【S教育培训基地综合楼强电系统工程设计15000字（论文）】

S教育培训基地综合楼强电系统工程设计摘要本工程为S培训基地综合楼强电系统设计，整个综合楼由机房、餐饮、会议、办公区等部分组成，总建筑面积17067平方米，地下室面积为1480.2平方米，综合楼地下1层，地上12层。本设计主要包括建筑照明系统、供配电系统和建筑物防雷与接地系统三个部分。建筑照明系统的内容包括照度标准值的确定、照度计算、灯具的布置、插座的选型及布置。供配电系统根据负荷计算结果确定供电电压等级，进行变配电所的设计和高、低压侧的设备选型及主接线方式、二次回路方案的设计。防雷与接地系统主要包括防雷措施的确定、防雷装置与设备的选择与布置、防雷保护范围计算、低压配电系统接地方式的确定、供配电系统接地装置的选择与布置。本次设计借助AutoCAD和天正电气软件绘制图纸，严格按照建筑电气设计的规范进行设计，并且满足节能型原则和绿色建筑原则。关键词：建筑照明系统；供配电系统；防雷接地 目录TOC\o"1-3"\h\u7983引言 页共24页引言随着当前世界形势的变化及我国国民经济的高速发展，现代社会对电力供应的安全可靠的要求越来越高，建筑电气技术得以不断发展，建筑物朝着智能化的方向发展，建筑物内的各种电气设备呈现复杂、多样的特点。为确保建筑物内各类用电设备的安全及稳定运行，建筑电气设计的要求日益严格。强电系统的设计及施工必须遵循各项国家及地方标准及规范，才能确保建成的强电系统的质量,才能对建筑电气系统的安全运行及稳定做出一定保证,建筑物才会在实际运行的过程中为建筑内的活动人群提供可靠的服务。所以，如何设计出既安全又稳定的建筑强电系统，成为了建筑电气设计者面临的一个重要问题。强电系统设计的合理性是各类用电设备使用的前提，在确保用电设备安全及稳定的基础上，要将先进的电力设计理念及绿色节能融入到建筑电气设计中，使设计内容与工程实际相符合，制定出既满足当下需求又考虑未来发展需要的可靠强电系统。1工程概况建筑概述本工程为S培训基地综合楼。整个综合楼的组成包括机房、餐饮、会议、办公区等部分。建筑结构形式为框架结构，该建筑地下1层，地上12层。建筑总面积为17067平方米，其中地下室的面积为1480.2平方米。综合楼属于一类高层民用建筑，其耐火等级为地下室一级，地上一级。抗震设防烈度为六度。设计内容（1）建筑照明系统设计；（2）供配电系统设计；（3）建筑物防雷与接地系统设计。设计依据（1）建设单位提供的相关设计要求；（2）工程设计相关人员提供的建筑图纸及相关资料；（3）国家现行规程规范及地方标准。2建筑照明系统设计本次S培训综合楼的建筑照明系统设计包括日常照明、插座及应急照明设计等方面，根据建筑物各区域中人群的视觉要求、各功能区域的作业性质，严格按照国家标准规范及地方标准规范确定光源、灯具、导线及其敷设方式，根据照度计算结果进行灯具布置，满足建筑物各区域照度标准的要求。照明系统的电源来自变电所变压器二次侧低压配电箱，照明系统主要利用380V/220V进行供电。照明系统的配电干线密集型母线槽或电力电缆，放射式引到该综合楼的各楼层配电箱及各防火分区的应急照明配电箱。2.1光源与灯具选择、布置和安装安全、经济、适用、美观是建筑照明系统的设计的基本原则，设计者应根据不同的环境条件合理选择照明设备的种类及数量，将其布置及安装在合适的位置，满足建筑内活动人群的视觉需要。2.1.1光源与灯具的选择卫生间、茶水间等场所水流量比较大，空气比较潮湿，宜选用具有防水防尘功能的白炽灯；水泵房及消防水泵房则选用具备防潮功能的灯具；楼梯间、电梯前室等场所选用吸顶灯；变配电室、消防泵房、消防控制中心、消防电梯机房等重要场所，需要设置备用照明，光源选择飞利浦T8标准直管荧光灯，作正常照明兼备用照明；其他区域一般选用飞利浦T8标准直管荧光灯。2.1.2灯具的布置与安装值班室、楼梯间的灯具控制基本采用就地控制方式，大面积照明采用多灯分组、集中就地控制的方式。2.2照度计算确定照度标准值，根据其它条件计算灯泡的功率，选择光源的种类，计算灯具的数量。2.2.1确定设计照度根据相关规范[1]可知，S教育培训基地综合楼各类场所的照度标准值如下表所示：表2-1S教育培训基地综合楼各区域的照度标准值区域参考平面和高度方面照度标准值（lx）Ra大堂地面200lx80楼梯、走道地面50lx80卫生间地面75lx80消防控制中心0.75m水平面300lx80商业用房0.75m水平面30080电梯前室地面100lx80杂物间地面100lx80国际考试中心用房0.75水平面300lx80国际考试中心接待区0.75水平面200lx80公共架活动空间地面50lx80强电间、弱电间地面200lx80办公0.75m水平面300lx80茶水间0.75m水平面200lx80国际商学院用房0.75m水平面300lx80电梯机房地面200lx80地下车库地面30lx80水泵机房地面100lx80变配电室地面200lx80表2-2S教育培训基地综合楼的反射比设计表面反射比范围实际取值顶棚0.6~0.90.8墙壁0.3~0.80.7地面0.1~0.50.12.2.2照度计算的方法照度的计算方法主要有3种：利用系数法、单位容量法、逐点计算法，照度计算的误差范围应控制在±（10%~20）以内。