1、兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )- I -摘 要随着社会进步和技术发展，建筑电气技术也有了很大的发展，而且建筑电气已经成为现代建筑的重要内容之一。本设计以国家相关规范为准则，以安全用电、节约能源为指导，着眼于提高广大人民的物质、文化生活，体现小康社会物质的富有和生活的幸福，应用现代电气技术，完成了瓜州二中图书实验综合楼的配电、照明及弱电的设计。本文根据民用建筑电气设计的基本要求和土建设计意图，首先对电气设计的范围、内容以及设计规则、设计步骤和设计依据等做了基本的叙述。第二章详细的叙述了民用建筑照明的种类、照度标准和照明节能，以及电光源和灯具的选择、布置、安装等方面。并针对瓜
2、州二中的照度和电力负荷进行计算。通过计算，得出房间内灯和插座的数量，并且得出总的功率，然后合理的选择器件，并充分考虑了安全用电和经济性等方面。最后以 AUTOCAD、天正电气软件为设计平台，完成了瓜州二中图书实验综合楼电气照明部分的电气设计。主要包括照明系统、平面设计、配电系统设计等。关键词：电气设计；电气照明；负荷；配电系统全套图纸，加 153893706兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )- II -AbstractAlong with the social progress and technological development, the construction e
3、lectricity technology has also made great progress, moreover the construction electricity already became one of important contents of modern architecture.This design based on the national correlate standard, instructed by safe use of electricity and energy conservation, in order to improve the gener
4、al people material, and cultural life, manifesting the well-off social material richness and the happiness of life, using modern electrical technology, has completed the Guazhou No.2 Middle School power distribution, the illumination, and the weak electricity design.According to the basic requiremen
5、ts of construction electrical design and the intention of civil design, extent and content of the electrical design, design rule, step and basis are expounded firstly, and then the types of civil construction lighting, the standard of and lighting saving energy are described in detail in chapter 2,
6、as well as the electric light source and the selection, layout and installation of the lamps. Aiming at the Guazhou No.2 Middle School, illumination and electrical load are calculated. After calculation, the amount of lamp and outlet in the room and total power are known, and then device are chose r
