【導(dǎo)讀】從事的實(shí)際工程設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行的。通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要達(dá)到以下目標(biāo)：。熟悉各種建筑電氣設(shè)計(jì)、施工規(guī)范；天正的使用方法；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決本專業(yè)實(shí)際問題，深化提高知識(shí)水平。悉，所有肯定有很多疏漏，但是在老師的精心輔導(dǎo)下，大四后半期的時(shí)間學(xué)習(xí)，基本做完了這個(gè)設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變 壓，交流接觸器不會(huì)吸合。單位：乏（ var）或千乏 (Kvar) （ 4） 感性無功功率：電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變的磁場，在一個(gè)周期內(nèi)吸收和釋放的功率相等，這種功率叫感性無功功率。單位（ Kvar） （ 5） 容性無功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi) ,上半周期的充電功率與下半周期的放電功率相等，而不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。單位（ Kvar） （ 6） 視在功率：電純阻性電路中電壓和電流是同相位的，電壓和電流的乘積為有功功率；但在感性或容性電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)荷實(shí)際吸收的電功率，而是表面的數(shù)值，稱為視在功率。單位（ KVA） （ 7） 無功功率的作用：在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額**大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁 共 52 頁 定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。 從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率，以保證用戶對(duì)無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能 在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置的道理。 （ 8） 無功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在： 1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。 2)降低輸、變電設(shè)備的供電能力。 3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。 4)造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。 （ 9） 力率電費(fèi)：全國供用電規(guī)則規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為：高壓用電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 以上，其它 100KVA 及以上的電力用 戶和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為 以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為 以上。凡功率因數(shù)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶，供電部門會(huì)在其用戶使用電費(fèi)的基礎(chǔ)上按一定比例對(duì)其加收一部分電費(fèi)，這部分加收的電費(fèi)稱為力率電費(fèi)。 （ 10） 提高功率因數(shù)的方法有兩種，一種是改善自然功率因數(shù)，另一種是安裝人工補(bǔ)償裝置。 無功補(bǔ)償?shù)难b置 本工程采用靜止電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。 靜止電容器介紹 電力電容器英文名稱 power capacitor 。用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備的電容器。任意兩塊金屬導(dǎo)體，中間用絕緣介質(zhì)隔開，即構(gòu)成 一個(gè)電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質(zhì)的特性來決定。當(dāng)電容器在交流電壓下使用時(shí)，常以其無功功率表示電容器的容量，單位為乏或千乏。 電力電容器按用途可分為 8 種：①并聯(lián)電容器。原稱移相電容器。主要用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗。②串聯(lián)電容器。串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，用以補(bǔ)償線路的分布感抗，**大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁 共 52 頁 提高系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，加長送電距離和增大輸送能力。③耦合電容器。主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護(hù)以及在抽取電能 的裝置中作部件用。④斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯(lián)在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分?jǐn)噙^程中和斷開時(shí)均勻，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分?jǐn)嗄芰?。⑤電熱電容器。用于頻率為 40～ 24000赫的電熱設(shè)備系統(tǒng)中，以提高功率因數(shù)，改善回路的電壓或頻率等特性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗(yàn)用振蕩回路等基本貯能元件。⑦直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。⑧標(biāo)準(zhǔn)電容器。用于工頻高壓測量介質(zhì)損耗回路中，作為標(biāo)準(zhǔn)電容或用作測量高壓的電容分 壓裝置 .在電力系統(tǒng)中分高壓電力電容器 (6KV 以上 )和低壓電力電容器 (400V)。 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 補(bǔ)償容量的確定可以根據(jù)負(fù)荷的最大功率、補(bǔ)償前的功率因數(shù)及要求補(bǔ)償后達(dá)到的功率因數(shù)，用下式計(jì)算確定： Q =α *P*（ tanφ 1— tanφ 2） 式中： Q — 所需補(bǔ)償?shù)目偀o功功率， kvar； α — 平均負(fù)荷系數(shù)，取 ~； P — 用戶最大負(fù)荷， kW； tanφ 1— 補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角 tanφ 2— 補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角 或 Q =α *P*q q — 補(bǔ)償率， kvar / kW （可從下表中查?。? 本工程的無功補(bǔ)償 本工程的平均負(fù)荷系數(shù)取 ，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算表可知 P用戶最大負(fù)荷為 687KW，補(bǔ)償前功率因數(shù)為 ，應(yīng)使補(bǔ)償后達(dá)到 ，所以計(jì)算無功補(bǔ)償為 Q =α *P*q=270Kva。即無功補(bǔ)償為 270Kva。 **大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁 共 52 頁 表 每 kW 負(fù)荷所需無功補(bǔ)償率值查取表 cosφ 1 cosφ 2 0. 23 **大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33 頁 共 52 頁 第五章 應(yīng)急電源的設(shè)計(jì) 柴油發(fā)電機(jī) 本工程采用柴油 發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。