（1）基本公式eq\o\ac(○,1)工作面上平均照度（lx）的计算方法（2-1）式中eq\o\ac(○,2)室空间比（RCR）计算方法（2-2）式中eq\o\ac(○,3)灯具数量的计算方法（2-3）eq\o\ac(○,4)灯具单位容量的计算方法（2-4）式中（2）计算方法eq\o\ac(○,1)查曲线法：平均照度计算在利用系数的取值上主要表现为准确性。先利用室空间比（2-2）式计算出房间的室空间比，然后对比给定的房间各表面的反射比，查出特定灯具的利用系数。再进行选择下列运算中的一种：一是根据已排列的灯具，仿照灯具正常工作时的情景，将各项照明参数代入式（2-1）中，计算出工作面所需要的平均照度值；二是根据该场所的照度标准值，按照特定灯具的概算曲线查到所需灯具的安装数量。所需灯具的安装数量为(2-5)式中eq\o\ac(○,2)查表法，亦称为单位容量法：根据室空间比（2-2）式确定室空间比，选择所需灯具的型式，从表中获取单位面积功率，最后根据灯具单位容量（2-4）式求出该房间所需灯具的功率。综合楼各区域照度的计算均采用利用系数法。变配电室的照度计算过程：变配电室的房间长度l是6.5米，房间宽度b是2.8米，灯具的距地安装高度hr是4.3米，灯具类型为飞利浦的TLD36W/33双管荧光灯，单个光源的光通量φ=2850。顶棚、墙面、地面的反射比分别是80%、70%、10%，变配电室的照度标准值是200lx，照明功率密度限值≤7。将上述照明参数代入室空间比（2-2）式,计算如下：RCR=5hr(l+b)/lb=[5x4.3x（6.5+2.8）]/（6.5x2.8）=10.99灯具维护系数K=0.8利用系数从飞利浦系列灯具的利用系数表中查询，当变配电室各表面的反射比为上述取值时，室形系数RI=5/10.99=0.46，利用系数U=0.41。将照度标准值、工作面面积、光通量、维护系数及利用系数代入灯具数量（2-3）式，得到装灯数量N=EavA/φUK=（200x6.5x2.8）/（2x2850x0.41x0.8）=22.3插座的设计2.3.1插座设计的一般原则（1）普通照明回路中不宜接入电源插座。（2）空调插座应设专用线路（3）门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明线路宜集中控制。（4）教学用房的前后墙应各设置一套220V二孔、三孔安全型电源插座。（5）卫生间、阳台、厨房等空气潮湿的的场所宜选用防潮型插座。（6）电源插座设单独回路时，每条插座回路的插座应不大于10套。2.3.2插座的布置与安装插座的选型及其安装高度，需要根据插座的具体用途及使用的条件确定。插座与电压等级的关系应区分开来，220V与380V用电设备的插座不能混用。表2-4插座的安装名称型号规格安装方式及高度备注密闭单相插座10A250V距地0.3m明装安全型单相暗装插座10A250V距地0.3m暗装安全型双联二三极插座10A250V距地1.5m暗装强电间、弱电间安全型带开关单相三极插座16A250V距地2.2m暗装壁挂式空调安全型带开关双联二三极暗装插座10A250V距地0.3m暗装教室安全型带开关单相三极插座IP54,10A250V距地0.3m暗装冰箱插座安全型带开关单相三极插座+防溅面盖IP54,10A250V距地1.5m暗装饮水机安全型双联二三极插座+地面插座盒IP54,10A250V距地0.0m暗装办公室2.4应急照明的设计主电源发生故障或火灾发生时，正常照明无法继续工作，应急照明自动或手动投入使用，综合楼的应急照明设计包括疏散照明和备用照明两，疏散照明可以引导人员安全地从室内撤离，备用照明可以保证重要场所的活动可以继续进行，二者缺一不可。（1）消防应急照明及疏散指示系统总体方案设计S教育培训基地综合楼的一层设有消防控制中心，根据参考文献[4]的相关规范,综合楼的消防应急及疏散指示系统采用集中控制的方式，选用的应急照明灯具内设置有小容量的蓄电池，可保证火灾时应急灯具仍然继续工作一段时间。如图2-1所示，本系统的应急照明控制器一端连接火灾报警控制器或消防联动装置，另一端通过信号线与智能分配电箱相连，进而与应急照明支路连接。地下一层按面积分为3个防火分区，地上一至十二层每层划分为一个防火分区，每个防火分区分别布置一个应急照明配电箱，分配电箱布置在配电间内，布置在配电间外则选用具备防水防火性能的应急照明配电箱。