某办公楼工程电气毕业设计（优秀毕业设计）

'电气设计　**大学毕业设计（论文）题目某办公楼电气设计　院系电气工程学院　　专业电气工程及其自动化　班级　　学生姓名　学号　指导教师200年05月05日-55- 电气设计摘要本论文主要阐述了某办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。本论文共包括六章内容，前四章主要包括强电部分设计；第五、六章主要包括弱电部分及消防设计。强电部分主要内容包括：低压配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。弱电部分主要内容包括：有线电视、公共广播系统、闭路电视监控及综合布线系统的设计。消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。本次设计完成图纸共34幅，其中强电部分17幅，弱电部分9幅，消防部分7幅，绘图采用AUTOCAD软件绘制。本办公楼电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词照度，有线电视，公共广播，闭路电视监控，综合布线AbstractThisthesismainlyexplainstheelectricaldesignbasis,principle,methodsandtheconclusionofthedesignchoiceineachsysteminthedesignofcertainofficebuilding.ThethesisincludessixChapters.previousfourChaptersaremostlyaboutthedesignoftheforcefulelectricpowerPart；Chapter5and6aremostlyaboutthedesignofthelightcurrentandfire-fighting.Thepartoftheforcefulelectricpowermainlyincluding:thedistributionsystemofthelowvoltage,lightingsystemandroundingforlighteningsystematicalcompose，amongothersincludeloadcalculation,illuminationcalculation.Thepartofthelightcurrentmainlyincluding:CATV,PublicBroadcastingSystem,ClosedCircuitMonitoringTVandPremisesDistributionSystemandsoon.Thepartofthefire-fightingmainlyincluding:thedesignofthewarningsystemandlinkedsystemetc.Thedesignaddsupto34electriccharts.Including17graphicsfortheforcefulelectricpower-55- 电气设计parts,9graphicsforthelightcurrentpartsand7graphicsforthefire-fightingparts.AlldrawnbyAUTOCAD.Thiselectricaldesignoftheofficebuildingisagraduationdesign，Thepurposeofthisdesignistogiveusachanceofsyntheticalusageoftheknowledgewehavelearned.Besides,itcantrainourabilitytoanalyzeandsolvepracticalproblemsinConstructelectricityindependentlysothatthetheoryisconnectedwithpracticeandasolidbaseismadeinfavoroffuturework.KeyWordsIlluminance,CATV,PublicBroadcasting,ClosedCircuitMonitoringTV,GenericCabling-55- 电气设计目录摘要IAbstractI目录III第一章绪论-1-1.1建筑电气概况-1-1.2设计原则-1-1.3设计内容-1-第二章配电系统设计-4-2.1负荷等级及供电要求-4-2.2负荷计算-5-2.3导线选择-7-2.4配电方式-7-第三章照明系统设计-9-3.1总则-9-3.2照明光源选择-9-3.3照明灯具选择-9-3.4照度和照明方式选择-10-3.5一般照明-10-3.6应急照明-10-3.7照度计算(计算所需灯具数量)-12-第四章防雷接地系统设计-15-4.1建筑物的防雷措施-15-4.2本建筑防雷接地系统设计结果-18-第五章火灾自动报警及消防联动控制系统-19-5.1总则-19-5.2火灾自动报警系统-19-5.3消防联动控制系统-25-第六章弱电系统设计-28-6.1有线电视系统-28-6.2公共广播系统-29--55- 电气设计6.3闭路电视监控系统-31-6.4综合布线系统-33-6.5弱电部分线缆敷设-34-结论-35-谢辞-36-参考文献-36-附录1外文资料翻译-38-A1.1译文-38-A1.2原文-44-附录2计算书-51-A2.1配电箱负荷计算-51-A2.2应急照明负荷计算-52-A2.3干线负荷计算-52-A2.4动力负荷计算-53-A2.5灯具数量计算-54-A2.6探测器数量计算-55-附录3图纸-55- 电气设计第一章绪论1.1建筑电气概况现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。1.2设计原则本次设计是对某办公楼的电气设计，本工程概况：综合办公楼，高52.5米,地下一层,地上十四层，第一层作为商场，二到十三层作为办公用，顶层为电梯层。按“高规”划分，属一类高层建筑。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。1.3设计内容本论文主要阐述了该办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括六大章内容，前四章主要包括绪论及强电部分设计，第五、六章主要包括弱电部分及消防设计。（１）第二章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。并依据文献[１１]对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计，本部分设计出图８幅，包括配电系统图，配电平面图。-55- 电气设计（２）第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据文献[1、2]等用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，同时依据文献[３、７、８、９］进行应急照明设计，按照供电半径不超过３０米的原则进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，本部分设计出图７幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。（３）第四章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷、雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容，并依据文献［４、５］结合本建筑特点，做了防直击雷、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计，本部分设计出图２幅，为防雷平面图和接地平面图。（４）第五章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。本章设计出图７幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。（５）第六章为弱电系统，它又可分五大部分，第一部分为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容，前端信号直接从市区有线电视网引入；第二部分为公共广播系统，主要说明系统组成，主要功能，功放选择等，本部分设计与第四章消防广播相结合，按层分区，实现分区广播，并依据文献［８、９］计算选择功率放大器的台数和功率；第三部分为闭路电视监控系统，主要对闭路电视监控系统的组成、要求等作了简要的说明，本次设计考虑本工程特点仅采用定点监控，并带硬盘录像，控制室设置有电视墙进行监视；第四部分为综合布线系统，简要阐述了综合布线的概念，设计目标以及本次设计的原则等，本次设计按１０m2一个双点考虑，依据各个房间面积确定各工作区点数，最终确定该楼信息点共１６４６点，语音点共５５１点，水平子系统采用超５类UTP和普通语音线，垂直子系统采用多模光纤和大对数电缆；第五部分为弱电系统线路的敷设，本次设计弱电系统电井内走桥架，各楼层内穿线槽或钢管敷设。本章设计出图共９幅，３幅弱电系统图，６幅弱电平面图。（６）其各章节关系如下：-55- 电气设计某办公楼电器设计消防弱电强电弱电线路敷设综合布线系统监控系统联动控制系统火灾报警系统防雷接地系统配电系统照明系统切换有线电视系统公共广播系统消防广播　　　　　　　　　　　　　　　-55- 电气设计第二章配电系统设计2.1负荷等级及供电要求2.1.1负荷等级分类电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。　一级负荷　（１）中断供电将造成人身伤亡者。　（２）中断供电将造成重大政治影响者。　（３）中断供电将造成重大经济损失者。　（４）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。二极负荷（１）中断供电将造成较大政治影响者。（２）中断供电将造成较大经济损失者。（３）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。2.1.2供电要求　根据文献［１］（１）一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。（２）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障-55- 电气设计或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。（３）三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据文献［７、８］对消防用电设备进行负荷等级划分，对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本工程为一类高层建筑，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它动力设备、照明用电为三级负荷。2.2负荷计算负荷计算一般采用需要系数法。