毕 业 设 计 [论 文] 题目：某图书馆大楼供配电设计 系 别：电气与电子工程系 专 业：电气工程及其自动化 姓 名：
学 号：
指导教师：
XX学院 2008年 X月 X日 成绩评定· 成绩评定说明 一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导， 教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。
二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办 法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答 辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定 成绩，并向学生公布。
三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。
四、具体评分标准和办法见《平顶山工学院毕业设计（论文）工作条例》中附录2。
五、答辩小组评分包括两部分：（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；
（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分 毕业设计（论文）成绩评定 班级 姓名 学号 综合成绩：
分（折合等级 ）
答辩小组组长签字 年 月 日 ·答辩小组评定意见· 一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。
二、评分（按下表要求评定）
评分项目 答 辩 小 组 评 分 评 阅 教 师 评 分 合计 （40分）
完成任务 情 况 （5分）
毕业设计 （论文）质量 （5分）
表达情况 （5分）
回答问题 情 况 （5分）
质 量 （正确性、条理性、创造性、实用性）
（10分）
成果的技术水平（科学性、系统性）
（10分）
答辩小组成员签字 年 月 日 毕业答辩说明 1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。
2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。
3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。
4、答辩中要有专人作好答辩记录。
。
·指导教师评定意见· 一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）：
签字：
年 月 日 二、对毕业设计（论文）评分[按下表要求综合评定]。
（1）理工科评分表 评分项目 （分值）
工作态度 与 纪 律 （10分）
毕业设计（论文）完成任务情况与水平 （工作量与质量）
（20分）
独 立 工作能力 （10分）
基础理论和 基本技能 （10分）
创 新 能 力 （10分）
合 计 （60分）
得分 （2）文科评分表 评分项目 （分值）
文献阅读与文献综述 （10分）
外文翻译 （10分）
论文撰写质量 （10分）
学习态度 （10分）
学术 水平 （20）
论证能力与创新 （40分）
合 计 （100分）
得分 指导教师签字：
年 月 日 目 录 第一章 绪论 1 1.1供配电技术概论 1 1.2图书馆工程设计概论 1 第二章 主接线设计 4 2.1 负荷分级及供电要求 4 2.2 电源及供电系统 5 2.3 电压选择和电能质量 5 2.4 无功补偿 5 2.5 低压配电 6 2.6变配电系统主接线方案的确定 7 第三章 负荷计算 9 3.1负荷统计 9 3.2用需要系数法进行负荷计算 10 第四章 高低压设备选型 14 4.1变压器的选取 14 4.2变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定 15 4.3高低压配电设备的选型原则 17 4.4高低压侧电气设备的选型 21 第五章 短路电流计算及主变保护 27 5.1短路对系统运行的影响 27 5.2短路电流的名称含义 27 5.3短路电流的计算方法 28 5.4用欧姆法(有名单位制法)计算短路电流 28 5.5 电力变压器的继电保护 31 5.6 电力变压器的保护计算 32 第六章 高低压侧电气设备的校验 35 6.1电缆的校验方法 35 6.2开关电器的校验方法 35 6.3变压器高压侧电缆的校验 35 6.4变压器高压侧断路器的校验 36 6.5变压器高压隔离开关的校验 36 6.6低压侧断路器的校验 37 6.7低压侧电缆的校验 37 第七章 照明设计 40 7.1明的目的和要求 40 7.2 照明方式和种类的选择 41 7.3 光源和灯具的选择 42 7.4确定设计照度 43 7.5各层负荷的确定 46 7.6 开关、插座的选择和灯具的布置 48 7.7 照明电源及电压 49 7.8 线路的选择及敷设 50 第八章 大楼防雷设计 53 8.1防雷选型 53 8.2 确定接闪器（避雷针）高度 56 8.3 接闪器的选择设计 58 8.4 引下线的设计 58 8.5 接地装置的设计 59 结论 60 参考文献 61 摘 要 图书馆是收藏图书、资料、报纸、杂志、光盘介质等文献并加以收集整理以供读者学习、参考、研究的文化场所。它是文献情报的中心，也是莘莘学子们探寻，学习知识的圣殿，包含着很高的文化艺术价值，因此得到了越来越广泛的重视。
本设计介绍了图书馆电气设计方法及其特点。结合设计者所学的专业，并兼顾本建筑供电的可靠性、经济性等方面的因素设计的。是以某学院图书馆为基础，进行强弱电设计，其中强电包括供配电系统、照明系统、一般动力系统、空调系统、防雷接地等。弱电包括火灾自动报警及消防联动控制系统、综合布线系统、保安监控系统和电缆电视系统等。
按二级负荷供电，采用双路电源。建筑物地下层设变配电室。负荷密度按80W/m2考虑，选择相应干变压器台数和容量。本工程按二类建筑屋考虑防雷措施。
关键词：供配电；
防雷；
照明；
弱电；
负荷计算；
短路电流 Abstract Library is the cultural venue that collects books,information,newspapers, magazines,CD medium such as literature,moreover,it arranges them for the reader to study,reference and research.It is the centre of literature intelligence,and also is the temple in which students explore and learn knowledge.It contains a high cultural and artistic value,for this reason it is gaining more and more widespread attention. The design introduces the electrical design methods and characteristics of the library,combined with the speciality designer have learned,and also taken into account the construction of the power supply reliability,economy and other aspects.It does the design of the strong and weak electricity,based on one colledge library.The strong electricity includes the power supply system,lighting system,the general power system,air-conditioning system,such as grounding for lightening.The weak electricity includes automatic fire alarm and linked fire control system,integrated wiring system,security surveillance system and cable TV system. According to the second load electricity,it uses a two-way power.Build a variable power distribution room on the ground of the buildings.Consider the load density by 80W∕㎡,and select the appropriate number and capacity of the transformer.This project consider the lightening protection measures by the second-class buildings. Key words:power supply；
lightening protection；
lighting；
weak eletricity；
load calculation；
the short-circuit current 第一章 绪论 1.1供配电技术概论 供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。
供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：
安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。
可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。
优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。
经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。
1.2图书馆工程设计概论 1、概况说明 本建筑为多层图书馆建筑。安装负荷约1600KVA、计算负荷为1100KW。其中消防负荷约为224KW。双回路10KV电源，由建设单位负责引入，用电缆埋地引来。本设计在地下平面设置变配电室，内设两台变压器。楼内接地型式采用TN-S制，配电方式采用放射式供电至各层，各层由层配电箱出至各分配电箱。消防用电设备电源在最末一级配电箱处进行自动切换。
2、线路敷设及设备安装 电缆线路敷设：配电电缆从配电室配出在配电间内采用梯级型电缆桥架敷设。各层的水平敷设的电缆当电缆数量较多时采用梯极型电缆桥架，较少时采用塑料卡钉固定于墙上，设备间及无吊顶的地方敷设的电缆采用穿钢管在结构层内暗敷。所有裸露的电缆，除配电间内的电缆外，当敷设的高度不大于2m时均加钢管保护。
空调设备的电源由各层的空调电源配电箱集中供电，风机盘管的供电线路采用穿PVC管沿墙或在吊顶内暗敷。调速开关采用暗装。
母线槽的安装：此部分安装前应由施工单位或母线槽供货单位结合现场实际情况，测得实际数据后由厂家按其数据进行加工制作安装。安装时根据有关标准图集及厂家的具体要求进行。
设备安装：低压配电屏落地安装，屏与基础槽钢螺栓连接，配电屏采用下出线，部分屏与母线槽连接。这些事宜在配电屏订货时应充分考虑。
