天津理工大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书
第一章 绪论
1.1 引言
随着社会的发展、科技的进步、人民生活水平的提高，我国的建筑行业突飞猛进，高层建筑应运而生，城市中各类高层超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。由于高层建筑符合了人们对居住环境、科技、娱乐、教育等方面的要求，所以在21世纪高层建筑得以飞速发展。其中高层住宅楼，因其为住户提供的安全、舒适、高效、节能的居住环境，受到了越来越多人的青睐，也成为现代人主要的居住方式。与此同时，高质量的高层住宅楼供配电系统的设计就显得尤为重要。在电气设计时既要考虑用电负荷日益增长的需要，又要满足供电的可靠性及安全性的要求。供配电系统的设计直接影响着住宅的整体供电性能。合理的供配电系统，可以给人们的生活带来便利，改善居民的生活质量，使城市生活更加美好。
1.2 课题的国内外发展状况
20世纪90年代初至今，随着我国建筑电气行业的管理水平不断提高，新的法令、法规、规范、规程和标准等不断颁布、修订、补充和完善，并逐步与国际标准接轨，使得迅速发展的电气新技术在工程实践中的应用更加规范化[1]。
近50年以来，我国的供配电技术也取得了很大的进展。由于建筑逐渐向着建筑面积大、功能复杂、建筑设备多、能耗大的方向发展，所以，在对供配电系统进行设计时，对电气设备的要求、供电系统的可靠性等都大大提高了。随着新一代高性能智能电器的出现，使得建筑供配电系统的设计更加完善。
针对高层建筑的供配电系统的设计，它除了满足一般建筑工程的电气设计、遵循国家有关工程设计的法规和政策之外，还要遵循针对高层建筑的设计规范。
1.3 课题的研究内容与方法
本课题以高层建筑的供配电系统为研究对象。为了达到用户能够安全、可靠、高效用电的目的，我们对高层建筑的供配电系统整体进行设计。其中包括对建筑负荷的计算，选择恰当地供电方式；进行短路电流的计算，选择合适的导线及低压电器产品；对室内
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照明进行设计；对防雷接地的设计等。
本课题拟采用的技术路线是通过对高层住宅楼供配电系统的负荷、线路的短路电流计算、室内的照度等进行计算。并以此来确定供配电系统的供电结构、选择恰当地配电线路及敷设方法、完成照度系统的设计等。同时为了提高设计质量及缩短设计周期，本课题采用功能强大的建筑电气软件AutoCAD来设计供配电系统的电路图。
1.4 课题的研究步骤与依据
第一步：深入学习高层住宅楼供配电系统的相关知识。第二步：熟练掌握AutoCAD软件的使用方法。第三步：完成整个住宅楼的负荷计算及短路电流计算。第四步：完成低压电器设备的选择。第五步：配电系统及防雷接地的设计 。第六步：使用AutoCAD软件设计出电路图。其中使用AutoCAD软件设计照明配电箱供电系统图如图1.1所示:
图1.1 照明配电箱供电系统图
Fig.1.1 Lighting distribution box supply power system figure
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电源箱供电系统图如图1.2所示：
图1.2 电源箱供电系统图
Fig.1.2 Power source box supply power system figure
电表箱供电系统图如图1.3所示：
图1.3 电表箱供电系统图
Fig.1.3 Electric meter box supply power system figure
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AutoCAD配电干线图如图1.4所示：
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图1.4 AutoCAD配电干线图 Fig.1.4 AutoCAD Distributing main figure
1.5 课题的研究依据
本课题设计是对某高层住宅楼的电气设计，其主要概况是：地上十八层，地下一层的住宅楼，地下一层为人防间，里面设有防毒室，配电室，供水间。本设计用到的设计依据有：
1、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008 2、《建筑物防雷设计规范》GB50016—2006 3、刘介才.工厂供电.北京：机械工业出版社，2009
4、张九根.高层建筑电气设计基础.北京：中国建筑工业出版社，2011 5、其他有关国家及地方的现行规程、规范及标准。
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第二章 负荷计算
2.1 负荷分级
2.1.1负荷
1．电力负荷与电量
在电力系统中，用电设备需用的电动率称为电力负荷或功率。功率是表示能量变化速率的一个重要物理量。电功率又分为有功功率，无功功率和视在功率。电阻性用电设备消耗电能的功率称为有功功率[10]，其用P表示；纯电感（或纯电容）性设备不消耗电能，它与电源进行能量交换的功率称为无功功率，其用Q表示；视在功率在三相交流电
P2?Q23路中是乘以线电压和线电流，其用S表示。它们之间的关系为：S=。
所谓电量，指用电设备所需用的电能数量。有功电量表示用电设备所消耗的电能数量，无功电量表示用电设备与电源所交换的电能数量。
2．负荷计算的内容和目的
在进行高层住宅楼供电设计时，基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量，额定电压等，这是设计的依据。因为所安装的设备并非都同时运行，所以不能用设备额定容量来选择各种用电设备而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内时大时小的变化着，所以是不能直接用额定容量（也称安装容量）来选择供电设备和供配电系统的。因而，供配电设计的第一步，是需要计算全厂和各用电设备的实际负荷。
计算负荷是确定供电系统，选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全，经济运行的必要手段。
负荷计算主要包括：
（1）求计算电流。目的是为了合理的选择工厂各级电压供电网络，变压器容量和电器设备型号。
（2）计算尖峰电流。用于计算电压波动，电压损失，选择熔断器和保护元件等。
2.1.2电力负荷的分级
电力系统应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影
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