配電系統智能化監測與分析系統開發 2- 2- 2- 2照明平面設計 2.1電氣照明設計的組成 2.2照明設計步驟 2.3照度確定 4- 2.6照度計算 2.6.1利用系數法 2.6.2單位容量法 2.6.3部分特殊場所的燈具布置數量計算 7-2.6.4所有場所的燈具布置數量匯總 2.8照明平面圖 3配電系統設計 3.1供配電方式的選擇 3.2配電箱的選擇 3.3負荷計算 3.3.1計算方法 3.3.2部分特殊場回路的負荷計算 3.3.4各配電箱的負荷計算 24 253.3.2斷路器的選擇 253.3.1導線的選擇 263.3.3導線及各低壓電器選擇的結果 273.4配電系統圖 本設計主要采用利用系數法進行照度計算，用單位容量法進行輔助計算和驗證；采用需用系數法進行負荷計算；按《建筑照明設計標準》(GB50034-2013)確定照明場所的基礎數；按導線長期允許溫升和電壓損失選擇導線截面；按線路最大工作電流和線路保護選擇低壓斷路器。照明回路和插座回路分別由不同回路供電，且電鈴用單獨的回路供電，不經過配電箱配電。完成相應的照度計算和負荷計算，并用天正電氣軟件繪制出照明平面圖和配電系統圖。設計符合國家相關技術規程規范要求，設備選型合理，滿足使用功能要求，能較好地指導施工。關鍵詞：照明設計；負荷計算；配電設計1緒論本設計為S小學的電氣設計。該小學有兩棟教學樓，包含普通教室，各類辦公室，多功能廳，圖書閱覽室，科學教室，地理教室，計算機教室，美術教室，語言教室，德育展廳，書法教室，科技活動教室，課件休息廳和衛生間等場所。每一棟樓有四層，以及一個不上人屋頂。每層樓高3.9米，各類房間大小有異。(1)提供的原始資料以及來自建筑設計部門的相關建筑詳圖；(2)國家現行有關設計規范及標準，主要包括：《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)1;《低壓配電設計規范》GB50054-2011↓;《供配電系統設計規范》(GB50052-2009)1;《建筑照明設計標準》(GB50034-2013)1。(1)安全：嚴格按照國家現行的有關設計和標準，選取標準的電氣設備；(2)可靠：設計要符合(3)合理：(4)經濟：查閱建筑電氣相關資料，了解照明照度基本概念，合理選擇各個教室和其他場所照明的燈具類型，根據中華人民共和國住房和城市建設部GB50034-2013建筑照明設計標準計算確定各場所照明所需安裝燈具的數量，這在一部分程度上揭示了并進行負荷計算，從而設計出可行的供配電系統，最后利用AutoCAD、天正電氣軟件作出S小學的照明平面圖與配電系統圖。明的燈具類型、控制燈具的開關以及插座，根據中華人民共和國住房和城市建設部GB50034-2013建筑照明設計標準，通過照度計算，確定各場所照明所需布置燈具的數量，并對各組用電設備進行負荷計算，由于前述之推理從而設計出合理的供配電方案，最后利用AutoCAD、天正電氣軟件作出S小學的照明平面圖與配電系統圖(黃志強，孫雅靜，2022)。在實證部分本文重新處理了原始數據，使用不同的統計技術進行交叉2照明平面設計(1)照明供電設計明平面圖(高天佑，謝文軒，2023);(2)燈具設計等(曹文軒，李夢潔，2021)。這一發現與理論預期基本一致，顯示在設定條件下，實2.2照明設計步驟(1)了解建設單位的使用要求，如投資水平、豪華程度、照明標準等，明確設計方(2)收集有關技術資料和技術標準，了解土建等專業情況；(4)按照工程建設單位及項目的技術要求，選擇不同的光源和燈具，設計合適的照(6)進行配電線路設計，平衡三相負載，選擇各低壓電器型號規格；(7)繪制照明平面圖于配電系統圖；照度，表示照射面上光通量的多少。對于不同的場所，根據其工作特點以及對保護視力的要求，國家對各個場所規定了相應的照度值(張皓翔，羅悅玲，2021)。在此背景之下本次設計參考民用建筑照度標準所規定的照度，現將此次設計用到的場所所規定的標準照度歸納于表2.1中(雷天佑，章文軒，2020)。房間(場所)照度標準值/1x教室、閱覽室實驗室實驗桌面美術教室多媒體教室樓梯間教室黑板黑板面500(混合)門廳走廊(1)白熾燈結構簡單、便宜、方便，但高溫下燈泡易變黑，且長時間點燃，燈絲不斷氧化，會使壽命變短。