小区7层住宅楼低压配电系统设计.doc

分类号：分类号：TU976+.1 TU976+.1 U U D D C C：D10621D10621-408408-(20232023)14461446-0 0 密密 级：公级：公 开开 编编 号：号：分类号：分类号：TU976+.1 TU976+.1 U D C：D10621-408-(2023)1446-0 密密 级：公级：公 开开 编编 号：号：成 都 信 息 工 程 学 院成 都 信 息 工 程 学 院 学 位 论 文学 位 论 文 某社区某社区 7 7 层住宅楼低压配电系统设计层住宅楼低压配电系统设计 论 文 作 者 姓 名：论 文 作 者 姓 名：申 请 学 位 专 业：申 请 学 位 专 业：电气工程及其自动化电气工程及其自动化 申 请 学 位 类 别：申 请 学 位 类 别：工学学士工学学士 指指导教师姓名（职称）：导教师姓名（职称）：论 文 提 交 日 期：论 文 提 交 日 期：20232023 年年 0606 月月 1010 日日 某社区某社区 7 层住宅低压配电系统设计层住宅低压配电系统设计 摘摘 要要 这次毕业课程设计的题目是对某社区 7 层住宅的低压配电系统的设计，不考虑电梯设计，每层有 4 户住户，每栋楼有三个单元，不考虑地下层的设计，不考虑屋顶装饰照明的设计。这次毕业课程的设计重要是对于住宅的弱电系统来进行考虑和设计的，设计的重要内容分为四点：1.依据相关规定和条例对负荷等级的划分来拟定本次设计的供电方式以及整个系统的规划方案；2.先把设计的负荷计算出来，然后根据计算的负荷结果来选择出相应的导线的截面积和型号，尚有穿线保护管的型号，断路器的型号，以及相关的电线电缆的选型；3.选择照明灯具，插座系统选择，以及其相应的安装高度尚有导线的敷设方式；4.对住宅安全中防雷和接地安全面的设计，最终得出本次设计的结果和结论。关于这次的课程设计，我们重要是偏重于所学的电气相关的基本的知识和基本的电气理论。本次设计还需按照相关的民用建筑设计规范来规划整体的设计思绪，最终完毕对负荷的计算，照度的计算，设备的选型，以及绘制相关的作业图，社区住宅的配电设计方案。关键词关键词：低压配电系统；负荷计算；、照度；防雷接地设计；设备选择 The Design of Residential 7-story Residential Low-voltage Distribution System Abstract The topic of this graduation design is of a District 7 story residential low-voltage distribution system design,does not consider the elevator design,each layer 4 households,each floor has three units,without considering the underground layer design,regardless of the roof decorative lighting design.This graduation design course is mainly for residential electricity system to consider and design,the main content of the design is divided into four points:1.according to the relevant rules and regulations on the load grade to determine the planning scheme of the design of the power supply and the whole system;2.first calculated the design load,and then according to the calculation results of load to select the corresponding sectional area of wire and type,and wear line protection tube type,circuit breaker type,and the selection of wire and cable related;3.choice of lighting,socket