7、easonably, also the safety and economy of electricity are also considered.Finally, the electrical design of Library and Laboratory Building of Guazhou No.2 Middle School is completed by using AUTOCAD and Tianzheng electrical software .The design includes lighting, graphic design, power distribution
8、network and so on.Key words：Electric design，Electric illumination ，Load ，Distribution system兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )- III -目 录摘 要 .IAbstract II1 绪论.11.1 建筑电气的发展现状11.2 设计原则和依据11.3 设计内容22 照明设计.32.1 照明概述32.2 照明技术的基本知识32.3 照明方式分类42.4 照明种类42.5 照明光源的选择52.6 照明灯具的选择及布置方式52.7 照度计算62.7.1 照度计算的方法.62.7.2 瓜州二中
9、图书实验综合楼的照度计算.82.8 应急照明93 负荷计算及低压电器选择.123.1 计算负荷的确定123.1.1 设备容量的计算.123.1.2 按需要系数法确定三相用电设备组的计算负荷.133.1.3 单相负荷换算成等效的三相负荷.143.1.4 瓜州二中图书实验综合楼的负荷计算.153.2 导线和配电箱的选择方式203.2.1 导线的选择原则及参数.203.2.2 配电箱的选择.223.3 低压电器的选择223.3.1 供配电系统和配电方式.223.3.2 自动空气开关及其选择.233.3.3 电度表的选用.253.4 插座选择原则.26兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文
10、)- IV -3.4.1 插座的设计原则.263.4.2 插座的接线.263.4.3 漏电保护.274 弱电系统的设计.284.1 概述284.1 有线电视系统设计284.2 电话通信系统设计294.3 瓜州二中图书实验综合楼弱电系统的设计29结 论.31致 谢.32参 考 文 献.33兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )1 绪论建筑电气是以电能、电气设备、计算机技术和通讯技术为手段来创造、维持和改善建筑物空间的声、光、电、热环境的一门科学。随着建筑技术的迅速发展和现代化建筑的出现，建筑电气所涉及的范围已由原来单一的供配电、照明、防雷和接地，发展成为以近代物理学、电磁学、无线电
11、电子学、机械电子学、光学、声学等理论为基础的应用于建筑工程领域内的一门新兴学科，而且还在逐步应用新的数学和物理知识结合电子计算机技术向综合应用的方向发展。这不仅使建筑物的供配电系统、照明系统，实现自动化，而且对建筑物内给排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、保安监视系统、通信及闭路电视系统、经营管理系统等实行最佳控制和最佳管理。因此，现代建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志。1.1 建筑电气的发展现状建筑电气的发展与高层建筑和现代化建筑的发展有着密切的联系。随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，高层建筑和旅游建筑的建设向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。这些方面必然地对电气设计有许多
12、新的要求，使建筑电气的设计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。以微电子应用技术为代表的新技术已渗透到高层建筑的各个应用领域，电气设备投资比例目前已超过 20%，并且有增大的趋势。因此，建筑电气正在形成自己独特的专业理论体系，它的理论基础早已超出电工学的范围，涉及到无线电电子学、电磁场理论、电声学、计算机技术和光纤通信等有关方面 1。1.2 设计原则和依据本次设计完全遵循民用建筑电气设计的原则和设计依据。民用建筑电气设计的原则和设计依据概括起来有下述几个方面。(1) 设计的原则：电气设计必须贯彻执行国家有关工程建设的政策和法令，应符合现行的国家标准和设计规范。(2) 设计的依据：经过有关部门正式