照明负荷计算：采用单位面积功率法每层配电箱有功（2.1）计算电流:（2.2）用电设备组计算负荷：（2.3）（2.4）（2.5）配电干线计算负荷　　（2.6）（2.7）（2.8）（2.9）式中W------------------单位面积功率（W/m2）S------------------供电面积（）-55- 电气设计------------------同时系数------------------需要系数Q-------------------用电设备组无功功率（KVA）P--------------------用电设备组有功功率（W）例如对配电箱AL0-1负荷计算，地下层W=30W/m2,供电面积S=339.3,,则总有功功率=WS=1*30*339.9=10179W考虑到实际配电箱容量多是三的倍数，故P取12KW，有较大余量，计算电流==23A断路器整定值选32A，导线选取与断路器相配合，可选YJV5*10，其载流量大于32A。又如,对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则无功功率=27tgarccos0.8=20.25KVA视在功率=33.75KVA计算电流=51A断路器整定值选63A,导线选YJV5*16，其载流量大于63A又如，对照明负荷干线3负荷计算有功功率=1*0.8(78+69*3)=228KW无功功率=1*（58.5+51.75*3）*0.8=171KVA视在功率=285KVA计算电流=433A断路器整定值选为450A,选线YJV4*240+1*120本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况P=40n+350,n为所带灯数量，每盏白炽灯40W,动力部分计算负荷：（2.10）（2.11）-55- 电气设计（2.12）P--------------------设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW,cosφ＝0.5则无功功率=62.4KVA视在功率=72KVA计算电流=109A断路器整定值选160A,选线NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于160A详细计算见附录表A2.1，A2.2，A2.3，A2.4计算所得本建筑总负荷为1692KVA,其中有功功率为1354KW,无功功率为1014KVA。2.3导线选择2.3.1电缆选择原则:（１）根据计算负荷电流选断路器整定值；（２）根据断路器整定值选电缆;（３）导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;（４）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。2.3.2选择结果:（１）照明回路统一选用BV2*2.5,插座回路统一选用BV3*4;（２）其它设备导线选择见附录表A2.1，A2.2，A2.3，A2.4。2.4配电方式高层建筑低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一-55- 电气设计（１）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。（２）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。（３）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。本工程配电采用分区树干式（详见图纸配电系统图一）-55- 电气设计第三章照明系统设计3.1总则电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。3.2照明光源选择照明光源选择一般原则：（１）发光效率高；（２）显色性好，即显色指数高；（３）使用寿命长；（４）启点可靠、方便、快捷；（５）性能价格比高。3.3照明灯具选择灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。灯具选择一般原则（１）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；（２）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；（３）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；（４）限制眩光。-55- 电气设计3.4照度和照明方式选择（依据文献[1]）选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70－80％，同样能起到节电的作用。3.5一般照明照明可分为一般照明、应急照明。本建筑一般照明主要为办公照明及一层商业照明等。3.5.1办公照明一般设计原则（１）办公时间几乎都是白天，因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境。办公室照明灯具宜采用荧光灯。（２）办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。不宜将灯具布置在工作位置的正前方。在难于确定工作位置时，可选用发光面积大，亮度低的双向蝙蝠翼式配光灯具。（３）在有计算机终端设备的办公用房，应避免在屏幕上出现人和什么物（如灯具、家具、窗等）的映像。3.5.2设计结果本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：（走廊、厕所为0米工作面照度，其它为0.75米工作面照度）（１）配电室、办公室、消防控制室、值班室、商场、门庭：300lx三管格栅荧光灯（２）机房、库房：50lx单管荧光灯（３）走廊：50lx白炽灯（４）厕所：75lx白炽灯3.6应急照明3.6.1应急照明分类-55- 电气设计应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明设计要求（１）疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于0.2lx。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；（２）安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5％，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；（３）备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的10％。此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min；高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。3.6.2应急照明灯具选择应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。3.6.3应急照明灯具布置高层建筑的下列部位应设置应急照明：（１）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。（２）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。-55- 电气设计（３）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。（４）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。3.6.4应急灯具控制方式（１）非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。（２）持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。（３）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。3.6.5设计结果本建筑采用应急照明与正常照明相结合，走廊、厕所、楼梯等场所按一级负荷供电，采用双电源，已满足应急照明要求，办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不少于20min，走道疏散标志灯的间距在20m内，安装高度及其它要求均满足相关规范。如图2.1所示，详细布置见照明平面图。备用照明疏散指示图3.1应急照明布置3.7照度计算(计算所需灯具数量)3.7.1本设计采用单位容量法计算灯具数量计算方法：(3.1)式中：N--------------------规定照度下所需灯具套数，套W--------------------在某最低照度值下的单位面积安装功率,w/m2-55- 电气设计S----------------------房间面积，m2Z---------------------最小照度系数P----------------------一套灯具安装容量，不包括镇流器损耗，w例如，对于制冷机房S=125.56,照度要求50lx,安装高度2.75米，则查得0米工作面上W=2.8w/，Z=1则==8.79套3.7.2选择结果见附录表A2.53.7.3照明负荷平面布置设计原则（１）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，单支回路所带灯具（插座）数量应满足相关要求，一般可以带灯具12至13盏，插座7至8只。（２）每个照明开关所控光源数不宜太多，体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。（３）供电半径应满足要求，一般不超过30米。（４）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。（５）尽量使三相所带负荷平衡。本建筑内商场、地下层大面积区域照明采用集中控制，如图2.1所示图3.2商场一部分照明平面图-55- 电气设计照明负荷具体布置见照明平面图。-55- 电气设计第四章防雷接地系统设计本建筑高52.5米，依据文献[5]防雷设计按二类防雷建筑物处理。4.1建筑物的防雷措施依据文献[5]4.1.1一般规定第3.1.1条各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。第3.1.2条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。4.1.2第二类防雷建筑物的防雷措施第3.3.1条第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，井应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。第3.3.2条突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护.：（１）排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合文献［５］第3.2.1条二款的要求。（２）排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱，1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求.