3、图书馆照明设计说明 根据现行国家设计规范规定及标准图集。根据建筑专业提供的设计资料及有关设计要求。根据其它专业提供的设计资料及有关设计要求。
本设计是根据建筑专业要求，除配电室（间）、楼梯间、设备用房、书库、卫生间等部位按无吊顶设计外，其它均按有吊顶进行设计的。设计接口以本设计的配电箱为界，配电箱的照明电源见配电单项设计图纸。
照明配电箱除各层配电间内的箱子采用明装金卡，其它位置的配电箱采用暗装。室外的照明开关采用明装，室内开关采用暗装，插座采用暗装，应急照明灯具插座的安装高度为2.5m，其它插座的安装高度为0.3m。灯具主要采用嵌入式和吸顶式安装，大空间和室外的照明灯具采用壁装。本设计按一般照明设计，灯具可根据实际装修的要求并进行校核后，型号和安装方式自行变更。
4、接地 在配电室内设置等电位接线箱，在楼内进行等电位联结。电缆进楼处应将电缆的金属外皮、保护钢管等接地，进出建筑物的其它金属管道在进出处均应可靠接地。以防止雷电波侵入。
金属配电箱的外壳等用电设备正常情况下不带电的金属构件应与接地系统可靠连接。接地干线在由变配电室至电梯机房的竖向上用40*4镀锌扁钢。其它各层的水平干线，至制冷设备的接地线用25*4的镀锌扁钢。容量较小的用电设备的接地线利用电缆（线）线芯（PE）线接地 第二章 主接线设计 供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
2.1 负荷分级及供电要求 电力负荷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响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。
1、一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；
或将在政治上，经济上造成重大损失者；
或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。
就所设计的图书馆供配电这一块来讲，一级用电负荷为火灾报警及联动控制设备、消防泵、防排烟风机、喷淋泵、事故照明。
2、 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；
或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；
或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。
在本次毕业设计中所设计的图书馆拥有的二级负荷有：
消防电梯、生活水泵。
3、三级负荷 三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。
2.2 电源及供电系统 供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；
但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。
学校图书馆采用10KV双回路电源进线，均由市电电源供给，这样便满足了学校图书馆所有负荷的用电需求。图书馆由于没有特别重要的一级负荷，不需再增设第三电源。这样便已经满足学校图书馆供配电的要求。
2.3 电压选择和电能质量 用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。
供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。
单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V照明负荷，当线路大于30A时，应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和保证电气安全。
当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所得。那么在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其全部负荷相加即为其计算负荷。
2.4 无功补偿 供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；
合理时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；
高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常时，低压电容器应分散补偿。
无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相同时，应采用低压自动补偿装置。
为基本满足上述要求，在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且功率因数很低的用电负荷采用单独就地补偿。
2.5 低压配电 在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的有点，且在现代建筑中应用广泛，如图2-1所示。
图2-1 低压配电方式 2.6变配电系统主接线方案的确定 1、主接线的定义 主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定次序相连接的接受和分配电能的电路。中低压供配电系统中主要采用单母线结线、单元式结线和桥式结线。
2、对主接线的基本要求 1、安全性：必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员和设备安全。
2、可靠性：主接线的可靠性要求由用电负荷的等级确定。
3、灵活性：应能适应各种可能的运行方式的要求。
4、经济性：应满足最少的投资和年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。
3、主接线中主要的电气元件的功能 1、断路器：是一种开关电器，能切除或投入正常负荷，并能切断故障回路，断开时无可见的断点，必须与能产生可见断点的隔离电器配合使用。
2、负荷开关：是一种开关电器，能投入或切除正常的负荷，具有一定的灭弧能力，断开时有明显可见的断点。
3、隔离开关：是一种隔离电器，只能切除或投入空载或很小的负荷，断开始有明显的可见断点。往往与断路器配合使用。
4、熔断器：是一种保护电器，专门用于切断过负荷较大的回路或短路回路。当熔断器熔体上的电流超过一定值后，熔体发热熔断，切断电路。
5、电流互感器：是一种电流变换电器，隔离高电压，通常将大电流变成小电流，以取得测量和保护用电流信号。
6、电压互感器：是一种电压变换电器，隔离高电压，通常将高电压变成低电压，以取得测量保护用电压信号。
7、避雷器：防过电压侵入。
8、移相电容器：作无功功率补偿。
4、主接线方案的确定 确定负荷等级：
本图书馆设计为一类建筑，其中火灾报警及联动控制设备、消防泵、防排烟风机、喷淋泵、事故照明等为一级负荷，电梯、生活水泵为二级负荷，正常照明、中央空调等为三级负荷。
确定供电方式：
按《民用建筑电气设计规范》要求，一类建筑应按一级负荷供电的要求进行供电。
一级负荷应有两个独立的电源供电，当一个电源故障时，另一个电源不会同时损坏。
本设计中高压侧采用两回独立的10KV电源，分别属于不同的区域变电站。主接线设计方案：
对于一级负荷的供电要求，引进独立的双回路10KV电源后，高压侧采用单母线分段联络的运行方式，低压侧采用单母线分段联络的运行方式，正常时两台变压器分列运行，任一台变压器出故障后，余下的一台可以满足所有一、二级负荷的供电。
主接线接线图详见附录1 第三章 负荷计算 3.1负荷统计 根据图书馆大楼的土建平面图及建筑总说明,对图书馆大楼进行负荷估算与统计,从而确定不同电气设备的安装容量。然后以此为依据用需要系数法获得计算负荷。做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是按允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压质量等的依据。
1、图书馆大楼工程概况 主体部分一共五层,第三层、第四层、第五层的面积均为4600㎡，第一层、第二层的面积均为5000㎡。这是由于一楼附带了文学书库，而二楼则有学术报告厅。工程的设计中的电气部分为：电梯、中央空调系统、照明、生活水泵、消防水泵、喷淋水泵、计算机及多媒体教室电脑、防火卷帘门等。
2、图书馆大楼的负荷估算 电梯：工程设计中共有3台电梯,其中客梯2台，货梯1台。根据对电梯载重量及速度的要求和对客流量的分析,初步估算电梯的功率为30Kw/台。
中央空调系统：图书馆大楼的总建筑面积约为24000㎡, 中央空调冷负荷指标按100w/㎡计算,得需要的冷负荷功率为2400KW，从而选出三台电功率为207 KW，制冷功率为800 KW的冷热水机组，根据冷热水机组对冷却水流量与冷冻水流量的要求选出相对应的冷却水泵与冷冻水泵各三台，冷却塔风机三台。其中冷却水泵功率为30Kw/台，冷冻水泵功率为22Kw/台，冷却塔风机功率为7.5Kw/台。以及各层相对应的风机盘管的安装功率。
事故照明：一层、二层按7 w/㎡估算，得一、二层的正常照明安装功率为35 Kw/层，三、四、五层按6.5 w/㎡估算，得三、四、五层的正常照明的安装功率为30Kw/层，一般情况下事故照明容量按正常照明容量的20%估算，第一层事故照明由于库房的照度要求低，故取本层事故照明安装功率为6.5 Kw，略低于第一层正常照明容量的20%，其余各层事故照明安装功率按各层正常照明安装功率的20%估算。
水泵：生活水泵、消防水泵、喷淋水泵按照设计中给排水设计中的水流量要求选择功率，生活水泵选择2台，一备一用，每台功率37 Kw；
消防水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw；
喷淋水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw。其备用容量不计入负荷计算中。
电脑：按照每台电脑400w进行估算，多媒体与计算机教室共安装300台左右，得电脑的总安装容量为120Kw。
防火卷帘门：根据防火分区的数量统计出需要安装64个防火卷帘门，每个按照1Kw估计，得出防火卷帘门的安装功率为64Kw。
防排烟风机：按照消防设计中对通风量的要求，选择防排烟风机的安装功率为30Kw。
消防控制室：按照消防设计中对消防广播、火灾报警等弱电设备的要求，初步估计其安装功率为10kw。
3.2用需要系数法进行负荷计算 按照上面负荷统计资料，用需要系数法进行负荷估算。
用需要系数法进行负荷计算的计算方法：
单组设备计算负荷：
P=K（Kw）
Q= Ptg（Kvar）
S=（KVA）
I=（A）
式中—为总设备功率 K—需要系数 P—计算有功功率 Q—计算有功功率 tg—电气设备功率因数角的正切值 I—计算电流 U—电气设备额定电压（线电压）
多组设备的计算负荷：
P=KK（Kw）
Q= KPtg（Kvar）
S=（KVA）
式中K—有功功率同时系数，取值为0.90 K—无功功率同时系数，取值为0.95 计算数据统计如下：