13、批准的设计任务书是初步设计的主要依据；经过有关部门审查批准的初步设计文件和修改意见以及建设单位的补充要求是施工图设计的依据 2。中华人民共和国现行主要标准及法规：(1) 建筑照明设计标准 GB50034-2004；兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )(2) 民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008；(4) 供配电系统设计规范GB50052-95；(3) 有关国家及地方的现行规程，规范及标准。1.3 设计内容以 AUTOCAD、天正电气软件为主要设计平台，完成瓜州二中图书实验综合楼电气照明部分的设计，主要包括照明系统设计、平面设计、配电系统设计等。设计主要工作包括：(1) 根据
14、设计手册的规定并结合实验楼的具体用途，确定灯具类型。(2) 进行照度计算，确定灯具的数量，并绘制照明平面图。(3) 选择插座型号、开关型号。(4) 连接照明回路、插座回路。(5) 根据回路的具体情况，进行负荷计算，并选取导线型号、进线电缆型号、配电箱型号、配电屏型号。(6) 绘制配电系统图。(7) 绘制电气说明图。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )2 照明设计2.1 照明概述电气照明是建筑物的重要组成部分。照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还影响建筑艺术的效果。学校照明的目的是为教师和学生创造一个良好的光照环境，满足学生和教师的视觉作业要求，保护视力，提高教学与学习效率。
15、室内照明系统由照明装置及其电气部分组成。照明装置主要是灯具，照明装置的电气部分包括照明开关、照明线路及照明配电等 3。2.2 照明技术的基本知识电气照明是是建筑物的重要组成部分。照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还影响建筑艺术效果。因此我们必须熟悉照明系统的概念和掌握基本的照明技术。(1) 应有足够的照度教室内的视觉作业主要有：学生看书、写字，看黑板上的字与图，注视老师的演示；教师看教案、观察学生、在黑板上书写等。学校以白天教学为为主，也应考虑晚间上课、自习等活动。教室内除自然采光外，还必须设置人工照明。在阴、雨天或冬季的下午，人工照明应能灵活地、有效的补充自然采光的不足。所以，教室应有足
16、够的照度，来满足教学需要。我国目前教室实测照度多为 200300lx 之间，平均照度为232lx，实际照度和设计照度均较低，而 CIE 标准规定普通教室为 300lx。我国参照CIE 标准，将教室定为 300lx，包括夜间使用的教室。多媒体教室的实测照度也大多在 200300lx 之间，考虑因有视屏视觉作业，照度不宜太高，定为 300lx。黑板的垂直面的照度至少应与桌面照度相同，为保护学生视力，照度标准定为500lx。另外其它地方综合设计标准及自己设计教学楼的实际情况所定。(2) 亮度要合理分配当眼睛注视一个目标时，便确立了一种适应水平。当眼睛从一个区域转向另一个区域时，就要适应新的水平。如果
17、两个区域亮度水平相差很大，瞳孔则会急骤变化，从而会引起视觉疲劳。视看对象的亮度与环境亮度差别越小，舒适感越好。教室亮度分布最佳的条件如下： 物体的亮度应该等于或少大于整个视觉环境的亮度。 环境现场中较大面积的亮度不应与工作面亮度差别过大，两者越接近，舒适感越好。 兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 高亮度不应超过工作面亮度的 5 倍，低亮度时最低不得低于 132。 工作物体临近的那些表面亮度不应超过工作物体本身的亮度，也不应低于工作物体亮度的 13。(3) 应防止直射眩光、减少光幕反射有的被视看物体表面存在漫反射，也有的存在镜面反射。当视看方向恰好与光源入射光线的镜面反射方向
18、重合时，视看对象亮度显著增高，使原有的对比大为减弱，造成被视物体模糊不清，如同笼罩一层光幕，这种现象称为光幕反射。光幕反射损害作业的对比度，使可见度下降，同时造成烦人的视觉干扰，破坏视觉舒适感。在照明设计时在教室内不允许使用露明荧光灯，如盒式荧光灯，因为它造成严重的失能眩光。由于眼睛经常扫视周围环境，为降低瞬时适应造成的视觉疲劳，应减少周围环境亮度与工作面亮度的差别。二者亮度越一致，瞬时适应造成的影响越小。学校照明除应满足视觉作业要求外，尚应做到安全、可靠，方便维护与检修，并与环境协调。2.3 照明方式分类进行照明设计，必须对照明方式和种类有所了解，才能正确规划照明系统。关于照明方式可分为三种