這一初步結果將在后續研究中得到進一步驗證，以更全面地理解該現象的核心特征及其潛在影響因素，確保設計的穩定性和通用性。(2)鹵鎢燈壽命長，在現有條件下一般用在需要光線集中照射的地方。(3)熒光燈光色好、光效高、壽命長、光通分布均勻、表面溫度低。熒光燈的每次啟動都會影響燈管的使用壽命，因此在開關較頻繁的場所不宜使用熒光燈，特別不宜作為樓梯照明的聲控燈。通過對比能夠發現它一般用在商場、醫院、學校教室等場所(鄭建華，林文軒，2024)。(4)高壓汞燈是一種功率大、發光效率高的光源，但懸掛高度一般在5m以上，僅適用于空間高大的建筑物中(馬麗娜，何文輝，2024)。(5)金屬鹵化物燈擁有大功率，使用時間比較長，可用于高大廳堂、體育場館廠礦及露天場所的照明。(6)LED燈用作電路及儀器中的指示燈。本設計是一小學學校的照明設計，為了防止學生和老師的眼睛受到過多刺激從而感到疲勞，提高了照度均勻度要求，在這樣的狀況下且燈具光源不會頻繁開關，房間內燈具安裝高度設計為3m,所以主要選擇熒光燈作為光源(傅啟軒，駱文淵，2022)。2.5燈具的選擇(1)光通量與光分布：了解環境是否對光通量及其分布有特殊需求，要根據其需求選擇適合的燈型。(2)限值眩光：有些燈具發出的光在一些特殊環境中會引起主觀不適感。(3)場所的環境：主要是安裝場所自身的環境是否特殊，如長期潮濕、有腐蝕性物質或有潛在爆炸危險等。(4)經濟性：投資費用在滿足場所要求的前提下，盡可能使用大功率，利用率高，安裝方便和使用時間長的燈具。同時研究還指出了實踐操作中可能遇到的挑戰，如資源分配不均、技術實施障礙以及文化差異等，為未來的研究和應用提供了重要的參考方向。(5)藝術性：主要是一些需要專門裝飾的場所考慮，本設計為小學照明設計，不考慮此項。(6)應急照明：疏散照明的應急電源應獨立于供電系統中正常照明電源的專用饋電線路；安全照明的應急電源應和該場所的供電線路分別接自不同變壓器或不同饋電干線在此設計中，各類教室，辦公室及多功能廳選用半直接配光的普通雙直管熒光燈固定式安裝，燈具均勻分布(李志遠，王雪琴，2022);本文還對比了現有文獻中相似研究的設計及成果，進一步凸顯了本設計的獨特之處及其對領域的促進作用。在此類情境中黑板前由于有光照集中要求，選用聚光燈；走廊，樓梯及課間休息廳等場所選用吸頂式安裝，且樓梯和走廊用普通吸頂燈與應急照明燈混合安裝；衛生間和洗手間由于長期過于潮濕所以選用防水防塵燈，在這種局面下所有燈具的安裝高度均為3m;樓道內以及各個出口處安裝各類疏散指示燈(崔澤聰、徐佳光、楊潤澤，2023)。這一過程不僅為本文構建了更為完善的研究框架，還為后續假設的構建、變量的設定及研究手段的選擇提供了堅實的理論基礎。2.6照度計算±(10%～20%)。其他的計算方法誤差較大不常用于設計，這在一定角度上顯露如查曲線法適用于施工圖階段，查表法則比較粗略，只適用于方案和初步設計階段(余啟明，黎雪兒，2021)。該方案注重用戶需求的挖掘和滿足，通過優化界面設計和交互流程，果綜合分析，多方面考慮，從而選擇出較為合理的燈具安裝數量(成振羽、付澤睿、張Φ:光源的光通量；(1)普通教室h=H-h=3.0-0.75=2.25m,P.=0.7,p=0.5,p=0.2,K=0.8,w=9(1)利用系數法計算根據R=1.73,查得利用系數U=0.772。安裝的燈具數量2)單位容量法計算(2)辦公室YZ40RR,光源數：2個，Φ=2000lm,=7m,b=4.3m,H=3m,h=0.75m,h=H-h=3.0-0.75=2.25m,P=0.7,p=0.5,p=0.2,K=0.8,w=9(1)利用系數法計算2)單位容量法計算(盞)(3)圖書閱覽室1)利用系數法計算2)單位容量法計算(盞)結合兩種方法算的結果，考慮燈具布置的美觀性，選擇此型號燈具12套，3排4列(4)計算機教室光源：YZ40RL,兩個光源，Φ=22001m,l=11.5m,b=8.8m,H=3m,h=0.75m,1)利用系數法計算室形指數：根據RI=2.22,查得利用系數U=0.820。安裝的燈具數量：2)單位容量法計算若是這種情況房間面積：教室總安裝功率：燈具安裝數量：結合兩種方法算的結果，考慮燈具布置的美觀性，為了使光照均勻，選擇此型號燈具20套，4排5列布置(劉宇軒，黃雅婷，2020)。