：1.金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。第3.3.3条引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。-55- 电气设计第3.3.4条每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合要求，但不应小于2m：在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。第3.3.5条利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定：（１）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。文献[5]第2.0.3条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。（２）当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础内的钢筋作为接地装置。（３）敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。（４）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合要求：（５）当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸不应小于下表的规定。表4.1接地体规格尺寸闭合条形基础的周长(m)扁钢圆钢,根数*直径(mm)≥604*252*Φ10≥40或<604*504*Φ10或3*Φ12<40钢材表面积总和≥4.24m2注：1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；3.利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验。除主筋外，可计入箍筋的表面积。（６）构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。第3.3.6条当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω·m时，在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下，防雷的接地装置可不计及接地电阻值，但其接地体应符合规定；-55- 电气设计第3.3.7条文献[5]第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，其防雷电感应的措施应符合下列要求：（１）建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。（２）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合文献[5]第3.2.2条二款的要求，但长金属物连接处可不跨接。（３）建筑物内防雷电磁感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。第3.3.8条防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击，当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线，同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时，金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下，当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引入时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器；当Y，yn0型或D，yn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器；在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。第3.3.9条防雷电波侵入的措施，应符合下列要求：（１）当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线糟接地；对文献[5]第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。（２）架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。文献[5]第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引入、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。第3.3.10条高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施：（１）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合文献[5]第3.3.5条的要求；（２）应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；（３）应将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接；（４）竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。-55- 电气设计4.2本建筑防雷接地系统设计结果4.2.1防直击雷（１）本建筑利用建筑物金属构件作防雷装置，屋面用ø10镀锌圆钢沿女儿墙顶通圈明敷避雷带，支架间距1米，并暗敷避雷网，网格不大于10m×10m或12m×8m。（２）利用建筑物结构内两根ø16钢筋通长彼此焊接作引下线，共22处，在建筑物的四周均匀对称布置，间距小于18米，并利用混凝土基础钢筋作自然接地体。4.2.2防侧击感应雷（１）为防侧击雷，从30米以上，每三层设均压环，所有金属门窗、建筑玻璃幕墙均应与作防雷引下线的钢筋连通；（２）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接，平行敷设的金属管道如果间距小于0.1米应跨接；（３）电源从邻近两不同变电站由电缆引入，并在入楼处设置避雷器，电缆金属外皮、金属线槽接地。4.2.3接地系统本建筑采用TN---S接地保护系统，用混凝土基础钢筋作自然接地体。防雷接地、电气设备安全接地以及其它需要接地的设备，弱电设备采用共用接地，共用接地体的接地电阻应小于１Ω。这样既保证了人身和设备的安全，也减少了由不合理接地引起的干扰。为了保证人身设备的用电安全，设计要求建筑物内作总等电位联结，在地下室安装一总等电位联结端子箱，把总水管、空调立管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等与电位联结端子箱连通。为了保证建筑物美观，所有防雷装置除避雷带外均采用暗敷。具体设计详见图纸防雷接地平面图。-55- 电气设计第五章火灾自动报警及消防联动控制系统5.1总则本建筑为一类高层建筑，依据文献[4]规定属一级保护对象，采用集中报警系统。1.在首层设消防控制中心，负责对楼火灾监测及消防联动控制。2.消防报警及联动系统采用海湾公司设备。3.报警回路为二总线制，线路沿耐火桥架经过电井引至各层,各层联动控制线、消防广播线均穿钢管暗敷。4.探测器部分采用感烟探测器或感温探测器，吸顶安装，手动报警按钮暗装，下皮距地1.5米，按“步行距离不大于30米”的原则设置，消防模块现场定位。5.按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。火灾发生时，按本层以上、下层进行广播。消防广播扬声器均为3瓦，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处壁挂，下皮距地2.5米。6.设消防电话。7.凡是消防用电均采用双路供电，末端切换，使用耐火或阻燃电缆，穿钢管暗敷设。8.设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池9．联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。5.2火灾自动报警系统报警形式（依据文献[9]）：区域报警系统，适用于二级保护对象；集中报警系统，适用于一级和二级保护对象；控制中心报警系统，适用于特级和一级保护对象。本建筑为一类高层建筑，属一级保护对象，采用集中报警系统。5.2.1火灾探测器（１）火灾探测器的设置部位（依据文献[7、8、9]）：1、敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器。-55- 电气设计2、前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和走道应分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通，发生火灾时的烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。3、电缆竖井配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。4、电梯机房应装设火灾探测器，其一电梯是重要的垂直交通工具；其二电梯机房有发生火灾的危险性；其三电梯竖井存在必要的开孔；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。为此，电梯机房设置火灾探测器是必要的，电梯竖井之顶部也宜设置火灾探测器。5、高级办公室、会议室、陈列室、展览室、商场营业厅，走廊等（２）火灾探测器的选择要求（依据文献[7、8、9]）：一般规定：1．对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所或部位，应选择感烟探测器。2．对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所或部位，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。3．对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所或部位，应选择火焰探测器。4．对火灾形成特征不可预料的部位或场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。5．对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所或部位，应选择可燃气体探测器。点型火灾探测器的选择：下列场所宜选择点型感烟探测器1.饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等；2.