system selection,and the corresponding installation height and wire laying method;4.the lightning protection residential security and grounding safety aspects of the design,finally the design results and conclusions.Regarding this curriculum design,we are mainly focused on the basic knowledge and basic electrical theory which is related to the electrical.This design also need to plan according to the code for design of civil building related to the overall design,the final completion of the calculation of load,illuminance calculation,equipment selection,and chart work related,residential distribution design.Key words:Low-voltage distribution system;load calculation;illumination;lightning protection grounding design;equipment selection目目 录录 论文总页数：27 页 1 引言.1 1.1 设计背景.1 1.2 设计目的与内容.1 1.3 设计资料.2 2 负荷估算与分派.3 2.1 负荷等级的拟定.3 2.1.1 负荷分级的相关规范.3 2.1.2 本工程的负荷情况.4 2.2 总负荷估算.4 2.3 负荷分派.6 2.3.1 用户室内负荷计算(需要系数法).6 2.3.2 用户室外负荷计算(需要系数法).6 2.3.3 用户电能表的选择.7 2.4 功率补偿计算.7 3 电气照明设计.8 3.1 照明设计的目的与规定.8 3.2 照明方式.9 3.3 光源和灯具.9 3.3.1 光源种类.9 3.3.2 灯具的负荷计算.9 4 插座系统设计.12 4.1 插座的安装选择和高度.12 4.2 插座的安装型式 .13 4.3 本工程的插座系统设计.13 4.4 房间布线设计.14 5 低压配电系统设计.15 5.1 低压线路接线配电设计.15 5.2 导线和电缆的选择.19 5.2.1 导线和电缆选择原则.19 5.2.2 本工程导线的选择.20 5.2.3 本工程电缆的选择.23 5.3 断路器的选择.24 5.4 配电变压器的选择.26 6 防雷系统与接地系统设计.27 6.1 建筑物的防雷等级.27 6.2 防雷措施.28 6.3 接地系统设计.29 结 论.30 参考文献.32 致 谢.33 声 明.34 附 录.36 1 引言引言 1.1 设计背景设计背景 目前在我国的城乡建设的发展局势下，社区住宅建筑物的向着高层化，多样化，集群化的趋势去发展改变。所以一个完整的社区住宅的低压配电系统的设计是从用户开始，最终到达社区建筑群，这中间所涉及设计的相关的电气设计就是社区住宅电气的设计。在设计中，现在的住宅电气设计，在技术，产品的选择，设计的思想等很多方面都是与以往传统的设计大相径庭。并且，随着着我国房地产开发产业的蓬勃发展和国民生活水平的提高，全国各个地区的中高档的住宅社区是越来越多，品质也是越来越高。因此，我们对用户负荷的准确的计算，对配电设施合理的选择，这样才干让社区的居民现在以及将来的用电需求才干得以满足，并且这样还能有效的使得工程造价减少到最少，用户舒适了，资源也得到了节约。在我国的城乡电网建筑的改造与建设中，供配电设计重要向着节电，节地，小型化，紧凑化，并且没有人值守的方向发展。现在住宅社区也取代了过去的住房，随着科技的发展，很多新的科学技术也应用到了住宅建筑中，给人们提供了更好更舒适的居住环境。这些在有关的照明，防雷接地系统的设计，供配电方式的设计中居民的规定更高，低压配电也就走向了高品质，同时也向着综合的多功能的方向发展。本次的课程设计是在相关的规范和标准下进行的社区住宅低压配电系统的设计，满足人身，建筑以及设备的安全条件。