通過詳盡的研究日志、數據收集分析流程的描述，以及清晰的研究結果可視化展示，有力推動了研究成果的普及。(5)德育展廳光源：YZ40RR。兩個光源，Φ=20001m,1=8.8m,b=5.9m,H=3m,h=0.75m,1)利用系數法計算室空間比：室形指數：根據RI=1.57,查得利用系數U=0.751。從這些經歷中看出安裝的燈具數量2)單位容量法計算(盞)燈具6套，3排2列布置。本階段結果的符合性表明，理論模型中所考慮的影響因素和它1)利用系數法計算2)單位容量法計算28套，7排4列布置。(7)廣播社團辦公室光源：YZ40RR。兩個光源，Φ=2000lm,l=5.9m,b=4.3m,H=3m,h=0.75m,1)利用系數法計算根據RI=1.11,查得利用系數U=0.660。2)單位容量法計算(盞)該方案在多個重要方面表現出了明顯的優越性。本文通過選擇光源的型號源個數(個)量(套)29教學辦公室、心理咨詢室2429男衛23女衛25洗手間2123門廳26走廊2黑板前12選擇光源的型號單套燈具內的光單間安裝數源個數(個)量(套)圖書閱覽室2各教工衛生間23各學生衛生間25洗手間21門廳29走廊28衛生保健室23表2.4M2-1、3-1、4-1即二、三、四樓各場所燈具安裝數量選擇光源的型號源個數(個)量(套)29教學辦公室2429男衛23書法教室，勞動教室29女衛25洗手間YZ30RN21美術教室門廳走廊黑板前112222293932選擇光源的型號單套燈具內的光單間安裝數源個數(個)量(套)2各教工衛生間21男、女衛23洗手間21走廊2衛生保健室23選擇光源的型號源個數(個)量(套)行政辦公室(大)26德育展室26男、女衛22洗手間21走廊2行政辦公室24選擇光源的型號源個數(個)量(套)辦公室24多功能廳2男、女衛22洗手間21走廊29行政辦公室242.7開關及插座的選擇與布置(1)開關依照已有成果能夠推導出以下結論種類多樣，建筑電氣開關主要有翹板開關，拉在S小學教學樓中，各類教室，辦公室，休息廳以及多功能廳由于需要控制多組燈生間由于環境長期潮濕，故選用密閉防水防潮的單聯單控翹板開關(楊依婷，張澤(2)插座插座類型均為一個雙孔和一個三孔結合的單相插座，將其距地面0.3m高處安裝與房間額定電流為10A,標稱電壓為250V。2.8照明平面圖定插座與開關的類型及布置數量后，利用天正電氣軟件繪制出照明平面圖，如圖2.1為圖2.1局部照明平面圖3配電系統設計通常低壓配電系統是指從6-10kV變電所的低壓側或市電的低壓進線裝置到民用建筑內部低壓設備的電力線路，鑒于目前形勢電壓一般為380V/220V,低壓配電系統常有以下三種形式：(1)放射式。供電比較可靠，這一點透露出線路出現故障時，檢修方便，但投入大，資本高，一般在大容量、負荷集中的地方采用。(2)樹干式。接線方式簡單，在這樣的狀況里配電設備及有色金屬消耗較少，比較靈活，但干線發生故障時影響范圍大，一般用于設備容量小，負荷均勻分布的三級負荷。此項研究結論與本文原先設想的探究結果相符，這在一定程度上體現了本文研究方法的科學性和理論體系的合理性。(3)環形式。閉環運行供電的可靠性較高，但閉環運行時，保護整定值的配合相當復雜，如果配合不當，容易造成保護失誤動作，反而使事故范圍擴大。本設計為學校照明配電設計，負荷等級為三級，負荷比較集中且分布均勻，470×680×160。這種拓展為本文提供了全新的研究視角和思考方向，對推動該領域理論的不斷發展具有重要意義。這在一定水平上反映安裝在室內靠近入口的承重墻上，配電箱內的各個照明回路和插座回路選用不同類型的斷路器(周旭東，陳子瑜，2019)。配電箱設計供電回路時，一般應預留1~2個出線回路，作為以后擴建其他設備時的備用回路；而且當進線電源是三相時，要注意將所有負荷平均在進行配電系統設計時，電氣設計人員提出了一個假想負荷，即計算負荷。它可以作為選擇供配電系統電壓等級，某程度能看出變壓器容量規格，導線和開關等電氣設備，選擇保護元件，進行無功補償，統計電網損耗，電能質量控制的依據(梁思成，賈雅文，2022)。在數據分析方法的選擇上，本文不僅采用了傳統的統計分析手段，如描述性統計、回歸分析等，還引入了近年來發展迅速的數據挖掘技術和算法。