电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等；3.楼梯、走道、电梯机房等；4.书库、档案库等；有电气火灾危险的场所。符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器1.相对湿度经常大于95%；2.无烟火灾；3.有大量粉尘；4.在正常情况下有烟和蒸汽滞留；5.厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；-55- 电气设计6.吸烟室等；7.其他不宜安装感烟探测器厅堂和公共场所。（３）选择结果：本工程采用二总线制的模拟量智能型火灾报警联动系统。系统通过编码底座将各类报警设备及联动模块并接于二总线上，报警或故障信号通过二总线输送至报警控制器，并在消防控制室设一台集中报警控制器，在本建筑内，除厕所外，各处均设置探测器，其中电井每层均设一个感烟探测器，楼梯每三层设一个感烟探测器，一层制冷机房、水泵房设感温探测器，其它场所均设置为感烟探测器。（４）火灾探测器的设置数量和布局火灾探测器的设置和布局要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。设置火灾探测器时，应满足下述条件：　　点型火灾探测器的设置数量和布局　　1.探测区域内每个房间至少设置一只火灾探测器；　　2.感烟、感温火灾探测器的保护面积A和保护半径R以及安装间距应规定见下表3.一个探测区域内所需设置的探测器数量应按下式计算；N≥S/(K*A)，N≥1(取整数)（5.1）式中：N：一个探测区域内所有需要设置的探测器数量，单位：只；A：探测器的保护面积（平方米）；S：探测区域的面积（平方米）；K：修正系数，特级保护对象宜取0.7~0.8,一级保护对象宜取0.8~0.9,二级保护对象宜取0.9~1.0。表5.1探测器保护范围及半径探测器种类地面面积S(m)房间高度h(m)探测器保护面积(A)及保护半径（R）屋顶坡度θ≤1515<θ≤30θ>30A(m2)R(m)A(m2)R(m)A(m2)R(m)感烟探测器S≤80h≤12806.7807.3808.0680h≤6605.8807.21009.0感温探测器S≤30h≤8304.4304.9305.5S>30h≤8203.6304.9406.3例如，房间S=75.6,选用感烟探测器-55- 电气设计计算数量N≥S/(K*A)==1.2只选两只，布置如图4.1所示,以保护半径6.7米做圆，由辅助圆可知，两只可以保护整个房间。感烟探测器图5.1库房感烟探测器布置平面图具体选择情况见附录表A2.65.2.2手动火灾报警按钮(依据文献[8、9])（１）手动火灾报警按扭的设置：１．报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动火灾报警按钮，手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。安装在墙上距地（楼）面高度1.5m处，且应有明显的标志。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的步行距离，不应大于30米。2.针对各楼层的前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。此外，对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。3.在公共活动场所（包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等）及主要通道等处，人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮。本建筑地下层及二层以上，每层设三个手动火灾报警按扭，一层商场设5个，满足规范要求。-55- 电气设计5.2.3消防广播（１）灾应急广播扬声器的设置1.走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器；2.在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。3.前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。（２）广播功放的选择：本次设计广播系统采用100V定压输出广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右；系统须设置紧急广播功放，根据文献[7]要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍。本建筑消防广播与背景音乐广播相结合，按层分区，地下层和一层为一个分区，顶层和13层为一个分区，其它每层为一个分区，火灾时利用海湾公司的8305控制模块强行切至消防广播，火灾发生时，按本层及上、下层进行广播，满足相关规范要求，布置情况见图纸。5.2.4消防电话要求：（１）装设消防专用电话分机，应位于与消防联动控制有关且经常有人值班的机房（包括消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他）、灭火控制系统操作装置处或控制室、消防值班室、保卫办公用房等部位。（２）消防电梯和普通电梯之轿厢内都应设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室等三者组成可靠的对讲通信电话系统。（３）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等位置也应装设消防专用电话塞孔-55- 电气设计本次设计在地下层及电梯层（顶层）各个重要机房均设置消防电话，并在每个手动报警按钮上装设消防专用电话塞孔。此外，消防控制中心设119专线电话5.2.５压力开关、水流指示器和信号阀（１）压力开关：检测管内水压，装于水力报警装置的管路上，平时由于报警阀关闭，管内无压力，一旦阀开启，有压力，压力开关动作，向控制中心发回报警信号。（２）水流指示器：监视管内水流情况，安在各分区水平管上，当水流过时，叶片偏转，使电接点接通发信号。（３）信号阀：常和水流指示器配合使用。本工程在地下层设压力开关，用8300模块监视，当发生火灾喷头喷水后，压力开关动作返回报警信号，同时直接联动控制喷淋泵启动，在其它各层包括地下层每层均设两个水流指示器和信号阀，用单I/O模块8300监视，发生火灾后仅向控制室发报警信号，如图4.2所示。信号阀水流指示器压力开关图5.2火灾报警系统此外，本设计在每层消防电梯前室设置复视器。报警系统设计如图4.3所示，详细见火灾报警及联动控制系统及平面图。图5.3火灾报警系统-55- 电气设计5.3消防联动控制系统5.3.1消防控制室在确认火灾发生后应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和标志灯。5.3.2消防控制室在确认火灾后应能控制电梯全部停于首层，并接收其反馈信号。5.3.3消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能：（１）消防控制设备对室内消火栓系统的控制、显示功能；１．控制消防水泵的启、停。２．显示消防水泵的工作、故障状态。３．显示启泵按钮的位置。（２）消防控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统的控制、显示功能：１．控制喷淋泵的启、停。２．显示喷淋泵的工作、故障状态。３．显示水流指示器、报警阀、信号阀的工作状态。（３）火灾报警后，消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能：　　１．停止有关部位的空调送风，关闭电动防火阀，并接收其反馈信号。　　２．启动有关部位的防烟、排烟风机、排烟阀等，并接收其反馈信号。　　３．控制挡烟垂壁等防烟设施。４.对水池、水箱的水位也应进行显示监测。5.3.4消防联动控制的其它控制及显示功能，应执行现行国家有关标准及规范的具体规定。5.3.5消防联动控制系统设计结果：本次设计采用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中地下层消火栓泵、喷淋泵及顶层正压送风机、排烟机用双I/O模块8303和切换模块8302A控制，除自动控制外在消防控制中心设置多线制的直接手动控制，此外，消火栓按钮可以直接启动消防泵，压力开关可以直接启动喷淋泵，一层排烟阀、防火阀及其它各层防火阀用单I/O模块8301控制，火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯-55- 电气设计迫降，并切断非消防负荷电源如空调、正常照明等电源，如图4.4所示，详细见火灾报警及联动控制系统及平面图。图5.4联动控制系统5.3.6线路的敷设（１）设计一般原则1.火灾自动报警系统的传输线路和50V以下供电控制线路，应采用电压等级不低于交流250V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。采用交流220/380V的供电和控制线路应采用电压等级不低于交流500V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。2.火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，还应满足机械强度的要求。铜芯绝缘导线、铜芯电缆线芯的最小截面面积不应小于表10.1.2的规定。表5.2铜芯绝缘导线和铜芯电缆的线芯最小截面面积序号类别线芯的最小截面面积（mm2）1穿管敷设的绝缘导线1.002线槽内敷设的绝缘导线0.753多芯电缆0.50 （２）屋内布线要求-55- 电气设计1.火灾自动报警系统的传输线路应采用穿金属管、经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。2.消防控制、通信和警报线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于30mm。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。3.采用经阻燃处理的电缆时，可不穿金属管保护，但应敷设在电缆竖井或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内。4.火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的低压配电线路电缆竖井分别设置。如受条件限制必须合用时，两种电缆应分别布置在竖井的两侧。5.从接线盒、线槽等处引到探测器底座盒、控制设备盒、扬声器箱的线路均应加金属软管保护。6.火灾探测器的传输线路，宜选择不同颜色的绝缘导线或电缆。正极“+”线应为红色，负极“-”线应为蓝色。同一工程中相同用途导线的颜色应一致，接线端子应有标号。7.接线端子箱内的端子宜选择压接或带锡焊接点的端子板，其接线端子上应有相应的标号。8.火灾自动报警系统的传输网络不应与其他系统的传输网络合用本次设计消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm。当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施。具体设计情况见图纸-55- 电气设计第六章弱电系统设计本章主要包括有线电视、公共广播系统、闭路电视监控、综合布线系统的设计。6.1有线电视系统有线电视系统主要包括前端系统和传输系统两大部分。6.1.1前端系统前端信号一般来源:（１）市有线电视信号。（２）卫星地面接受的信号。（３）各种自办节目信号。本建筑电视前端信号采用市有线电视信号，从楼外由电缆引入，本楼不设前端系统。图6.1有线电视分配系统6.1.2分配系统分配系统是把前端电视信号分配给用户的一系列传输分配方式。本建筑内分配系统采用分配－分支方式，以适应用户终端数量多且分布不规则的特点，如图5.1所示，分配系统覆盖228个电视用户终端，户电平要求（６４、６８±４）ｄＢ，图像清晰度应在四级以上。-55- 电气设计6.1.3线路敷设（依据文献[13]）（１）每层干线电缆选用SYWV-75-7-CT，每层分支器支线电缆选用SYWV-75-5，进楼干线电缆选用SYWV-75-9-CT；（２）用户出线口暗装，底边距地0.3ｍ；（３）竖井内电视分配器分支器箱底边距地1.5ｍ明装。竖井以外的分支器设200*200*100盒安装在吊顶上50mm，此处吊顶应预留检修口。无吊顶处距顶板300ｍｍ；（４）八层电井内设置放大器电源插座。6.2公共广播系统6.2.1公共广播系统主要功能（依据文献[3]）公共广播系统应具有两个主要功能，即平时的背景音乐或普通广播以及紧急广播。紧急广播总控制器有最高逻辑优先权。紧急广播总控制器当有消防控制触发信号抵达时，通过启动各分区的逻辑控制模块将相应的负载回路切换成对应的紧急广播回路。在平时，无消防信号时，各分区独立操作，将相应回路切换成普通广播回路，而当无普通广播控制信号时，则处于背景音乐或客房音响状态。根据本工程特点，将广播机房与消防控制室合用，系统实行分区控制，分区的划分与消防分区保持一致。作为背景音乐，主要是为了掩盖噪声开创造一种轻松和谐的气氛，不是为了欣赏音乐，因此采用单声道信号系统。6.2.2公共广播系统组成公共广播系统主要由五部分组成：音源部分、放大和处理部分，传输线路、放音部分及与消防紧急广播系统联动的联动部分五部分组成。6.2.3广播功放的选用广播功放不同于其它功放。其最主要的特征是具有70V和100V恒压输出端子。这是由于广播线路通常都相当长，须用高压传输才能减小线路损耗。广播功放的最重要指标是额定输出功率。应选用多大的额定输出功率，须视广播扬声器的总功率而定。对于广播系统来说，只要广播扬声器的总功率小于或等于功放的额定功率，而且电压参数相同，即可随意配接，但考虑到线路损耗、老化等因素，应适当留有功率余量。按照“规范”的要求，功放设备的容量（相当于额定输出功率）一般应按下式计算：P=K1×K2×∑P0（６.１）-55- 电气设计∑P0=KiPi式中：P-功入设备输出总电功率P0-每一分路（相当于分区）同时广播时最大电功率Pi-第i分区扬声器额定容量Ki-第i分区同时需要系数：服务性广播客房节目，取0.2～０.4；背景音乐系数，取0.5～0.6；务性广播，取0.7～０.8；火灾事故广播,取1.0。K1-线路衰耗补偿系数：1.26～1.58K2-老化系数：1.2～1.4椐此，如果是背景音乐系统，广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。但是，所有公共广播系统原则上应能进行灾害事故紧急广播。因此，系统须设置紧急广播功放。根据“规范”要求，紧急广播功放的的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍。至于广播功放的其他规格，取决于广播系统的具体结构和投资。计算：（１）背景音乐广播功率放大器本建筑共323个3瓦的扬声器，K1=1.58,K2=1.3,Ki=0.6P=K1×K2×∑P0=1.3*1.58*323*3*0.6=1195W选择8台240瓦的功率放大器。　　（２）紧急广播功率放大器　　　广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和P=74*3*1.5=333W,选一台３６０W功率放大器。图6.2音源部分图6.3紧急广播切换6.2.4本建筑设计结果如下：（１）音源部分：本建筑音源由CD机、电脑、收音机、话筒四部分组成，如图5.2所示；-55- 电气设计（２）放大和处理部分：包括四通道前置放大器、频率均衡器、16路音频分配器、功率放大器和广播区域选择器、广播区域切换器。通过前置放大器对音源信号进行电压放大和处理，具有高／低音凋节、输出电平显示及控制等功能，输出信号传给功率放大器进行功率放大。功率放大器选用240W的8台，能保证系统24小时满功率正常工作。（３）传输线路及放音部分已由消防系统设计，本系统不再考虑。（４）联动部分：联动部分的紧急切换开关由消防系统提供，通过切换开关实现紧急广播的切换，如图5.3所示。（５）本建筑广播系统特点：1．广播机房与消防控制室合用，消防紧急广播与背景音乐合用。2．消防紧急广播优先于其他广播。3．广播分区按楼层划分，话筒音源可对每个区域或单独或编程或全部播出。4．系统具备隔离功能，某一个回路扬声器发生短路，能自动从主机上断开，以保证功放及控制设备的安全。5．系统采用100Ｖ定压输出方式。要求从功放设备的输出端至线路上最远的用户扬声器的线路衰耗不大于１ｄＢ（1000Ｈｚ时）。6．扬声器安装功率为3Ｗ，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处壁挂，下皮距地2.5m。办公室设置调音开关，如图5.4所示。7．火灾时，自动或手动打开相关层消防紧急广播。同时切断背景音乐广播，消防紧急广播切换在消防控制室内完成。图6.4调音开关、扬声器布置图6.3闭路电视监控系统-55- 电气设计6.3.1一般规定依据文献[12]（１）系统的制式宜与通用的电视制式一致。（２）闭路监视电视宜采用黑白电视系统；当需要观察色彩信息时，可采用彩色电视系统。（３）系统宜由摄像、传输、显示及控制等四个主要部分组成。当需要记录监视目标的图像时，应设置磁带录像装置。在监视目标的同时，当需要监听声音时，可配置声音传输、监听和记录系统。（４）系统的设备、部件、材料的选择应符合下列规定：1.应采用符合现行的国家和行业有关标准的定型产品；2.系统采用设备和部件的视频输入和输出阻抗以及电缆的特性阻抗均应为75Ω，音频设备的输入、输出阻抗应为高阻抗或600Ω；3.系统选用的各种配套设备的性能及技术要求应协调一致。6.3.2闭路电视监控系统的组成闭路电视监控系统主要由摄像机、云台、视频切换器、监视器、录像机与控制台等设备组成。摄像机安装在监视现场，它通过摄像管将光信号转变为电信号，经同轴电缆传输到监控室的监视器，使之还原为图像。为了调整摄像机的监视范围，将摄像机安装在云台上，通过监控室对云台进行控制，带动摄像机运动，进行全方位监视。本系统设计为48路多功能电视监控报警系统，本次实施方式为将全部管线布到位，预留监控点暂不安装。6.3.3闭路电视监控系统总体设计结果：（１）监视机房设在一层值班室；（２）在本工程一层出入口，电梯轿箱内及二层以上各层电梯前室设监视摄像机；（３）所有摄像机的电源，由主机供给，主机自带ＵＰＳ电源，工作时间≥20分钟；（４）中心主机系统采用全矩阵系统，所有视频信号可手动及自动切换；（５）所有摄像点应同时录像，录像选用4台16路数字硬盘录像系统。监视器应为专用监视器；（６）值班室设置电视墙；（７）每个普通监视点设2SC25热镀锌钢管，暗敷在楼板或墙内；-55- 电气设计（８）监控系统采用定焦摄像机，线缆敷设采用（SYV-75-5+RVV2*2.5）-SC20-CC，WC，CT。6.4综合布线系统6.4.1概念　（依据文献[14]）综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。6.4.2综合布线的特点综合布线同传统的布线相比较,有着许多优越性,是传统布线所无法相比的。其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性，而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。　6.4.3综合布线系统组成：（１）工作区子系统；（２）配线(水平)子系统；（３）干线(垂直)子系统；（４）设备间子系统；（５）管理子系统；（６）建筑群子系统。6.4.4综合布线设计目标系统设计原则为“技术先进、经济合理、符合标准”，达到所有相关设备科学、经济、有机地联为一体，从而形成一个安全高效、利于扩展的运行环境。6.4.5综合布线系统总体设计结果1．办公部分按10m2左右一个双点设计，数据点与语音点个数比为3：1，本建筑信息点总数为1646个，统一使用具有防尘防潮功能的信息插座。信息点支-55- 电气设计持100Mbps传输速率，语音点总数551个。2．线缆选择：根据应用需求，计算机水平布线采用超5类UTP，各楼垂直主干采用6芯多模光纤，进楼干线采用12芯单模光纤。电话垂直干线采用HYA系列大对数电缆，水平布线采用HBV4*0.5。图6.5弱电平面图6.5弱电部分线缆敷设弱电部分采用统一桥架敷设或穿镀锌钢管暗敷，电话、网络系统共管敷设：1-2根：SC15-CC，WC；3-4根：SC20-CC，WC；5-6根：SC20-CC，WC。每根管最多容纳放6根，如图5.5所示。配线架在竖井内（挂墙或落地机柜）明装，竖井内竖向桥架应与平面图中水平桥架连接，桥架选择应满足相关规范，楼层配线间若安装网络设备，应考虑环境条件，并根据网络的要求自配ＵＰＳ电源。-55- 电气设计结论本次毕业设计完成了对某办公楼的电气设计，通过对该办公楼配电系统、照明系统、防雷接地系统、消防系统、有线电视系统、闭路电视监视系统、公共广播及综合布线八个系统的设计，我基本掌握了建筑电气方面的一些基本的东西，同时也学会了建筑电气识图并能设计一些较简单的电气图，为以后工作奠定了基础。建筑电气所涉及的内容繁多，我目前所掌握的只是其中很少的一部分，我深知我的不足，在以后及将来的工作中，我会努力地学习专业知识，提高自己的专业技能。-55- 电气设计谢辞本毕业设计是在**大学师的悉心指导下完成的，论文的全过程倾注了大量的心血和汗水。毕业设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，认真执行“民规”，“高规”等相关规范，理论联系，在王老师的耐心指导下完成了某办公楼多个系统的电气部分设计，培养锻炼了独立分析和解决建筑电气方面问题的能力，为将来的工作奠定了基础。在此期间，老师及的工程师们为我作了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，使设计工作顺利完成，在此，谨向他们致意深深的谢意!同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们也为我提供了力所能及的帮助，尤其是室友和及同学为我提了不少宝贵意见，并创造了浓厚的学习氛围，在此也一并向他们表示感谢！再次感谢诸位老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次设计是我初次设计，设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。　　