表3-1 负荷统计表 负荷名称 安装功率KW 需要系数Kd 功率因数cos tg 有功功率（KW）Pc 无功功率（Kvar）Qc 视在功率（Kva）Sc 计算电流I(A) 一层照明 35 0.8 0.55 1.52 28 42.56 50.95 77.41 二层照明 35 0.8 0.55 1.52 28 42.56 50.95 77.41 三层照明 30 0.8 0.55 1.52 24 36.48 43.67 66.35 四层照明 30 0.8 0.55 1.52 24 36.48 43.67 66.35 五层照明 30 0.8 0.55 1.52 24 36.48 43.67 66.35 一层事故照明 6.5 1 0.85 0.62 6.5 4.03 7.65 11.62 二层事故照明 7 1 0.85 0.62 7 4.34 8.24 12.51 三层事故照明 6 1 0.85 0.62 6 3.72 7.06 10.73 四层事故照明 6 1 0.85 0.62 6 3.72 7.06 10.73 五层事故照明 6 1 0.85 0.62 6 3.72 7.06 10.73 电脑机房 120 0.8 0.75 0.88 96 84.48 127.88 194.3 冷热水机组 621 0.7 0.8 0.75 434.7 326.03 543.38 825.6 冷却塔 22.5 0.75 0.8 0.75 16.88 12.66 21.09 32.05 冷冻水泵 66 0.75 0.8 0.75 49.5 37.13 61.88 94.01 冷却水泵 90 0.75 0.8 0.75 67.5 50.63 84.36 128.2 一层风机盘管 25 0.75 0.8 0.75 18.75 14.06 23.44 35.61 二层风机盘管 20 0.75 0.8 0.75 15 11.25 18.75 28.49 三层风机盘管 20 0.75 0.8 0.75 15 11.25 18.75 28.49 四层风机盘管 18 0.75 0.8 0.75 13.5 10.13 16.88 25.64 五层风机盘管 18 0.75 0.8 0.75 13.5 10.13 16.88 25.64 电梯 60 0.91 0.5 1.73 54.6 94.46 109.1 165.77 货梯 30 1 0.5 1.73 30 51.9 59.95 91.08 生活水泵 37 1 0.8 0.75 37 27.75 46.25 70.27 排水泵 4 1 0.8 0.75 4 3 5 7.6 消防控制室 10 1 0.8 0.75 10 7.5 12.5 19.0 消防水泵 60 1 0.8 0.75 60 45 75 113.95 喷淋水泵 60 1 0.8 0.75 60 45 75 113.95 防火卷帘门 64 0.6 0.7 1.02 38.4 39.21 54.88 83.38 防排烟风机 30 0.75 0.8 0.75 22.5 16.88 28.13 42.73 总计算有功功率：
P=K（128+31.5+96+434.7+16.88+82.5+84.6+221.9+10+38.4+22.5）
=0.85×1166.98=991.933KW 总计算无功功率：
Q= K（194.4+19.53+84.48+326.03+12.66+61.88+146.36+166.43+7.5+39.21 +16.88）=0.95×1075.36=1021.592Kvar ∴该图书馆总容量为：S= 第四章 高低压设备选型 4.1变压器的选取 (1) 变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；
对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；
如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。
对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。
(2) 变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%~25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的用电，但每台的容量应在1000KVA以内。
在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳负荷率β值。电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少。
(3) 综上所述，根据负荷计算的总量，结合上述条件，以及图书馆内地下室变配所的环境条件选择两台800KVA的SC9－800/10/0.4KV的环氧树脂浇注型铜芯绕组干式变压器。变压器的安装容量为1600KVA。
10KV级SC-9三相环氧树脂浇注铜心干式变压器除性能好，体积小，安全可靠及维护方便外，其还有耐潮，难燃，防霉，防尘，抗突发短路等优点。
4.2变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定 1、无功功率补偿的方法 无功功率的补偿方法分为就地补偿、低压集中补偿、中压集中补偿等。本设计中采用目前最常用的低压集中补偿。低压集中补偿是将并联补偿的低压电容器组集中设置在0.4KV低压母线上的补偿方法。这种补偿方法可以对变压器以及以前的设备和线路上的功率因数进行补偿，维护、管理方便，补偿装置可以与低压配电装置一起安装在变电所的低压配电室内。
补偿容量的计算方法 Q= P（tg1-tg2）
式中Q—需要补偿的无功功率（Kvar）
tg1—补偿前的无功功率因数角的正切值 tg2—补偿后的无功功率因数角的正切值 P—总计算有功功率 2、各台变压器的无功补偿 1＃变压器 风机盘管及控制设备：计算有功功率：82.5KW 计算无功功率：61.88Kvar 冷热水机组：计算有功功率：434.7KW 计算无功功率：326.03 Kvar 防火卷帘：计算有功功率：38.4KW 计算无功功率：39.21 Kvar 防排烟风机：计算有功功率：22.5KW 计算无功功率：16.88Kvar 消防控制室：计算有功功率：10KW 计算无功功率：7.5 Kvar 补偿前计算有功功率：P= K×（82.5+434.7+38.4+22.5+10）
=499.885KW 补偿前计算无功功率：Q= K×（61.88+326.03+16.88+7.5+38.4）
=465.405Kvar 补偿前功率因数：cos= P/0.76 由于供配电系统规定变压器的低压侧的功率因数不得低于0.85，因此将低压侧的功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：
Q=186.98 Kvar 采用6个型号BWF6.3-40-1W的并联电容器进行低压集中补偿。
实际补偿容量: ΔQ1=6×40=240 Kvar 补偿后视在功率：S=548.35Kvar 补偿后功率因数：cos=0.91 1＃变压器负载率为：（553.35/800）×100%=69% 2＃变压器 客梯：计算有功功率：54.6KW 计算无功功率：94.46 Kvar 货梯：计算有功功率：30KW 计算无功功率：51.96 Kvar 照明：计算有功功率：128KW 计算无功功率：194.4Kvar 电脑机房：计算有功功率：96KW 计算无功功率：84.48 Kvar 事故照明：计算有功功率：31.5KW 计算无功功率：19.53Kvar 冷却塔：
计算有功功率：16.88KW 计算无功功率：12.66Kvar 泵房：计算有功功率：221.9KW 计算无功功率：166.43Kvar 补偿前计算有功功率：P= K×（54.6+30+128+96+31.5+16.88+221.9）
=492.088KW 补偿前计算无功功率：Q= K×（94.46+51.96+194.4+84.48+19.53+12.66）
=535.724 Kvar 补偿前功率因数：cos= P/ 由于供配电系统规定低压侧的功率因数不得低于0.85，因此决定将变压器的低压侧功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：
Q=298.05 Kvar 采用6个型号BWF6.3-50-1W的并联电容器进行低压集中补偿。
实际补偿容量: ΔQ1=6×50=300 Kvar 补偿后视在功率：S=545.63 Kvar 补偿后功率因数：cos=0.91 2＃变压器负载率为：（545.63/800）×100%=68% 4.3高低压配电设备的选型原则 对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取：
(1) 在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理：
①按正常工作条件选择额定电压和额定电流：a、电气设备的额定电压应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压即：≥。b、电气设备的额定电流应大于或等于正常时最大的工作电流,即：≥。
② 按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：1、如断路器、负荷开关、隔离开关等的动稳定性满足Im≥Ish,而其热稳定性满足≥且It≥Ia。
③ 按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即：≤，且≤。
④ 按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式。
(2) 低压刀开关：满足额定电压大于或等于工作电压，额定电流大于或等于正常时最大工作电流即可，对其他没有特殊要求。
(3) 低压断路器：按灭弧介质分有油浸式、真空式、空气式，应用最多的是空气式断路器。按结构分有万能式和塑壳式。万能式断路器即框架式断路器，所有器件均装于框架内，其部件大部分设计成可拆卸的，便于制造安装和检修。另外，这种断路器的容量较大，额定电流可达4000A，可装设较多具有不同保护功能的脱扣器。选择配电用断路器多为万能式，且特别适用于低压配电系统的主保护，即常用做低压进线柜的主开关。塑壳式的容量较小，通常用于配电线路中，对线路起过载保护和短路保护的作用。
低压断路器（即自动空气开关）的选择原则：注意开关主触头额定电流，电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流和热（长延时）脱扣器的额定电流之间要满足下式关系：
≥≥≥ 开关动作时间小于0.02秒（如DZ系列）时，其开关分断能力用下式校验：
≥ 开关动作时间大于0.02秒(如DW系列)时,其开关分断能力用下式校验: ≥ ----自动空气开关的分断电流(KA); ----装设开关处冲击短路电流的有效值(KA); ----装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA). 自动空气开关脱扣器电流整定:为使自动空气开关各脱扣器更好的发挥保护功能,需要结合保护对象,进行电流的整定计算,然后正确确定:配电线路用自动空气开关,热(或长延时)脱扣器整定电流,可用下式计算: ≥，----可靠系数,热脱扣器取1.0~1.1,长延时脱扣器取1.1; 被控线路的计算电流(A). (4) 电力电缆截面的选择1)电缆截面的选择原则：
①按允许载流量选择导线和电缆截面:金属导线或电缆中流通电流时,由于导体电阻的存在,电流使导体产生热效应,使导体温度升高,同时向导体周围介质发散热量。导体或电缆的绝缘介质,所能允许承受的最高温度必须大于载流导体表面的最高温度,即: >。才能使绝缘介质不燃烧,不加速老化。按发热条件选择导线截面积,即是按照允许载流量来选择，是比较常用的方法.对于设计中将涉及到的配电电缆,是长期工作制负荷的电流载体,按: =来决定导线或电缆的允许载流量,选取导线或电缆截面。