1.2 设计目的与内容设计目的与内容 本次课程设计的题目是某社区 7 层住宅楼的低压配电系统设计。设计中我们通过查找相关的规范资料以及具体的一些工程实例，尚有自己在专业课中学习到的电气相关的基础知识理论，已经初步的对建筑电气设计的基本方法有所掌握，并将理论和实践更好的结合起来，把所学的东西用到实践当中去，这样对以后要从事电气相关专业的工作奠定了良好的实践基础，同时也是对自己独立完毕课程设计的独立学习研究的能力和实践动手能力是一个很好的锻炼。本次设计是普通的高层建筑，是依照三级负荷和三级防雷建筑的配电方式来进行的设计。设计中重要涉及低压配电系统，照明系统，防雷接地系统，负荷的计算，相关图纸的绘制。侧重基本的理论知识为指导，完毕负荷计算，低压配电，设备选型。本设计满足住宅设计规范 GB50096-2023，建筑照明设计标准GB50034-2023，民用建筑电气设计规范 JGJ/16-2023等的规定。1.3 设计资料设计资料 某 7 层住宅楼，无电梯，每层 4 户，一栋楼三单元，具体户型图如图 1-1 所示，没有地下层，不考虑屋顶装饰照明。图 1-1 户型图 2 负荷估算与分派负荷估算与分派 2.1 2.1 负荷等级的拟定负荷等级的拟定 2.1.1 负荷负荷分级的相关规范分级的相关规范 根据相关规范，电力负荷的等级的划分重要是根据建筑物对供电可靠性的规定以及在供电中断时对经济和政治等方面带来的损失和影响的大小，同时要满足下列规定：(1)在供电电源的中断可以引起人员伤亡的应为一级负荷；在供电中断时会对经济或者政治上导致重大损失的应为一级负荷；在供电中断时会使得有重大经济或者政治意义的用电单位的正常的工作产生重大影响的应为一级负荷。(2)在供电中断时会在经济或者政治上产生较大的损失时应为二级负荷；在供电中断时会对一些重要的用电单位产生影响时应为二级负荷。(3)既不是一级负荷也不是二级负荷的则应为三级负荷。2.1.2 本工程的负荷情况本工程的负荷情况 本次课程设计是一个普通的住宅社区，既不属于一级负荷，也不属于二级负荷，则本次设计为三级负荷。在三级负荷的情况下，他对供电的可靠性没有严格特殊的规定，因此我们采用单回路供电即可满足供电规定，在设计中我们应当尽也许的把配电系统做的更加可靠简洁，尽也许少的设计供配电的级数，一般的情况下，社区的低压配电系统都在四级以下。同时，为了保证社区居民用电的可靠性和安全性，我们应当在各方面合理的情况下，使得电压偏差和电压的波动尽也许的减少，提高用户的用电质量。2.2 2.2 总负荷估算总负荷估算 根据建筑照明设计标准 GB50034-2023中规定，我们在估算社区住宅用户用电负荷时具体有以下两种方法：(1)单位指标法 其计算公式为：mcNPP 其中mP代表每户用电指标，N代表用电用户的数量，代表同时系数，其中的取值是根据用电用户的数量来取决的：的取值在通常情况下，用电用户的数量在 25100 户时，的取值取为 0.6；用电用户的数量在 101200 户时，的取值为 0.5；用电用户的数量在 200 户以上时，的取值为 0.35。(2)单位面积法 其计算公式为：SP m 其中mP代表每户用户的用电负荷，代表单位面积用电指标，S代表用户住宅面积。其计算的负荷在不同的面积区域也有不同的标准，通常情况下，面积区域越大的，相应的负荷的密度越小。由材料得知每户面积：239.101mS；表 2-1 成都市新建住宅电力户表工程技术标准(2023 年修订版)建筑面积 每户用电负荷配置(kW)260m 4kW/户 续表 2-1 29060m 4-6kW/户 214490m 6-8kW/户 2144m以上 10kW/户 根据 JGJ16-2023 民用建筑设计规范中对社区住宅低压配电电气设计的相关规定，一般普通居民社区住宅的用电负荷的标准为：基本型（1A）：4kW/户 提高型（2A）：6kW/户 先进型（3A）：8kW/户 按照以上规定每户用电负荷取 8kW 估算总负荷为2.40387436.0cPkW 2.3 2.3 负荷分派负荷分派 2.3.1 2.3.1 用户室内负荷计算用户室内负荷计算(需要系数法需要系数法)(1)照明回路：由总P=475W，取dK=0.6，得到cP=4750.6=285W，再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.9，得到I=0.831A。(2)厨房回路：由总P=3900W，取dK=0.6，得到cP=39000.6=2340W，再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.7，得到I=8.772A。