19、：一般照明：在整个房间内普遍地产生规定的视觉条件的一种照明方式，其中，在整个房间的被照面上产生不同照度的，称为分区一般照明。一般照明的照明器在被照空间均匀布置，适用于对光照方向无特殊要求的场所。局部照明：局限于工作部位的固定的或移动的照明，是为了提高房间内某一工作地点的照度而装设的照明系统。混合照明：一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作位置需要较高照度并对照射方向有特殊的要求的场所，宜采用混合照明。此时，一般照明照度宜按不低于混合照明照度的 5-10%选取，且不低于 20lx。2.4 照明种类照明的种类分为以下几种：正常照明：在正常工作时使用的室内外照明。它可以单独使用，也可以与事故照明
20、、值班照明同时适用，但控制线路必须分开。事故照明：在正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或人员疏散的照明。事故照明灯具宜布置在可能引起事故的场所以及主要通道和出入口，并在灯的明显部位涂以颜色，以示区别。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )值班警卫照明：供值班和警卫人员使用的照明。可利用正常照明能单独控制的一部分，或利用事故照明的一部分或全部作值班照明。障碍照明：装设在建筑物上作为障碍标识用的照明。在飞机场周围较高的建筑物上或有船舶通行的航道两侧的建筑物上，应该按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明灯。2.5 照明光源的选择根据光源的工作原理，目前广泛应用于照明的电光源有两
21、类。(1) 热辐射光源主要是利用电流将物体加热到白炽状态而发光的光源，如白炽灯、卤钨灯。(2) 放电光源利用电流通过气体而发射光的光源，它具有发光效率高、使用寿命长等特点，发展很快，现在已有各种各样的类型，在照明工程中获得广泛的应用。按放电的形式分： 辉光放电灯，这类灯由正辉光放电柱产生光，电流密度小，通常需要很高的电压，也称冷阴极灯。 弧光放电灯，又称热阴极灯，这类灯主要利用正弧光放电柱产生光，需要专门的启动器件及线路才能正常工作，如荧光灯、汞灯、钠灯等均属于弧光放电灯。教室照明推荐使用荧光灯，因为荧光灯光效高、光色好、亮度低、节约电能，易于满足照度均匀的要求。本设计中普通教室一律采用 40
22、W 荧光灯，双管安装。2.6 照明灯具的选择及布置方式(1) 照明灯具的选择灯具的作用是固定光源，把电光源的光能分配到需要的方向，防止光源引起的眩光以及保护电光源不受外力、潮湿及有害气体的影响。灯具结构不仅应便于制造、安装及维护，还要考虑美观。照明灯具的种类很多，按辐射的光通量分布特性来分，有深照型、配照型、漫射型、光照型等；按结构特点来分，有开启型、封闭型、密闭型、防爆型等；按使用场所来分，有民用灯具、建筑灯具、舞台灯具、庭院灯具等。设计时，应根据环境条件、灯具光强分布、限制眩光、外形美观与建筑协调等条件来选择。在选择照明灯具时还应注意： 普通教室宜选用有一定保护角、效率不应低于 75%的开
23、启式配照型灯具，不宜采用裸灯及盒式荧光灯具。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 有要求或有条件的教室可采用带格栅或带漫射罩型灯具，其灯具效率不宜低于 60%。(2) 照明灯具的布置方式灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。它对照明质量有及其重要的影响。灯具的布置合理与否还影响到照明装置的安装功率和照明设施耗费，以及照明装置维护兼修的方便与安全。在一个场所内，需要考虑工作人员在任何地方进行工作的可能性，各点照度差别不能过大。一般不低于或高于平均照度的 1/6 就属于允许范围。从节能方面考虑，均匀度可以有所降低。在均匀布置的场合中，照度的均匀性决定于照明灯具的光分布和灯具之间的
24、相对距离。所谓相对距离是灯与灯之间的距离 S 与灯与灯的悬挂高度 h 之比。对于某一种照明灯具，当相对距离 S/h 不变时，照度的均匀性也不改变，这就是说，可以同时加大灯的悬挂高度 h 和灯间距 S 而能够保持相同的均匀度。灯具的布置还要考虑建筑的结构形式、设备布置情况以及安全维修等要求。对光源的布置，其灯间距 S 的确定见表 2.1。当靠墙处无工作面时，灯具离墙距离为 0.40.6S，靠墙处有工作面时，距墙不大于 0.75m。表 2.1 直接型灯具按最大允许距离比分类分类名称 距高比 S/h 1/2 照度角特窄照型窄照型(深、急照型)中照型广照型特广照型S/h0.50.5S/h0.70.7S