应急照明控制器布置在本工程一层的消防控制中心内，管理人员对系统进行远程控制。应急照明控制器控制并显示系统中各设备及其附件的工作状态。当系统某个部分发生故障时，报警器立即发出警报，并将故障发生的部分显示并记录下来，设备维护人员可以通过应急照明控制器查询故障的发生位置，及时对线路进行检修，确保系统的正常运行。应急照明控制器连接的应急照明灯具数量不超过3200，同时每条应急照明回路的灯具不高于60盏。照明控制器可以远程对消防应急灯具的工作方式进行设定，可自动或手动控制应急灯具的工作状态。当综合楼失火时，应急照明控制器经由信号线接收火灾报警控制器或消防联动控制系统发出的报警信号，应急照明控制器能够快速作出反应，控制部分会在1秒时间内对信号进行传出，将全部区域消防应急照明灯具在5S内一次性同时转入应急状态。指令完成后发出相应的反馈总信号。图2-1自带电源集中控制型系统构成（2）应急灯具的选型及安装变配电室、消防水泵房、消防控制中心等火灾发生时仍需要继续工作的重要场所选用直管荧光灯，作为正常照明兼备用照明，照明灯具平时工作的电来自于正常照明电源，在正常电源无法正常工作或综合楼失火时，消防电源自动投入使用，其最低照度不低于正常照明照度，从而保证室内人员能够继续正常工作。疏散照明的参考平面为地面，综合楼的水平疏散走道的照度标准值为1.0lx，竖向疏散通道照度标准值为5.0lx。应急照明灯具根据场所的特点布置在墙壁的上部或顶棚。疏散指示标志灯设置在墙壁上时，安装高度为0.5m；使用吊链悬空安装时，安装高度为2.4m。安全出口标志灯安装在门的上方0.2m处。根据参考文献[15]的相关规范，综合楼的应急照明灯具的蓄电池持续供电时间不得小于30min，同时消防控制中心、变配电室、消防泵房等重要场所的备用照明要求不能低于3个小时。本工程采用的应急照明灯（包括变配电室、消防泵房、消防控制中心等重要场所布置的直管荧光灯）和疏散指示标志灯、安全出口标志灯等均使用不燃烧材料制成的保护罩。3供配电系统设计建筑供配电是强电系统设计的重要内容，它关乎建筑物内的用电设备能否正常工作。供配电系统的作用是接受电能、将高压电转变为满足用电设备正常工作的低压电，还承担分配电能及输送电能的任务。供配电系统的设计主要包括高压供电及低压配电两部分，应全面考虑工程的特点，才能设计出安全稳定的供配电系统。同时还应远近结合，满足当下的使用要求，考虑未来发展的需要。选用符合国家和地方标准的电气设备。供配电系统地设计过程中，需要满足以下条件。（1）配电线路的设计需考虑三相平衡。（2）对建筑物供配电系统进行无功功率补偿。图3-1供配电系统设计流程图3.1本工程的负荷情况本工程为一类高层建筑，按一级负荷进行供电的负荷有消防电梯、消防泵、防火卷帘、应急照明及疏散指示标志、消防控制中心照明、消防泵房照明、变配电室照明、电梯、生活水泵等；按二级负荷进行供电的有主要通道照明、空调等；其他用电负荷均为三级。3.2供配电系统负荷计算3.2.1负荷计算的方法相对于其它负荷计算的方法的简单计算，利用系数法的计算涉及概率论及数理统计方面的内容，因此结果比较符合工程实际，且本工程用电设备数量较多且单个设备的容量比较小，因此本文的负荷计算采用需要系数法。用电设备组的负荷计算及计算电流公式为：有功功率（kV）计算公式为（3-1）无功功率（kvar）计算公式为（3-2）视在功率（kVA）计算公式为（3-3）计算电流（A）计算公式为（3-4）式中以消防电梯为例：综合楼选用的是额定电压为3800V的20kW交流电梯，需要系数根据参考文献[15]的规定取值为1，功率因数取0.6，则有功功率Pc=1x20=20kW无功功率Qc=20x4/3=26.7kvar视在功率Sc=（202+26.72）½=33.4kVA计算电流Ic=33.4÷（3⅓x380）=50.7A3.2.2本工程的负荷计算根据参考文献GJBT-779《建筑电气常用数据》可知，本工程的负荷参数如下：表3-1本工程负荷分类及参数有关负荷类别等级情况功率/kW需要系数功率因数计算功率/kW计算电流/A应急照明一级负荷1.9710.91.974.8消防电梯一级负荷2010.620.050.7普通电梯一级负荷6010.660.0151.8普通照明二级负荷4100.60.8246684.3消防泵一级负荷901.00.890270.6防火卷帘一级负荷1.51.00.81.54.5空调三级负荷6300.80.8252757.6生活水泵一级负荷601.00.860104.5饮水机三级负荷51.00.8514.4防排烟风机一级负荷6010.6560140.2喷淋泵一级负荷6010.6560140.2由3.3.1小节的计算可知，本工程的负荷如下：表3-2本工程负荷计算负荷功率需要系数功率因数Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