(3)卫生间:由总P=2023W，取dK=0.6，得到cP=20230.6=1200W，再根据公式cos3UIPc，取 cos=1，得到I=3.149A。(4)一般回路插座:由总P=3200w，取dK=0.6，得到cP=32023.6=1920w，再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.8，得到I=6.29836A。(5)空调插座:由总P=9000W，取dK=0.6，得到cP=90000.6=5400W，再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.8，得到I=10.23A。2.3.2 用户室外负荷计算用户室外负荷计算(需要系数法需要系数法)每户进户线：由总P=18575W，取dK=0.6，得到cP=185750.6=11145W，再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.9，得到I=32.497A。公共用电（楼梯间）：由W280总P，取dK=0.6，得到WWc1686.0280P；再根据公式cos3UIPc，取 cos=0.9，得到I=0.49A。表 2-2 负荷分派情况 室内 总P（W）cP（W）V（V）cos dK I（A）照明 475 285 220 0.9 0.6 0.831 厨房 3900 2340 220 0.7 0.6 8.772 续表 2-2 卫生间 2023 1200 220 1 0.6 3.149 一般插座回路 3200 1920 220 0.8 0.6 6.29836 空调插座 9000 5400 220 0.8 0.6 10.23 公共 楼梯间 280 168 220 0.9 0.6 0.49 室外 每户进线 18575 11145 220 0.9 0.6 32.497 2.3.3 用户电能表的选择用户电能表的选择 在之前拟定用电负荷等级时已经拟定本次课程设计是属于用电三级负荷，每户用户住宅面积约为 101.39，应用单位指标法，根据民用建筑电气设计手册2小康住宅设计导则推荐的每套住宅用电负荷及电能表规格，属于二级普及目的用电负荷，再根据 JGJ242-2023 住宅建筑电气设计规范中的相关电气规范，即表2-3，综合考虑选用每户进线负荷 6kW。每户采用 10(40)型电能表，统一装设在每一层住宅电表箱内。表 2-3 电能表的选择 套型 建筑面积 用电负荷（kW）电能表（单相）（A）A S60 3 5(20)B 60S90 4 10(40)C 90S150 6 10(40)2.4 2.4 功率补偿计算功率补偿计算 由负荷分派情况表格可以的出各个回路的无功功率。（1）每户进线的有功功率W11145cP,cos=0.9，那么每户进线的无功功率：76.5397484.011145)9.0(arccosPQcckvar（2）楼梯间的有功功率Wc168p，cos=0.9，那么楼梯间的无功功率：312.81484.0168)9.0(arccosPQcckvar 那么相称于每户需要无功功率Q=5397.76+81.312=5479.07kvar，有功功率P=11145+280=11425W.根据全国民用建筑工程设计技术措施技能专篇中相关的电气设计规范介绍按照三相配电计算时，社区住宅中所连接的用电用户户数在 75-300 户时，同时系数取 0.45，而本设计的总户数N=743=84 户，满足所在范围，所以同时系数取 0.45.则本社区总的有功功率P=840.4511425=531865kW,无功功率Q=840.455479.07=207108.846kvar 本社区总的视在功率QPS22=846.20710853186522=570766.55kVA 补偿前的功率因数 cos=55.570766531865SP=0.9318 根据住宅设计规范 GB50096-1999说明住宅功率因数达成 0.9 即可，本设计 0.93180.9，故不需要无功补偿。3 电气照明设计电气照明设计 3.1 照明设计的目的与规定照明设计的目的与规定 在电气设计中照明系统的设计是一个必不可少的组成部分，在设计中，通常根据用户住宅对照明的视觉规定的高低，尚有环境条件等约束来设计，最终使得设计空间有良好的视觉效果，合理的照度尚有合适的照明分布。在设计时，不同的建筑类型就对照明的规定也不同，我们应当合理的采用节能高效的灯具，又能满足用户的需求，又能达成经济节约的效果。