参考文献[1]王晓东主编　电气照明技术　北京：机械工业出版社，2003[2]李英姿主编　住宅电气系统设计教程　北京：机械工业出版社[3]胡乃定主编　现代民用建筑电气工程设计与施工　北京：中国电力出版社[4]朱银根主编　21世纪建筑电气设计手册　中国建筑工业出版社[5]建筑物防雷设计规范(2000版)(GB50057-94)　　　[6]建筑照明设计规范(DBJ133-90)　　　[7]高层民用建筑设计防火规范(2001版)　　(GB50045-95)　　　[8]建筑设计防火规范(2001版)(GBJ16-87)[9]火自动报警系统设计规范(GB50016-98)　　　[10]低压配电设计规范(GB50054-95)　　　[11]民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)　　[12]民用闭路监视电视系统工程技术规范　　(GB50198-94)[13]有线电视系统工程技术规范　　(GB50200-94)-55- 电气设计[14]刘国林主编综合布线北京：机械工业出版社[15]DjafarK.Mynbaev等著光纤通讯技术北京：机械工业出版社[16]林福光主编民用建筑电气设计与安装图集中国水利水电出版社[17]**工业大学计自系外语系合编CollegeEnglishReadingForStudentsOfElectricReading-55- 电气设计附录1外文资料翻译A1.1译文直流发电机1.介绍对于所有实际目的来说，直流发电机仅用于特殊场合和地方性发电厂。这个局限性是由于换向器要把发电机内部的电压整流为直流电压，因此使大规模直流发电不能实行。结果，所有大规模生产的电能都以三相交流电的形式生产和分配。今天固态转换器的应用使交流变直流成为可能。而且，直流发电机的操作特性一直重要，因为大部分的理论能被应用到所有其它机器上。2.励磁绕组连接对于一个有四个电极的机器其电刷和励磁绕组的一般布置如图1所示。四个电刷安在换向器上，正极电刷和A1端子相连，负极电刷和A2端子相连。正如在草图中所示，电刷被放置在电极下接近中间的位置，它们与线圈相接触，这些线圈产生很少或不产生电动势，因为它们边被安在电极之间。图1四极发电机模型四个励磁磁极通常串联在一起，并且它们的末端与标注F1和F2的端子相连。它们这样连接是为了交替产生N,S极。直流发电机的类型以励磁绕组提供的方式来划分。一般来说，用来连接励磁绕组和电枢绕组的方式可归结为以下几组（看图2）：-55- 电气设计图2直流发电机励磁连接：(a)它励发电机；(b)自励，自并励；(c)串励发电机；(d)复励发电机，短并励连接；(e)复励发电机，长并励连接。1．它励发电机，励磁绕组被连接到一个独立的直流供电源上。2．自励发电机，它们可以进一步划分为：（a）并励发电机，励磁绕组和转子端部相连。（b）串励发电机，励磁绕组以串联方式和转子绕组相连。（c）复励发电机，励磁由一个并联和串联的复合绕组提供。并联绕组包括很多匝相对较细的细线，它们只能承载一个较小的电流，仅为额定电流的很小一个百分比。另一方面，串联绕组有很少匝粗线，因为它和转子串联，因而承载较重的电流。在讨论直流发电机端部特性之前，让我们测试一下发电机在空载时的电压和励磁电流之间的关系。发电机电动势和每个电极的磁通及发电机给定的转速成正比，即，EG=knφ,通过控制让转速为定值，可以显示出电势EG直接依赖于磁通，在实际的发电机上测试这种依赖关系并不是非常实际的，因为它要牵涉到磁通的测量。磁通由励磁线圈的安培匝数产生；磁通必需依赖于励磁电流的大小，因为励磁线圈的匝数是恒定的。这种关系并不是线性的，因为在励磁电流达到某一个值后将出现磁饱和，EG对励磁电流If的变化关系可以磁化曲线或开路特性曲线来表示，对于这台给定以恒速运转的发电机，没有带负载电流，并且它的励磁是它励方式。If从0逐渐增大到一个适宜的值，使发电机机端电压达到额定电压以上，并测量相对应If的每个机端电压EG的值，产生的曲线入图3所示，当If=0时，即励磁回路为开路，由于剩磁，测量到一个很小的电压Er，随着励磁电流的增大，产生的电动势线性地增大到磁化曲线的拐点处，过了这个点以后，增大励磁电流逐渐引起磁路饱和。-55- 电气设计图3它励支直流发电机的磁化曲线或开路特性曲线这意味着使电压达到一定值时需要一个更大的励磁电流。因为产生的电压EG也直接与转速成比例，因此一旦这条曲线确定，对于任何其它速度，这条磁化曲线能被描出来，这仅仅要求依照EG‘=EG*n’/n在这条曲线上所有点进行调整。3.电压调整让我们进一步考虑在发电机上增加一个负载的情况。因为电枢绕组上有电阻，所以机端电压将要下降，除非采取一些措施保持它恒定，显示机端电压随负载电流变化关系的曲线被叫做负载特性曲线或外特性曲线。图4（a）直流它励发电机负载特性；(b)电路图图4显示了它励发电机的外特性，机端电压下降主要是因为电枢电阻RA,即Vt=EG-IARA-55- 电气设计此处Vt是机端电压，IA是发电机带负载时的电枢电流（或负载电流）。另一个导致机端电压下降的因素是由于电枢反应而导致磁通的减少。电枢电流建立一个磁动势，这个磁动势使主磁通发生畸变，导致弱磁效应，这种情况尤其在无附加磁极机器上表现更为突出，这种效应叫做电枢反应。正如图4所示，因为铁心的非线形，机端电压对于负载电流并没有成线形下降。由于电枢反应依赖于电枢电流，使得曲线呈下倾特性。四.并励或自并励并励发电机的并励励磁绕组电枢绕组平行连接，以便机器本身提供它的自己的励磁，正如图5所示。电压的建立正如所说的，在励磁磁极中要有剩磁。通常，假如发电机以前已经用过，将会有剩磁存在。我们已经在第三部分中看到假如励磁没连上的话如果发电机已经以某速度运转，因为有剩磁将要有小的电压Er产生，这个小的电压将提供给并励绕组并驱动一个小的电流从励磁回路中流过，假如在并励绕组中的这个小的电流的方向正好使剩磁减弱，则这个电压将接近于零，机端电压不能建立。这种情况下这个弱化主磁极的磁通与剩磁抵消。图5并励发电机：（a）电路；(b)负载特性假如关系是这样：弱化主磁极的磁通助增了剩磁通，导致电压变的更大，这反过来意味着更大的电压提供给了主励磁，机端电压快速增大一个常值，这个建立的过程易看成是渐增的，然后更大的增大了励磁电流，它反过来又增大了电压，等。这个过程终止于一个有限的电压值的原因是磁路的非线性。这个电路仅有直流电流，以致励磁电流仅依赖于励磁回路的电阻Rf,这可能由励磁绕组电阻加上与它相串联的可变电阻Rin组成。对于一给定值的励磁回路电阻Rf，按照欧姆定律，励磁电流依赖于所产生的电压。应该是明显的，在一台新机器上或一台闲置了很常时间已经失去剩磁的机器上，必须要建立磁场，通常做法是通过连接励磁绕组到一独立直流电源上几秒钟，这个过程正是快速建立励磁。总之，阻止电压建立有四种条件，发电机电压极性取决于转动的方向，假如一台发电机在其它条件都满足的情况下不能建立电压，那肯定是电刷的极性反了，可以通过颠倒转动方向来解决-55- 电气设计，颠倒方向后关于剩磁通的主磁极性也将颠倒，假如现在电压还不能建立，它意味着主励磁和剩磁是对立的。串励发电机正如前面提到的，串励发电机的励磁绕组和电枢绕组串联因为它承载负荷电流，因此励磁线圈仅由几匝细导线。空载时，仅有剩磁，机端电压小，当加上负载时，磁通增加，机端电压也增加，图7显示了串励发电机在某转速运转时的负载特性，虚线指示同台机器电枢开路且它励情况下所产生的电动势，这两条曲线的差值简直就是在串励绕组和电枢绕组上的IR的压降，例如，Vt=EG-IA(RA+RS)此处，RS是串励绕组电阻图7串励发电机：（a）电路图；（b）负载特性复励发电机复励发电机有一个并励和一个串励励磁绕组，后者在并励绕组的顶部，图8显示了这个电路图，这两个绕组通常这样连接是为了使它们的安培匝数在相同方向，正因为如此，这种发电机被称作积复励。图8的并联连接被称作长复励。假如并励绕组直接和电枢端部连接在一块，这种连接被称作短复励，实际中这种连接很少应用，因为和满负荷电流相比，并励绕组承载的电流小，此外串励绕组匝数少，这意味着它的电阻也小，在满负荷时在它上面所对应的电压降是最小的。图9曲线仅仅反映了并励绕组外特性，正如所示随着一个小串励绕组的增加，机端压降随负荷增加而减小，这样的发电机被称作欠复励，通过增加串励匝数，空载和满载时机端电压能够相等，这种发电机被称作平复励。假如串励匝数比需要的多些以补偿电压降，这种发电机被称作过复励，在这种情况下，满载电压比空载时还高。-55- 电气设计图8复励发电机图9复励发电机外特性与并励发电机外特性比较过复励可能被用于负荷与发电机存在一定距离的场合，在馈电线上的电压降随着负载增加而得到补偿。颠倒和并励相对应的串励绕组的极性时，励磁将彼此抵消，且随着负荷电流的增加而尤为突出，这样的发电机被称作差复励，它被用于负荷可能发生或接近短路的场合，例如，馈电线可能断线或短接发电机，不过短路电流仍被限制在一个安全的值，这种类型的发电机的外特性也显示在图9中。因为复励发电机的外特性能被设计的有很广的变化范围，故这种发电机比其他类型的有更广的用途。正如插图中所示，在复励合适的角度下，满载时机端电压能被保持在空载时的值上。电压控制的其他方法是可变电阻的使用，。例如，装在励磁回路上。不过，随着负荷的变化，要求恒定调节可变电阻来保持电压。一个更有用的现在普遍使用的东西是用一台发电机电压自动调节装置，在本质上，电压调节器是一个反馈控制系统，发电机输出的电压能够被感知并于一个固定的参考电压相比较，任何输出电压只要偏离参考电压，就将发出一误差信号，并送入功率放大器，而这个功率放大器提供励磁电流，假如误差信号为正，例如，输出电压大于设定电压，则功率放大器蒋减小它的电流驱动，如此，直到偏差信号减小为零。译自<>-55- 电气设计A1.2原文DCGENENRATORS1.INTRODUCTIONForallpracticalpurposes,thedirect-currentgeneratorisonlyusedforspecialapplicationsandlocaldcpowergeneration.Thislimitationisduetothecommutatorrequiredtorectifytheinternalgeneratedacvoltage,therebymakinglargescaledcpowergeneratorsnotfeasible.Consequently,allelectricalenergyproducedcommerciallyisgeneratedanddistributedintheformofthree-phaseacpower.Theuseofsolidstateconvertersnowadaysmakesconversiontodceconomical.However,theoperatingcharacteristicsofdcgeneratorsarestillimportant,becausemostconceptscanbeappliedtoallothermachines.2.FIELDWINDINGCONNECTIONSThegeneralarrangementofbrushesandfieldwindingforafour-polemachineisasshowninFig.1.Thefourbrushesrideonthecommutator.ThepositivebrusherareconnectedtoterminalA1whilethenegativebrushesareconnectedtoterminalA2ofthemachine.Asindicatedinthesketch,thebrushesarepositionedapproximatelymidwayunderthepoles.TheymakecontactwithcoilsthathavelittleornoEMFinducedinthem,sincetheirsidesaresituatedbetweenpoles.Figure1Sketchoffour-poledcmatchineThefourexcitationorfieldpolesareusuallyjoinedinseriesandtheirendsbroughtouttoterminalsmarkedF1andF2.Theyareconnectedsuchthattheyproducenorthandsouthpolesalternately.Thetypeofdcgeneratorischaracterizedbythemannerinwhichthefieldexcitationisprovided.Ingeneral,themethodemployedtoconnectthefieldandarmaturewindingsfallsintothefollowinggroups(seeFig.2):-55- 