2.3.2 高压设备的选择与校验
1． 高压开关柜
选择KYN28-12（户内铠装抽出式开关柜）型高压开关柜。开关柜的主要技术参数为：
额定电压： 12kV 额定频率： 50~60Hz 额定电流： 1600A 额定短时耐受电流： 16kA 额定峰值耐受电流： 40kA
以上参数均符合设计要求，故该开关柜可以选择。 具体型号为：KYN28-12-T(T为弹簧操作)
此外，还需知道开关柜的尺寸，以便于安装。该开关柜的尺寸为：高度?宽度?深度=2300?800?1500（mm）
2． 高压断路器
（1) 选择
由高压侧参数以及开关柜参数选择ZN5-10/630-20型高压断路器。 高压断路器的主要技术参数为： 额定电压： 10kV 额定频率： 50Hz 额定电流： 630A
额定断路开断电流： 20kA 额定动稳定电流（峰值）： 50kA 热稳定电流（有效值）（3s）： 20kA （2) 校验
电压：UN?10kv 合格
电流：IN?630A.?Ije?70.4A 合格
)?2.75kA 合格 断流能力：Ioc?20kA?Ik(3?1 15
(3)动稳定度：imax?50kA?ish?7.01kA 合格
(3)2热稳定度：It2?202?4?1600?I?tima?2.75?0.75?5.67 合格
2所以此设备可以选择。
3． 高压熔断器
（1) 选择
由高压侧参数以及开关柜参数选择RN2-10/0.5型高压熔断器。 高压熔断器的主要技术参数为： 额定电压： 10kV 额定频率： 50Hz 额定熔体电流： 0.5A 额定开断电流： 50kA （2) 校验
电压：UN?10kV 合格
)?2.75kA 合格 断流能力：Ioc?50kA?Ik(3?1所以此设备可以选择。
2.3.3 电流互感器
(1) 选择
高压电流互感器选用LZZBJ10-10型浇注绝缘加强、保护支柱式电流互感器，
计量用电流互感器选用0.2级，其余选用0.5级。电流互感器的主要技术参数为：
额定电压： 10kV 额定频率： 150Hz 额定电流： 50A 一秒热稳定电流：50kA 动稳定电流：110kA (2) 校验
电压：UN?10kV 合格
16
电流：IN?150A?Ije?70.4A 合格
(3)动稳定度：imax?16.9kA?ish?7.01kA 合格
(3)2热稳定度：It2t?502?1?2500?I?tima?4.15?1?17.22 合格
2所以此设备可以选择。
2.4 变电所低压侧一次设备的选择与校验
2.4.1 低压母线的选择与校验
在变压器的低压侧，其计算电流为：Ije?按载流量选择LMY-125×10矩形铝母线，双条
Ial?2089?0.97A?2.26.3A?1945.4A(母线室内的环境温度取25℃，查表知，温度
Sje3UN?1280.43?0.38?1945.4A
校正系数为0.97)，符合要求。
动稳定度校验条件为 ?al??c
LMY母线材料的最大允许应力?al=70MPa。
380V低压母线的短路电流为：ish1=37.90kA Ish1=22.45kA 三相短路时所受的最大电动力：
F(3)(3)23ish?10?7?3?(37.9?10)?321.00.2?10?7?1895N
母线的弯曲力矩（母线档数为3）： M?b2hF(3)l10?1895?1.010?5?189.5N?m
母线的截面系数： W?6?0.125?0.016WM??20.8?10189.520.8?10?5m
3母线在三相短路时的计算应力:?c??0.9MPa
所以，?al =70MPa??c=0.9MPa，满足动稳定度要求。 热稳定度校验：
17
Amin?I??1000?tinmaC?20.6?1000?0.7587?205mm2?125?10mm2，
符合热稳定度要求。
2.4.2 低压电缆、设备的选择与校验
在本小区中，以24户一个楼型。来计算低压侧的负荷。 查表知需要系数Kx=0.7，Pel?10KW?24?240KW， 又
Pje?KxPel?0.7?240kW?168kW，功率因数为cosφ=0.9
Qje?Pje?tan??168?0.484?81.3kvar
Sje?Pjecos??N?1680.9?186.7kVA
Ije?
1. 电缆的选择
S303U186.73?0.38?283.6A
首先，按发热条件选择电缆：Ije =283.6A，查《工厂供电设计指导》选择铜 芯，主芯线截面是150mm2的YJLV22-1.0kV 交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，其载流量为Ial=305A>283.6A.初步选定的电缆型号为YJV22 -3×150+1×95。
短路热稳定度校验：
由变电所引向单体楼的电缆线路总电抗为
X??x0lSdU2cl?0.070?0.2?1000.42?8.75
总电抗标幺值为:
X??k?X1?X??2?X3?X???0.2?1.8?5.0?8.75?15.75
3三相短路稳态电流有效值为:I??Id2X??k?14415.75?9.14kA
18
电缆满足热稳定度的最小截面为
Aimn?I??10?3?3timaC?9.14?10?30.715140?55.2 mm
2 因此截面为150mm2的电缆满足热稳定校验要求。
电压损失计算：
根据A=150mm2查表得R0?0.14?/km，X0?0.070?/km,故线路的电压损耗值为：
?U?pR?qXUN?132.5?0.2?0.14?111.5?0.2?0.0700.4?UUN?13.18V
线路电压损耗百分值为?U电压损耗小于?Ual要求。
000??10000?13.180.38?103?3.500
0?500，因此电缆选择YJV22 -3×150+1×95满足电压损耗
综合以上校验条件，对单体楼采用型号为YJV22 -3×150+1×95的电缆供电。 如图2-4。
图2-4 YJV22 -3×150+1×95
2. 低压断路器的选择与校验
受电柜和母联柜的低压断路器的选择与校验，根据以上短路计算结果，选择断路器为NA1-2000/3P/1600A智能万能式断路器。
19
摘 要
随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。随着建筑技术和信息技术的相互渗透结合和迅猛发展，而高层智能小区的概念也在一代又一代人的努力下从设计图纸上走到了现实生活当中。智能小区的发展为人们提供更为便捷、高雅、舒适的居住环境，它不仅包括服务、空间展开、电子基础设施、缆线管理等一般服务, 更重要的是以建筑为平台，集结构、服务、管理、电气自动化及通信网络系统之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的居住环境。
本次电气工程设计以最新智能小区的发展为背景，涉及小区的供配电设计，弱电系统设计供配电计算机监控系统担负起了保证用电设备用电的可靠性、连续性，本文详细阐述了智能小区的供配电系统，并在供配电系统的继电保护方面用可编程控制器（PLC）进行了控制的尝试。
本文用简洁的语言，根据由上层到底层的设计思路，由系统至设备的设计方法，由配电系统的功能组成以及变电站自动化系统为主体的供配电监控系统组成以及其功能、网络及系统软件应用做了详细的介绍。
关键词：智能建筑 供配电系统 电力监控
I
Abstract
With the constant expansion of the city, sustained growth and improved living standards, urban housing construction and development from the dispersed to the centralized planning of the residential area. With the construction techniques and combination of mutual penetration of information technology and rapid development of the concept of senior Intelligence Community also from generation to generation to come, from the design drawings on the real life. Intelligent Community of the development for people to provide more convenient, elegant, comfortable living environment, which includes not only services, deployable space, electronic infrastructure, cable management, general services, based on the building level is more important, set structure, service management, electrical automation and communication network system an optimal combination between, to provide people with a safe, efficient, comfortable and convenient living environment.
