本科毕业论文---幼儿园设计.doc

贵州大学供配电课程设计

供配电课程设计

课程名称： 幼儿园设计
学 院：
专 业：
班 级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：

2012年 月 日

一．概述
1. 1概况
幼儿园的任务为解除家庭在培养儿童时所受时间、空间、环境的制约，让幼儿身体、智力和心情得以健康发展。可以说幼儿园是小朋友的快乐天地，可以帮助孩子健康快乐地度过童年时光，不仅学到知识，而且可以从小接触集体生活。幼儿园教育作为整个教育体系基础的基础，是对儿童进行预备教育（性格完整健康、行为习惯良好、初步的自然与社会常识）。
1.2结构
幼儿园长35.1米，宽19.5米，高三层。一层内设有寝室、活动室、衣帽间、卫生间、医务室、隔离室、洗衣房、副食库、洗碗消毒间、冷藏室、主食库、配食间、晨检室；二层内设有活动室、寝室、衣帽间、卫生间、音乐活动间、办公室，三层内设有活动室、寝室、卫生间、衣帽间。
1.3供电系统
电源电压为380/220V,TN-C-S系统,三相四线电源钢铠电缆埋地引入,钢铠电缆进户处穿钢管保护,进线处工作零线作重复接地及保护接地,接地电阻不大于4.0欧,其与防雷接地系统共用。
1.4防雷设施
本工程防雷等级为三类。建筑物的防雷装置应满足防直击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。
二.元器件的选择
二． 2.1灯具的选择
2.1.1根据照明场所的环境条件选择
（1）在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具；
（2）在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；
（3）在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具；
（4）在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具；
（5）在装有锻锤、大型桥式吊车等振动、摆动较大场所使用的灯具，应有防振和防脱落措施；
（6） 在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施；
（7）在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定；
（8）在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具；
（9）在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。
（10）根据幼儿园灯具选择规范，幼儿用房选用的灯具应避免眩光。寄宿制托儿所、幼儿园的寝室宜设置夜间巡视照明设施。
（11）灯具避免眩光，在夜间巡视照明设施上，沿通道设置一系列灯具，统一开关。
在寝室和活动室统一使用嵌入式长格栅灯具每个活动室和寝室各六盏，灯具分布居中，使照明效果更佳，卫生间采用防水防尘灯，保证照明安全，在衣帽间用带灯罩的吸顶灯，对灯具下方的小朋友来说不会感觉到刺眼。在沿通道和走廊上统一使用嵌入式方格栅灯具，在保证照明效果的同时节约用电，走廊上也采用的是防水防尘灯。灯具基本都是居中布置，保证照明效果。
2.1.2照明计算
序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
1
活动
室
7.90
5.35
42.26
6
1
36
5
246
2975
0.60
0.80
300
202.74
11.00
5.25

序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
2
衣帽间
3.85
2.80
10.78
3
1
36
5
123
2975
0.60
0.80
300
397.40
11.00
10.30

序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
3
寝室
7.47
5.65
42.19
8
1
36
5
328
2975
0.60
0.80
300
270.78
11.00
7.02

序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
4
卫生间
5.40
3.05
16.47
4
1
36
5
164
2975
0.60
0.80
300
346.81
11.00
8.99

序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
5
隔离室
3.06
2.86
8.74
2
1
36
5
82
2975
0.60
0.80
300
326.77
11.00
9.00

序号
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
镇流器功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
6
主食加工区
7.87
1.22
9.59
2
1
36
5
82
2975
0.60
0.80
300
297.81
11.00
7.72