设计规定:协调人与环境的关系，应保障人身的安全和舒适，对的结识所处环境的情况；将外界紫外线辐射控制在对人身伤害很小的范围内，提高设计空间的清楚明亮度；调节亮度、光度以及色调，使人处在一个安静舒适的环境中，达成心理的平衡和谐；最大限度的利于天然光线，恰当的选择照明区域和用品，减少耗电指标，寻求高效能设计理念。，照明灯具应根据空间位置恰当的选择。重要选择白炽灯和荧光灯。卫生间由于处在潮湿的状态下，所以灯的固定位置应当远离潮湿多水的地方，特别是要避开便器和浴缸的上方及背面。开关最佳安装在门外。照明和插座应当分开配置线路，同时做好安全保护措施，在分支回路上安装过载、短路、漏电、过欠电安装相应的保护装置。3.2 3.2 照明方式照明方式 一般情况下照明的方式有以下四种：1、一般照明，是指只考虑整体空间可以均匀受光，不考虑特殊空间位置。这种方式合用于对某些位置空间无特殊规定或者不适于安装其他照明方式的。2、分区一般照明，是指将整个空间提成一些区域，对光照无特殊规定的采用一般照明，而对光照规定高的特殊地方采用集中均匀灯具布置，提高光照度和清楚度。3、局部照明，是指在一般照明的情况下为满足某些局部范围内的特殊光照规定而采用的方式，例如台灯，射灯、反射灯、床头灯等，突出的优点就是方便高效的突出重点强调的区域。4、混合照明，是指由一般照明和混合照明组合而成的方式，突出实质就是在一般照明的情况下突出重点，在需求范围内采用局部照明。3.3 3.3 光源和灯具光源和灯具 3.3.1 光源种类光源种类 被经常运用在高层建筑照明设计中的光源按照发光原理通常分为以下俩类：热辐射光源和气体放电光源。由于结构操作简朴，价格合理，性价比高，所以在一般无特殊规定场合下白炽灯仍被普遍运用。3.3.2 灯具的负荷计算灯具的负荷计算 照度计算方法有三种：运用系数法、逐点计算法、单位容量法。本课程设计是采用单位容量法计算照明用电负荷，计算出每单位被照面积所需灯具的功率，其计算的公式为：SPW (3-1)P代表所有的灯具的安装功率，S 代表灯具所要照射的面积，W表达在最低照度的情况下每单位面积的安装功率。根据建筑照明设计标准 GB50034-2023规范标准中一下的标准：表 3-1 社区住宅住户照明功率密度表 具体计算方法如下：（照明功率密度均取 62mW）(1)主卧室：房间面积S=15.122m，取照度 E=75lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=615.12=90.724W，因此在主卧室中央位置设立荧光灯三盏 330W=9W。（2）WC：房间面积S=62m，取照度 E=100lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=66=36W，因此在主卫生间中 房间或场合 照度标准值（lx）照明功率密度限值（2mW）现行值 目的值 起居室 100 0.6 0.5 卧室 75 餐厅 150 厨房 100 卫生间 100 职工宿舍 100 0.4 5.3 车库 30 0.2 8.1 央设立一盏 40W 的防水防潮吸顶灯。（3）次卧 房间面S=10.802m，取照度 E=75lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=610.80=64.8W，因此在次卧室中央位置设立荧光灯三盏 330W=90W。（4）餐厅 房间面积S=122m，取照度 E=150lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=612=72W，因此在餐厅中央 位置设立花灯 325W=75W。（5）客厅 房间面积S=21.62m，取照度 E=100lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=621.6W=129.6W，因此在客厅中央位置设立花灯 430=120W。（6）厨房 房间面积S=8.642m，取照度 E=100lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=68.64=51.84W，因此在厨房中央设立两盏防水防潮吸顶灯 225W=50W。（7）阳台 阳台面积S=1.742m，取照度 E=30lx，根据W=P/S得，房间内的总安装功率P=WS=61.74=10.44W，因此在生活阳台中央设立一盏 10W 的荧光灯。需要的总负荷：P=90+40+90+75+120+50+10=475W.