Electrical engineering design of this latest development as the background intelligent community, involving the supply and distribution cell design, weak power supply and distribution system design computer monitoring system to assume a guarantee for the reliability of electric power equipment, continuity, this detail the Intelligent Community of the supply and distribution system, and respect for the power distribution system with a programmable relay controller (PLC) for the control experiment.
In this paper, simple language, according to the top to the bottom of the design ideas to the device by the system design method, the distribution
II
function of the system composition and the substation automation system as the main power supply control system components and their functions, network and system software applications to do the detail.
Keywords: Intelligent building supply and distribution system power monitoring
III
目 录
第1章 概 述 ....................................................... 1
1.1 论文的选题背景............................................... 1
1.2 论文研究的目的和意义......................................... 2 1.3 设计基本内容和探索内容....................................... 2
1.3.1 设计说明 ............................................... 2 1.3.2 设计依据 ............................................... 3 1.3.3 本设计探索的问题 ....................................... 3 第2章 智能小区供配电设计 ........................................... 5
2.1 小区供配电设计相关计算....................................... 5 2.1.1 小区负荷计算 ........................................... 5 2.1.2 无功功率补偿及计算 ..................................... 6 2.2 变配电设计................................................... 7
2.2.1 变配电所位置的确定及总体布置 ........................... 7 2.2.2 主变压器台数和容量的确定 ............................... 8 2.2.3 变配电所主接线方案的选择 ............................... 9 2.2.4 短路电流的计算 ........................................ 10 2.3 变电所高压侧一次设备的选择与校验............................ 13
2.3.1 电缆的选择 ............................................ 13 2.3.2 高压设备的选择与校验 .................................. 15 2.3.3 电流互感器 ............................................ 16 2.4 变电所低压侧一次设备的选择与校验............................ 17
2.4.1 低压母线的选择与校验 .................................. 17 2.4.2 低压电缆、设备的选择与校验 ............................ 18 第3章 变电保护设置 ................................................ 22
3.1 传统保护设置................................................ 23 3.1.1 变电所10kv馈线保护所10kv馈线保护 .................... 23 3.1.2 变电所10kv母线保护 ................................... 26 3.2 可编程控制器（PLC）在自动重合闸中的尝试..................... 26
3.2.1 PLC硬件设计检测方案分析............................... 26
IV
3.2.2 PLC软件设计........................................... 27
第4章 小区单体设计 ................................................ 30
4.1 电气照明设计................................................ 30
4.1.1 小区照明概述 .......................................... 30 4.1.2 照明设计的要点 ........................................ 30 4.1.3 灯具的选择与布置及照度计算 ............................ 31 4.2 插座........................................................ 41 4.3 线路和断路器的选择与布置.................................... 42
4.3.1 导线选择 .............................................. 43 4.3.2 低压断路器的选择 ...................................... 44 4.3.3 断路器的整定 .......................................... 45 第5章 监控系统介绍与功能描述 ...................................... 47
5.1 电力监控系统的构成.......................................... 47 5.2 电力监控系统的结构与功能.................................... 47
5.2.1 系统结构 .............................................. 47 5.2.2 数据处理功能设计 ...................................... 48 5.2.3 监控显示功能设计 ...................................... 49 第6章 在线监控系统说明 ............................................ 50
6.1 运行环境.................................................... 50 6.1.1 CBZ-8000安装步骤...................................... 50 6.2 系统启动.................................................... 50 6.3 网络调试说明................................................ 51
6.3.1 网络通讯结构简介 ...................................... 51 6.3.2 光纤自愈环网配置说明 .................................. 52 第7章 防雷接地系统设计 ............................................ 57
7.1 概述........................................................ 57 7.2 变电所防雷接地系统设计...................................... 57 7.3 单体楼的防雷接地设计系统.................................... 58 总 结 .............................................................. 60 致 谢 .............................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ............................................................ 61 附录1：高层智能小区供配电系统控制图 ................................ 64