2. 2插座的选择
2.2.1电源插座
电源插座更具安装形式可以分为墙壁插座、地面插座两种类别。墙壁插座开关可分为三孔、四孔、五孔、组合孔插座等。地面插座可分为开启式、起跳式、螺旋式等类型。
因为此设计为幼儿园电气系统照明设计，所以应该尽量选择墙壁插座。而且要选择带有保护门的插座，这种插座内有绝缘片，可以防止儿童触电；卫生间和厨房应为经常用水，要选择放水防溅的插座，防止因用水发生用电事故。
2.2.2电源插座的选用
(1)电源插座应采用经国家有关厂品重量监督部门检验合格的产品。一般应采用具有阻燃材料的中高档产品，不应采用低档和伪劣假冒产品；
　 (2)住宅内用电电源插座应采用安全型插座，卫生间等潮湿场所应采用防溅型插座；
　 (3)电源插座的额定电流应大于已知使用设备额定电流的1．25倍。一般单相电源插座额定电流为10A，专用电源插座为16A，特殊大功率家用电器其配电回路及连接电源方式应按实际容量选择；
　 (4)为了插接方便，一个86mm×86mm单元面板，其组合插座个数最好为两个，最多（包括开关）不超过三个，否则采用146面板多孔插座；所有插座均应选用具有“CCC认证”的具有阻燃性的高质量的产品。
(5)对于插接电源有触电危险的家用电器（如洗衣机）应采用带开关断开电源的插座。
　 (6)在比较潮湿的场所，安装插座应该同时安装防水盒。
2.2.3功能插座
功能插座一般也是安装在墙壁上的。功能插座根据连接不同的家用设备可以分为音响、电话、电视以及网络插座。
2.2.4插座的安装要求
插座安装时，明装插座距地面应不低于1.8米；暗装插座距地面不低于0.3米，为防止儿童触电、用手指触摸或拿金属物插捅电源孔眼。一定要选用带有保险挡片的安全插座；单相二眼插座的施工线要求是：当孔眼横排列时为“左零右火”，竖排列时为“上火下零”；单相三眼插座的接线要求是：最上端的接地孔眼一定要与接地线接牢、接实、接对，绝不能不接。余下的两孔眼按“左零右火”的规则接线，值得注意的是，零线与保护接地线切不可错接或接为一体；电冰箱应使用独立的、带有保护接地的三眼插座。严禁自做接地线接于煤气管道上，以免发生严重的火灾事故；为保证家人的绝对安全，抽油烟机的插座也要使用三眼插座，接地孔的保护绝不可掉以轻心。
在插座的布置时有一些特殊的场合和房间采用封闭式的防潮防水的插座,每个普通插座为10A,空调插座为16A,在一般房间根据房间的面积和功能来确定插座的个数和型号。
(1)寝室和活动室是人员集中的主要活动场所，用电器点多，设计应根据建筑装修布置图布置插座，并应保证每个主要墙面都有电源插座。如果墙面长度超3.6ｍ应增加插座数量，墙面长度小于3ｍ，电源插座可在墙面中间位置设置。有线电视终端盒和电脑插座旁设有电源插座，并设有空调器电源插座，寝室内应采用带开关的电源插座。并设置带接地孔的、安全密闭的、安装高度不低于1.70m的电源插座。
(2)寝室应保证两个主要对称墙面均设有组合电源插座，床端靠墙时床的两侧应设置组合电源插座，并设有空调器电源插座。在有线电视终端盒和电脑插座旁应设有两组组合电源插座。
(3)办公室除放置书柜的墙面外，应保证两个主要墙面均设有组合电源插座，并设有空调器电源插座和电脑电源插座。
(4)主副食加工区应根据建筑装修的布置，在不同的位置、高度设置多处电源插座以满足抽油烟机、消毒柜、微波炉、电饭煲、电热水器、电冰箱等多种电炊具设备的需要。参考灶台、操作台、案台、洗菜台布置选取最佳位置设置抽油烟机插座，一般距地面1.8ｍ～2ｍ。电热水器应选用16Ａ带开关三线插座并在热水器右侧距地1.3ｍ～1.5ｍ安装，注意不要将插座设在电热器上方。其他电炊具电源插座在吊柜下方或操作台上方之间，不同位置、不同高度设置，插座应带电源指示灯和开关。主副食加工区设置电冰箱时应设专用插座，距地0.3ｍ～1.5ｍ安装。 配餐间、副食库、冷藏室、洗衣房、洗碗消毒间应采用防溅型插座，防止因用水发生用电事故。为各种机电和电热设备提供或预留电源。
（5）严禁在卫生间内的潮湿处如淋浴区或澡盆附近设置电源插座，其它区域设置的电源插座应采用防溅式。有外窗时，应在外窗旁预留排气扇接线盒或插座，由于排气风道一般在淋浴区或澡盆附近，所以接线盒或插座应距地面1.8ｍ以上安装。距淋浴区或澡盆外沿0.6ｍ外预留电热水器插座和洁身器用电源插座。在盥洗台镜旁设置美容用和剃须用电源插座，距地面1.5ｍ～1.6ｍ安装。插座宜带开关和指示灯。
（6） 空调是电机类产品，电机产品有启动电流，启动电流最大可以达到峰值电流的3倍。因此，空调插座的额定电流更大。因此若是有空调的房间就要安装空调插座，空调专用，不能和其他插座混用，对于插接电源插头时有触电危险的洗衣机插座、空调插座以及电热水器插座宜选用带开关控制的插座。其他的房间无特殊要求的可安装普通插座--最好多选用5相插座(就是5个眼的，像空调插座就是3个眼的，五个眼的就是一个是三插，一个是二插 )，用起来方便。
2.3低压空开的选择
根据配电箱引入、引出线电流计算的选择来选低压空开。
一层，则一层配电箱低压空开选择TIM2E/3300 80A;
二层，则二层配电箱低压空开选择TIM2E/3300 80A;
三层，则三层配电箱低压空开选择TIB1-63/3P 50A;
总，则总配电箱低压空开选择TIL2E-225 160/4300 300mA.
总配电箱控制一层、二层、三层的低压空开选择比各层大一个等级，即总配电箱中控制一层的低压空开选择TIM2E-225 100A/3300,控制二层的低压空开选择TIM2E-225 100A/3300，控制三层的低压空开选择TIM2E-225 63A/3300.
2.4互感器的选择
根据设计图纸情况，在本幼儿园的具体设备中只需要用到电流互感器。电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，避免直接测量线路的危险。电流互感器是升压(降流)变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
三层楼中总的计算电流为：