A地下一层照明配电箱0AL14.980.800.804.062.994.987.70地下一层变配电室双切箱0AT13.540.80.82.842.133.545.38地下一层消防泵房双切箱0AT20.2210.650.180.160.270.42地下一层公共照明配电箱ALG06.230.80.85.033.776.219.55一层消防控制中心双切箱1AL220112002030.39一层照明配电箱1AL12.490.80.851.991.22.293.56一层动力配电箱1AP128.950.80.820.7615.5725.9539.43一层商业用房照明配电箱1AL312.240.80.910.987.3512.2420.86二层照明配电箱2AL15.060.80.84.053.055.057.69二层照明配电箱2AL23.000.80.82.401.83.004.56二层动力配电箱2AP148.000.80.838.4028.848.0072.93二层公共照明配电箱2ALG5.890.80.84.773.565.879.05三层照明配电箱3AL18.100.80.86.822.888.1012.94三层照明配电箱3AL28.000.80.86.404.88.0012.15三层动力配电箱3AP187.000.80.869.6052.2087132.18四层照明配电箱4AL18.660.80.86.935.538.6713.16四层照明配电箱4AL211.80.80.89.447.0811.817.93四层照明配电箱4AL314.400.80.811.528.6414.421.88四层照明配电箱4AL411.600.80.89.286.9611.617.62四层动力配电箱4AP145.000.80.836.0027.0045.0068.37四层动力配电箱4AP254.000.80.843.2032.4054.0082.04五层公共照明配电箱5ALG4.680.80.83.742.854.577.11五层照明配电箱5AL19.480.80.87.585.689.4614.40五层照明配电箱5AL25.600.80.84.483.365.608.51五层动力配电箱5AP145.000.80.836.0027.0045.0068.37五层动力配电箱5AP263.000.80.850.4037.8063.0095.72七层照明配电箱7AL17.640.80.86.244.607.6411.85七层照明配电箱7AL222.800.80.818.2415.6822.2034.64七层照明配电箱7AL316.000.80.812.807.6016.0024.31七层动力配电箱7AP160.000.80.848.0036.0060.0091.16七层动力配电箱7AP239.200.80.831.3623.4039.0059.56十层照明配电箱10AL17.600.80.86.084.587.6011.55十层照明配电箱10AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十层照明配电箱10AL315.600.80.812.489.3615.623.70十层动力配电箱10AP160.000.80.848.0036.0060.0091.16十层动力配电箱10AP239.200.80.831.3623.4039.0059.56十一层照明配电箱11AL17.600.80.86.084.587.6011.55十一层照明配电箱11AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十一层照明配电箱11AL315.600.80.812.489.3615.623.70十一层动力配电箱11AP154.000.80.843.2030.6051.0082.04十一层动力配电箱11AP239.000.80.831.2019.8033.0059.25十二层动力配电箱11AL16.950.80.85.564.197.0410.56十二层动力配电箱11AL222.600.80.818.0813.6822.8034.34十二层动力配电箱12AP178.000.80.862.4046.8078.00118.51事故照明配电箱1ALE0.6191.01.00.6190.000.6190.0016事故照明配电箱2ALE0.1331.01.00.1330.000.1330.0003事故照明配电箱3ALE0.1381.01.00.1380.000.1380.0004事故照明配电箱4ALE0.1331.01.00.1330.000.1330.0003事故照明配电箱5ALE0.1861.01.00.1860.000.1860.0005事故照明配电箱7ALE0.2761.01.00.2760.000.2760.0007事故照明配电箱10ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.0002事故照明配电箱11ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.0002事故照明配电箱12ALE0.0871.01.00.0870.000.0870.00023.3无功功率补偿电力系统的大部分电气设备及其附件具有电感性质，会在供配电线路中吸收无功功率，功率因数随之降低，导致电能及电压的损耗，使用电设备的使用效率降低。