V
附录2：部分程序清单 ................................................ 64
VI
第1章 概 述
1.1 论文的选题背景
随着社会不断的发展，特别是近几年,信息技术和网络技术的迅速崛起和快速发展，改变了人们原有的生活方式，从智能化走进汽车领域开始，新一轮的技术革命正开始酝酿。人们开始对住房提出各种各样更方便生活和交流的要求。以前人们对住房的要求主要是在住房的位置、价格、大小等方面；而现在一些走在时代前列的很多人对房子的要求已从追求“物理空间、豪华装修”转变到“现代精神内涵、浪漫生活情趣”，人们开始从“舒适安全、经济方便、信息化智能化”等方面对住房进行考察。人们对住房的智能化要求越来越高。而严格意义上的智能建筑在千呼万唤中始终犹抱琵琶半遮面。
今天，广义上的智能建筑指的是将先进的控制方法和算术结构应用到楼宇的自动化建设中，对三个层面进行要求，主要是：操作层面，现场设备控制层面和互动式层面让用户可以根据自己的喜好，对变量进行控制（灯光，温度等），以及对信息通讯等方面更高层次的要求，（我国对此有分为甲、乙、丙三个等级的要求）。近十年的飞速发展，使得只能纸上谈兵的智能化楼宇和小区一点点从幻想中走了出来，从智能楼宇模型的出现至今，无数的技术和研究人员通过实践已经让智能建筑这个诱人的名词愈加丰满。在自动控制、供配电和通讯技术（移动电话，因特网等）的快速发展是智能系统得以应用的坚实基础。
自2003年互联网的普及，使得广泛快速的信息交流成为可能也使得相关信息的成本降低，刺激了智能建筑的快速发展，新的智能建筑理念和产业有了逐渐发展起来的机会，告别了过去，只有拥有巨额投资，高新技术、顶端人才和尖端自动化系统技术的大型国有企业，上市公司和商界大鳄才能实现的时代。
1
1.2 论文研究的目的和意义
主要是由于通讯和自动化的发展，一些自动系统已通过价格竞争，变得更灵活，功能强大，从那些尖端技术的领域推广到其他地区。自动化控制已经在十年前进入了我们的汽车领域，使汽车变得更加人性化，更有可操作性，现已开始自动化控制又进入我们的房子。温度报警系统，气或漏水，财产侵犯的防范，等等。像许多人一样，现在可以完全控制，真正成为房屋的主人，使用远程功能，如移动电话或互联网连接的系统。在制度的完善，通讯已经 可以促进分布式系统的执行情况。然后，这些分布式系统通常由监控平台集中管理，俗称特定监控系统（监控和数据采集）。农业，工业，楼宇自动化等达到这一战略，需要从不同的领域 进行控制。实际的高科技背景下，我们的时代，现代社会将加速向楼宇自动化靠拢。
随着智能大厦的普及，智能化技术也从大厦走向小区，迈进千家万户，智能小区的内涵也在不断地丰富和完善。智能小区的出现是房地产业与计算机网络通信技术相结合的产物。网络通信技术所带来的应用前景是不可限量的，而且普及应用的速度和网络技术本身的发展速度也是无法预言的。随着网络通信技术、自动化技术和计算机技术在住宅小区中的逐步应用，智能小区市场从技术上日臻完善。
智能小区的建设应从使用功能上为出发，以小区居民的“舒适、安全、方便”为目标，在此基础上做到“以人为本”、“节能为重”和“环境优先” ；小区智能化使物业管理更加高效、周到和系统，能够更好的为小区居民服务。使得居住小区智能化和建筑设计的初衷融汇一体，达到统一。
智能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。
1.3 设计基本内容和探索内容
1.3.1 设计说明
智能小区优于一般的居住建筑主要体现在智能建筑的弱电系统，本设计以一般
2
的智能化小区的基本情况为基础，参考国家标准，设计了供配电系统，并在继电保护方面做了新的尝试。
1.3.2 设计依据
经过调查，以上海市康乐智能小区的基本情况为例，康乐小区年最大负荷利用小时数为2500h，日最大负荷持续时间为8h，本小区均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压均为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压均为220V。
本小区可由附近一条10kV的公用电源线区的工作电源。该干线的导线型号为LGJ-185，导线为等边三角形，线距为1.2m;电力系统馈电变电站距本小区6km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。
电费制度：小区与当地供电部门达成协议，对于电费制度有如下规定，供电与用电双方必须按照此规定进行电能记费。在变电所高压侧计量电能，并设置专用的计量柜。按两部电费制交纳电费。一部分为基本电费，按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费，按每月实际消耗的电能计费。小区最大负荷时的高压侧的功率因数不小于0.9。
《民用建筑电气设计规范》 （JGJ/T 16-92） 《建筑物防雷设计规范》 （GB50057-94） 《低压配电设计规范》 （GB50054-95） 《电力工程电缆设计规范》 （GB50217-94） 《建筑照明设计标准》 （GB50034-2004） 《有线电视系统工程技术规范》 （GB50200-94）
1.3.3 本设计探索的问题
基于可编程控制器（PLC）的自动重合闸系统； （1）硬件设计
根据系统控制要求及I／O点数的配置，选用松下电工超小型FP0机型，不需
3
任何电缆即可实现系统扩展。关于I／O点数的确定，考虑到以后工艺设备的改动和控制功能的增加，或I／O点的损坏、故障等，增加20％的备用量，以便系统的扩展 。系统故障信号常规的接线有两种方法：① 并联后占用PLC一个输入点以节 省I／O资源；② 一个故障信号占用一个I／O点。后者虽占用I／O资源较多，但便于用组态软件做报警画面组态。本方案采用后者。
（2）软件设计
用PLC软件编程实现ARD控制功能不仅涵盖了电磁式ARD的所有功能，而且延时精度高、控制灵活。其完成的功能包括：重合闸动作后程序能自动复归，以准备好下次动作；手动操作将断路器断开或手动合闸于永久性故障线路时，闭锁“自动重合闸回路”；具备重合Ⅳ次的功能；完成重合闸规定的次数后，不再重合闸；根据具体线路出现瞬消性故障的性质，用软件任意设定重合闸准备时间；具备后加速及防跳功能等。
4
第2章 智能小区供配电设计
2.1 小区供配电设计相关计算
2.1.1 小区负荷计算
根据小区的负荷情况，年最大负荷利用小时为2500 h,日最大负荷持续时间为8 h，按照我国普遍采用的需要系数法确定小区计算负荷。
本住宅小区共16栋楼，384户，根据《住宅设计规范》GB50096-1999和《小康住宅电气设计》的有关规定，每户用电指标按10kw计算，需要系数参照《民用建筑电气设计规范》的规定，取Kd?0.03，功率因数cos??0.75
有功计算负荷：Pj'1?N?Kd?Pe?384?0.30?10?1152KW 无功计算负荷：Q'je?Pje(1)?tan??1152?0.882?1016.1kvar
另外，整个小区的道路照明采用节能火箭炮5U系列节能灯PLT-125W，共有80盏，灯头E40，安装间隔为20米。单侧布置,安装高度为3.5米。道路照明：P =125W,n=70 ,kd?1,cos??0.9,tan??0.48
Pje?1?125?80?10kw
Qje?Pje?tan??10?0.48?4.8kvar综上所述，本小区总计算负荷为：（取K?p?0.95,K?q?0.97）
Pje?K?p?(Pje?Pje)?0.95?(1152?10)?1162kw Qje?K?q?(Qje?Qje)?0.97?(1016.1?4.8)?1020.9kvar
'\'\总计算负荷：
Sje?Pje?Qje?2211622?1020.92?1546.8kva
计算电流：Ije(1)?
Sje3UN?1546.83?0.385
?2350.1A
功率因数：cos??
2.1.2 无功功率补偿及计算
1. 无功补偿方式
本设计采用低压集中补偿方式，补偿范围较分散补偿小。但其管理方便，电容器能充分利用，电力电容器采用三角型连接，这种连接方式提供的补偿容量大。
2. 无功补偿容量
根据《供电企业规则》规定：10KV及高压供电用户功率因数为0.9以上，考虑到变压器无功功率损耗△Qt远大于有功功率损耗△Pt，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数0.9，这里取低压侧功率因数cos?'=0.92，则低压侧需装设的并联电容器容量应为:
Qc?Pje?(tanarccos0.751?tanarccos0.92)?1162?(0.876?0.426)?522.9kvarPjeSje?11621546.8?0.751
取Qc?600kvar
补偿后的变电所低压侧的计算负荷为：
Sje?'Pje?(Qje?Qc)22?11622?(1020.9?600)2?1235.9kva
变压器有功功率损耗?Pt?0.015?S'je?0.015?1235.9?18.54kw 变压器无功功率损耗?Qt?0.06?S'je?0.06?1235.9?74.15kvar
在计算小区高压侧总计算负荷时，需要计入有关线路和变压器的损耗，但小区的配电线路不长，故该部分功率损耗不计，在此只考虑变压器的损耗。
所以变配电所高压侧计算负荷为：
Pje(1)?1162?18.54?1180.54kw
2Q(1)?(1020.9?600)?74.15?495.05kvarSje(1)?Pje(1)?Qje(1)2?1180.542?495.052?1280.14kvaIje(1)?1280.14kva3?10kv?73.9A
6
无功补偿后，功率因数为:cos??