②按允许电压损失选择导线或电缆的截面:输电线路的电压损失,是指输电线路始端与末端电压的代数值,而不是电压的向量差值,即不考虑两电压的相角差别。由于输电线路有电阻及电抗的存在,电能沿输电线路传输时,必然产生电能损耗和电压损失。为使电压损失能保持在国家允许的范围之中,我们必须恰当地选择导线截面.电压损失可分解为有功分量电压损失和无功分量电压损失: 10KV电缆线路可以先假定电抗（平均值）计算出电抗电压损失再按允许电压损失得有功损失和无功损失。选取原则公式为：按此式选择与之相近的标称导线截面S,根据线路布置状况计算出电抗值，如与所选值差别不大，证明所选正确。反之，则按计算所得重算，再计算，重选截面。
③按经济电流密度选择电缆截面：为兼顾有色金属耗量投资与降低导线能耗费用之间的矛盾，提出了经济电流密度的概念，所选的截面对两者而言是经济的。，S经济截面，导线负荷计算电流，—经济电流密度（）. 变压器高压侧入线电缆选择的主要矛盾是能否承受短时电流的作用，即热稳定问题，因此应以热稳定条件来确定高压侧的电缆截面。
变压器低压侧电缆选择的主要矛盾是能否长期承受工作电流，故一般以载流量为条件来选择电缆的截面。
2)电缆芯数的选择原则 电缆按芯数分类分为：单芯电缆，二芯电缆，三芯电缆，四芯电缆，五芯电缆。
1KV及其以下低压侧电源中性点直接接地时，三相回路的照明电缆应选用五心，三相动力设备应选用四芯电缆。
变压器的高压侧10KV电缆线路应选用三芯电缆。
同时考虑到作为重要的资料室以及重要的公共建筑，电缆导体材料应当选用铜芯。
因此本设计中采用的电缆为YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘护套电力电缆，其中事故照明、消防水泵、喷淋水泵、防火卷帘等采用阻燃性电缆（ZR-YJV）。YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘护套电力电缆具有优良的防化学腐蚀性能，以及不吸水的特性，适用于潮湿、积水等敷设场所，还具有载流量大、重量轻、敷设方便的优点。
照明及相同性质的低压配电回路采用五芯电缆，水泵等动力负荷采用四芯电缆,变压器高压侧的进线采用三芯电缆。
(5) 电流互感器的选择 电流互感器的原线圈之额定电压大于或等于线路之工作电压。
电流互感器原线圈的额定电流应大于线路的最大工作电流，一般取线路工作电流的1.2~1.5倍，并要求在短路故障时，对测量仪表的冲击电流较小，即要求磁路能迅速饱和，以限制二次侧电流成比例增长。
电流互感器的动稳定性，热稳定性应满足线路短路时的要求。
4.4高低压侧电气设备的选型 1、变压器高压侧 变压器的入线电缆上的计算电流为：800/10×=46.2A 选择电缆为YJV22－8.7/10KV 3×95 选择中压断路器为:ZN28-10 10KV/1250A 选择中压隔离开关为：GN30-10 10KV/630A 2、低压侧回路 一层照明回路：I=77.41A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 二层照明回路：I=77.41A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 三层照明回路：I=66.35A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 四层照明回路：I=66.35A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 五层照明回路：I=66.35A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 一层事故照明回路：I=11.62A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/16A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=65A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 二层事故照明回路：I=12.52A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/16A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=80A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 三层事故照明回路：I=10.73A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/16A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=80A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 四层事故照明回路：I=10.73A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/16A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=80A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 五层事故照明回路：I=10.73A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/16A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=80A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 电脑机房：I=194.3A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×120 选择断路器：CM1-225M 500V/200A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=800A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 200A/5A 冷热水机组（每台设置一个专用回路）：I=825.6A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-2（3×120+1×70）
选择断路器：CM1-400L 500V/350A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=1750A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 400A/5A 冷却塔：I=32.1A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/40A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=200A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 冷冻水泵：I=90.02A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-4×50 选择断路器：CM1-100M 500V/100A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=500A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 150A/5A 冷却水泵：I=128.21A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-4×95 选择断路器：CM1-225M 500V/160A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=800A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 200A/5A 一层空调风机设备及控制：I=35.61A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/40A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=200A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 二层空调风机设备及控制：I=28.49A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×16 选择断路器：CM1-100M 500V/32A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=160A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 三层空调风机设备及控制：I=28.49A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/32A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=160A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 四层空调风机设备及控制：I=25.64A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/32A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=160A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 五层空调风机设备及控制：I=25.64A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×10 选择断路器：CM1-100M 500V/32A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=160A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5A 电梯：I=165.77A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×120 选择断路器：CM1-225M 500V/200A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=1000A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 250A/5A 货梯：I=91.08A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-5×50 选择断路器：CM1-100M 500V/100A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=500A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 150A/5A 生活水泵：I=70.27A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-4×35 选择断路器：CM1-100M 500V/80A 瞬时过电流脱扣器整定电流：1.2（I+ I）=700A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 排水泵：I=7.60A 选择电缆为YJV-0.6/1KV-4×1.5 