下表为各个房间照明负荷功率，照度的汇总以及整个住宅的照明负荷功率的汇总。表 3-2 照明功率汇总表 公共照明用电（楼梯间）：在每层住宅楼的楼梯中间的位置装设一盏 40W 的荧光灯，其总的负荷为WW84040370P。到此每个房间的照明功率以及楼梯间的照明功率都已经计算出来，根据这些功率也选择出了合适的灯具和灯具的数量，接下来的需要给房间布置一下插座来方便用户用电。4 插座系统设计插座系统设计 4.1 4.1 插座的安装选择和高度插座的安装选择和高度 在社区住宅设计中，对于卧室，厨房，卫生间，客厅等地方的单相两孔，三孔的电源插座应当选择使用 10A 的电源插座。在对于电冰箱，洗衣机，空调，热水器，油烟机等电器应当根据其额定功率的大小来拟定选择 10A 或者 16A 的电源插座。并且像热水器，洗衣机以及厨房的电源最佳选择有开关控制的电源插座。现在一般的住宅建筑装设的套内电源插座一般都是暗装的。并且卧室，厨房，客厅这些地方的插座也应当设立在不同的墙面上。对于油烟机，空调，电热水器这 面积（2m）照度（lx）功率（W）灯具及数量 实际功率（W）主卧 15.12 75 90.724 荧光灯 330W 90 次卧 10.80 75 64.8 荧光灯 330W 90 客厅 21.6 100 129.6 花灯 430W 120 餐厅 12 150 72 花灯 325W 75 厨房 8.64 100 51.84 防水防潮吸顶灯 225W 50 WC 6 100 36 防水防潮吸顶灯 40W 40 阳台 1.74 30 10.44 荧光灯 1 盏 10W 10 总计 475 些电器的插座应当装设在离地面高度 1.8m 以上，冰箱和柜式空调等的电源一般都装设在离地面 0.3m 到 0.5m 之间。而对于装有淋浴的卫生间里的电热水器的插座还应在 2.3m 以上。厨房的电磁炉，电饭锅这些电器，以及洗衣机的电源插座的底边的高度不应低于 1.0m 到 1.3m 之间。并且像洗衣机插座，空调插座，电热水器的插座等需要有开关控制，而像卫生间尚有厨房里面有很多潮湿，易于碰到水的地方，还应采用防溅水型插座。4.2 4.2 插座的安装型式插座的安装型式 依据通用用电设备配电设计规范GB50055-932中相关的插座安装条例，对于插座的型式应根据其所在的环境和条件决定：1.在不同的电压等级下，我们应采用不同电压等级的插座；2.有些电器还需要接有接地线，那就需要有接地孔；3.在一些比较潮湿的场合，应当采用保护式或者密封型式的插座；4.儿童娱乐的场合，需安设安全型插座。4.3 4.3 本工程的插座系统设计本工程的插座系统设计 （1）主卧室：根据相关电气规范，一般主卧室中都要带有空调插座，因此我们在主卧室内装设一个壁挂式空调的插座，其装设的高度根据相关规范设立为 1.8m，除此之外，还设立了 3 个五孔插座，其装设的高度根据相关规范设立为 0.3m。（2）次卧室：根据相关电气规范，一般次卧室中都要带有空调插座，因此我们在次卧室内装设一个壁挂式空调的插座，其装设的高度根据相关规范设立为 1.8m，除此之外，还设立了 3 个五孔插座，其装设的高度根据相关规范设立为 0.3m。（3）客厅 根据相关电气规范，一般客厅中都要带有空调插座，因此我们在客厅内装设一个壁挂式空调的插座，其装设的高度根据相关规范设立为 1.8m，除此之外，还设立了 4 个五孔插座，其装设的高度根据相关规范设立为 0.3m。（4）餐厅：根据相关电气规范，在餐厅装设 1 个五孔插座，其装设的高度根据相关规范设立为 0.3m。（5）卫生间：根据相关电气规范，卫生间一般都要设立一个给电热水器用的插座，因此我们在卫生间内装设一个带防溅盒的插座，其装设的高度根据相关规范设立为 2m，还要给洗衣机用的插座，再装设 1 个五孔插座，其装设的高度根据相关规范设立为 0.3m。（6）厨房：根据相关电气规范,厨房中有一些电炊具，因此我们在厨房内装设 2 个电热插座，其装设的高度根据相关规范设立为 1.4m，还应在厨房内安装一个给油烟机用的插座，因此还应装设一个带防溅盒的插座，其装设的高度根据相关规范设立为 2m。4.4 4.4 房间布线设计房间布线设计 综合以上照明系统射插座系统的设计和选择，做出了房间的布线图，如图附件所示。是对房间的每个回路的分布，将房间的用电器件都连接起来，黄色的线路代表一般插座回路，深蓝色的线路代表空调回路，浅蓝色的线路代表厨房回路，紫色的线路代表厕所回路，红色的线路代表照明回路。其中条形中标有 LB 的为配电箱，条状的代表荧光灯，圈中交叉型的为花灯，圈中黑点的为防水防潮吸顶灯，其他的插座可以根据之前所提到的插座的安装来找到相应的插座，插座尚有灯具的样式都是根据之前的选择来配选的，图中都有画出来。