3. 并联电容器的选择及其控制
低压集中补偿所采用的电容器电压为400V，根据要求，选择电容器型号为：BCMJ0.4-30-3,选用20个，并采用无功功率自动补偿控制器，使电网中功率因数保持在设定值内，达到有效节能的目的。
Pje(1)Sje(1)?1180.54kw1280.14kva?0.922，符合要求。
2.2 变配电设计
2.2.1 变配电所位置的确定及总体布置
变配电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： 1）接近负荷中心； 2）进出线方便； 3）接近电源侧； 4）设备运输方便；
5）不应设在有剧烈振动或高温的场所；
6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；
7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；
8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定；
9）不应设在地势低洼和可能积水的场所。 变电所的总体布置，应满足以下要求： 1) 便于运行维护和检修
7
2) 保证运行安全 3) 便于进出线
4) 节约土地和建筑费用 5) 适应发展要求
2.2.2 主变压器台数和容量的确定
电力变压器是变电所中最重要的一次设备，器主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。
本小区设计变配电所选用S9型普通降压变压器，如图2-1，相数为三相，调压方式为无载调压，绕组型式为双绕组，联结组别为Dyn11方式。
图2-1 S9型变压器
1. 变压器主变台数的选择
选择变压器时应考虑以下几条原则：
1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应装设两台变压器。
2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较而宜采用经济运行方式的变电所，可考虑 采用两台变压器。
3）负荷集中而容量相当大的变电所，既是为三级负荷，也应采用两台或多台变压器。
8
4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。 本小区设计综合考虑以上原则，确定装设两台变压器。
2. 变压器容量的选择
根据《工厂供电》，装有两台主变压器的变电所，每台变压器的容量SN?T应同时满足以下两个条件：
1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷Sje的大约60%～70%的需要，即： ST=(0.6～0.7)×Sje=(0.6～0.7)×1235.9＝（741.5～865.1）kVA。
本厂所在地区的年平均气温为20?C，且变压器采用室内安装，故变压器的实际容量为：SN?T＝ST/0.92=（741.5～865.1）/ 0.92KVA=(805.9～940.3)kVA。
2）任一台变压器单独运行时，宜满足全部一、二级负荷的需要，即SN?T?Sje(????),而本次小区设计的负荷全为三级负荷，所以不用考虑这个因素。 综合考虑，本小区变电所采用两台S9系列1000kVA的变压器。
2.2.3 变配电所主接线方案的选择
变配电所的主接线方案基本要求：
1) 安全：应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备安全。
2) 可靠：应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。 3) 灵活：应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和维修且适应负荷的发展。
4) 经济：在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资小，运行费用 低，并节约电能和有色金属消耗量。
变电所主接线采用高压侧单母线不分段、低压侧单母线分段形式。这种主接线适用于一路电源供电一路备用且装有两台（或多台）主变压器或者有多路高压出线的变电所。其供电可靠性较高，任一台变压器检修或发生故障时，通过切换操作，可很快恢复整个变电所的供电。
根据小区设计要求，选择高低压侧均为单母线分段的变电所主接线方案。对该
9
方案的评价可从以下几方面入手：
（1）从技术指标方面考虑，该方案的供电可靠性和运行灵活性都比较高，在高低压母线侧发生短路时，仅故障母线段停止工作，非故障段仍可继续运行，可缩小母线故障时停电范围，同时对重要用户可从不同母线分段引出双回路供电，供电可靠性及运行灵活性相当高。
（2）从经济指标方面考虑，虽然该方案的初投资比较高，但从年运行费用包 括设备折旧费，设备维护费和年电能损耗费考虑，该方案又有许多优越之处。
2.2.4 短路电流的计算
1. 短路计算的意义和方法
(1）对所选的电气设备进行动稳定和热稳定校验。 (2）进行变压器和线路保护的整定值和灵敏度计算。 采用标幺值法对变配电所的相关节点进行短路电流计算。
2. 相关节点的短路计算及相关电路图
根据小区原始资料可知，小区由线芯截面185mm2的高压架空线供电，距小区为6km，电力系统馈电变电站首端所装高压断路器的断流容量Soc?500mva，查表知架空线路每相单位长度电抗平均值为0.33?/km。等效电路如图2-2所示
S9-1000/10电源L=6KMS9-1000/101OKV380V
图 2-2 等效电路图
10
取Sd=100MVA，Ud1 =Uc1=10.5kv，Ud2?Uc2?0.4kv
Id1?Sd3Ud1Sd3Ud2?1003?10.51003?0.4?5.50kA
Id2???144kA
基准值为144kA。
短路电路中各主要元件的电抗标幺值：
1）电力系统电抗标幺值：
X1??SdSoc?100MVA500MVA?0.2
2）电缆线路电抗标幺值：X0?0.33?/KM，
X2?X0l?SdU2c1?0.33?6?10010.52?1.80
3）电力变压器的电抗标幺值：查表得变压器的阻抗电压UkX?300?500，
?Uk00Sd100SN?5?100MV?A100?500kV?A10.0
根据以上计算结果绘制等效电路图如图2-3所示：
310.0k-110.221.80k-2310.0
图2-3 等效电路图
11
K-1点的短路电流计算：
1）总电抗标幺值： X?(k?1)?X1??X2??0.2?1.8?2 2）三相短路电流周期分量有效值：
Ik?1?(3)Id1X?(k?1)??5.50KA2?2.75KA
3）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
I\(3)?I?(3)?Ik?1?2.75kA(3)
4）三相短路冲击电流及其有效值：
Ish?2.551(3)(3)\(3)?2.55?2.75?7.01kA\(3)Ish?1.51I?1.51?2.75?4.15kA5）三相短路容量：
Sk?1?(3)SdX??(k?1)?100MVA2?50MVA
K-2点的短路电流计算 1）总电抗标幺值：
X??(k?2)?X1?X??2?X3//X??4?0.2?1.8?10.02?7.0
2）三相短路电流周期分量有效值：
Ik?2?(3)Id2X??(k?2)?144kA7.020.6kA
3）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
I\(3)?I?(3)?Ik?2?20.6kA(3)
4）三相短路冲击电流及其有效值：
ish?1.84I(3)(3)\(3)?1.84?20.6?37.90kA
\(3)Ish?1.09I?1.09?20.6?22.45kA
5）三相短路容量：
Sk?2?(3)SdX?(k?2)??100MVA7012
?14.29MVA
2.3 变电所高压侧一次设备的选择与校验
2.3.1 电缆的选择
1. 进线电缆的选择
首先按发热条件选择导线截面。高压侧的计算电流：
Ije?1280.14kVA3?10.5kV?70.4A，
本小区所在地最热月地下0.8米处平均温度为28.7摄氏度，交联聚乙烯电缆最高允许温度为90℃，查《工厂供电》附录表18a知电缆载流量的校正系数为0.96。查附录表
18
知，25mm2的交联聚乙烯电缆载流量为
Ial?90?1.29?0.96?111.5A>70.4A,符合载流量要求。故所选导线型号为
YJV-10kV-3×25.
校验：查《工厂供电》附录表7知1,该导线的热稳定系数为:
C?140A?s2?mm?2?tima?0.75s..
