某小学的电气系统工程设计邓文龙

邓文龙

摘要：本设计以珠海市某小学的设计为背景，主要完成该小学的电气系统的强电部分；分别对该小学的供电配电设计，照明设计，防雷与接地等内容进行详细设计。其中的供电配电设计是根据该学校的实际规模和建筑坐落位置的实际情况来选择变电所的位置和类型，设计内容有负荷计算和相关设备的选择等内容；照明设计系统和防雷接地系统设计是根据国家有关规范以及该小学的实际情况完成。

关键词：电气；供配电；照明；防雷接地

1设计概况

本次设计依托的主体为广东珠海市某新建的小学，这所小学占地面积2501平方米，总建筑面积19587.05平方米，其中地面积157.54平方米，地下面积3881.31平方米，地上3层，地下1层，建筑高度15.4米，地上停车68处，其中停车空间15个，残疾停车位5个。地下室有80个停车位。该小学为中大型、多层公共建筑，建筑高度低于24米，地上耐火等级二级，地下耐火等级一级。

2供电配电系统设计

2.1本设计负荷分级

本设计中的消防负荷（含应急照明），安全防卫系统，地下车库，学生宿舍、教室和主要通道的普通照明，厨房主要烹饪设备用电，冷冻库，厨房主要操作间、备餐间的普通照明，电子信息设备机房用电负荷都列为二级；除二级以外本设计的其他负荷都列为三级[1]。

2.2负荷计算

根据各类用电指标和用电网络的负荷估算，以及计算的方式，本设计负荷计算采用需要系数法；

同类设备的计算能力可以将设备的计算能力乘以所需系数（具体需要系数见手册）。不同类型设备的视功率应分别加有功负荷和无功负荷计算。

各用电网络负荷计算如下（仅列出一部分）：

（1）首层~三层教学楼北边一般照明用电Pe为170KW；折算至变压器需要系数KxB为0.65；功率因数为0.85；有功与无功分别为111KW和68Kvar。

（2）首层~三层教学楼南边一般照明用电Pe为125KW；折算至变压器需要系数KxB为0.65；功率因数为0.85；有功与无功分别为81KW和50Kvar。

（3）景观、泛光用电Pe为30KW；折算至变压器需要系数KxB为0.5；功率因数为0.85；有功与无功分别为15KW和9Kvar。

（4）地下室充电桩用电Pe为178KW；折算至变压器需要系数KxB为0.3；功率因数为0.9；有功与无功分别为53KW和26Kvar。

（5）空调动力用电1和2Pe为120KW；折算至变压器需要系数KxB为0.5；功率因数为0.8；有功与无功分别为60KW和45Kvar。

（6）空调动力用电3Pe为110KW；折算至变压器需要系数KxB为0.5；功率因数为0.8；有功与无功分别为55KW和41Kvar。

（7）空调动力用电4Pe为132KW；折算至变压器需要系数KxB为0.5；功率因数为0.8；有功与无功分别为66KW和50Kvar。

（8）热水系统用电Pe为182KW；折算至变压器需要系数KxB为0.7；功率因数为0.8；有功与无功分别为127KW和96Kvar。

（9）生活水泵、雨水泵用电Pe为8KW；折算至变压器需要系数KxB为0.7；功率因数为0.8；有功与无功分别为6KW和4Kvar。

（10）客梯用电Pe为18KW；折算至变压器需要系数KxB为0.8；功率因数为0.6；有功与无功分别为14KW和19Kvar。

（11）首层食堂厨房设备用电Pe为15KW；折算至变压器需要系数KxB为0.6；功率因数为0.8；有功与无功分别为9KW和7Kvar。本工程总计算负荷：Pj=730kW,Qj=210kVar，Sj=760kVA

2.3配电系统的设计

2.3.1低压配电柜的选择

低压配电柜根据实际情况选择抽出式开关柜。母线槽上进线、母线槽上出线、电缆下出线。低压配电回路电压偏差允许值不能满足要求时，应采取增加电缆截面的措施[2]。

2.3.2供电电源和变配电所的选择

供电电源是从小学一层配电室引接一路10kV电源，根据负荷分布及性质在首层设1个10/0.4kV变配电所。

变压器根据实际需求选用了SCB13型干式变压器。变压器的主要接线为D，并按要求设置强制的风冷循环系统及温度的实时监测及报警装置。

2.4备用电源

该项目在底层设立了一个柴油发电单元，作为一个独立的能源，当前功率为250千瓦。如果主电源故障或变压器故障，则在D发电机线路的前端触发NH-KVV-4x2延迟信号。柴油发电机的信号延迟0-10秒（可调），柴油发电机自动启动，柴油发电机在速度、电压、频率和负荷之后30秒运行。当主电源恢复在30-60s之间时，自动恢复ATS。在冷却延迟之后，主电源和柴油发电机自动停止。发电单元的储藏容量必须足以容纳在消防期间的所有电气消防设备，以及Tot容量。存储单元的存储范围不得超过1立方米。柴油闪点不得小于55℃[3]。

2.5电缆型号的选择

本设计中，根据《全国民用建筑工程设计技术措施》当相线截面不大于35mm2时，各保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于35mm2时，各保护线截面至少为相线截面的一半[4]。

3照明光源与灯具的选择

根据相关的规范选择原则以及本设计的实际情况，本设计的光源、灯型选择如下：LED三管格栅灯盘、单管LED日光灯（28w）、双管LED日光灯（2*28w）、应急照明和疏散照明采用的是2w和5w的LED灯。

4防雷与接地系统设计

4.2.1防直击雷

在建筑物天面及易受雷击部位装设避雷网或避雷针作接闪器，利用建筑物基础钢筋做自然接地体，采用地梁底部两主筋沿地下室焊接成环路，作为接地装置，避雷网在整个屋面的网格不大于10m×10m或12m×8m。利用建筑物外轮廓钢柱或柱内钢筋作引下线，其间距不大于18m，各引下线上与接闪器可靠连接，下与接地装置形成电气通路，突出屋面的管道设施与屋面防雷设施相连。

4.2.2防侧击雷

从二楼开始,每一层提供一个均压环,由两个主要的电连接肋骨Φ10或更多的环梁,并与所有的电连接导体、金属门窗、外墙的层。

4.3安全措施

1、本项目低压配电系统接地采用Tn-s系统;

2、中性线和保护性接地线（PE）应在接地点后严格分开。电气设备的所有金属外壳如果在正常情况下不通电则应可靠接地，绝缘损坏时可能发生电压;

3、防雷接地，变压器中性点接地，电气设备保护接地等常见的统一接地装置;

4、在变压器和配电室，水泵房，淋浴房，恒温游泳池等设置本地等电位连接;

5、项目采用通用等电位连接，连接保护主线，设备进线主线和建筑物金属部件;

4.4接地系统

1、根据防雷的设计规范和地方要求，其强、弱电共用联合接地装置，要求接地电阻应小于1欧姆；

2、接地过程中的弱电设备用房的接地需要利用大楼结构本身的统一接地装置来独立设引下线，采用ZR-BV-1x25-PC32。

5总结

本文详细介绍了荷载计算方法，特别是系数法。在设备的选择上，我们必须密切注意市场信息。在满足技术要求的前提下，合理选择产品。这对建筑物的安全稳定运行也非常重要。同时，它可以提高经济需求，减少投资。

参考文献:

[1]国家标准.低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，GB50054-2011.

[2]行业标准.民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工出版社,JGJ16-2008.

[3]设计图集.建筑电气常用数据[M].中国建筑标准设计研究院.04DX101-1-2014.

[4]国家标准.建筑物防雷设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社GB50057-B010.