图中尚有一些标注，都是各个灯的型号。5 低压配电系统设计低压配电系统设计 5.1 低压线路接线配电设计低压线路接线配电设计 5.1.1 低压线路接线系统低压线路接线系统 本次课程设计中采用 TN-S 系统来供电，即三相五线制系统，从相关电气规范中我们可以找到，TN-S 系统的 PE 线和 N 线是互相分开的，而 PE 线上面一般的情况下是没有电流通过的，因此就不会对连接在 PE 线上的电气设备产生电磁干扰，相对而言对住户的安全性也有所提高。并且由于 PE 线和 N 线是分开的，中性线 N 的断开对保护线 PE 的保护作用就没有影响。该系统的缺陷在于其需要的导电材质相对较多，相对也较复杂，需要的投资也较多。根据相关规范我们也能得知 TN-S 系统合用于用电设备对于电磁干扰的规定较为严格，且对于安全性，可靠性都较高，或者用电环境比较差的地方，特别是在住宅社区，大型民用建筑方面是比较好的选择。图 5-1 即为 TN-S 系统的示意图。图 5-1 TNS 系统 而在低压配电线路中尚有四种接线方式，分别为树干式，放射式，链式和环式。而本课程设计中选择树干式配电方式，由于树干式配电系统的总长度较小，所用到的金属就比较少，相对就比较节约资源经济，并且该配电方式的回路数量也比较少，因此所需要的配电设备也相对较少，线路安装时所需要的花费较少。但该方式也有缺陷，就是主接线发生故障时对配电系统的影响较大，安全可靠性比较差。图 5-2 户内配电箱设计图 综上所述，本次课程设计选用 TN-S（三相五线制）系统供电，树干式配电方式。下图为户内配电箱设计图。根据之前的工作分为 5 个回路，尚有断路器以及导线的型号都已经标注在进户配电箱图上。如图 5-3 所示为进楼的低压配电图，总共有 15 个线路，分别送电给三个单元，而每个单元是四户，在加一个公共用电，最后的两个线路是备用的线路，这两个线路重要是来维持三相平衡以及在特殊的紧急情况下使用的线路。线路是进过进楼线缆分派给给个单元用户使用的，在用户之前加了万用表，可以用来方便用户查电表。图 5-3 进楼电压配电图 5.1.2 低压系统的配电接线设计低压系统的配电接线设计 图 5-4 低压配电电气图 如图 5-4 是本次课程设计的配电电气图，由 10KV 的电源进线进来，通过电压互感器，再通过母线和电压互感器尚有短路起，和一个变压器，将电压降到220/380V 的社区用电的母线上，再分两个线路，一个是户内用电的线路，一个是公共用电的线路，尚有左边是一个无功补偿的设计，保证社区住宅用户的用电安全可靠。也是为后面的工作的一个宏观体现。图中电流互感器的重要作用是将一次回路中的高电流转换为二次回路的小电流，与此同时使二次设备与高电流部分分离，并且在二次侧互感器都需要接地从而保证了设备与人员的安全。按照装置类别和结构，准确度级，额定电流、额定电压来选择电流互感器。本次课程设计中我们选用型号为 LQZ-10 型的电流互感器，其电流互感器变比为 500/5。而电压互感器是将一次回路的高压转换为二次回路的低压，同时使二次设备与高压部分分离，使得二次侧互感器均接地可以保证设备尚有人员的安全。按照电压互感器类别，额定电压和结构，以及准确度来选择，本设计采用的是 JDJ-10 型电压互感器，准确度选择为 3 级。5.2 5.2 导线和电缆的选择导线和电缆的选择 5.2.1 导线和电缆选择原则导线和电缆选择原则 在选择导线和电缆是应当遵循以下几个原则：1.按照敷设导线电缆的方式和周边的环境来选择；2.在选择导线截面积时应考虑导线机械强度；3.在选择导线截面积时按照其允许载流量来选择；4.在选择导线截面时应按照电压损失校验。当满足上述条件时，应选择较大的。（1）导线的几种类型：裸导线：铜绞线代号 TJ、钢心铝绞线代号 LGJ、铝绞线代号 LJ、矩形硬铝母线代号 LMY、矩形硬铜母线代号 TMY 绝缘电线：铜芯代号 B、塑料绝缘代号 V、橡皮绝缘代号 X、软电线代号 R、铝芯代号 L 电力电缆：按照主绝缘材料的不同分为塑料绝缘电缆代号 V、橡皮绝缘电缆代号 X、纸绝缘电缆代号 Z（2）截面的选取：在社区住宅的低压配电系统中选择低电压 380/220V 的的电线和电缆的截面时，重要是先按照其允许的载流量来拟定的。每相电线的横截面积在选择时还应当满足的条件为：alI30I=cI；其中30I代表每相电线中流过的计算电流，即其大小要和计算的负荷电流同样大。