校验其短路热稳定性:
Amin?I??1000?timaC?2.75?1000?0.75140?17.01mm2?25mm
2符合要求。
再按经济电流密度选择，查表知jec=2.5 A/mm2 (年最大负荷利用小时数为2500h).经济截面为Aec?Ijejec?52.522.5?21mm2，接25mm2，综合以上各因素，
最后选择的电缆是YJV-10kV-3×25。
2. 高压母线的选择
首先按载流量选择LMY-40×4，其载流量Ial=480A>140.8A，符合要求。动稳 定度校验条件为： ?al??c
13
LMY母线材料的最大允许应力?al=70MPa。
10kV高压母线的短路电流为：ish1=7.01kA Ish1=4.15kA 三相短路时所受的最大电动力：
F(3)(3)2?3ishla?10?7?3?(7.01?10)?321.00.2?10?7?42.6N
母线的弯曲力矩（母线档数为3）：
M?F(3)l10?42.6?1010?4.26N?m
母线的截面系数：
W?b2h6?0.04m?0.004m6MW?2?1.07?104.26?6m
3母线在三相短路时的计算应力:?c?1.07?10?6?3.98MPa
所以，?al =70MPa??c=3.98MPa，满足动稳定度要求。 热稳定度校验：
Amin?I??1000?tinmaC?2.75?1000?0.7587?27.37mm<40×4 mm，符合热
22
稳定度要求。
3. 高压出线电缆的选择
由于采用两台变压器并列运行，查《工厂供电》附录知，采用25 mm2的电缆。热稳定度校验：查《工厂供电》附录表7知，该导线的热稳定度系数:
1C?140A?s2?mm?2
短路发热假想时间Tima=0.75s ，校验其热稳定性： Amin?I??1000?符合要求。
14
timaC?2.75?1000?0.75140?17.01mm2?25mm2
整定与校验:
（1）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定
瞬时额定电流INOCR=1600 A?Ije?1443.4A，线路的尖峰电流取额定电流Ije的2倍，瞬时过电流脱扣器的动作电流IOP(s)应躲过线路的尖峰电流Ipk，即
Iop(o)?KrelIpk?1.35?2887?3897A，设瞬时脱扣电流整定为3倍，即
Iop(o)?3?1600?4800A>3897A，满足躲过尖峰电流的要求。
（2）短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定
短延时过电流脱扣器动作电流Iop(s)应躲过线路负荷尖峰电流Ipk，即
Iop(s)?KrelIpk?1.2?2887?3464A，故整定为Iop(s)=3600A。短延时过电流脱扣器的
动作时间应满足保护选择性要求，整定为0.6s
（3）长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定
长延时过电流脱扣器动作电流Iop(1)应躲过线路最大负荷电流Ije，即
Iop(1)?KrelIje?1.1?1443.4?1588A，故整定为Iop(s)=1600A。长延时过电流脱扣器
的动作时间应躲过允许过负荷的持续时间，整定为2h。
（4）热脱扣器额定电流INOCR应不小于线路的计算电流Ije，即
INOCR?IIopTR?KrelIjeje，选择1600A，其动作电流按下式整定：
，热脱扣器动作电流整定为1600A。
?1.1?1443.4?1588A低压出线柜断路器的选择与校验
根据电流计算结果，选择断路器为NM8-630S/3P/350A塑料外壳式断路器。 低压断路器的整定：INop?350A?Ije?283.6A，瞬时时脱口电流整定为5倍,即Iop?5?350?1750A而KerIpk?4IjeKer?4?283.6?2?2268.8A因此需增加脱口电流。如整定为8倍时, Iop8?350?2800A,满足躲过尖峰电流的要求。
校验断流能力： Ioc?50kV?20.6kV，满足要求。
3. 压刀开关的选择与校验
Ije=283.6A,因此选择HD13-300/31型的刀开关，其UN=380V,IN=300
A>283.6A,开断电流IOC?IN?300A,均符合要求。
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4. 电流互感器的选择与校验
Ije?283.6A，选电流互感器为
LM-0.5-300/5，UN?500V，
。I1N?300A?283.6A 动稳定度校验：
imax?(3)2KesI1N?(3)2?135?300?57.3kA?ish?37.9kA满足条件。
热稳定度校验：
KtI1N?I?tima,，75?300?22.5kA?I?(3)tima?20.6?0.15?7.98kA满足条件。
21
第3章 变电保护设置
根据GB50062—1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规程规定，容量小于6300KVA的变压器设以下保护：
1、瓦斯保护
防御变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。 2、过电流保护
防御变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。本设计采用干式变压器无此项。
过电流保护动作电流的整定：
取Krel?1.3,而Kw?1，Kre?0.8，Ki?100/5?20，
IL.max?2IN.T?2?1000kVA/(3?10kV)?115.5A，故 Iop?KrelKwKreKiIL.max?1.3?10.8?20?115.5?9.4，动作电流整定为9A。
考虑到小区变电所为系统终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时间整定为0.5s。
防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。对于中小容量的变压器，可以在其电源侧装设电流速断保护而不设置变压器纵差动保护。速断保护接线采用两相两继电器式接线方式，继电器采用GL－15/10型，应用去分流跳闸操作方式。
电流速断保护的速断电流整定：
取Krel?1.5，而Ik.max?20.6kA?0.4kV/10kV?824A，故
Iqb?KrelKwKiIk.max?1.5?120?824 A=61.8 A
因此速断电流倍数整定为nqb?
IqbIop?61.8A/9A?6.9
22
3、过负荷保护
防御变压器本身的对称性过负荷及外部短路引起的过载，按具体条件装设。 4、低压侧单相短路保护
对于变压器低压侧的单相短路，可采用在变压器低压侧装设三相带过电流脱扣器的低压断路器。这一断路器，既作低压主开关，操作方便，且便于实现自动化，又可用来保护低压侧的相间短路和单相短路。
3.1 传统保护设置
3.1.1 变电所10kv馈线保护所10kv馈线保护
电网结构对实现继电保护有很大影响,在许多情况下甚至有决定性的影响。由于继电保护的设备投资和运行安装费用在整个电力建设中所占的比重很小,因此,在大多数场合下,继电保护不能作为选定电网结构的决定因素。继电保护应对各种结构的电网起到完善的保护作用。目前,生产的新型保护装置,一般都能满足系统对保护的要求。但必须注意,当系统运行方式变化或电网结构特殊,以致使保护过于复杂或性能大大恶化,而不能确保电力系统安全运行时,应考虑适当变更电网结构或正常运行方式。所以,在选择电网结构和系统运行方式时,应考虑到实现继电保护的可能性。一般应掌握以下原则：
(1)单电源辐射型线路的保护比较简单,一般可用简单的电流保护,当与自动重合闸配合使用时效果很好,能迅速断开短路故障。
(2)双回路平行线的保护比单电源辐射型线路的保护复杂一些,但比单电源环网线路的保护要简单,因为有条件实现快速切除全线路故障的横联差动保护。但多回路平行线的保护通常是很困难的。
(3)长线路与短线路连接时,将使长线路的主保护性能变坏,切除故障的时间可能加长。
(4)很短的单回路主干线路往往要采用投资大、接线复杂的保护(如纵联差动保 护)。
(5)平行线与平行线相接或环环相套,以及环中有对角线的环形电网,实现保护
23
比较困难。
(6)小容量发电厂接入电网时,实现简单保护有困难,一般可采用解列装置。 (7)带分支线的单回线或平行线,保护会有一定的困难,但运用现代的保护与自动重合闸配合,通常可得到较好解决。
由于小区内变电所的供电距离比较短，所以线路保护设置比较简单，选用的保护设置有：
1、过电流保护（这里采用反时限过电流保护装置）
高压侧线路断路器系统图如3-1（选取馈电断路器QF的继电保护装置为例叙述）：
KA2K--1KA1K--2I>WL2I>WL1馈电断路器QF1QF
图 3-1 断路器系统图
过保护电流采用两相两继电器式接线，继电器采用GL-25/10型，操作方式为去分流跳闸，可知KA2的动作电流为：Kre=0.8
，Krel =1.3 ,IL.max?2I30?2?73.9A?147.8A，Kw = 1，
Ki=150/5=30，故：Iop(2)?KrelKwKreKiIL.max?1.30.8?30?147.8?8.01A
根据GL-25/10型继电器的规格，动作电流整定为8A，
馈电变电站所装断路器的定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s， 所以KA2的实际动作时间应为，top?1.5?0.7?0.8s。
确定KA2的10倍动作电流时间，由于K-2点发生三相短路时KA2的电流为
Ik?2?