25、/h1.01.0S/h1.51.5S/h14 o14o 19 o19o 27 o27o 37 o37o 2.7 照度计算2.7.1 照度计算的方法照明计算的方法通常有利用系数法、单位功率法和逐点计算法三种。利用系数法、单位功率法主要用来计算工作面上的平均照度；逐点计算法主要用来计算工作面上任意点的照度。任何一种计算法都只能做到基本准确。本设计中照明的计算一律采用单位功率法。下面对单位功率法做进一步的描述。单位功率法的实质是单位面积的安装功率，用每单位被照水平面上所需要灯的安装功率来表示。为了简化计算，可根据不同的照明器类型、不同的计算高度、不同的兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文
26、 )房间面积和不同的平均照度要求，应用设计手册列出表格，供设计时查用。该方法通常称为单位功率法。单位功率法计算非常简单，但计算结果不准确，一般适用于生产及生活用房平均照度的照明设计方案或初步设计的近似计算。初步设计时，还可以按单位建筑面积照明用电指标来估算照明功率。单位功率法：(1) 计算公式每单位被照面积所需的灯泡安装功率：(2.1)AnPL0式中：房间安装光源的总功率，W；P房间的总面积， ；A2m房间内灯的总盏数；n每盏灯的功率，W；L单位功率，即房间每平方米应装光源的功率， 。0P 2m/W(2) 使用单位容量法求照明灯具的安装容量或灯数单位功率 取决于以下各种因素：灯具类型，最小照度
27、，计算高度及房间面积，0顶棚、墙壁、地面的反射系数和照度补偿等。此外还与照明的布置和所选用的灯泡效率有关。参照自己的设计，依据设计手册及节能要求，学校建筑照明的单位面积安装功率以及楼梯及走廊的设计规范见表 2.2 和表 2.3 所示。表 2.2 学校建筑照明的单位功率表房间或场所 照明功率密度( )2m/W对应照度值(lx)教室、实验室、多媒体教室 9 300休息室、门厅 8 100厕所 6 75表 2.3 一般建筑物公用地点灯泡的安装功率(W)灯具形式 楼梯间(10m) 走廊(10m)圆球灯 60 60半圆吸顶灯(单) 40 40顶棚灯座(带伞) 25 25兰 州 交 通 大 学 毕 业 设
28、 计 (论 文 )本综合教学楼设计中灯具安装的数量一律参照表 2.2 和 2.3 计算。考虑到节能、设计情况的不同，其中的照度达到要求即可。2.7.2 瓜州二中图书实验综合楼的照度计算以下是本设计的照度计算(1) 地下室照明计算 体育器材室：安装双管荧光灯。已知: ， ， W。2.318.74Am70P2/80LP由(2.1)式求得： 。 取 3。7.231Ann 自行车库：安装双管荧光灯。已知： ， ，40240425471 .).(A 2m50P2/WW。80LP641338892 2m由(2.1)式求得： 。 取 154.150.7510LPAnn。 取 26.268.420L 值班室：
29、安装双管荧光灯。已知： ， ， W。5204.A2m90P2/80LP由(2.1)式求得： 。 取 25.LAnn 楼梯：吸顶安装 20W 带伞的顶棚灯座白炽灯。(2) 一层照明计算 化学实验室：安装双管荧光灯。已知： ， ， W。108234A2m90P2/80LP由(2.1)式求得： 。5.18LAn为了安装美观 取 12。n生物实验室面积和化学实验室相同，所以 取 12。n 药品室，标本室：安装双管的荧光灯。已知： ， ， W。2054.Am90P2/80LP兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )由(2.1)式求得： 。 取 2。5.80290LPAnn 准备室：安装双管的
30、荧光灯。已知： ， ， W。2024A2m02/80LP由(2.1)式求得： 。 189LPAn 值班室：安装双管的荧光灯。已知： ， ， W。1943A202/0L由(2.1)式求得： 。 取 2。6.189.4LPAnn 打印室：安装双管的荧光灯。已知： ， ， W。491834A2m02/0L由(2.1)式求得： 。849.1LPAn 卫生间，盥洗室，残卫：吸顶安装 40W 带伞的顶棚灯座白炽灯。(3) 二，三层房间面积和一层相同，所以照明计算如一层。(4) 四层照明计算 美术，书法教室：安装双管的荧光灯。已知： ， ， W。10A2m150P2/80LP由(2.1)式求得： 。 取 1