电气设计Figure2Fieldconnectionsfordcgenerators:(a)separatelyexcitedgenerator;(b)self-excited,shuntgenerator;(c)seriesgenerator;(d)compoundgenerator;short-shuntconnection;(e)compoundgenerator,long-shuntconnection.Theshuntfieldcontainsmanyturnsofrelativelyfinewireandcarriesacomparativelysmallcurrent,onlyafewpercentofratedcurrent.Theseriesfieldwinding,ontheotherhand,hasfewturnsofheavywiresinceitisinserieswiththearmatureandthereforecarriestheloadcurrent.Beforediscussingthedcgeneratorterminalcharacteristics,letusexaminetherelationshipbetweenthegeneratedvoltageandexcitationcurrentofageneratoronnoload.ThegeneratedEMFisproportionaltoboththefluxperpoleandthespeedatwhichthegeneratorisdriven,EG=kn.ByholdingthespeedconstantitcanbeshowntheEGdependsdirectlyontheflux.Totestthisdependencyonactualgeneratorsisnotverypractical,asitinvolvesamagneticfluxmeasurement.Thefluxisproducedbytheampere-turnsofthefieldcoils:inturn,thefluxmustdependontheamountoffieldcurrentflowingsincethenumberofturnsonthefieldwindingisconstant.Thisrelationshipisnotlinearbecauseofmagneticsaturationafterthefieldcurrentreachesacertainvalue.ThevariationofEGversusthefieldcurrentIfmaybeshownbyacurveknownasthemagnetizationcurveoropen-circuitcharacteristic.Forthisagivengeneratorisdrivenataconstantspeed,isnotdeliveringloadcurrent,andhasitsfieldwindingseparatelyexcited.ThevalueofEGappearingatthemachineterminalsismeasuredasIfisprogressivelyincreasedfromzerotoavaluewellaboveratedvoltageofthatmachine.TheresultingcurveisshownisFig.3.WhenIj=0,thatis,withthefieldcircuitopencircuited,asmallvoltageEtismeasured,duetoresidualmagnetism.Asthefieldcurrentincreases,thegeneratedEMFincreaseslinearlyuptothekneeofthemagnetizationcurve.Beyondthispoint,increasingthe-55- 电气设计fieldcurrentstillfurthercausessaturationofthemagneticstructuretosetin.Figure3Magnetizationcurveoropen-circuitcharacteristicofaseparatelyexciteddcmachineThemeansthatalargerincreaseinfieldcurrentisrequiredtoproduceagivenincreaseinvoltage.SincethegeneratedvoltageEGisalsodirectlyproportionaltothespeed,amagnetizationcurvecanbedrawnforanyotherspeedoncethecurveisdetermined.Thismerelyrequiresanadjustmentofallpointsonthecurveaccordingtowherethequantitiesvaluesatthevariousspeeds.3.VOLTAGEREGULATIONLetusnextconsideraddingaloadongenerator.Theterminalvoltagewillthendecrease(becausethearmaturewindingharesistance)unlesssomeprovisionismadetokeepitconstant.Acurvethatshowsthevalueofterminalvoltageforvariousloadcurrentsiscalledtheloadorcharacteristicofthegenerator.Fig.4showstheexternalcharacteristicofaseparatelyexcitedgenerator.Thedecreaseintheterminalvoltageisdue-55- 电气设计mainlytothearmaturecircuitresistanceRA.Ingeneral,whereVtistheterminalvoltageandIAisthearmaturecurrent(orloadcurrentIL)suppliedbythegeneratortotheload.Anotherfactorthatcontributestothedecreaseinterminalvoltageisthedecreaseinfluxduetoarmaturereaction.ThearmaturecurrentestablishedanMMFthatdistortsthemainflux,resultinginaweakenedflux,especiallyinnoninterpolemachines.Thiseffectiscalledarmaturereaction.AsFig.4shows,theterminalvoltageversusloadcurrentcurvedoesnotdropofflinearlysincetheironbehavesnonlinear.Becausearmaturereactiondependsonthearmaturecurrentitgivesthecurveitsdroopingcharacteristic.4.SHUNTORSELF-EXCIITEDGENRATORSAshuntgeneratorhasitsshuntfieldwindingconnectedinparallelwiththearmaturesothatthemachineprovidesitsownexcitation,asindicatedinFig.5.Thequestionariseswhetherthemachinewillgenerateavoltageandwhatdeterminesthevoltage.Forvoltageto“buildup”asitiscalled,theremustbesomeremanentmagnetisminthefieldpoles.Ordinarily,ifthegeneratorhasbeenusedpreviously,therewillbesomeremanentmagnetism.WehaveseeninSection3thatifthefieldwouldbedisconnected,therewillbesmallvoltageEfgeneratedduetothisremanentmagnetism,providedthatthegeneratorisdrivenatsomespeed.Connectingthefieldforself-excitation,thissmallvoltagewillbeappliedtotheshuntsfieldanddriveasmallcurrentthroughthefieldcircuit.Ifthisresultingsmallcurrentintheshuntfieldisofsuchadirectionthatitweakenstheresidualflux,thevoltageremainsnearzeroandtheterminalvoltagedoesnotbuildup.Inthissituationtheweakmainpolefluxopposestheresidualflux.Figure5Shuntgenerator:(a)circuit;(b)loadcharacteristicIftheconnectionissuchthattheweakmainpolefluxaidstheresidualflux,theinducedvoltageincreasesrapidlytoalarge,constantvalue.Thebuild-upprocessisreadilyseentobecumulanve.Thatis,morevoltageincreasesthefieldcurrent,whichinturnincreasesthevoltage,andsoon.Thefactthatthisprocessterminatesatafinitevoltageis-55- 