'KwKiIk?2?130?2.75kA?92A，故：Ik?2对
24
KA2的动作电流倍数为
n2?Ik?2Iop?928?11.5
利用n2=11.5和KA2的实际动作时间0.8S,查GL-25/10型继电器的动作特性曲线，得KA2应整定的10倍动作电流动作时间为0.9S。
由已知条件知：Iop.1?IopKi/Kw?8?30/1?240A，线路末端在系统最小运行
)方式下两相短路电流Ik(.2min?32?20.6kA?0.4kV/10kV?713.6A，故
过电流保护灵敏度S?I(2)k.min/Iop.1?713.6/240?3.0?1.5
由此可见，KA2整定的动作电流满足保护灵敏度的要求，故不必装设低压闭锁装置。
2、电流速断保护
根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定，在过电流保护动作时间超过0.5-0.7s时，应装设瞬动电流速断保护装置。
过电流保护保护动作电流的整定，由已知条件得：
Krel?1.4，Kw =1，Kre =0.8，Ki =30，线路末端三相短路电流为 Ik.max?20.6kA?0.4kV/10kV?824A，故:
Iqb?KrelKwKiIk.max?1.4?130?824?38.5A
因此速断电流倍数整定为:nqb?3、过负荷保护
IqbIop?38.58?4.8
线路的过负荷保护是针对电缆线路的过负荷要求装设的，一般延时动作于信 号，其整定电流应躲过线路的计算电流，故:
Iop(OL)?1.25KiIje?1.2530?73.9?3.08A，动作时间取12 s。
4、单相接地保护
在小接地电流的电力系统中，单相接地故障时，接地电容电流很小，但由于非
25
故障相的对地电压要升高，可能会引起线路的绝缘装置击穿，因此要引起重视，不可长期故障运行。一般在系统发生单相接地故障时，通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，发出报警信号，以便运行值班人员及时发现和处理。
3.1.2 变电所10kv母线保护
母线相间短路较少，大多数故障为单相接地。对于小电流接地系统，通常可用主变压器过电流保护切断10kV母线相间故障，如果需要专门的母线保护，可以设置不完全的或完全的差动电流速断保护。
3.2 可编程控制器（PLC）在自动重合闸中的尝试
系统的控制输人信号主要有；手动或遥控分、合闸控制信号，继电保护控制信号，ZCH闭锁控制信号，复位按钮信号，断路器位置信号，报警声音解除按钮信号等}输出信号有：分、合闸驱动信号，分、合闸指示灯驱动信号，防跳动作指示灯驱动信号，断路器台到永久性故障指示灯驱动信号，声报警驱动信号等 由此可知．系统所需输人点数为7，输出点数为7，且部是开关量。由于输人输出点数鞍少，因此PLC的设计分为硬件设计和软件设计。
3.2.1 PLC硬件设计检测方案分析
根据系统控制要求及I／O点数的配置，选用松下电工超小型FP0机型，不需任何电缆即可实现系统扩展。关于I／O点数的确定，考虑到以后工艺设备的改动 和控制功能的增加，或I／O点的损坏、故障等，增加20％的备用量，以便系统的扩展 。用PLC实现ARD功能所使用的I／O分配及接线如图3-2所示。系统故障信号常规的接线有两种方法：① 并联后占用PLC一个输入点以节省I／O资源；② 一个故障信号占用一个I／O点。后者虽占用I／O资源较多，但便于用组态软件做报警画面组态。本方案采用后者。
26
为保护PLC输出触点，合闸、分闸信号经微型大功率继电器KA 、KA：转换后接到断路器的合闸线圈和分闸线圈。而KA 、KA 为直流感性负载，有冲击电流，会产生噪声，为减少输出电路噪声的干扰，在直流感性负载两端并接二极管保护电路。为提高供电的安全可靠性，采用在线式不间断供电电源(UPS)给PLC供电，同时加强对干扰的隔离 J。采用PLC控制后，仅用KA 、KA 的无源常开触点接到合闸线圈和跳闸线圈的控制回路中，通过编程实现ARD功能及其他保护功能，复杂的逻辑关系大大简化了，接线简单，系统运行维护方便。 硬件环境要求
(1) 一台工控机机：CUP 2.0GHz，内存2G，硬盘250G，显卡NV显卡，显存256M。 (2) 四台1000万像素的CCD摄像机。 (3) 一个PCI采集卡。
(4) WindowsXP系统、VC++6.0编程软件。 如图3-2。
合闸按钮X400 Y030 Y031分闸按钮X401 F1-20MR继电保护 继电器接点复位按钮 Y032X402 断路器位置 Y033X403ZCH闭锁 Y034X404 图3-2 I/O接线图
合闸接触器分闸线圈合闸指示灯分闸指示灯防御指示灯故障指示灯报警电笛
3.2.2 PLC软件设计
用PLC软件编程实现ARD控制功能不仅涵盖了电磁式ARD的所有功能，而且延时精度高、控制灵活。其完成的功能包括：重合闸动作后程序能自动复归，以准备
27
好下次动作；手动操作将断路器断开或手动合闸于永久性故障线路时，闭锁“自动重合闸回路”；具备重合Ⅳ次的功能；完成重合闸规定的次数后，不再重合闸；根据具体线路出现瞬消性故障的性质，用软件任意设定重合闸准备时间；具备后加速及防跳功能等。设计程序流程如图3-3所示：
开始
结束断路器合闸NYY手动合闸手动跳闸断路器跳闸N断路器跳闸YY是否有故障延时0.5s技术是否达到2次N图3-3 PLC控制重合闸装置流程图
图中，用PLC编程实现防跳功能代替了采用ARD继电器内部KM电流线圈自保持回路，串接它自身的常开触点和专用防跳继电器的两级防跳措施，即完全代替了 传统硬件防跳措施。电磁式ARD装置中电容c的充电时间为15～25 s，此时间为 重合闸准备时间，在PLC内部用TM指令(如[TM X 0，K150])实现ARD准备时间的延时，此时间间隔可根据具体线路出现瞬消性故障的性质，用软件简单修改时间常数 的值即可任意设定此时间间隔，不受RC元器件参数的限制。ARD启动动作延时时间同样可用软件设定时间常数，克服了钟表机构停走弊病。变更时间方便、延时精确，最高精度可达0．001 s。另外，由于传统过电流保护带有时限，如果一次
28
故障为永久性故障，将使故障延续时间延长，危害加剧。此时，用PLC编程实现ARD后加速，采用较短延时的定时器或跳过定时器延时程序段，直接接通跳闸回路，加速切除故障，减轻危害，可有效缩短故障时间。
梯形图中选用计数器指令CT来设定自动重合闸规定的重合次数JJ、，(一般情况下，N=1，实现一次自动重合闸)，使控制程序的功能具有通用性。如果自动重合闸不成功，完成重合闸规定的次数后，利用计数器和内部继电器闭锁重合闸程序段，使程序不能实现再次重合闸。
用PLC实现自动重合闸，硬件上所用元件大大减少，接线简单，克服了传统电磁型重合闸装置动作级数多、接线复杂等诸弊端，因而工作可靠；软件上不仅能满足电磁式ARD装置重合闸Ⅳ次的全部功能，而且当控制功能增加时，不必改变PLC的硬件设备，只需增加相应的I／O点数，改编程序即可实现BZT(备用电源自投)、过电压、过电流等保护内容，即对其再开发、再扩展，可大大提高系统的控制能力和灵活性，使系统具有通用性和实用性，便于实现自动化。