31、8。7.190Ann 书库：安装单管的荧光灯。已知： ， ， W。26583542.Am0P2/40LP由(2.1)式求得： 。 取 16。140LAPnn 阶梯教室：安装双管的荧光灯。已知： ， ， W。413824A202/80LP由(2.1)式求得： 。 取 18。184.3LPAnn兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )2.8 应急照明应急照明是现代建筑中的一项重要安全设施。特别是在公共建筑物发生火灾、电源故障断电时，应急照明对人员疏散、消防和救援工作、保障人身安全、进行必要的操作处理或维持工作继续进行有着重要的作用。应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，供人员疏散、保
32、障安全或继续工作的照明。应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。应急照明设计要求：(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 0.2lx。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 0.5s 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
33、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%。(4) 转换时间的确定转换时间根据实际工程及有关规范规定确定。 备用照明的转换时间不应大于 15s。 疏散照明的转换时间不应大于 15s。 安全照明的转换时间不应大于 0.5s。转换时间的确定主要从必要的操作、处理及可能造成事故、经济损失考虑，某些场所要求更短的转换时间，对于有严重危险的生产场所，应按其生产实际需要确定。对于疏散照明和备用照明只要采用自动转换是容易实现的。(5) 应急照明灯具的安装位置疏散指示标志照明主要在疏散通道的拐角处或交叉处
34、、较长的疏散通道中间等处设置疏散指示标志灯。疏散通道中间所设置的疏散指示标志灯的数量，按其间距不大于 20 确定；疏散指示标志灯的安装位置一般确定在疏散通道、通道拐角处以及楼梯m间的侧面墙上；安装高度离地面 1.0m 以下，选择具有防机械损伤和防触电措施的灯具，以确保灯具和人身的安全。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )安全出口标志照明主要在每层楼的出口和应急出口处、各层通向楼梯间的出口处设置安全出口标志灯。出口标志灯安装在出口门内侧的上方，一般安装高度为疏散门上方 0.20.3m。应急照明灯主要安装在走廊、疏散楼梯间等处。(6) 应急照明的光源选择本设计只有应急照明和疏散照明
35、，应急照明电源是当正常电源不再提供正常照明需要的最低亮度的状态，即正常照明电源电压降为额定电压 60以下时，转换到应急照明电源供电。应急照明电源大致可以分为以下几种类型： 来自电力网有效地与正常电源分开的馈电线路。 柴油发电机组。 蓄电池组，又分为以下几种情况： 灯内自带蓄电池，即自带电源型应急灯。 集中设置的蓄电池组。 分区集中设置的蓄电池组。 组合电源：即由以上任意两种以至三种电源组合供电方式。本设计中，安全出口标志灯 10W；疏散标志灯 10W。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )3 负荷计算及低压电器选择负荷是指发电机或变电所供给用户的电力，其衡量标准为电气设备(发电机
36、，变压器和线路)中通过的功率或电流，而不是指它们的阻抗。负荷计算的目的在于正确的选择电气设备和电工材料，例如进线开关容量和进户线截面的大小，建筑物的电力变压器容量等，同时也为能合理的进行无功功率补偿提供依据。在进行负荷计算时，要考虑环境影响及社会因素影响，并未将来的发展留有适当的余地。3.1 计算负荷的确定确定计算负荷的方法很多，常用的有需要系数法，二项式系数法等。由于需要系数法比较简单，因而广泛使用。本设计选用的是需要系数法。3.1.1 设备容量的计算每台用电设备的铭牌上都标有“额定功率”，但是由于各用电设备的额定工作条件不同，例如有的是长期工作制，有的是重复短时工作制，因此这些铭牌上的额定