5.2.2 本工程导线的选择本工程导线的选择 根据现代住宅用电负荷与配电设计中的相关电气条例可知，在住宅社区中导线一般都选用铜芯绝缘导线，进户线的截面积一般都选用 16mm2，室内厨房回路，卫生间回路以及空调回路的截面积一般都选用 4mm2，照明回路的导线和一般插座回路的导线一般都选用 2.5mm2。表 5-1 导线和电缆允许载流量和截面 导线面积 2mm 铜芯聚氯乙烯绝缘电缆 环境温度 25oc 架空敷设 227 IEC 01（BV）铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆 环境温度 25oc 直埋敷设 VV22-0.6/1（3+1）铜芯铝绞线 环境温度30oc 架空敷设 LGJ 允许载流量A 容量 kW 允许载流量A 容量 kW 允许载流量A 容量 kW 续表 5-1 1.0 17 10 1.5 21 12 2.5 28 16 4 37 21 38 21 6 48 27 47 27 10 65 36 65 36 16 91 59 84 47 97 54 25 120 67 110 61 124 69 35 147 82 130 75 150 84 50 187 106 155 85 195 109 70 230 129 195 109 242 135 95 282 185 230 125 295 165 120 324 181 260 143 335 187 150 371 208 300 161 393 220 185 423 237 335 187 450 252 240 390 220 540 302 （1）照明回路：cI=0.831A。选择标准截面 2.5mm2，即型号为 BV-450/750-32.5-TC/WC 的导线。校验发热条件：查表 4-3 可知，铜芯聚氯乙烯绝缘导线在环境温度为 25时的允许载流量为alI=28AcI=0.831A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范 第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=8.772A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=3.149A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=6.29836A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=10.23A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=32.497A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范 第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2cI=0.49A，所以满足发热条件；校验机械强度：由低压配电设计规范第 2.2.2 条规定可知绝缘导体穿管敷设铜芯最小截面积为Smin=1.0mm2S=2.5mm2，因此选择的导线的截面可以满足机械强度的校验。5.2.3 本工程电缆的选择本工程电缆的选择 本住宅楼的用电负荷之前估算为总负荷kWkWc2.40387436.0p 再根据公式Pc=3UIcos，取 cos=0.9，得到cI=403200/（3800.93）=580.66A 表 5-2 交联聚氯乙烯绝缘护套电缆 电缆额定电压 1KV 35芯 10KV3芯 最高允许温度 90 敷设方式 15地中直埋 25空气中敷设 15地中直埋 25空气中敷设 芯数截面积（mm2)铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 516 99 128 77 105 102 131 94 121 525 128 167 105 140 130 168 123 158 535 150 200 125 170 155 200 147 190 550 183 239 155 205 188 241 180 231 570 222 299 195 260 224 289 218 280 595 266 350 235 320 266 341 261 335 5120 305 400 280 370 302 386 303 388 5150 344 450 320 430 342 437 347 445 5185 389 511