所以为了确保安全，电流互感器高电流侧应为250A，又因为电流互感器的低电流侧一般选为5A，所以电流互感器选用变比为250/5的电流互感器。
2.5电表的选择
电表是电能表的简称，是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，电能表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。电表的正确选择是为了能够正确的统计出幼儿园的用电情况，选用电能表的原则应为使用电负荷在电能表额定电流的20%－120%之内，必须根据负荷电流和电压数值来选定合适的电能表，使电能表的额定电压、额定电流等于或大于负荷的电压和电流。所以在选取电表是，我们应考虑到此时的计算电流I总=179.37A，选取的是变比为250/5的电流互感器。因此，我们应在此选择DT862a-2.5（10）A的电表。
2.6配电箱引入、引出线的选择
2.6.1一层配电箱引入引出线的计算：
根据具体情况，设备容量选择45kW。同时系统选择0.85，cos φ选择0.90。

查附录表41，一层引入线截面积选择25mm2。
查附录表13，得YJV22型电缆, . 可得：

因此，所选电缆的导体截面积也满足电压损失要求。
2.6.2二层配电箱引入引出线的计算
根据具体情况，设备容量选择50kW。同时系统选择0.85，cos φ选择0.90。

查附录表41，二层引入线截面积选择25mm2。
按电压损失条件进行校验：
查附录表13，得YJV22型电缆, . 可得：

因此，所选电缆的导体截面积也满足电压损失要求。
2.6.3三层配电箱引入引出线的计算
根据具体情况，设备容量选择30kW。同时系统选择0.85，cos φ选择0.90。

查附录表41，三层引入线截面积选择16mm2。
查附录表13，得YJV22型电缆, . 可得：

因此，所选电缆的导体截面积也满足电压损失要求。

2.6.4总配电箱引入引出线的计算

查附录表41，总引入线截面积选择70mm2。
查附录表13，得YJV22型电缆, . 可得：

因此，所选电缆的导体截面积也满足电压损失要求。
2.7其他导线的选择
2.7.1普通灯具导线的选择
220V照明和220V插座的导线根数均为三根，分别为 L线、N线、PE线按回路中灯具之间工作关系，凡是同时开闭灯具均共用L/N/PE线路；同一个照明回路中有多个控制关系的灯具时，每增加1个单独开闭的功能，则增加1根导线，照明回路和插座回路宜分开布置，且每一个回路的灯具数量和插座数量不宜超过电气设计规范要求。普通房间的灯线采用2.5平方毫米的铜芯线。
2.7.2插座线的选择
普通插座线：普通插座为2.5平方毫米的铜芯线厨房和卫生间选用4平方毫米铜芯线。
空调插座线: 空调插座线单独选用6平方毫米铜芯线或者多股铜芯线。
热水插座线: 热水插座线单独选用4平方毫米铜芯线或者多股铜芯线。
三． 防雷、接地的具体措施
3.1建筑物防雷
3.1.1.建筑物年预计雷击次数计算：

查询贵阳年平均雷暴日数。
所以
此建筑物为第三类防雷建筑物；所以防雷装置应满足防直击雷，防雷电感应及雷电波的侵入。.防雷电波侵入的措施，应符合下列要求：
（1）.对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器；避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
（2）对低压架空进出线，应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
（3）进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或独自接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
3.1.2接闪器
在屋顶采用12镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷带连接线网络不大于。
避雷针的保护范围：在高度为水平面上的保护半径按下列公式计算：