29
第4章 小区单体设计
4.1 电气照明设计
4.1.1 小区照明概述
本设计的电气照明设计的主要任务是根据实际生活条件和要求，结合经济技术的可能性，选择配光合理的光源，合理的照度分布，一般照明与局部照明的配合，室内各部分亮度的变化限制眩光以及光色和显色等。从而达到美观、舒适的效果。
4.1.2 照明设计的要点
（1）客厅的照明设计：
客厅是招待客人、朋友聚会以及进行其他一些活动场所，有的还具备餐厅功能。因为其人员活动较多，所以对照明的要求也较高。照明要适应环境亮度和气氛的变化而选用不同的光源。照明灯具的选择也应和吊顶取得一致，如果顶棚装饰豪华，最好选用光线可以达到顶棚的悬挂式或吸顶式照明器；对室内重点照明可以辅以局部照明，如投光灯，窗帷照明等。如果要造成欢乐的气氛，还可以采用花灯照明。餐厅照明常常采用悬挂式照明器。 客厅的照明控制应满足不同需要时的启闭，所以开关位置应设在出入口或便于出入启闭照明灯的地方。以便人们能方便的对灯具进行控制。
（2）卧室的照明设计：
卧室是睡眠和休息的场所。因其功能的不同对照明的要求也不同：睡眠时室内光线要低柔，可以选用床边脚灯；穿衣时，要求匀质光，光源要从衣镜和人的前方上部照射，避免产生逆光；卧室通常还兼做家庭主妇的化妆用房，化妆时的照明要尽可能选用显色性好的光源不要从正前方照射脸部，最好两侧也有辅助灯光防止化
30
装不均匀。人们在卧室内往往还要进行一些家务或阅读书报活动，因此应设置一些插座，便于增设台灯，作为辅助光源。 （3）厨房的照明设计：
如果厨房内有专用的配菜台或厨房用餐，则在它的上方应采用悬式照明器。此外还要注意应选用易清洗耐腐蚀的灯具。除在天花板或墙上设置普通照明外，在切菜配菜部位可设置辅助照明，一般选用长条管灯设在边框的较暗处，光线柔和而明亮，利于操作。 （4）卫生间照明：
卫生间照明控制应设在门外。考虑到卫生间一般都是浴室和厕所兼用，照明灯具宜使用防水防潮式。照明时宜适当提高照度标准，以30~50lx为好。照明器具安装要避免从坐便器的顶上或背面射而出现阴影；吸顶式应开热水龙头或位于浴缸上方。装有排气的卫生间，常将他的控制开关和一般照明器联动，以保证坐便时空气流通。
4.1.3 灯具的选择与布置及照度计算
为了保证照明质量本工程采用平均照度计算法设计照明。平均照度计算法适用于照明器均匀布置，墙和天花板反射系数较高的场所。
平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。
1、利用系数法：
（1）应用利用系数法计算平均照度的基本公式4-1 Eav?N?UKA （式4-1）
式中Eav——工作面上的平均照度，lx；
?——光源的光通量，lm；
N——光源数量；
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U——利用系数； A——工作面面积； K——灯具的维护系数。 （2）利用系数U
利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（4-2）计算
U??1? 式中?——光源的光通量，lm；
?1——自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，lm。（3）室内空间的表示方式 室内空间的划分。 室空间比
RCR?5hr(l?b)lb 顶棚空间比
CCR?5hc(l?b)hclb?hRCR r地板空间比
FCR?5hf(l?b)flb?hhRCR r以上式中：
l——室长，m； b——室宽，m；
hc——顶棚空间高；m
hr——室空间高；m
hf——地板空间高。m
32
4-2）
4-3）
4-4）
4-5）
（式（式（式（式
当房间不是正四边形时，因为，墙面积=2hr?l?b?，地面积?lb则式（4-3）可改写为：
RCR?2.5墙面积地面积 （式4-6）
（4）有效空间反射比和墙面平均反射比
为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比?cc的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比?fc的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（4-7）计算
?eff??A0As??As??A0N （式4-7）
????i?1NiAi （式4-8）
Ai?i?1上二式中 ?eff——有效空间反射比；
A0——空间开口平面面积，mAs——空间表面面积，；m22；
?——空间表面平均反射比；
?i——第i个表面反射比；
Ai——第i个表面面积，；mN2
——表面个数。
若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（?i、?c或?w）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。
为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。墙面平均反射比由式（4-9）计算
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?wav??w?Aw?Ag???gAgAw （式4-9）
式中 Aw、?w——墙的总面积（包括窗面积），m2和墙面反射比；
Ag、?g——玻璃窗或装饰物的面积，m2和玻璃窗式装饰物的反射比。
根据式（4-1），灯数可按式（4-10）计算
N?式中各符号意义同式（4-1）。 1、房间的照度计算
（1）平均照度的选择如下表所示：
表4-1 平均照度表
类 别
参考平面 及其高度
起居室
卧 室
一般活 动区 书写，阅读 床头阅读 精细作业
餐厅或方厅，厨房
卫生间 楼梯间
0.75m水平面 0.75m水平面 0.75m水平面 0.75m水平面 0.75m水平面 地 面
150 75 200 20 10 5
200 100 300 30 15 10
300 150 500 50 20 15
0.75m水平面
照明标准值（lx） 低 20
中 30
高 50
EAVA?UK （式4-10）
（2）灯具、光源选择：E27-36W 节能型，光通量?=2000lm，吸顶安装。 （3）照度计算 相关数据：
卧室1：室长l=3.96m，室宽b=2.46m，顶棚空间高hc=0m，顶棚反射比?c=0.75，室空间高hr=3m，墙反射比?r=0.75，地面高hf=0.75m，地面反射比?f=0.25。
计算空间比：
由式（4-3）、（4-4）、（4-5），计算得：
34
?wav??w(Aw?Ag)??gAgAw?0.75(52.56?4.95)?0.1?4.9552.56?0.9