1.功率因数的要求值本工程的功率因数要求值没有明确的规定，低压侧的功率因数不低于0.85即可。2.无功补偿措施无功补偿措施有分为两类。eq\o\ac(○,1)合理选择变压器容量、台数及型号和降低供电线路的感抗等措施可以提高自然功率因数；eq\o\ac(○,2)采用电力电容器对无功功率进行补偿。当供配电线路中的无功功率无法满足负荷的需求时，需要确定无功补偿的容量，对补偿电容器进行选型，确定补偿电容器的数量，将其放置在电网中。在实际的供电系统中，负载大部分呈电感性，将电容器设置在供电系统中并与负载并联，感性负荷需要的无功功率将得到补偿，功率因数随之提高。综合楼的无功功率补偿装置集中装设在变配电所的低压侧，并增设自动调节式补偿装置，避免无功负荷倒送。3.补偿的容量电容器的补偿容量为（3-5）式中由电容器的补偿容量（3-5）式求出总补偿容量后，对并联电容器进行选型，然后根据电容器的单个容量qc使用下面的公式求出电容器的个数（3-6）由式（3-6）计算得出电容器的个数n，为达到三相均衡分配，若选择单相电容器，则电容器应取3的倍数。综合楼的无功功率补偿增设了自动调节补偿装置，则补偿电容器的实际补偿容量应大于计算结果。根据3.1节的负荷情况可知，消防总负荷为232.47kW，平时工作负荷（非消防负荷及平时工作的消防负荷）为644.97kW，则综合楼的总负荷为:Pc总=644.97kWQc补前=405.45kvarSc=761.82kVA故补偿前的功率因数cosφ1=Pc总/Sc=0.846。该工程的功率因数无明确要求，将补偿后的功率因数提高至cosφ2=0.9，则无功补偿容量应为34.83kvar，故选型号为BCMJ0.4-15-3的三相电容器3个。3.4变配电所的设计3.4.1变配电所选址变电所位置选择的一般原则：（1）为减少电缆的投资，降低电能及电压的损耗，变配电所的位置尽可能地靠近负荷中心；（2）进出线方便；（3）尽可能的接近电源侧；（4）设备吊装运输方便；（5）卫生间、茶水间等经常积水的场所正下方不应设置变配电所，且不应与上述场所相邻，否则应做防水处理；（6）变配电所设在高层建筑的最底层地下室时，应抬高变配电所的地面并加设空气调节设备。因此，本工程的变配电室设在地下一层距离强电间及弱电间较近的地方，且做防水处理并加设空气调节设备。3.4.2变压器的选择变压器可以将高压电转变为低压电，给用户侧的低压用电设备供电，应根据建筑物的负荷大小及其等级、经济运行及环境条件等因素确定变压器的容量及台数。同时，为节约电能、减少投资，应选择先进的节能型变压器。（1）变压器容量的选择计算出建筑物的计算负荷P后c，综合楼的供电变压器总装机容量（kV·A）按式（3-7）计算：（3-7）式中功率因数角cosφ的值由S市供电单位对建筑的供电要求确定；β一般取85%左右。变压器的数量不低于2的变配电所，变压器互为备用，如果某一台变压器停止工作，其它的变压器必须确保一级负荷和二级负荷的供电。本工程的计算负荷为644.97kW，cosφ=0.9，β=0.85，则综合楼的装机容量为:S=644.97/（0.85x0.9）=843.10kVA。（2）变压器台数的选择当建筑物的负荷性质具备下列特点的其中一个时，建筑物装设至少两台变压器：eq\o\ac(○,1)有大量的一级或二级负荷。eq\o\ac(○,2)昼夜或季节性负荷变化大。eq\o\ac(○,3)集中负荷较大。本工程的负荷大多为一级负荷及二级负荷，且空调负荷相对较大，故装设两台变压器。（3）变压器型号的选择本工程的变配电所设置在地下一层，选用两台SC11-1000kVA10/0.4kV环氧树脂浇注干式变压器。综合楼的三相不平衡负荷较大，变压器的联结标号选择Dyn11，两台变压器互为备用。综上所述，本工程选用两台变压器型号为SC11—1000kVA10/0.4kV的变压器，以满足系统的需要。3.4.3建筑供电的高压主接线设计本工程的供电电压采用10kV，供电电源引自地下室10/0.4KV变配电室，供教学、办公、商业、地下室照明及动力、楼梯照明等公共用电。10KV外线电源的接入方式、线路敷设路径等，由甲方向当地供电部门申请报装后确定，具体实施由供电部门负责。