选择断路器：CM1-100M 500V/10A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=75A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 10A/5A 消防控制室：I=18.99A 选择电缆为ZR-YJV-0.6/1KV-5×4 选择断路器：CM1-100M 500V/20A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=100A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 30A/5A 消防水泵：I=113.95A 选择电缆为ZR-YJV-0.6/1KV-4×70 选择断路器：CM1-225M 500V/125A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=800A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 150A/5A 喷淋水泵：I=113.95A 选择电缆为ZR-YJV-0.6/1KV-4×70 选择断路器：CM1-225M 500V/125A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=800A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 150A/5A 防火卷帘：I=83.38A 选择电缆为ZR-YJV-0.6/1KV-5×50 选择断路器：CM1-100M 500V/100A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=400A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A 防排烟风机：I=42.73A 选择电缆为ZR-YJV-0.6/1KV-5×16 选择断路器：CM1-100M 500V/50A 瞬时过电流脱扣器整定电流：（4～7）I=300A 电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 50A/5 第五章 短路电流计算及主变保护 5.1短路对系统运行的影响 电力系统短路时,由于系统的阻抗很小,因此会产生很大的短路电流,致使电气设备过热和损坏。因此电力系统中的保护设备应能正确的、及时的切除故障,以保护电气设备,使电力系统无故障部分正常的运行。所以在高、低压电力系统设计中都应计算短路电流按短路电流对开关电器、电缆等电气设备进行短路效应校验,使电气设备不致损坏。
5.2短路电流的名称含义 i=IK I=I I= I S=U I 式中I—为三相短路冲击电流有效值 i—为三相短路电流冲击值 I—为三相短路电流周期分量有效值 I—为三相短路电流有效值 K—为冲击系数 S—为系统中某一点的短路容量 U—短路点所在电压等级的平均电压 在高压电路中发生三相短路时，一般可取K为1.8，由此得高压短路电流有效值的计算公式：i=2.55 I ， I=1.51 I；
如果电力变压器容量在1000KVA及以下，变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，一般可取K=1.3，则i=1.84 I， I=1.09 I；
5.3短路电流的计算方法 欧姆法计算短路电流（欧姆法即有名单位制法）
在无限大容量系统中发生三相短路时，三相短路电流周期分量有效值可以按下式计算：I=U/=U/ 式中U—短路点的短路计算电压（以前称平均额定电压，用U表示，实用中用1.05倍额定线电压计算。因为线路首端短路时最为严重，所以要按首端的电压考虑，即短路计算电压取为比线路额定电压U高5%。按我国电压标准U有0.4，0.63，3.15，6.3，10.5，37KV等）。
Z、R、X—分别为短路电路的总阻抗、总电阻和总电抗值 在高压电路的短路计算中，正常总电抗远比总电阻大，因此，一般只计算电抗，在计算低压侧的短路时，也只有当短路电路的R大于X的1/3时，才需要考虑电阻。如果不计电阻时，则三相短路电流的周期分量有效值为：
I= U/ X。
5.4用欧姆法(有名单位制法)计算短路电流 首先确定该电力系统出口短路器的短流容量（即基准容量）：根据电力变压器容量800KVA可知基二次侧额定电流I=800/×0.4=1155A。可知高压少油短路器SN10—10—Ⅲ的断流容量为500MVA，即本系统断流容量为500MVA。其中10KV架空线路的单位电抗X=0.38（Ω/Km），线长2 Km；
高压电缆电抗X=0.08Ω/Km，线长0.6 Km 图5-1 短路电流计算电路 该系统的短路等效电路如图5-2、图5-3：
0.2205 1.14 K1 电力系统 架空线 图5-2 高压（K处）
0.0032 0.0017 0.0000697 0.012 K2 电力系统 架空线 电缆线 变压器 图5-3 低压K处 求高压（K处）的短路电流：该点计算电压U=1.05×10=10.5KV 电力系统的电抗：X= U/S=10.5/500=0.2205Ω 架空线路的电抗：
∵10KV架空线路的单位电抗X=0.38（Ω/Km）
∴架空线路的电抗X= XL=0.38×3=1.14Ω ∴ 总阻抗：X= X+ X=0.2205+1.14=1.3605Ω 三相短路电流的周期分量有效值：
I=U/=10.5/（×1.3605）=4.46（KA）（忽略电阻R）
变压器高压侧的三相短路容量：
S= U× I=×10.5×4.46=81.11（MVA）
2、求低压380V（K处）短路电流：
根据断路器的短流容量S==500MVA，以及低压侧U=0.4KV，则有 电力系统的电抗：X=U/ S=0.4/500=0.00032Ω=3.2×10Ω 架空线路的电抗：这个电抗在变压器的一次侧，需要变换阻抗。
X= XL（U/U）=0.38×3×（0.4/10.5）=1.7×10Ω (3) 高压电缆电抗：∵X=0.08Ω/Km ∴X=0.08×0.6×（0.4/10.5）=0.0000697Ω=6.97×10Ω （4）变.压器的电抗：∵U%=6 ∴ X=（ U%/100）×U/S=（6/100）×400/800×1000 = 1.2×10 （5）总阻抗X= X+ X+ X+ X=3.2×10+1.17×10+6.97×10+1.2×10=1.4027×10Ω （6）三相短路电流的周期分量有效值：
I= U/=400/（×1.4027×10）=16.5KA （7）变压器低压侧三相短路容量：
S= U I=×0.4×16.5=11.43MVA 3.（1）高压侧K处，取K=1.8；
I=4.46KA i= IK=2.55×4.46=11.37KA I=I=4.46×=6.73KA (2) 低压侧K处，取K=1.3，I=16.5KA 所以i= IK=1.51×153.79=31.62KA I=I=17.92KA 4.两相短路电流的计算 一般而言，无限大容量系统中三相短路电流大于两相短路电流，在校验短路效应时只考虑三相短路电流。但是，在校验保护相间短路的继电保护装置在短路故障下能否灵敏动作时，就需要计算被保护线路末端的两相短路电流，以校验其灵敏度。
高压侧：I=0.866 I=0.866×4.46=3.86KA 低压侧：I=0.866 I=0.866×16.5=14.62KA 5.5 电力变压器的继电保护 变压器是供配电系统中的主要设备，其故障将对电力用户带来严重影响，因此必须根据变压器的容量和其重要程度安装不同的保护装置。
中压供配电系统中常用电力变压器都是降压变压器，绝缘形式有油禁式和干式，绕组联结组别为D，yn11和Y，yn0。本设计所用变压器为干式，绕组联结组别为：D，yn11。
故障形式主要有：
（1）绕组及其引出线的相间短路：包括三相短路和两相短路。这种故障的特点是，短路相上电流急剧增加为正常电流的若干倍，因此可采用反应电流过量而动作的过电流保护装置来加以保护。
（2）绕组匝间短路：绕组匝间短路会使故障点电流增加，但增加的多少与短路匝数有关，当短路匝数不多时，故障电流与正常电流差异不是很大，过电流保护装置不一定能反应出来。因此，对于干式变压器应采用反应绕组短路时温度升高的温度保护。
（3）二次侧单相短路：变压器二次侧中性点直接接地，其单相短路时，故障相出现较大的短路电流。一般，首先考虑用变压器一次侧装设的过电流保护兼作单相短路保护，若灵敏度不够，再考虑在变压器二次侧采用反应三相电流之和的零序电流保护。
（4）过负荷：虽然变压器有一定的过负荷能力，但过负荷时间不能太长。因此，当变压器的实际负荷超过其额定负荷时，采用反应变压器过负荷的过负荷保护。
（5）干式变压器绕组温度升高：干式变压器绕组温度升高的原因很多，如过负荷，匝间短路，环境温度过高，冷却系统故障等。针对这种故障，应设置温度保护。
5.6 电力变压器的保护计算 图5-4电力变压器计算电路 变压器正常运行时最大短路过负荷率为50%，下一级线路上定时限过电流保护动作时间为0.5S。
1、相间短路保护 确定保护装置的接线方式：由于变压器一次侧为中性点不接地系统，对其进行相间短路保护可采用二互感器二继电器的不完全星形接线，此时接线系数K=1。
确定电流互感器的变比：因为线路上的最大负荷电流为I=1.5I=1.5×800/×10=69.3A，由电流互感器百分之十误差曲线，即电流互感器变比K=1.5 I×/5=100/5=20 用电磁型继电器进行保护：
<1>定时限过电流保护：
保护一次侧动作I=（K/ K）×I=1.2/0.85×69.3=97.8A 继电器动作电流I= [(K K)/ (K K)]×I=[（1.2×1）/（0.85×20）]×69.3=3.5A 则一次侧的实际动作电流为I=20×3.5=70A 保护装置的动作时间为t= t+=0.5s+0.5s=1s 保护灵敏度K=I/ I=（0.87×16.5×1000/70）×[0.4/（10×）]=4.8≥1.5,满足要求。
<2>速断保护 一次侧动作电流I= K I=1.3×16.5×1000×（0.4/10）=858A 继电器动作电流：I=（K K/ K）×I=858/20=42.9A 为便于继电器整定，取继电器整定值I=45A 则一次侧实际动作电流I=20×40=900A 保护灵敏度K= I/ I=（0.87×4.46×1000）/900=4.29≥1.5 2、单相短路保护 以变压器一次侧的过电流保护兼做单相短路保护 保护灵敏度K= I/ I=（14.62×800/70）×（0.4/10）=7.2≥1.5, 满足要求。
3、过负荷保护 一次侧动作电流I= KI=1.1×800（×10）=50.8A 继电器动作电流I= （K K/ K）I=50.8/20=2.54A 为便于继电器整定，取继电器整定值I=3A则一次侧的实际动作电流I=20×3=60A 4、温度保护 在变压器绕组中设置温度传感器，进行温度保护，当温度升高到一定程度时，发出超温报警信号，当温度继续升高到一定程度时，动作于短路器跳闸。一般采用四温控制：绕组温度大于110℃时，系统自动起动风机冷却，绕组温度低于90℃时，自动停止风机，风机起动后，绕组温度继续上升，超过155℃时报警，超过170℃时发出跳闸信号。
上述计算中所用系数及符号含义为：