37、功率就不能简单的直接相加，而必须先换算到同一工作制下的额定功率称为“设备容量”，用 表示。eP(1) 用电设备的工作制用电设备按其工作方式可分为三种： 长期连续工作制：指在规定的环境温度下连续工作，在设备的任何部分产生的温度和温升都不超过允许值。 短时运行工作制：用电设备的运行时间短而停歇时间长，在工作时间内，用电设备来不及发热到稳定温升就开始冷却，而其发热足以在停歇时间冷却到周围环境的温度。 重复短时(断续)工作制：用电设备为断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。重复短时(断续)工作制，也称为断续周期工作制。通常用负荷持续率来表示在一个工作周期工作周期工作时间的长短，负荷持续率
38、又称负荷暂载率。(2) 设备容量的确定确定各种用电设备的设备容量的方法如下： 对长期连续工作制和短时运行工作制的用电设备，设备容量就是铭牌上的额定功率。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 对重复短时断续工作制(断续周期工作制)的用电设备，设备容量就是将设备在某一负荷持续率下的铭牌容量统一换算到一个规定的负荷持续率下的功率。当然，这种换算应该是“等效”换算，即按同一周期内相同发热条件进行换算。3.1.2 按需要系数法确定三相用电设备组的计算负荷(1) 用电设备组的有功，无功和视在计算负荷当确定了各用电设备容量之后，就要将用电设备分类，即将工艺性质相同的，并有相近的需要系数的用电
39、设备合并成组，进行用电设备组的负荷计算。有功计算负荷，等于同类用电设备的设备容量总和，乘以一个需要系数，即：(3.1)exjsPK式中： 有功计算负荷(kW) ；jsP同类设备的中设备容量(kW) ；e同类设备的需要系数。xK需要系数与用电设备的工作性质，设备效率设备台数 线路效率以及工艺设计的因素数有关。同时，还与操作工人的熟练技术程度和生产主旨的多种因数有关。计算因数又复杂又困难，所以通常根据对各类负荷的实际测量进行统计分析，将所有影响计算负荷的因数综合成一个系数，称需要系数。无功计算负荷为：(3.2)tanPQjsj式中： 无功计算负荷(kW) ；jsQ有功计算负荷(kW) ；jP对应与
40、用电设备组的正切值(为用电设备组的平均功率因数)。tan视在计算负荷为：(3.3)2jsjjsQPS或 (3.4)cojjs式中： 视在计算负荷(kW) 。jsS计算电流为：(3.5)NjsjsUSI3兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )式中： 计算电流(A)；jsI用电设备的额定电压(V)。NU(2) 配电干线或变电所的有功，无功和视在计算负荷在求出各类用电设备计算负荷的基础上，即可求出配电干线或变电所低压母线上总的计算负荷。因为总的负荷是由许多不同类型的用电设备组成，而各组用电设备的最大负荷往往不能同时出现，所以在确定低压干线上的计算负荷时，要乘上一个同时系数，该系数的数值
41、是根据统计规律和实际测量的结果而定。总的有功计算负荷为：(3.6)jsPjsK式中： 总的有功计算负荷(kW)；jsP有功同时系数，一般取 0.80.9；K各组用电设备的有功计算负荷之和(kW)。js总的无功计算负荷为：(3.7)jsqjsQK式中： 总的无功计算负荷(kW) ；jsQ无功同时系数，一般取 0.930.97；qK各组用电设备无功计算负荷之和(kW) 。js总的视在计算负荷为：(3.8)2QPSjs式中： 总的视在计算负荷(kW) 。jsS总的计算电流为：(3.9)NjsjsUSI3式中： 总的计算电流(A)；jsI干线上的额定电压(V)。NU由于各组设备的功率因数不一定相同，因
42、此在总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组用电设备的视在计算负荷或计算电流之和来算。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )3.1.3 单相负荷换算成等效的三相负荷在低压配电线路中，常常接有各种单相设备，这些单相设备应尽可能的均衡分配在三相，使三相负荷尽可能的平衡。单相用电设备有接于相电压的，也有接于线电压的，前者称为相负荷，后者称为线间负荷。(1) 单相设备接于相电压时的计算首先按最大负荷(有功负荷)相所接的单相设备容量 乘以 3 求得等效的三相设mfeP备容量 ，即：eP(3.10)fe3根据公式(3.11)edjsPK公式(3.2)和(3.4)得：(3.12)cos3Njj