综合楼的输配电线路进出线相对较多，单母线接线满足不了供电可靠性的要求，故高压系统主接线方式选择单母线分段接线，两路10kV电源进线分别接Ⅰ段母线和Ⅱ段母线，间断点用母联开关连接，母联开关平时分断，Ⅰ段母线和Ⅱ段母线可分段运行，当其中一路电源进线出现故障时，母联开关通过自动切换或手动切换投入使用，电源失常的母线段负荷由另一段母线供电。应急电源（柴油发电机组）与正常电源间应采取防止并列运行的措施。3.4.4建筑供电的低压接线本工程的低压配电线路为TN-S系统，电源的中性点直接接地，属于0.22kV/380kV三相四线制供电。当安全需要时，采用特低电压供电，具体电压值根据实际情况确定。（1）照明负荷配电干线系统本工程教学用房及办公用房较多，每层根据实际情况划分为一个或多个区域，一般情况下，区域内的照明、插座回路宜分配到不同的分配电箱中，以放射式供电给区域内的照明配电箱。每一个防火分区单独配备一个应急照明配电箱，供电方式为双回路树干式，末端的分配电箱内设置双电源切换装置。本工程的主要通道照明为二级负荷，1~5个楼层的公共照明回路连接到同一个公共照明配电箱内，采用双回路树干式供电，并在最末一级的配电装置内自动切换。（2）电力负荷配电干线系统综合楼的空调用电属于三级负荷，用电量大，空调插座回路为放射式，其配电箱采用分区树干式供电。生活水泵、电梯等负荷较大的设备选用放射式供电方式。（3）消防用电设备配电干线系统消防泵房、消防控制中心、消防电梯机房等重要场所的用电负荷均为一级，房间内的同电压等级的用电设备可以连接在单独的配电箱内，为确保消防系统的安全稳定运行，供电应采用放射式，配电箱应具备自动切换主电源与应急电源的功能。3.4.5电气设备的选择电气设备的选择必须结合工程实际，遵循相关的设计规范，在确保安全及可靠供电的条件下，选择结构先进、性能优越的设备，杜绝淘汰产品及限制使用的产品的使用。综合楼的变压器容量为1000kVA，变压器高压侧的计算电流约为57.74A，根据参考文献[15]的相关规范，高压开关柜选用KYN28A-12户内金属铠装移开式，其构造紧凑，性能优越。高压断路器选用VS1-12/200A型真空断路器。高压隔离开关选用GN30-10/630A型隔离开关。电流互感器选用LZZBJ-10柱型环氧树脂浇筑式加强型电流互感器。电压互感器选用JDZ-10型带剩余电流绕组的单相浇筑式电压互感器。高压熔断器可快速切断过载及短路电流，用于保护线路、变压器及电压互感器，本工程选用XRNT1-10/100A限流式户内保护变压器用高压熔断器。接地开关选用JN12-12型户内交流高压接地开关。本工程根据断路器选择的一般要求，各层照明配电箱、动力配电箱内部的断路器选用具备过载及短路保护的RMC1系列断路器；电动机类用电设备的断路器选用RMD系列电动机保护器，此外，还应装设过载保护装置，本工程采用的是T系列热过载继电器。综合楼内的部分场所（如消防控制中心、变配电室、消防泵房、消防电梯机房）的供电要求较高，供电系统要求双电源供电，一用一备，并设置智能双电源自动切换箱。综合楼选用CB级DZ47-D系列智能型双电源自动切换装置，可对三相进行检测，具有带消防的功能，能够自动启动发动机。3.5柴油发电机容量及台数的确定综合楼存在消防电梯、应急照明等特别重要的一级负荷，在断电时给消防负荷及其它部分的一级负荷供电。本工程的柴油发电机组作为消防用电负荷及其他重要负荷的备用电源，应具备自起动性能，当主电源断开后，向柴油发电机组的自起动装置发送起动信号，机组在30s内向负荷供电。主电源恢复后，机组延时自动停机。柴油发电机组安装在地下一层，它的供电对象包括消防电梯、消防水泵、喷淋泵、防排烟风机应急照明等消防用电负荷及生活水泵、一般客梯等重要用电负荷。综合楼内的应急负荷及重要设备同时工作时，柴油发电机组的容量为233.7kW；由柴油发电机供电的应急负荷及重要设备中，消防泵组启动的需求最大，消防泵的起动方式为星形-三角形起动，母线允许电压降为15%，则90kW的消防泵组的发电机计算容量为207kW。根据参考文献[15]的相关规范，柴油发电机组的计算容量为上述二者中的最大值综，故发电机组的容量不低于233.7kW，选择一台250kW的发电机即可。3.6电线、电缆的选择及其敷设3.6.1电缆、导线选型民用建筑的线缆一般选用铜芯或铝芯的，铝芯电缆的价格比铜芯电缆便宜，但其机械强度比铜芯电缆低的多，且其载流能力、稳定性等也比不过铜芯电缆。综合楼的用电设备大多属于一、二级负荷，少部分属于三级负荷，对供电可靠性的要求较高，故选用铜芯电缆电线。普通负荷的配电干线选用交联聚乙烯绝缘低烟无卤阻燃电线WDZ-YJY；消防负荷配电干线选用长期工作温度为250摄氏度，火灾情况下在950~1000摄氏度接近铜的熔点下可保持正常工作状态3小时以上的矿物绝缘电缆BTTZ。