例如通過使用最新數據來識別數據中的潛在模式，或者利用決策樹算法來預測未來趨勢。直接用額定容量來選擇設備，由于安裝的設備不是時刻同時運行，所以會導致估算過高，源于上文之論述加大投入成本，反之，估算過低，又會影響系表示各電氣設備在實際運行時的最大負荷。負荷計算的方法有需要系數法.利用系數法.二項式法和單位面積功率法(黃麗萍，王政宇，2020)。需要系數法于利用系數法都適用于民用建筑，雖然利用系數法計算結果接近實際，但計算方法繁瑣，又二項式法與單位面積容量法適用于工業建筑，且計算結果偏大，是粗略的估算，所以本次設計選用需要系數法求計(1)安裝容量：(2)有功功率：(3)無功功率：(4)視在功率：(5)220V單相負荷計算電流：(6)220V/380V三相負荷的計算電流：式中R:安裝設備組的額定功率(kW);a:安裝設備的損耗系數；K:需要系數；cos:用電設備組的功率因數角的余弦值；tano:用電設備組的功率因數角的正切值；U:用電設備組的額定電壓。基于本文的研究背景我們考慮了這一狀況計算照明分支回路和應急照明的所有回路時需要系數均應選擇1,學校的負荷計算時需要系數為0.60~0.70,通過為220V;各光源損耗系數的選取如表3.1,cos與tano值如表3.2。損耗系數α熒光燈金屬鹵化物燈高壓鈉燈低壓鈉燈值熒光燈(有補償)熒光燈(無補償)高壓鈉燈金屬鹵化物燈(1)配電箱M1-1,WL1、WL2、WL3回路(兩個普通教室的照明):P=R·(1+a)=1224×(1+0.2)=1P=K·P=0.65×1468.8=95(2)配電箱M1-1,WL4回路：P=R·(1+a)=1188×(1+0.2)=回路有功功率：Pc=K·P=0.65×1425.6=92回路計算電流：(3)配電箱M1-1,WL5、WL7、WL8回路(9個插座):總額定功率：回路總安裝容量：回路有功功率：回路計算電流：(4)配電箱M1-1,WL6回路：總額定功率：回路總安裝容量：P=R·(1+a)=900×(1+0.2回路有功功率：回路計算電流：總額定功率：回路總安裝容量：回路有功功率：回路計算電流：(6)配電箱M1-1,WL10回路(應急照明):總額定功率：回路總安裝容量：P=R·(1+a)=140×(1+0.回路有功功率：回路計算電流：(7)配電箱M1-1,WL11回路：總額定功率：回路總安裝容量：回路有功功率：Pc=K·P=0.65×1180.8=76回路計算電流：(8)配電箱M1-1,WL12回路：總額定功率：回路總安裝容量：回路有功功率：P=Kx·P=0.65×1180.8=476回路計算電流：3.3.3各回路的負荷計算匯總基于當前情境每個配電箱所引出的每一個回路都用需要系數法計算回路負荷，并將其結果記錄于表3.3~3.10中(馮子和，許慧君，2021):回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)表3.7M3-1配電箱各回路負荷計算回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)回路編號設備總額定功率計算電流Ic(A)3.3.4各配電箱的負荷計算(1)配電箱M1-1總有功功率：總無功功率：視在功率：計算電流：(2)配電箱M1-2總有功功率：總無功功率：視在功率：計算電流：在這樣的氛圍之中將各個配電箱的負荷計算結果記錄于表3.11中。配電箱計算電流c(A)3.3導線及低壓電器的選擇3.3.2斷路器的選擇照明支路負荷采用斷路器作為控制和保護時(胡天宇，羅曉燕，2022),:式中Izd1:斷路器長延時過電流脫扣器的動作整定電流(A);Izd?:斷路器瞬時過電流脫扣器的動作整定電流(A);Kk1:用于長延時過電流脫扣器的計算系數；Kk?:用于瞬時過電流脫扣器的計算系數；Ic:照明支路的計算電流。計算系數值的選取如表3.12(項志豪，鐘婉瑩，2022):計算系數熒光燈16Izd1>Kk?Ic=1×20.04=Izd3>Kk?Ic=6×20.04=1選定斷路器型號：S254S-C25。3.3.1導線的選擇電線傳輸電能時，這一線索揭示了真相必然會有一些損耗，產生大量的熱量。導線受熱，接面處的電阻