I－变压器一次侧动作电流 I－变压器一次侧最大负荷电流 I—变压器一次侧额定电流 K－可靠系数，电磁型继电器取1.2，感应型继电器取1.3 K－返回系数，取0.85 I－继电器动作电流 I－最小运行方式下，被保护变压器二次侧两相短路在一次侧的穿越电流 K－保护的灵敏系数 K－接线系数 K－电流互感器变比 I－最大运行方式下，被保护变压器二次侧三相短路在一次侧的穿越电流 I－最小运行方式下，被保护变压器二次侧单相短路在一次侧的穿越电流 I－最大运行方式下，被保护变压器一次侧三相短路在一次侧的穿越电流 I－最小运行方式下，被保护变压器一次侧三相短路在一次侧的穿越电流 I－最大运行方式下，被保护变压器二次侧三相短路在一次侧的穿越电流 I－最小运行方式下，被保护变压器二次侧三相短路在一次侧的穿越电流 I－最大运行方式下，被保护变压器二次侧单相短路在一次侧的穿越电流 I－最小运行方式下，被保护变压器二次侧单相短路在一次侧的穿越 第六章 高低压侧电气设备的校验 6.1电缆的校验方法 电缆截面按载流量选定后,应进行电压损失校验及热稳定的校验。
对于高压侧的电缆,电缆电压损失很小,应进行热稳定的校验。
对于低压侧电缆,电缆按载流量条件选择电缆的截面后,一般均能满足热稳定的条件,应进行电压损失校验,而不必进行热稳定的校验。
6.2开关电器的校验方法 动稳定的校验:i≥i或I≥I 式中i—开关电器的极限通过电流峰值 I—开关电器的极限通过电流有效值 i—开关电器安装处三相短路冲击电流 I—开关电器安装处三相短路冲击电流有效值 热稳定的校验：I≤I 式中I—开关电器安装处三相短路电流有效值 I—开关电器t秒内允许通过的热稳定电流有效值 t—假象时间 6.3变压器高压侧电缆的校验 热稳定校验：热稳定要求的最小导线截面为S=（mm）
假想时间t=保护动作时间+开关分闸时间+非周期分量假想时间=0.6+0.06+0.05=0.71s ∵铜芯交联聚氯乙烯绝缘电缆的K值为K=115 ∴S==32.8mm<95mm ∴变压器的高压侧电缆能够满足热稳定的要求。
6.4变压器高压侧断路器的校验 （1）动稳定校验：
变压器高压侧三相短路冲击电流峰值为i=11.37KA，而ZN28-10型断路器极限通过电流峰值为i=14.5KA 。
i>i ∴满足动稳定要求。
（2）热稳定校验：
ZN28-10型断路器的4s热稳定电流有效值为I=20KA，而变压器高压侧三相短路有效值为I=4.46KA，假想时间t=0.71s，t=4s ∴I=20×=47.47KA> I ∴满足热稳定要求。
6.5变压器高压隔离开关的校验 （1）动稳定校验：
变压器高压侧三相短路冲击电流峰值为i=11.37KA，GN30-10型隔离开关的极限通过电流的峰值为i=31.5KA。
i>i ∴满足动稳定要求 （2）热稳定校验：
GN30-10型隔离开关的4s热稳定电流有效值为I=12.5KA，而变压器高压侧三相短路有效值为I=4.46KA；
假想时间t=0.71s，t=4s ∴I=12.5×=29.67KA> I ∴满足热稳定要求。
6.6低压侧断路器的校验 （1）动稳定校验：
低压侧均选用CM1系列断路器，其极限短路分断能力为I=50KA，而低压侧三相短路电流冲击电流有效值为I=31.62KA。
I< I ∴低压侧CM1系列断路器满足动稳定要求。
（2）热稳定校验：
CM1系列断路器1s热稳定电流为30KA，变压器低压侧三相短路电流有效值I=16.5KA，假想时间t=0.06s，t=1s I=30×=122.5KA> I ∴满足热稳定要求。
6.7低压侧电缆的校验 按电压损失条件进行校验：
计算公式为：= 一层照明回路：= =0.25%<5% 三层照明回路：= =0.44%<5% 一层事故照明：= =0.18%<5% 二层事故照明：= =0.24%<5% 电脑机房：= =0.75%<5% 客梯：= =0.42%<5% 货梯：= =1.45%<5% 一层空调风机：= =0.48%<5% 二层空调风机：= =0.43%<5% 冷热水机组：= =2.4%<5% 防火卷帘：= =0.48%<5% 防排烟风机：= =0.78%<5% 消防控制室：= =0.45%<5% 消防水泵：= =1.2%<5% 生活水泵：= =1.4%<5% 排水泵：= =0.82%<5% 冷冻水泵：= =0.99%<5% 冷却水泵：= =1.27%<5% 冷却塔：= =3.83%<5% ∴以上低压侧电缆均满足电压损失的要求。
第七章 照明设计 7.1明的目的和要求 照明的目的一方面是给周围环境的各种对象以实宜的光分布，通过视觉达到正确识别人们所欲知的对象和确切了解人们所处的环境状况，另一方面则要创造满足生理和心理要求的室内空间环境，使人从精神上感到满足；
根据照明的目的不同，分为明视照明和环境照明，不同照明目的的视线具体表现为明视照明和环境照明对照明设计的数量及质量的方面的要求，在进行照明设计时应全面考虑和恰当处理下列各项照明质量的指标：照度、亮度分布、照度的均匀性、阴影、眩光、光的颜色、照度的稳定性。
1、合理的照度水平 照度是决定受照物明亮程度的间接指标之一，因此常将照度水平作为衡量照明质量最基本的技术指标之一，不同的照度给人产生不同的感受，照度太低容易造成疲劳和精神不振，照度太过往往因刺激太强过分兴奋受不了。合理的照度可以减少事故的发生，提高劳动生产率。
2、照度的均匀性 除了合理的照度，外为了减轻人对因照度的极不相同的频适应所造成的视觉疲劳，室内照度的分布具有一定的均匀对于度。办公室、阅览室等工作房间一般照度的均匀程度通常以一般照明系统在工作面上产生最小照度于平均照度之比表示，他不应小于0.7。工作房间中非工作区的平均照度不应低于1/5，直通的两个相邻的房间的工作房间平均照度差别也不应大于5：1，局部照明与一般照明共用时，工作面上的一般照明的照度值的1/3~1/5，且不低于50lx。
3、适宜的亮度分布 在室内环境正如背景亮度过大的情况时，当人眼从一处转到另一处时眼睛被迫要经过一个适应的过程，如果这种适应过程次数多，就会引起视觉疲劳，在设计工作中为了使室内环境能获得适当的亮度分布，同时又避免烦琐的计算工作，通常用照度对比和墙面、顶棚、地板等的反射比来作为设计应达到的要求。我国民用建筑照明设计标准中推荐，视觉工作对象照度比为1，顶棚照度比为0.25～0.9，墙面照度比为0.4～0.8，地面照度比为0.7～1.0，顶棚照度比为0.7～0.8，墙面反射比为0.5～0.7，地面反射比为0.2～0.4。
4、限制眩光 眩光是视野范围内由于亮度分布不合理或亮度过高所造成的视觉不适或视力减弱的现象，为了限制不适应的眩光，可选用具有较大遮光角的照明器，也可以通过选用哟眼上设光通量的照明器和提高房间表面的反射比，改善视野内的亮度分布，达到限制眩光的目的 7.2 照明方式和种类的选择 1、照明方式的选择 照明设备按照其安装部位或使用功能而构成的基本制式。
1) 一般照明 为照亮整个场地而设置的均匀照明称为一般照明。对于工作位置密度很大而对光照方向无特殊要求的场所，或受生产技术条件限制不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，则可单独设一般照明。
2) 分区照明 对某一特殊区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明称为分区一般照明，可有效地节约能源。
3) 局部照明 特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明称为局部照明。局部照明只能照射有限面积，对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，可装设局部照明。对于因一般照明受到遮挡或需要克服工作区及其附近的光幕反射时，也宜采用局部照明。当有气体放电光源所产生的频闪效应的影响时，使用白炽灯光源的具备照明是有益的，但规定在一个工作场所内，不应只装设局部照明。
4) 混合照明 由一般照明与局部照明组成的照明称为混合照明。对于工作位置视觉要求较高，且对照射方向有特殊要求的场所，往往采用混合照明方式。
2、照明种类的选择 1) 正常照明 在正常情况下使用的室内、外照明。它一般可单独使用，也可以与应急照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。
2) 应急照明 正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或人员安全通行的照明称为应急照明，应急照明主要由备用照明、安全照明、疏散照明组成。
3) 值班照明 在非工作时间内供值班人员用的照明。在非三班制生产的重要车间、仓库、或非营业时间的大型商店、银行等处，通常宜设置值班照明。值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分或利用应急照明的一部分或全部。
4) 警卫照明 在夜间为改善对人员、财产、建筑物、材料和设备的保卫，用于警戒而安装的照明。可根据警戒任务的需要，在厂区或仓库区等警卫范围内装设。
7.3 光源和灯具的选择 1、光源的选择 电光源按发光原理分为热辐射光源和气体放电光源，热辐射光源利用物体通电使之发热到白炽状态而发光的原理所制造的光源成为热辐射光源，其功率系数接近1. 气体放电光源按发光的物质不同又可分为金属类，惰性气体类，金属卤化物类。
光源的选择以不影响视觉功效为原则，白光较适合，白光对色彩对比影响较小，特别适合VDT照明人们对白光也比较偏爱（从主观评价统计得知）。从光源的发光率、使用寿命、价格和维护等方面比较，采用荧光灯比较合适，在通常亮度情况下，荧光灯的视敏度较高，且与光源的色温成正比，故建议采用荧光灯。
另外，从多种光源中根据不同的照明目的、用途和环境条件来选择最合适的光源，并加以利用使照明设计最根本的原则。此外在选择光源时，还应按照=以下几个原则来考虑。
（1）尽量减少投资。选用高光效的光源，在达到同样照度时可减少所需光源的个数，从而同时减少电气线路费、材料费、安装费，即减少了初投资。
（2）尽量选用运行费用低的光源，通常，照明器的运行费用大多超过初投资，因此光源应选择高效、长寿的。功率大的光源效率也高，在满足照度平均的前提下，尽可能选择高光效的大功率光源。
（3）应满足显色性和色温的要求。
（4）应满足控制特性的要求。
按不同功率场所、环境条件选择光源主要应从以下几点考虑：
在无特殊要求的场所，一般以选择光效高的光源为宜。
开关频繁、要求瞬间启动和连续调光的场所，宜选用白炽灯和卤钨灯，不能选用高压气体放电灯。
高大空间的场所，如高大厂房等，应选用高强度气体放电灯。办公室、设计室等视觉对象无周期性的运动体而照度要求较高的场所，宜选用荧光灯光源。
应急照明的光源选择能瞬时点亮的白炽灯、荧光灯等光源。
2、灯具的选择 光的技术条件、环境条件、灯具的外形应与建筑物或室内装饰协调、考虑经济性。
灯具的选择是照明设计的基本内容之一，其选择恰当与否，直接影响到照明质量、经济性能和能耗指标的好坏。灯具的选择要综合考虑照明方式、以选好的光源种类、使用场所的照度要求、环境条件及投资等诸多因素，但主要从灯具结构和光的特性两方面进行选择。以下是选择灯具时应考虑的因素：
（1）灯具要与光源配合、结构要与光源的种类配套；
规格大小要与光源的功率配套。
（2）灯具必须与使用环境条件相适应。
（3）合理选择配光分布，配光分布合理能提高照明效率，减少照明损耗。
（4）眩光的限制与利用，在有些条件下眩光被限制而在有些条件下眩光则被利用。
（5）选择灯具时还要考虑初投资和运行费 7.4确定设计照度 为确定照度，下面参考“民用建筑设计规范 JGJ/T 16－92” 和中的一些参考标准：
1、在选择照度时，应符合下列分级0.1、0.2、0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、20001x。
2、民用建筑照度标准所规定的照度，系指工作面上的平均维护照度。若设计未加指明时，以距地0.75m的参考水平面作为工作面。
表7-1 公共场所照明的照度 类别 参考平面及高度 照度标准值（lx）
低 中 高 厕所 地面 15 20 30 盂洗间 0.75m水平面 20 30 50 储藏室 0.75m水平面 20 30 50 电梯前室 地面 30 50 75 吸烟室 0.75m水平面 30 50 75 浴室 地面 20 30 50 开水房 地面 15 20 30 表7-2 一般建筑公用地点灯泡的安装功率 灯具形式 5 lx 10lx 楼梯间 走廊W 楼梯间 走廊W 灯距＜10＞m 灯距＞10m 灯距＜10＞m 灯距＞10m 圆球灯半圆吸顶灯 60 60 100 100 150 150 半圆吸顶灯（双灯泡）