43、sUI即得等效三相计算负荷 ， ， ， 。 jsPjsQjsSj(2) 单相设备接于同一线电压时的负荷计算容量为 的单相设备接在线电压上时，其等效三相设备容量为：ef(3.13)efeP3根据公式 (3.14)djsk公式(3.2)和(3.4)得：(3.15)cosUINjjs即得 ， ， ， 。jsPjsQjsSjI3.1.4 瓜州二中图书实验综合楼的负荷计算地下室负荷计算地下室有 WL1 和 WL2 两条支路，各有三条回路计算分别为：(1) WL1 负荷计算 WL1-1 为照明回路，负荷计算kW760.Pe荧光灯一般取其需要系数 ,功率因数85dK5.0cos兰 州 交 通 大 学 毕 业
44、 设 计 (论 文 )根据式(3.14) 则其计算功率为：kW65.08.7jsP根据式(3.15) 计算电流为：A342jsI WL1-2 为插座回路，负荷计算kW6.1eP插座一般取其需要系数 ,功率因数4.0dK35.0cos根据式(3.14) 则其计算功率为：kW641js根据式(3.15) 计算电流为：A31.85.02jsI WL1-3 为照明回路，负荷计算kW6.eP荧光灯一般取其需要系数 ,功率因数8.dK.cos根据式(3.14) 则其计算功率为：kW16.503.1js根据式(3.15) 计算电流为：A.9.2jsIWL1 的负荷计算为：有功同时系数 9.0K根据(3.6)
45、总的有功计算负荷为kW72.36.17.0PkW490K无功同时系数 93.0K根据(3.7)总的无功计算负荷为kW5.376.198.0QkW0K根据(3.8)总的视在功率为kW26.3.47.22PS兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )根据(3.9)总的计算电流为A58.92036USI(2) WL2 的负荷计算 WL2-1 为插座回路，负荷计算kW4.eP插座一般取其需要系数 ,功率因数4.0dK35.0cos根据式(3.14) 则其计算功率为：kW16.4.js根据式(3.15) 计算电流为：A08.235.jsI WL2-2 为照明回路，负荷计算KW4.1eP荧光灯一
46、般取其需要系数 ,功率因数8.0dK.0cos根据式(3.14) 则其计算功率为：kW8.5.41js根据式(3.15) 计算电流为：A31.7.02jsI WL2-2 为照明回路，负荷计算kW.eP荧光灯一般取其需要系数 ,功率因数85.dK5.cos根据式(3.14) 则其计算功率为：kW02.1.js根据式(3.15) 计算电流为：A43.85.2jsIWL2 的负荷计算为：有功同时系数 。9.0K根据(3.6)总的有功计算负荷为kW64.210.4PkW389K兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )无功同时系数 。93.0K根据(3.7)总的无功计算负荷为kW32.5.1
47、43.0QkW089K根据(3.8)总的视在功率为kW9.3.38.222PS根据(3.9)总的计算电流为A45.09UI用需要系数法将其它各层负荷计算结果列于表 3.13.8 中。表 3.1 第一层 WL3 支路负荷计算序号 回路编号总功率(kW)需要系数功率因数额定电压 (V)视在功率(kW)有功功率(kW)无功功率(kW)计算电流 (A)1 WL3-1 1.24 0.85 0.55 220 1.92 1.05 1.60 8.712 WL3-2 0.46 0.85 0.55 220 0.71 0.39 0.59 3.233 WL3-3 0.08 0.5 0.8 220 0.05 0.04
48、0.03 0.234 WL3-4 2.0 0.4 0.35 220 2.29 0.80 2.14 10.395 WL3-5 1.92 0.85 0.55 220 2.97 1.63 2.48 13.496 WL3-6 1.2 0.4 0.35 220 1.37 0.48 1.28 6.23总负荷 =0.96kWep计算功率 =5.02kWjsP计算电流 =15.20AjsI表 3.2 第一层 WL4 支路负荷计算序号 回路编号总功率(kW)需要系数功率因数额定电压 (V)视在功率(kW)有功功率(kW)无功功率(kW)计算电流 (A)1 WL4-1 1.14 0.85 0.55 220 1.76 0.97 1.47 8.012 WL4-2 1.32 0.85 0.55 220 2.04 1.12 1.70 9.273 WL4-3 2.0 0.40 0.35 220 2.29 0.82 2.14 10.39总负荷 =4.46kWep计算功率 =3.37kWjsP计算电流 =11.02AjsI表 3.3 第二层 WL5 支路负荷计算序号 回路编号总功率(kW)需要系数