普通负荷配电支线选用铜芯聚氯乙烯绝缘线BV；消防负荷配电支线选用阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘线ZRBV。导线的截面积按发热条件确定，导线及电缆长期工作的允许载流量大于等于用电设备回路电线电缆的计算电流，即（3-8）式中3.6.2电缆、导线敷设方式本工程的垂直干线的线缆敷设在强电间的电井内，采用金属线槽的布线方式，竖井的井壁上设置的电表箱、配电箱、控制箱，其进出线穿可弯曲金属导管或钢管进行保护，电压等级不同的电气线路及应急电源进线与其他的电气线路间的距离应大于0.3m或采取隔离措施并标明高压线路。应急照明及消防设备的两路电缆穿钢管或金属槽盒分开敷设，钢管及金属槽盒涂防火涂料作防火处理。除应急照明及消防设备的配电线路外，各配电支线的绝缘导线穿金属导管或金属槽盒引至桥架中，通过桥架引至电气竖井内。本工程各楼层的电缆数量较多且较集中，因此在走道上空设置电缆桥架，距地高度不低于2.5m，同时按荷载曲线选取最佳跨距进行支撑，跨距宜为1.5~3m。向同一用电负荷供电的不同回路电源电缆、应急照明与其它用电设备的电缆应敷设在不同层桥架内，敷设在同层桥架时，应采用不同梯架、托盘、槽盒敷设，同类负荷电缆可用隔板隔开。4防雷与接地系统设计4.1建筑物防雷系统设计4.1.1综合楼年预计雷击次数的确定（1）综合楼的年预计雷击次数的计算方法为：（4-1）式中本工程无法从有关资料中获取雷击大地的年平均密度，因此可利用（4-2）式计算：（4-2）式中与建筑物截收相同雷击次数的等效面积Ae，其计算方法为：（2）综合楼的高度为57.5m，每条边的扩大宽度及等效面积可利用（4-3）式及（4-4）式计算：（4-3）（4-4）式中在互联网上查询近年来的S市雷暴日，得知，综合楼的年平均雷暴日约为100d/a。在图纸上查询综合楼的相关信息可知，其边长为38.4m，宽度为37.5m，高度为57.5。综合楼周边地势无明确说明，故校正系数取值为1.计算Ng，将Td代入式（4-2）得Ng=0.1x100=10d/a计算Ae，将综合楼的边长、宽度、高度代入式（4-4）得Ae=0.041km2则建筑物年预计雷击次数N=1x10.26x0.041=0.42次/a4.1.2确定综合楼的防雷等级综合楼属于普通的民用建筑物，从上一个小节的计算可知，综合楼的预计雷击次数达0.42次/a，已超过0.25次/a，按照参考文献[9]的相关设计规范，综合楼归为第二类防雷建筑物。4.1.3建筑物防雷装置及措施为了避免或减少雷电对S教育培训基地综合楼及其内部设施造成危害，应采取相应的防护措施，主要采取的措施是在建筑物上设置防雷装置，可减少雷电击中综合楼及其附近区域的物质造成的物质性损伤及人身安全问题。防雷装置包括外部防雷和内部防雷两部分。根据参考文献[5]的基本规定,综合楼主要采取预防直击雷及闪电电涌侵入的措施。（1）防直击雷的措施根据参考文献[5]的设计规范，综合楼的楼顶应做防直击雷的措施，接闪带绕楼顶的边缘部位敷设，位于楼顶的电梯机房、消防电梯机房的顶部沿四周敷设接闪带，接闪网的规格不大于10x10m或12x8m。接闪器选择热浸渡锌钢制成的单根圆钢，支高0.15米，每隔1.0米做固定支持卡子，转弯处小于等于0.5米。综合楼的高度为57.5m，接闪带敷设在女儿墙的外表面上，接闪器互相连接。屋面上的所有金属管道或金属构件（如电视天线）与防雷装置可靠焊接在一起。引下线的材料选用热侵镀锌钢，单根圆钢直径为8mm，单根扁钢截面积为48mm2，厚度为4mm。专设引下线的数量大于两根，沿综合楼的四周均匀对称地分布，且平均间距小于18m。利用综合楼内柱和剪力墙中的钢筋作为防雷引下线，建筑中柱内主筋在16mm以上，为确保安全，采用同一根柱子内的两根主筋作为引下线，施工时标明记号，利于每层上下串焊或绑扎正确无误，搭焊长度不小于100mm。（2）防闪电电涌侵入的措施室外低压配电线路采用直接埋地敷设，在入户的地方把线缆的金属外皮、钢管连接到防雷电感应的接地装置上。当低压配电线路无法全线使用电缆时，利用钢筋混凝土浇筑的柱子和铁横担搭建架空线，线缆选择护套电缆，电缆穿钢管直接埋地敷设，埋入地下的电缆长度大于15m。架空线和护套电缆的连接除安装一个电涌保护器。4.2建筑物接地系统设计为了防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架等物体危及人身及设备安全，需要对建筑物进行接地系统设计。4.2.1接地装置与接地电阻综合楼的接地装置应充分利用自然接地体，可节约投资及节省钢材。当可以利用的自然接地体满足需求，同时又能满足热稳定条件时，不必再设置人工接地体。人工接地体的装设分为单根人工接地体的装设、多根接地体的装设、环路接地体及接地网的装设3种，人工接地体垂直或水平埋设。