2*25 2*25 2*40 2*40 2*40 2*60 半圆吸顶灯（单灯泡）
40 40 60 60 60 100 表7-3 办公楼照明的照度标准值 类别 参考平面及高度 照度标准值（lx）
低 中 高 办公室、报告厅、会议室、接待室、陈列室、营业厅 0.75m水平面 100 150 200 有视觉显示屏的作业 工作台水平面 150 200 300 设计室、绘图室、打字室 实际工作面 200 300 500 装订、复印、晒图、档案室 0.75m水平面 75 100 150 值班室 0.75m水平面 50 75 100 门厅 地面 30 50 75 表7-4 设备间照明的照度标准值 类别 参考平面及高度 照度标准值（lx）
低 中 高 计算机室 0.75m水平面 150 200 300 风机房、水泵房、变压器室 地平面 20 30 50 变配电室 地作面 30 50 75 控制室、总机室、广播室 0.75m水平面 100 150 200 发电机房、空调机房 地平面 30 50 75 由以上规范、标准确定本写字楼设计照度如下表：
表7-5 房间名称 总面积（㎡）
照度要求（lx）
单位面积安装容量（w/㎡）
备注 管理室 318 100 10.6 共五间 专业阅览室 2217.6 300 18.1 共八间 普通阅览室 554.4 200 15.4 共一层 目录大厅、检索大厅、出纳台、咨询台 288 100 9 展厅 288 100 9 教师阅览室 288 300 18.1 阅览区 576 200 15.4 拆包间 57.6 300 20 采编室 115.2 200 15.4 装表、整修、 美工、办公 172.8 300 18.1 典藏、复印室、 库房管理室 161.3 100 9 会议室 345.6 200 15.4 办公室 161.2 150 13.6 贵宾休息室 79.5 50 3.9 过刊室 161.3 100 9 研究室 161.3 200 18.1 计算机中心机房 79.5 200 15.4 走廊 698.1 20 2.5 大厅 1080 75 9 共五层 文娱报刊阅览区 709 300 18.1 楼梯间 860.5 20 2.7 卫生间 328 50 3.7 每层三个 空调机房 208 100 8 每层两个 配电室 49.5 30 9.3 每层三个 48 9.3 18.6 11.3 厕所前走道 170.5 30 4 共五层 运货电梯前走道 353 20 2.4 报告厅 413.8 150 采用混光灯 保存书库 413.8 50 3.9 报告厅后面的空调机房 13.5 75 9.3 报告厅后门厅 40 12 贵宾休息室前门厅 72.8 11 控制室 13.5 75 9.3 期刊阅览室 345.6*2 300 18.1 计算机教室 345.6 200 15.4 7.5各层负荷的确定 由以上数据确定图书馆各照明负荷如表7-6 表7-6 一 层 房间名称 总面积（㎡）
总负荷（W）
备注 管理室 50.4 534.2 两个且面积相同 普通阅览室 554.4 8537 目录大厅、检索大厅、出纳台、咨询台 288 2590 拆包间 57.6 1150 采编室 115.2 1800 装表、整修、 美工、办公 172.8 1800 典藏、复印室、 库房管理室 161.3 1450 走廊 602.1 1445.04 两个S1=371.2 S2=230.9 大厅 216 1944 文娱报刊阅览区 354.5 5459.3 楼梯间 61.6 1733.76 共五个四个相等S=28，S5=33.6 卫生间 98.4 364.08 三个两个相等S=32.4，S5=33.6 配电室 22.2 1069.5 两个S1=16 S2=6.2 值班室 33.0 370 两个相等 厕所前走道 34.1 136.4 运货电梯前走道 70.6 374.18 保存书库 413.8 1600 总的负荷 32.357KW 二 层 管理室 66.9 709.14 共三个两个相等S1=25.2，S2=16.5 专业阅览室 554.4 10034.64 会议室 345.6 532.24 办公室 81.8 112.48 贵宾休息室 79.5 310 走廊 602.1 1675.44 共三个S1=371.2，S2=230.9，S3=96 报告厅 采用混光灯 1680 报告厅后面的空调机房 13.5 125 灯光控制室 13.5 125 其余与第三层相同 三 层 管理室 66.9 709.14 共三个两个相等S1=25.2，S2=16.5 专业阅览室 554.4 10034.64 教师阅览室 288 5200 期刊阅览室 345.6 5322.24 过刊阅览室 161.3 1451 空调机房 41.6 386.88 配电室 38.7 172.31 共三个S1=16.5，S2=16，s2=6.2 文娱报刊阅览区 354.5 5459.3 厕所前走道 34.1 112.53 运货电梯前走道 70.6 374.18 楼梯间 61.6 1733.76 共五个四个相等S=28，S5=33.6 卫生间 98.4 364.08 共3个 两个相等S=32.4,S3=33.6 大厅 216 1944 走廊 602.1 1675.44 共三个S1=371.2，S2=230.9，S3=96 四 层 研究室 161.3 1450 无文娱阅览区，其他与三层相同 五 层 计算机教室 345.6 5322.24 计算机中心机房 79.5 1224 办公室 80.6 1096 其它与四层相同 7.6 开关、插座的选择和灯具的布置 1、开关的选择 （1）本图书馆在楼梯这样经常上下的地方选用声光控开关，开关采用P86KSGY 250V 10A暗装（北京银翼电器有限公司的国伦P86系列），，双控开关采用E1/2/3A，规格为250V 10A暗装。（奇胜系列的单联双控）。
（2）在灯的盏数较少的地方选用P86K20—10，规格250V 10A暗装。
（3）在洗手间选用P86K21F10防溅型二位单极开关，规格250V 10A暗装。
（4）在灯的盏数比较多的地方，采用型号为P86K12T10规格250V 10A暗装。
2、插座 （1）每一单项回路上的灯头和插座的总数不超过25个，插座应采用单回路供电。
（2）当插座和灯具混为一个回路时，其中插座数量不得超过5个；
（3）当插座为单独回路时，数量不得超过10个。住宅不受上述限制；
（4）插座应由单独回路供电，并且一个房间内的插座应由同一回路配电；
（5）在潮湿房间内，不允许装设一般插座，但设置有安全变压器的插座例外；
（6）备用照明、疏散照明的回路上下不宜设置插座。
由于应急灯的个数为100个，所以一选用100个单相三孔插座，本图书馆插座采用的是北京东升塑料电器厂生产的86C系列插座，型号为带保护门两极接地插座，86C—ZI3A—10型，规格为250V 10A，安装方式采用嵌墙明装，距地2.5m，其余插座军选用单相五孔插座。
3、平面布灯 平面布灯应满足照度均匀度的要求，尽量减少灯具数量和眩光，便于维护，美观大方。图书馆一般要求均匀布灯，常用的布灯方式有正方形、矩形和棱性。边灯距墙约为相邻两灯距离的一半，灯高不低于2.4m，否则灯具的外壳应做接零或接地。当房间很大时为了工作面上达到照度标准，可采用局部照明和一般照明相结合。只有合理的布灯方式，才能达到良好的照明质量，便于安装及维修灯具。如果局部照明设备与人体接触，则采用安全电压照明。
4、每个回路设计灯具的个数 根据规范要求，每个回路设计灯具的套数不宜超过25个，多管荧光灯、节日灯、花灯除外。对于高压气体灯，供电回路电流不宜超过30A，插座回路必须与照明回路分开，插座回路必须安装漏电开关。
7.7 照明电源及电压 1、照明电源 （1）照明负荷应根据其中断供电可能造成的影响及损失，合理的确定负荷等级。并应正确的选择供电方案。
（2）当电压偏差或波动不能保证电源质量及光源寿命时，在技术经济合理的条件下，可采用有载自动调节电力变压器。
（3）备用照明应有两回路电源或两回路供电，当采用两回路高压电源供电时，备用照明的供电干线应接自不同的变压器。
（4）当设有自备发电机组时，备用照明的一路电源应接自发电机作为专用回路供电，另一回路可接自正常照明电源供电。在重要场所、尚应设置带有蓄电池的应急照明灯或蓄电池组供电的备用电源，作发电机组投运前的过渡期间使用。
（5）当采用两路低压供电同时，备用照明的供电应从两端低压配电干线分别接引。
（6）当供电条件不具备两个电源或两个回路供电时，备用电源宜采用蓄电池组或带有蓄电池的应急照明灯。
（7）备用照明作为正常照明的一部分同时使用时，其配电线路及控制开关应分开装设。备用照明仅作事故情况下使用，则当正常照明因故断电，备用照明应自动投入工作。
（8）疏散照明采用带蓄电池的应急照明灯时，正常供电源可直接自本层的配电盘的专用回路上，或接自本层的防灾专用配电柜。
2、照明电压 照明网络一般采用220/380V三线四线制中性点直接接地系统，灯用电压一般为220V（高压气体放电灯中的镝灯和高压钠灯有用380V电压），安全电压按国家标准GB3805—83《安全电压》的规定为42、36、24、12、6五级。
对于容易接触及无防止触电措施的固定或移动式灯具，安装高度在2.2m及以下，且具有下列条件之一的特别危险场所，安全电压不超过24V。
（1）特别潮湿的场所：工作环境的最湿月的平均最大相对湿度在90%以上，该月的月平均最低温度为25度。
（2）高温场所：即工作温度经常在40度以上且具有导电灰尘的场所。
（3）具有导电地面：金属或特别潮湿的土、砖、混凝土地面等。
本图书馆选用的是XSA2—24，XSA2—32，照明配电箱，采用嵌墙明装，距地1.5m。采用XZF03A—50，XZF03A—100，安装方式采用嵌墙明装，距地1.5m。本图书馆除第一层采用五个照明配电箱，一个事故照明配电箱，其余四层均采用四个照明配电箱，一个事故照明配电箱。
7.8 线路的选择及敷设 1、供电线路 配电方式主要有放射式、树干式、混合式。本图书馆主要采用放射式供电，每个配电箱和线路上的负荷应尽量平衡。
由低压配电屏供电的照明回路的计算电流不宜大于100A，单相供电线路的电流不宜超过30A，每一回路连接的配电箱不宜超过4个。
室内分支线路的每一单相回路不宜超过15A，其长度200/380V三相四线制线路不宜超过100m，单相220V线路不宜超过35m。
在照明分支回路应避免采用三相低压断路器对三个单相分支回路进行控制和保护。
照明系统中的每一单相回路，不宜超过16A灯具为单相回路时数量不宜超过25个，大型建筑组合灯具每一单相回路不超过25A，光源数量不宜超过60个。建筑物轮廓灯每一单相回路不宜超过100个 当照明回路采用遥控方式时，应同时具有解除遥控的可能性。
重要场所气体放电灯的照明线路。其中性线截面应与相线规格相同。
2、线缆的选择 （1）本图书馆的照明支线选择聚氯乙烯绝缘铝心电线，型号为BLV，截面为2.5m㎡; (2)插座支线选用聚氯乙烯绝缘铝心电线，型号为BLV，截面为4 m㎡。
3、线路敷设的规定 （1）符合下列场所的环境特征，如环境潮湿程度、环境宽敞通风情况等；
（2）符合建筑物和构筑物的特征，情况不同则管线的设计部位不同；
（3）人与布线之间可接近的程度，如机房、仓库、车间等人与布线之间可接近的程度明显不同；
（4）考虑断路可能出现的几点应力，如配电室和负荷末端显然不同；
（5）在安装期间或运行中布线可能遭受的其它应力和导线自重。
4、配电线路的敷设应避免下列环境造成的影响 （1）应避免由外部热源产生热效应的影响；
（2）应防止在使用过程中因水的侵入或因进入固体物而带来的影响；
（3）应防止外部机械性损伤而造成的影响；