?cc??c?0.75 ?fc??f?0.2
查表得U=0.35
N?EAVA?UK?50?5.66?3.102000?0.40?0.8?1
储藏：灯具、光源选择：E27-36W 节能型，光通量?=2000lm，吸顶安装。室长l=5.60m，室宽b=2.41m，顶棚空间高hc=0m，顶棚反射比?c=0.75，室空间高
hr=3m，墙反射比?r=0.75，地面反射比?f=0.25。
计算空间比：
由式（4-3）、（4-4）、（4-5），计算得：
RCR?5?3?(5.60?2.41)5.60?2.41?8.9
FCR?0，CCR?0。
?0.2
有效反射比： ?cc??c?0.75
?fc??f?wav?0.75
?cc??c?0.75 ?fc??f?0.2
查表得U=0.344
N?2、走道、楼梯间设计
（1）照度选择：根据《地下建筑照明设计标准》CECS45—92（通用房间照明的照度标准值）走道，楼梯间照度参考面为地平面，照度取50（lx）；（楼梯间照度参考面为地平面，照度取15（lx）；
（2）灯具、光源选择：
40
EAVA?UK?50?5.60?2.412000?0.344?0.8?2
走道,楼梯间：声光双控灯，光源36W荧光灯，光通量1250lx，吸顶安装。
（3）照度计算 相关数据：
左右走道：墙面积74.4㎡，地面积16.88㎡，顶棚空间高hc=0m，顶棚反射比室空间高hr=3m，墙反射比?r=0.75，地面高hf=0m，地面反射比?f=0.2。 ?c=0.75，
由式（4-3）、（4-4）、（4-5），计算得：
RCR?5?3?(10.8?1.60)1.80?1.60?11
FCR?0，CCR?0。
???0.2
有效反射比： ?cc??c?0.75
?fcf?wav?0.75
?cc??c?0.75 ?fc??f?0.2
查表得U=0.210
N?
EAVA?UK?15?10.8?1.601250?0.210?0.8?1
4.2 插座
现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，插座的种类和数量在现代住宅中有日趋增长的趋势。
客厅是人们会客、看电视、唱卡拉OK、起居活动的中心，主要的家用电器有电视、音响、DVD、空调、电话、落地灯等，所以在电视机两旁各设一组五孔暗装插座，沙发两旁各设一组五孔暗装插座，餐桌附近安装一组五孔暗装插座，靠阳台处设一三孔插座，空调专用，以上插座均距地0.3米安装。
卧室中为满足需要,在电脑桌附近安装一组五孔暗装插座,床头附近设一组五孔暗装插座,供台灯使用,在电视机旁设一组五孔暗装插座,均距地0.3米安装,靠窗处距地1.8米设一三孔插座,空调专用。
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厨房是人们制作饭菜的地方，家用电气比较多，主要有冰箱、电饭煲、微波炉、抽油烟机等，因此在炉台左侧设一组五孔暗装插座，在切菜台上方布置一插排，以上插座均距地1.8米暗装。
卫生间是人们洗澡、大小便的地方，家用电器有排风扇、洗衣机、电热水器等，因此在洗衣机附近设一组五孔暗装插座，在洗脸盆附近装设一组五孔暗装插座，供电吹风等使用，以上插座全为防水插座均距地1.8米安装。
4.3 线路和断路器的选择与布置
负荷计算一般采用需要系数法。每户负荷计算：采用规范每户10 kW计算。 计算电流: Ij?KxPe3803cos? （式4-11）
用电设备组计算负荷： P?kxPe （式4-12） Q?Ptg? （式4-13）
S?配电干线计算负荷：
Qc?kt?Q （式4-15） Sc? Ij?Pc?Qc22P?Q22 （式4-14）
（式4-16）
Sc3803 （式4-17）
例如对单元电度表箱1,2（均12户）DYX1,2负荷计算，由于公共用电功率和总功率相比太小可以不计,则总有功功率
P?kxPe=0.95?12?10=114kW
3计算电流：
Ij?kxPe3803cos?=
114?103803?0.9=192.4A
断路器整定值选250A，选用的NM-630/4P/250A /300mA/It=0.5s导线及穿管选取与断路器相配合，可选YJV22-3×70＋2×35/SC150，其载流量大于192.4 A。
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又如,对总配电箱ZX1负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=120kW,则 计算电流
Ij?kxPe3803cos?=
240?0.7?103803?0.93=283.6A
断路器整定值选315A, NM8-630S/3P/315A,刀闸开关为3NA3240-2C/315A导线及穿管选YJV22 -3×150+1×95/SC200-FC、WC，其载流量大于141.8A
又如，对每户负荷干线负荷计算
有功功率： P?kxPe=1?10=10kW 计算电流： Ij?kxPe220cos?=
1?10?103220?0.9=50.6A
断路器整定值选为BJMB1-63/2P/C63A,选线BV-3?16 PVC40-WC CC
4.3.1 导线选择
根据国家的有关建筑电气规范，室内照明线路一般选用2.5mm2的铜芯绝缘导线作为支线。室内插座线路一般选用4.0mm2的铜芯绝缘导线作为支线。
1、电缆选择的原则
（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;
2、选择的结果
（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。单户配电系统设备如下表所示：
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表4-2 配电系统表
回路名称 照明回路 插座回路 户配电箱回路 架空层开关箱回路 阁楼配电箱
电视前端及网络设备箱 传呼主机电源 公共照明 电源进线
电视放大器箱配出的电缆除标注外均采用 至每户电话线
RVS-2?0.5-PVC16 线型 BV-2?2.5 BV-3?4 BV-3×16 BV-3×4 BV-3×10 BV-3?2.5 BV-3?2.5 BV-3?2.5
YJV22 -3×150+1×95 SYV－75－5
管型 PVC16 PVC20 PVC40 PVC20 PVC40 PVC16 PVC16 PVC16 SC200 1根穿PVC20 2根穿PVC25 1～2对穿PVC20 3～4对穿PVC25 5～6对穿PVC32
总箱到12户表箱
YJV22-3×70＋2×35
SC150
4.3.2 低压断路器的选择
1．低压断路器选择的原则，如图4-2：
图4-2 低压断路器
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