整套機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成。整體可以固定在基礎(chǔ)上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動(dòng)使用。柴油發(fā)電機(jī)組屬非連續(xù)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備，若連續(xù)運(yùn)行超過 12h，其輸出功率將低于額定功率約 90%。若使用者需要長時(shí)間不間斷使用，則需要配置常用型發(fā)電機(jī)組，也就是應(yīng)機(jī)組應(yīng)該要考慮到長時(shí)間工作機(jī)組功率下降這一點(diǎn)了。常用功率和備用功率的關(guān)系是：比如用戶需要 100KW 柴油發(fā)電機(jī)組，常用100KW 的柴油發(fā)電機(jī)組備用功率為 100KW*110%=110KW。也就是備用 100KW 的柴油發(fā)電機(jī)組的常用功率為 90KW。 盡管柴油發(fā)電機(jī)組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護(hù)，所以廣泛應(yīng)用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護(hù)、以及工廠、企業(yè)、醫(yī)院等部門，作為備用電源或臨時(shí)電源。 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹 ，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。柴油發(fā)電機(jī)組屬自備電站交流供電設(shè)備的一種類型，是一種小型獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備，以內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電?，F(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)，三相交流無刷同步發(fā)電機(jī)、控制箱（屏）、散熱水箱、聯(lián)軸器、燃油箱、消聲器及公共底座等組件 組成鋼性整體。柴油機(jī)的飛輪殼與發(fā)電機(jī)前端蓋的軸向采用凸肩定位直接連接構(gòu)成一體，并采用圓柱型的彈性聯(lián)軸器由飛輪直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，其聯(lián)接方式由螺釘固定在一起，使兩者聯(lián)接成一鋼體，保證了柴油機(jī)的曲軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的同心度在規(guī)定的范圍內(nèi)。 **大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 34 頁 共 52 頁 柴油發(fā)電機(jī)組容量的計(jì)算 應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的容量大小根據(jù)一級(jí)負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要的二級(jí)負(fù)荷容量 ,按如下穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。 （ 1） 消防設(shè)備用電。包括消防控制室、消防水泵、防電梯、消防廣播、防排煙設(shè)備、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、動(dòng)防火門窗、卷簾門、電動(dòng)閥門等有關(guān)用電設(shè) 備設(shè)施。 （ 2）重要照明用電。包括疏散用應(yīng)急照明、備用照用應(yīng)急照明 (當(dāng)正常照明熄滅后 ,為確保正常工作和動(dòng)得以繼續(xù)進(jìn)行的非正常工作照明 ,如應(yīng)急發(fā)電機(jī)、消防監(jiān)控中心等場所的照明 )、安全照明。 （ 3）保安設(shè)備用電。包括保安監(jiān)視、警報(bào)、通訊等電設(shè)備。 （ 4）重要設(shè)備用電。包括一臺(tái)生活水泵、噴淋水泵、消火栓泵等。 （ 5）重要場所的設(shè)備用電。包括重要會(huì)議廳、證券易所等重要部位的設(shè)備用電。 （ 6）設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來后 ,根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù) (一般取 ～ ),計(jì)算出計(jì)算容量 ,應(yīng)急柴油電機(jī)的功率按如下公式計(jì) 算 : P=K Pj/η 上式中 P一一應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)功率 (kW)； Pj一一負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量 (kW)； η一一發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù) ,一般取 ,單臺(tái)取 1； 本次設(shè)計(jì)中， Pj=P 消防照明 +P 水泵 +P 電梯 =23+57+30=110KW 根據(jù)公式 P=K Pj/η = 110/1=99KW 其中 K取 ， η取 1. 設(shè)一臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組 ,為 100kW。 **大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁 共 52 頁 第六章 防雷接地系統(tǒng) 防雷等級(jí) 根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中防雷等級(jí)的劃分，民用建筑物防雷分為三類： 第一類防雷的民 用建筑物，是具有特別重要用途的屬于國家級(jí)建筑物；國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物；高度超過 100m 的建筑物。 第二類防雷的民用建筑物，是重要的或人員密集的大型建筑物；省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物； 19 層及以上的住宅建筑和高度超過 50m 的其他民用建筑；省級(jí)及以上大型計(jì)算機(jī)中心和裝有重要電子設(shè)備的建筑物。 第 二 類防雷建筑物防直擊雷的措施，采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng) (帶 )應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于 10m10m 或 12m8m的網(wǎng)格。所有避雷針應(yīng)采用避 雷帶相互連接。 引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于 18m。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于 18m。 第三類防雷的民用建筑物，建筑物年計(jì)算雷擊次數(shù)大于或等于 的建筑物；建筑群邊緣地帶的高度為 20m 以上的建筑物；歷史上雷害事故較多地區(qū)的建筑物。 防雷的措施 建筑物的外部防雷接地裝置 （ 1）接地網(wǎng)： 當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)，雷電流通過引下線向自然接地體周圍大地泄流外散，土壤呈現(xiàn)的電阻稱為接地電阻， 當(dāng)增大接地網(wǎng)的面積，接地電阻將減小。接地網(wǎng)是指水平方向由鋼筋綁扎或焊接成的網(wǎng)格，水平鋼筋組成的接地網(wǎng)可以近似看成一塊獨(dú)立的平板，它的電容主要由它的面積決定的。附加于這個(gè)平板上有限長度的豎向**大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 36 頁 共 52 頁 鋼筋接地體，其所增加的長度不足以改變其電容，即接地電阻減小不多。只有當(dāng)這些附加的豎向接地體的長度增加到可以和平板的長、寬尺寸相近時(shí)，平板趨近于一個(gè)半球時(shí)，電容才會(huì)有較大的增加，接地電阻才會(huì)明顯的減小。 另一方面，因?yàn)殡娙菟鶅?chǔ)存的能量不是儲(chǔ)存在極板上，而是儲(chǔ)存在整個(gè)電介質(zhì)中即整個(gè)電場中，電介質(zhì)中的能量密度與其電容率有關(guān)。在 大型建筑的基坑內(nèi)，接地網(wǎng)埋深的尺寸比起接地網(wǎng)的幾何尺寸小的多，所增加的儲(chǔ)存能量的介質(zhì)空間是