垂直装设的接地体一般选用直径为50mm、长2.5m的钢管，也可以选用角钢。水平装设的接地体可选用扁钢或圆钢。在380/220V的低压配电系统中，接地电流一般不超过几A，因此接地电阻应小于等于4欧姆。4.2.2低压配电系统的接地用电负荷的金属外壳可能会应为各种原因而带电，为保护人身安全及设备的正常运行，金属设备的金属外壳与大地做接地保护。低压用电设备的接地体尽量考虑自然接地体，低压配电系统的接地体与防雷接地体可以共用。因此，接地体可选择与大地相连的各种金属物质。4.2.3本工程的接地型式及安全措施本工程的低压配电线路中，单相负荷的容量较大，用电设备较复杂，且存在对电磁干扰要求较严格的设备，因此采用的TN-S系统。不同方式的接地保护与总等电位联结，全部对同一接地装置加以运用，其共用接地电阻应小于1欧姆，施工后应使用专用仪器测量法测量接地电阻的大小，接地电阻的大小达不到1欧姆时，可以采用各种措施降低接地电阻处土壤的电阻率。所有人体能接触到的、有可能带电的所有电气设备的金属外壳均做可靠接地处理。竖向电气管井的等电位联结措施：每层电气竖井内均设置局部等电位端子板（LEB），与该层的楼板、圈梁内的主钢筋可靠焊接，形成局部等电位联结；同时由基础接地极（总等电位端子箱MEB）引出若干根40x4热镀锌接地镀锌扁钢，沿电气竖井通长明敷，并与各层电井内的LED端子板焊接。各层电井内的所有电气设备的接地端、金属外壳等均采用铜芯导线（截面不小于6mm2）与LEB端子板可靠相连。电梯井道内金属导轨的上下端及其相关金属附件应上下两端与防雷装置连接。电梯导轨、竖向金属管道，尚宜每20m（或每隔三层）与柱筋连接一次。金属线槽、穿线金属管应多点接地。封闭式母线槽外壳及支架应可靠接地，且全长不少于2处与PE线相连。消防控制室及弱电机房接地：采用WDZ-BYJ-25mm2导线穿PVC管单独由基础接地极引上。消防控制室、弱电设备间内设备接地端应与其相应的LEB板连接。对于全部的外界可导电部分，一律不可当做PEN导体。而且PEN导体一定要和相导保持一样的绝缘效果。4.2.4等电位联结的设计 是建筑物防雷系统中必不可少的重要措施，等电位联结可以减少电位差，对电气设备尤其是电子信息系统的正常工作和安全使用具有十分重要的意义。利用各种类型的接地体把可能对人员和设备造成威胁的用电设备可导电金属导体连接到大地中。为确保电力及电子信息系统的安全系数，等电位联结的作用范围不宜过大。总等电位联结作用于综合楼的内外。通过设置等电位联结，建筑物内的接触电压可得到有效降低，电气线路及各类金属构件引入室内的故障电压造成的危害可以消除，避免雷电波侵入带来的危害。本工程设置总等电位联结，在地下室变配电室处距地0.5米设置总等电位端子箱（MEB），在卫生间及茶水间等潮湿场所设置局部等电位端子箱，卫生间的局部等电位端子箱安装在洗手盆侧墙距地0.5m处，茶水间的局部等电位端子箱安装在饮水机的侧墙距地0.5m处。所有金属构件均应与等电位端子箱可靠连接。从基础接地的钢筋网焊接两根40x4热镀锌扁钢与总等电位端子箱连接，并采用截面积为25mm²的BV-105导线将配电柜PE母排和建筑物的金属构件相连。总等电位端子箱间可靠焊接，焊接导体为40×4的镀锌扁钢。局部等电位端子箱与基础接地系统可靠焊接，焊接导体也选择40×4的镀锌扁钢。5节能环保专篇5.1供电系统的节能合理选择供电方式及供电电压，使用两台变压器同时分列运行，实现经济运行。变电所设在地下室中心位置，接近用电负荷中心，降低了系统的传输损耗。在变电所的低压侧对无功功率进行补偿，将功率因素提高至0.9，降低了电力损耗，提高了设备的使用效率。合理选择干线的截面积，分配三相负荷，使其尽量平衡，减少零线电流。5.2照明系统的节能严格按照规范确定各场所的照度标准，同时对照明功率密度限值作出要求，尽可能将实际照度与照度标准值的差值控制在±10%照度标准值内。选用符合相关能效标准的高效率节能灯具，光源显色指数Ra大于等于80，选用T8标准直管荧光灯。5.3建筑设备的节能不选用淘汰产品及限制使用的产品，应选择实用、经济、技术先进、节能环保的电气设备，提高电气设备的利用效率，实现电能的效益最大化。消防水泵、消防电梯、普通电梯、生活水泵等设备容量在22kW以上的电动机选用起动方式为星形-三角形起动的异步电动机，生活水泵及空调等用电设备采用变频控制，多台电梯采用联控措施，减少电能的浪费。6机电抗震设计为保证机电系统在设防烈度的作用下不损坏，本工程对变压器、柴油发电机组、消防水泵、生活水泵、消防电梯、普通电梯等用电设备采取机电抗震措施。柴油发电机组的抗震设计需要遵循以下基本原则：（1）对震动隔离装置进行合理设置；（2）在和外部管道地链接方面，需要对柔性连接模式加以运用；（3）对于设备和其他减震装置方面的地脚螺栓性能必须足够高，要求其必