电气设计duetothenonlinearbehaviorofthemagncticcircuit.InsteadystatethegeneratedvoltageiscausesafieldcurrenttoflowthatisjustsufficienttodevelopafluxrequiredforthegeneratedEMFthatcausesthefieldcurrenttoflow.Thecircuitcarriesonlydccurrent,sothatthefieldcurrentdependsonlyonthefieldcircuitresistance,Rf.ThismayconsistofthefieldcircuitresistanceRf,thefieldcurrentdependsonthegeneratedvoltageinaccordancewithOhm’slaw.Itshouldbeevidentthatonanewmachineoronethathaslostitsresidualfluxbecauseofalongidleperiod,somemagnetismmustbecreated.Thisisusuallydonebyconnectingthefieldwindingonlytoaseparatedcsourceforafewseconds.Thisprocedureisgenerallyknownasflashingthefield.SeriesGeneratorsAsmentionedpreviously,thefieldwindingofaseriesgeneratorisinserieswiththearmature.Sinceitcarriestheloadcurrenttheseriesfieldwindingconsistsofonlyafewturnsofthickwire.Atnoload,thegeneratedvoltageissmallduetoresidualfieldfluxonly.Whenaloadisadded,thefluxincreases,andsodoesthegeneratedvoltage.Fig.7showstheloadcharacteristicofaseriesgeneratordrivenatacertainspeed.ThedashedlineindicatesthegeneratedEMFofthesamemachinewiththearmatureopen-circuitedandthefieldseparatelyexcited.ThedifferencebetweenthetwocurvesissimplytheIRdropintheseriesfieldandarmaturewinding,suchthatwhereRSistheseriesfieldwindingresistance.Figure7Seriesgenerator:(a)circuitdiagram;(b)loadcharacteristicsCompoundGeneratorsThecompoundgeneratorhasbothashuntandaseriesfieldwinding,thelatterwindingwoundontopoftheshuntwinding.Fig.8showsthecircuitdiagram.Thetwowindingsareusuallyconnectedsuchthattheirampere-turnsactinthesamedirection.Assuchthegeneratorissaidtobecumulativelycompounded.TheshuntconnectionillustratedinFig.8iscalledalongshuntconnection.Iftheshuntfieldwindingisdirectlyconnectedacrossthearmatureterminals,theconnectionisreferredtoasashortshunt.Inpracticetheconnectionused-55- 电气设计isoflittleconsequence,sincetheshuntfieldwindingcarriesasmallcurrentcomparedtothefull-loadcurrent.Furthermore,thenumberofturnsontheseriesfieldwinding.Thisimpliesithasalowresistancevalueandthecorrespondingvoltagedropacrossitatfullloadisminimal.CurvesinFig.9representstheterminalcharacteristicoftheshuntfieldwindingalone.Bytheadditionofasmallseriesfieldwindingthedropinterminalvoltagewithincreasedloadingisreducedasindicated.Suchageneratorissaidtobeundercompounded.Byincreasingthenumberofseriesturns,theno-loadandfull-loadterminalvoltagecanbemadeequal;thegeneratoristhensaidtobeflatcompounded.Ifthenumberofseriesturnsismorethannecessarytocompensateforthevoltagedrop,thegeneratorisovercomepounded.Inthatcasethefull-loadvoltageishigherthantheno-loadvoltage.Figure9TerminalcharacteristicsofcompoundgeneratorscomparedwiththatoftheshuntgeneratorTheovercompoundedgeneratormaybeusedininstanceswheretheloadisatsomedistancefromthegenerator.Thevoltagedropsinthefeederlinesarethecompensatedforwithincreasedloading.Reversingthepolarityoftheseriesfieldinrelationtotheshuntfield,thefieldswillopposeeachothermoreandmoreastheloadcurrentincrease.Suchageneratorissaidtobedifferentiallycompounded.Itisusedinapplicationswherefeederlinescouldoccurapproachingthoseofashortcircuit.Anexamplewouldbewherefeederlinescouldbreakandshortcircuitthegenerator.Theshort-circuitcurrent,however,isthenlimitedtoa“safe”value.TheterminalcharacteristicforthistypeofgeneratorisalsoshowninFig.9.Compoundgeneratorsareusedmoreextensivelythantheothertypesbecausetheymaybedesignedtohaveawidevarityofterminalcharacteristics.Asillustrated,thefull-loadterminalvoltagecanbemaintainedattheno-loadvaluebytheproperdegreeofcompounding.Othermethodsofvoltagecontrolaretheuseofrheostats,forinstance,inthefieldcircuit.However,withchangingloadsitrequiresaconstantadjustmentofthefieldrheostattomaintainthevoltage.Amoreusefularrangement,whichisnowcommonpractice,istouseanautomaticvoltageregulatorwiththegenerator.Inessence,thevoltageregulatorisafeedbackcontrolsystem.Thegeneratoroutputvoltageissensedandcomparedtoafixedreferencevoltagedeviationfromthereferencevoltagegivesanerrorsignalthatisfedtoapoweramplifier.The-55- 电气设计poweramplifiersuppliesthefieldexcitationcurrent.Iftheerrorsignalispositive,forexample,theoutputvoltageislargerthandesiredandtheamplifierwillreduceitscurrentdrive.Indoingsotheerrorsignalwillbereducedtozero.-55- 电气设计附录2计算书附录2计算书A2.1配电箱负荷计算A2.2应急照明负荷计算-55- 电气设计A2.3干线负荷计算A2.4动力负荷计算-55- 电气设计-55- 电气设计A2.5灯具数量计算表A2.5灯具数量计算楼层房间S（m2）W(w/m2)ZP(w)N(套)选择套数11251.715.81.312025.2242177.4515.81.312017.718349191.31205.96470.9817.21.31207.86519.5737.51.281005.72值班室16.5521.81.31202.32消防控制室23.121.81.31203.2221108.217.21.312011.912261.2317.21.31206.763126.211.31.284027.826地下层配电室72.5217.21.312088制冷机房125.562.81408.810库房70.592.81404.94风机房234.522.81401615顶层1493.11.3402.93261.232.81.3403.33-55- 电气设计A2.6探测器数量计算表A2.6探测器数量表　房间面积S（m2）保护面积A（m2）计算个数N=S/KA一1251.7605.2　2177.4603.6层349800.76　470.98801.1　5179.8603.7地库房75.6801.2　泵房62.04203.9下制冷房129.67208　配电房72.52801.1层风机房234.52604.8二1108.2602.25层261.23801其走廊119.25602.48它控制室30.42800.4-55-'