（4）在有大量灰尘的场所，应避免由于灰尘聚集在布线上所带来的影响；
（5）应避免由于强烈的阳光辐射带来的危害。
5、线路敷设 在图书馆一般线路的敷设方式采用穿阻燃型PVC管暗敷设与墙、顶板、梁柱及吊顶内。应急照明线路采用穿阻燃型PVC管在结构上内暗敷并保证有一定的覆盖层，当不能满足上述要求时应采用钢管保护，并采用防火处理。照明回路和插座回路不得合穿一管，相同路径上性质相同的回路可以合穿一管但N线不得合用，保护线共用时截面应取同管内最大的相线截面，各种线路的保护管内所穿导线数量最多不超过8根，照明支线均采用2.5 m㎡，插座支线均采用4 m㎡。
6、电缆的敷设 配电电缆从配电室配出在配电间内采用梯级型电缆桥架敷设。各层的水平敷设的电缆当电缆数量较多时梯级型电缆桥架，较少时采用塑料卡钉固定与墙上，设备间既无吊顶处采用穿钢管在设备层内暗敷设，所有裸露的电缆，除配电间内的电缆外，当敷设高度不大于2m时均加钢管保护。空调设备的电源有各层的空调电源配电箱集中供电，风机盘管的供电线路采用穿阻燃型PVC管沿墙或在吊顶内暗敷。调速开关采用暗装。
第八章 大楼防雷设计 8.1防雷选型 1、计算本建筑物的年预计落雷次数 （1）建筑物年预计雷击次数应按下式确定：
N=kNgAe 式中N——建筑物预计雷击次数，次/a；
k——校正系数，一般情况下取1；
位于旷野孤立的建筑物取2；
金属屋面建建筑物取1.7，位于河边、湖边、山坡下或山地种土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；
Ng ——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/（km2·a）；
Ae——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积km2。
（2）地区雷击大地的年平均密度应按下式确定：
Ng=0.024Td1.3 式中，Td——年平均雷暴日，根据当地气象台资料确定，d/a。（3）建筑物截收相同雷击次数的等效面积Ae应该为其实际面积向外扩大的面积。其计算方法应符合下列规定：
建筑物高H＜100m时，其每边扩大宽度D和等效面积Ae应按下式确定：
D= Ae=[LW+2（L+W）·+πH（200-H）] ·10-6 式中D——建筑物每边扩大宽度，m；
L、W、H——分别为建筑物的长宽高，m。
根据以上公式，计算本建筑物的年预计落雷次数：
查平顶山雷暴日Td =28.9日/年 ；
Ng=0.024Td1.3=0.024×28.91.3=1.90 D===96.82m Ae=[LW+2（L+W）·+πH（200-H）] ·10-6 =[14.4×32.4+2（14.4+32.4）×96.82+3.14×75（200-75）] ×10-6=0.039 km2 N=kNgAe=1×1.9×0.039=0.074 本建筑物的年预计落雷次数为0.074次/a。
2、建筑物的防雷分级 规范中规定的按建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，建筑物防雷分级。
一级防雷的建筑物 （1）具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；
特大型、大型铁路旅客站；
国际性的航空港、通讯枢纽；
国宾馆、大型旅游建筑、国际港口客运站等。
（2）国家级重点文物保护的建筑物和构筑物。
（3）高度超过100m的建筑物。
二级防雷的建筑物 （1）
重要的或人员密集的大型建筑物。如部、省级办公楼；
省级会堂、博展、体育、交通、通讯、广播等建筑；
以及大型商店、影剧院等；
省级重点文物保护的建筑物和构筑物。
（2）办公建筑，超高层建筑，19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物。
（3）省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。
（4）小预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑及其它重要或人员密集公共建筑。
三级防雷的建筑物 (1) 当年计算雷击次数大于或等于0.012次/a小于0.06次/a的部、省级办公建筑及其它重要或人员密集公共建筑。或通过调查确认需要防雷的建筑物。
(2) 建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。
(3 )高度为15m及以上的烟囱、水塔等孤立的建筑物或构筑物。在雷电活动较弱地区(年平均雷暴日不超过15)其高度可为20m及以上。
(4) 历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。
3、建安筑物易受雷击部位 每类建筑都容易遭受雷击，但不是建筑物的所有部位都容易遭受雷击，我们可以根据建筑物上各部位遭受雷击的可能性大小对进行有重点地保护，这样不仅可以更有效的保护建筑物不受雷击损害，还能有效的节约投资。下表为各类建筑物易受雷击部位：
表8-1 建筑物易受雷击部位 建筑物屋面的坡度 易受雷击部位 示意图 平屋面或坡度不大于1/10的屋面 檐角、女儿墙、屋檐 平屋面 不大于1/10的屋面 坡度大于1/10，小于1/2的屋面 屋角、屋脊、檐角、屋檐 坡度大于等于1/2的屋面 屋角、屋脊、檐角 O雷击率最高部位，——易受雷击部位，-------不易受雷击部位。
4、接闪器的选择和布置 1、接闪器的选择：
接闪器由以下一种或多种设施组合而成：
（1）独立避雷针；
（2）架空避雷线或避雷网；
（3）直接装在建筑上的避雷针、避雷网或避雷带。
2、接闪器的布置：
表8-2 接闪器的布置表 建筑物防雷类别 滚球半径hr（m）
避雷网网格尺寸（m）
第一类防雷建筑物 30 10*10 第二类防雷建筑物 45 15*15 第三类防雷建筑物 60 20*20 布置接闪器时，可采用滚球法对避雷针、避雷带、避雷网的保护范围计算。滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防雷击的部位滚动，当球体只触及接闪器或接闪器何和地面，而不及需要保护的部位时，则该部分得到接闪器的保护。
由本建筑物的年预计落雷次数为0.074次/a，大于二级防雷建筑的0.06次/a的下限，确定本建筑的防雷按二级防雷设计，由于本楼为高层塔楼式建筑，所以接闪器采用避雷带与避雷针，楼顶四周女儿墙采用避雷带保护、大楼最高处采用避雷针保护，楼顶冷却塔采用避雷针保护。
8.2 确定接闪器（避雷针）高度 本建筑采用滚球法确定接闪器的保护范围 由于本建筑楼顶面基不大，本建筑采用单支避雷针保护。
单支避雷针按下列方法确定：
单支避雷针的保护范围，应按下列方法确定 图8-1 单支避雷针保护 (1)当避雷针高度时：
a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；
b.以针尖为圆心、hr为半径作弧线，交于平行线的A、B两点；
c.以A、B为圆心、hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体；
d.避雷针在hr高度的XX′平面上的保护半径，按下式计算：
式中rx—— 避雷针在hx高度的XX′平面上的保护半径(m)；
hr——滚球半径，按表1-2确定(m)；
hx——被保护物的高度(m)。
(2)当时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。其余的作法同 (1)。
下面根据以上计算如图：
图8-2 接闪器要高出大厦最高处9.32m，近似取10m。
8.3 接闪器的选择设计 弗兰克林避雷针、避雷带和避雷网，是目前采用的最多的、最广泛的一种接闪器。主要是制作简单，安装方便，价格低；
对单针避雷针而言，主要缺点是保护范围小，每针保护角接滚球法取定保护范围小于45度。
1、规范中规定的弗兰克林接闪器的一般要求 避雷针采用圆钢或焊接钢管制成(一般采用圆钢)，其直径不应小于下列数值：
针长1m以下 圆钢为12mm， 钢管为20mm；
针长1～2m以下 圆钢为16mm， 钢管为25mm. 避雷网和避雷带采用圆钢或扁钢(一般采有圆钢)其尺寸不应小于小下列数值：
圆钢直径为8mm 扁钢截面为48mm 扁钢厚度为4mm 2、本建筑接闪器选择 (1)楼顶顶端避雷针采用φ25mm镀锌钢管，直接焊在楼顶顶端航空障碍灯塔的顶端，避雷针长2m，航空灯塔高8m，总共实际有效高度为10m。并且航空障碍灯塔的金属部分要与接闪层上的防雷装置可靠连接。
(2)中央空调冷却塔采用避雷针保护，避雷针采用φ25mm的镀锌钢管，直接焊在冷却塔的爬梯上，其长度高出冷却塔最高部位2.5m，并于接闪层上的防雷装置可靠连接。
(3)避雷带采用直径φ10的镀锌圆钢，焊接在楼笼顶周围的女儿墙上，并于避雷针和接地装置可靠连接。
8.4 引下线的设计 1.本建筑为高层混凝土结构，根据规范，可利用大楼中的梁柱中的钢筋作为防雷引下线，并同时采用基础钢筋作为接地装置，其间不设断卡，在距地0.3m处将主筋焊接出测试点，供测量、外接人工接地体和作等电位联用。
2.为确保安全，引下线钢筋为大楼周围承力柱柱体柱子的主筋，直径大于16mm，其引下线所用柱位在施工图已标出。其引入点间距不大于18m，建筑物外廓各个角上的钢筋均被利用，并要要保证大楼内部的所有主要钢筋可靠焊接互联。
3.本建筑为高层建筑，要注意防侧雷击，在30m以上部位的外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置可靠连接。具体施工时，是将引下线与圈梁或楼层结构大梁中的钢筋可靠连接，由圈梁或结构大梁引至预埋铁件。外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物用金属连接在 4.圈梁或楼层结构大梁中的钢筋上。本建筑为有组合柱和圈梁，利用圈梁内的钢筋作为均压环。
5.竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷装置连接，即每隔三层与均压环连接一次。均压环与防雷装置引下线连接。
8.5 接地装置的设计 根据规范，本建筑接地装置采用基础内钢筋，将地梁中的钢筋连成环形接地装置，这样做有以下好处：
接地电阻低。在混凝土基础内，钢筋纵横交错、密密麻麻。彼此经焊接或捆扎后，使整个基础组成一个完整的基地系统，它具有很高的热稳定性和疏散电流能力，因此，即地电阻低，由于高层建筑基础很深，接地电阻终身稳定，不受气候和季节影响。实测表明。绝大部分高层建筑接地电阻都不到1欧。远小于规范规定的二类防雷建筑冲击电阻小于10欧的要求。
电位分布均匀，均压效果好。将地基圈梁内的主筋和基础主筋连接起来并把各段地梁的钢筋连成一个环路，使整个建筑物地下如同敷设了均压网，使地面电位分布均匀。
施工方便，可省去大量土石方的挖掘量。施工时，只要密切与土建配合，将有关钢筋可靠焊接起来即可。
节约钢材。
维护工程量少。
结论 本次设计是以某院图书馆为基础进行的电气综合设计，其中包括供配电系统、照明系统、建筑物防雷、10kV变配电站、一般动力系统、空调系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、综合布线系统、保安监控系统和电缆电视系统等的工程设计。是按照国家各种规范标准进行的，既满足了专业设计要求，又达到了经济合理的目的。但在设计中还存在着不足之处，由于设计时间短促，本次设计只进行了供配电系统、照明系统、建筑物防雷等的工程设计。
本人认为这次设计基本上达到了设计任务书中所要求的目的。设计成果也达到了建筑电气设计的各项技术要求。
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