面照度标准值为300lx。6、照度计算。本设计采用利用系数法计算灯具数量根据照度标准利用公式教室21.6×7.2（长×宽），计算其照度。房间装修为墙面顶棚大白刷粉饰，反射比为0.75，地面为水泥地面反射比为0.2，普通玻璃反射比0.08。（1）求空间系数=2.7m， hfc=0.8m， l=21.6m， w=7.

7、2m；=2.50（2）求有效空间反射比a.求有效顶棚反射比 取b.求有效地板反射比 因为没有计入踢角的反射比，故此反射比应略微取低，取c求有效墙面反射比，（窗户面积估算）（3）确定利用系数查表得 此时 此时 用直线内插法， 时，修正地板空间系数 时对利用系数的影响。实际地板空间有效比 查表得： 时修正系数为1.068；时修正系数为1.061；用直线内插法，时修正系数为1.0635。所以，利用系数：（4）确定维护系数K=0.8（5）求灯盏数：取，反推后照度达到279.84LX，满足照度300LX允许误差范围（）内。（7）功率密度LPD=36X2X20/21.6/7.2=9.26W/。功率密度9.

8、26W/（不含镇流器损耗）。目前T5管一般使用一拖二电子镇流器，规格书中未标明损耗，查阅其驱动芯片ICB1FL02G规格书,设计良好的电子镇流器损耗大致在4W以内。故系统约增加5.5%，即为9.77 W/，小于11 W/,满足规范设计要求。四、配电设计（一）负荷等级的选择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）中断供电将造成重大政治影响者。（3）中断供电将造成重大经济损失者。（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级

9、及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。二级负荷：（1）中断供电将造成较大政治影响者。（2）中断供电将造成较大经济失者。（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。如地、市级政府办公楼；地、市级主要图书馆、博物馆、文物珍品库；科研机构，体育场馆，气象台，金融支行，地区邮电局，乙级中小型剧场，三星级旅馆，建筑面积在1-3万平方米有局部空调的商厦。三级负荷：不属于一，二级负荷者，属于一般的电力负荷。如一般

10、中小型企业，中断供电仅影响产量少量产品报废，以及一般民用建筑（高层民用建筑除外）的用电负荷，列为三级负荷。依上确定，本次设计配电负荷等级为三级负荷。（二）配电方式确定（放射式还是树干式）配电方式分为放射式、树干式、混合式。放射式的特点：其引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高，但对有色金属消耗较多，设备较多。放射式多用于设备容量较大或对供电要求较高的场合。树干式的特点：设备较少，有色金属消耗较少，如果干线发生故障，会造成较大范围的停电，可靠性较低。跟放射式正好相反。放射式和树干式的混合供电线路称为混合式，这种配电方式灵活，是应用中最为普遍的一种。建筑低压配电系统的确定，应满足维护方便、供电可靠

11、、节约投资的要求。对于大多数的建筑物一般采用混合式的配电方式，这样既可以增加系统的可靠性又可以节约投资。本次设计配电方式为混合式配电方式。（三）负荷计算及负荷分布（尽量三相平衡） 配电柜编号出线回路编号负荷名称装接容量Pe(Kw)需要系数Kx功率因数cosAL1WL1照明1 L1相0.3610.85WL2照明2 L2相0.3610.85WL3照明3 L3相0.3610.85WL4照明4 L1相0.3610.85WL5照明5 L2相0.07210.85WL6插座1 L2相0.410.85WL7插座2 L3相0.410.85电子镇流器的功率因数，如设计中加入PFC，cos为0.95左右，但此指标与

12、效率矛盾，故按未加入PFC考虑，按常规分散补偿目标值0.85考虑。（四）导线及断路器的选择电缆选择依据1、发热条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高温度。2、电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。3、经济电流密度35kv及以上的高压线路及电压在35kv以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。按经济密度所选的截面，称为经济截面。工厂内的10kv及以下线路，通常不按经济电流密度

13、选择。4、机械强度导线（包括裸导线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，包括短路动稳定度，但需要校验其短路热稳定度。母线则校验短路时的动、热稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压要求。 根据设计经验，一般10kv及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，故通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流线路及35kv以上高压线路，可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。5、本此设计按发热条件选择导线和电缆。电流通过导线（包括电缆、母线等）时，要产生电

14、能损耗，使导线发热。导线温度过高时，会使导线接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，最后可能发展到短路。而绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘加速老化甚至烧毁，或引起火灾。按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即所谓导线的允许载流量，就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。断路器的选择依据1、根据计算负荷电流选断路器整定值；2、根据断路器整定值选电缆；3、导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下级断路器整定值高一级；4、动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值；5、

15、与导线的配合整定。低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，即 选择结果：（1）根据负荷表，对AL1中的WL7(最大负荷距照明回路)单相线路的计算电流为： 式中： -单相线路的计算电流, A； -线路的额定电压， V； -功率因数 配电方案1、导线选择根据本工程中线缆所采用的敷设方式（穿钢管敷设敷设），环境温度按35，查表可得，32.5的BV导线（铜芯聚氯乙烯绝缘导线）的允许载流量=16A>=2.14A（因在施工图穿线中，钢管中回路线路有重复走线情况，载流量的选取按穿钢管45根线计），满足发热条件。按电压损失不超过5%校验，负荷距电源 L=35m

16、，电压损失满足不超过5%国家标准规范规定。校验机械强度，查表得，穿管敷设的塑料护套线的铜芯线最小截面积为，满足机械强度要求。导线选择32.5的BV导线。2、低压断路器选择查环宇有限公司的HUM18系列塑料外壳式断路器产品手册可知：HUM18-63/1-C10型断路器，其脱扣器额定电流=10A>=2.14A，故初步选择HUM18-63/1-C10型断路器。断路器校验瞬时过电流脱扣器动作电流的整定：瞬时过电流脱扣器动作电流应躲过线路的尖峰电流，即。根据经验公式10=102.14=21.4A，查产品样本知，HUM18-63/1-C10型低压断路器的瞬时动作整定电流=（510）=（50100）A

17、>19.3A，故满足要求。过电流脱扣器与被保护线路的配合为了不致发生因过负荷或短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而其低压断路器不跳闸的事故，低压断路器过电流脱扣器的动作电流还应不大于导线的允许载流量，即，对瞬时和短延时过电流脱扣器，一般取4.5；对长延时过电流脱扣器可取1；对有粉尘性气体或粉尘区域内的线路，应取0.8 。由于4.5=，大于其瞬时过电流脱扣器动作电流，满足各项校验要求。3、穿线管的选择根据规范要求，选择壁厚不小于2mm的水煤气管SC15，穿32.5的BV导线，满足其截面积不超过导管内截面40%的要求。选择壁厚不小于2mm的水煤气管SC15，穿34的BV导线，满足其截面积不超过导管内截面40%的要求。4、导线敷设的确定根据规范要求，导线穿钢管吊顶内明敷或沿墙地暗敷。5、照明布线（1）灯具的布置（2）开关的布置（3）导线的