式中——避雷针在水平面上的保护半径（m）；
h——避雷针的高度（m）；
——被保护物的高度（m）；
P——避雷针的高度影响系数，当时，p=1，当时，，当时，取。此建筑物高度，故取p=1。
由上式可算出避雷针在地面上的保护半径,。
避雷针取，可计算出保护半径为
3.1.3引下线
利用建筑物钢筋混凝土柱内两根主筋通常焊接作为引下线，（当柱内主筋D>16mm，用两根主筋，反之用四根主筋），引下线平均间距不大于25m。
3.1.4接地极
接地极为建筑物基础底梁的上下两层钢筋中的两根主筋，通常接形成基础接地网，另增设镀锌扁钢（）暗埋在条基内，每隔15米与主筋焊接一次。
3.1.5引下线
引下线上端与避雷带焊接，下端与接地极焊接。防雷引线在距地面0.5m处设接地电阻测试点。
所有屋面的金属物均应与避雷带可靠焊接，防雷系统金属构件裸露于空气中的部位要求作防锈处理。在突出屋面的烟道及通气管道上设置避雷针（镀锌圆钢12，L=500mm），并将其与屋面避雷网可靠焊接。室外接地凡焊接处应刷沥青防腐。
3.2接地及安全措施
3.2.1 接地电阻计算
本工程防雷接地，电气设备的保护接地等的接地共用统一的接地，要求接地电阻不大于4.0欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地。
3.2.2自然接地的工频接地电阻估算
金属管道：，由表1-1，取，算得R=4.0欧姆
钢筋混泥土： 由表1-1，取，算得R=4.5欧姆
表1-1土壤电阻率参考值
类别　　
名 称　　
电阻率近似值(Ω·cm)　　
土　　
陶黏土　　
10　　
泥炭、泥灰岩、沼泽地　　
20　　
捣碎的土炭　　
40　　
黑土、园田土、陶土、白垩土　　
50　　
粘土　　
60　　
砂质黏土　　
100　　
黄土　　
200　　
含砂黏土　　
300　　
河滩中的砂　　

煤　　

多石土壤　　
上层红色风化粘土、下层红色页岩　　
400　　
层红色页岩　　
500（30%湿度）　　
表层土夹石、下层砾石　　
600（15湿度）　　
砂　　
砂、砂砾　　
1000　　
砂层深度大于　10m　、地下较深的草原地面粘土深度不大于　1.5m　、底层多岩石　　
5000　　
岩石　　
砾石、碎石　　
5000　　
多岩山地　　
200000　　
花岗岩　　
40~55　　
混凝土　　
在水中　　
100~200　　
在湿土中　　
500~1800　　
在干土中　　
12000~18000　　
在干燥的大气中　　
0.01~1　　
矿　　
金属矿石　　

水　　
海水　　
1～5　　
湖水、池水　　
30　　
泥水、泥炭中的水　　
15～20　　
泉水　　
40～50　　
地下水　　
20～70　　
溪水　　
50～100　　
河水　　
30～280　　
污秽的水　　
300　　
蒸馏水　　
1000000　　

凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。
本工程采用总等电位联结，应将建筑物内保护干线、进出建筑物的金属管，金属构件等与总等电位板进行联结，总等电位联结均采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接。卫生间采用局部等电位联结，就近从构造柱内引出两根12结构钢筋至局部等电位箱（LED），局部等电位箱暗装，底边距地0.3m。将卫生间内所有金属管道、金属构件联结。
四．总结
4.1心得体会
时间过得飞快，转眼间大学已经三年。紧张的考试刚刚过去，紧接着就是我们的课程设计。
首先，我们的第一门课程设计是供配电工程课程设计，我们的任务是幼儿园供配电系统设计。通过我们共同的努力，今天终于完成了任务。
这次设计我主要负责一楼的插座、灯具图和插座部分的报告。由于以前没有学过CAD制图，刚开始的时候有点困难，但是经过老师的讲解和同学的帮助最终努力完成了图纸的制作。画图的时候要根据建筑的设计选择合适的灯具和插座。还有就是插座部分的报告。通过上网差资料和书本资料的查阅完成了报告。让我更深切了解到了电源插座的选择、布置、安装、安全知识等。活动室、音体活动室可根据需要，预留电视天线插座，并设置带接地孔的、安全密闭的、安装高度不低于1.70m的电源插座。在供应用房的电气设计中应为各种机电和电热设备提供或预留电源。
通过这次设计锻炼，我的绘图、计算能力有了一定的提高。掌握了关于供配电系统的一些系统化、CAD绘图工作方式等知识，也使我和同学们的关系更进一步，同学之间互相帮助，有什么不懂的地方大家一起商量，听听同学的意见看法对我更好的理解知识有很大的帮助。为今后的工作、社会人际关系打下了很好的理论实践基础。此次课程设计让我终身受益，
最后，在此感谢带我们课程设计的刘老师对我们的的悉心指导，感谢老师给我们的帮助。

参考文献
[1]莫岳平，翁双安.供配电工程[M].北京：机械工业出版社，2011.
[1]翁双安.供配电工程设计指导[M].北京：机械工业出版社，2008.