学生宿舍楼配电设计

机电研究及设计制造　《机电技术》２０１０年第３期　

学生公寓电气设计强电系统部分浅析　

刘旭明李永琳　

（金陵科技学院机电工程学院，江苏南京２１１１６９）　

摘要：科学合理的电气设计在学生公寓的建设中占有非常重要的地位，文章对学生公寓电气设计中的强电部分，　

包括供电电源与配电系统、照明系统、导线及电器设备选择、防雷与接地安全等内容做了初步分析和探讨。　

关键词：学生公寓；电气设计；电气安全；防雷与接地　

中图分类号：ＴＵＢ５　ＴＵ２４１．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－－４８０１（２０１０）０３－－０５１－－０４　

当前，各个高校随着招生规模不断扩大，需　

要新建大量的学生公寓。而在学生公寓的建设过　

程中，电气系统设计占据着重要的地位，具备功　

能完善、设计合理的学生公寓电气系统不仅有利　

于学生学习生活，也有利于学校后勤部门的公寓　

管理。　

随着信息技术的发展，学生公寓的电气设计不　

仅要考虑强电系统部分的设计，而且还要重视弱电　

系统部分的设计，本文着重在学生公寓电气设计中　

强电系统部分进行了一些粗浅的探讨和研究。　

１　学生宿舍管理模式变化　

以金陵科技学院为例，以前老校区的学生宿　

舍采用传统的管理模式，每天固定时间统一送电　

和断电，由于线路功率的限制，宿舍禁止使用一　

切大功率的电器设备，给学生的生活和学习带来　

诸多不便。另外，一栋宿舍楼中每个宿舍的电表　

全部集中在一楼的配电间集中管理，从电表箱中　

引出数百根导线送至各个房间，不仅线路复杂，　

导线用量浪费，而且远距离的线路输送也会导致　

线损严重，造成了安全隐患和能源上的浪费。　

随着我国经济高速发展，人民生活水平逐渐　

提高，学生公寓内的电气设备配置由过去的一些　

简单照明及小型电气设备，如今发展为拥有空调、　

热水器、网络等诸多现代化生活设施，电费计量　

也需要针对每个宿舍进行，如此复杂的用电需求　

迫切需要科学合理的电气设计。　

２负荷预测　

了解现在和未来较长时期内学生生活和学习　

看新型学生公寓电气设计的应用

摘要：针对传统的学生公寓电气系统落后、易发生意外的危险状况，本论文设计了新型学生公寓电气系统，首先确定了学生公寓的电气负荷级别，给出了电气管理系统的总体设计方案，在此基础上重点从学生公寓进户线路系统、配电系统设计和电气防雷设计三个角度详细探讨实现了学生公寓的电气系统，对于进一步提高学生公寓电气化智能管理的应用水平具有一定借鉴意义。

关键词：建筑工程；学生公寓；电气设计；电气安全

1 引言

本论文主要对学生公寓的电气系统进行改造设计，以期从中能够实施完全新型的学生公寓电气系统的设计应用，以改善广大大学生的公寓电气安全状况。

2 学生公寓电气系统总体设计

(1) 学生公寓电气负荷级别设计

在工程设计中，根据学生公寓负荷的等级和国家规范的要求，确定不同负荷等级的供电电源，对于一类高层学生公寓中的一级负荷，采用两个电源供电，以确保当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏；对于高层学生公寓中的二级负荷，其供电系统应做到当发生变压器故障或线路常见故障时不致中断供电(或中断供电后能迅速恢复)，般采用两回路电源供电；考虑到三级负荷对供电电源无特殊要求，故对单元式和多层通廊式学生公寓采用单电源供电，但其应急照明和疏散指示标志灯则可采用带镍隔蓄电池的灯具，或采用应急电源EPS集中供电，以提高应急照明供电的可靠性。

(2) 学生公寓电气管理系统设计

学生公寓电气管理系统设计的整个硬件体系由计算机、数据管理器、电气控制机柜及RS485通信线路等部分组成，RS485通信线路是各个硬件部件之间的联络者。

用电管理计算机设置在后勤用电管理办公室，数据管理器按宿舍规模设置在相关宿舍的管理室，它根据计算机的管理，对一定规模的电气控制机柜进行集中控制。数据管理器是对主机柜（电气控制柜）进行主要设置和使用的工具，也可以用计算机进行管理；当与计算机软件系统断开的时候，数据管理器可按预置在设备中的相关数据，对系统用电进行自动管理，提供了整个系统的稳定性和可靠性。数据管理器可管理和控制系统中多个中位机（最大值为256个）并实现诸多功能，它与计算机软件系统连接以实现更多的系统控制功能。中位机是一个完整的单片机系统。它对系统计量模块起控制管理作用，并暂存每分路电量，实现和上一级系统进行通讯联系。

目录

第一卷 编制依据..................................................... 3

第一章 （一）施工图 ............................................. 3

第二章 （二）主要图集、标准、法规、规程、规范 ................... 3

第三章 （三）建设单位提供施工用地、水、电等条件 ................. 4

第二卷 工程概况..................................................... 4

第一章 （一）工程简介 ........................................... 4

第二章 （二）建筑设计特点 ....................................... 4

第三章 （三）结构设计特点 ....................................... 6

第三卷 施工部署..................................................... 7

第一章 （一）工程目标 ........................................... 7

第二章 （二）管理组织机构 ....................................... 7

第三章 （三）施工部署 ........................................... 8

第四章 （四）施工准备 ........................................... 9

第五章 （五）施工总平面布置 .................................... 10

第四卷 主要分部分项工程施工方案.................................... 11

・１７２・　价值工程　

对某公寓楼供配电系统设计的探讨　Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　

张连成Ｚｈａｎｇ　Ｌｉａｎｃｈｅｎｇ　（连云港市规划市政设计研究院有限责任公司，连云港２２２０００）　（Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｌｄ．，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ　２２２０００，Ｃｈｉｎａ）　

摘要：本文结合某高校的学生公寓楼供配电系统设计案例，对如何优化供配电系统设计进行了分析，并提出了相关的技术措施，谨供大家作　参考之用。　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｈｅｓｉｓ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ａ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ａｓ　ｅｘａｍｐｌｅｓ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｇｉｖｅｎ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　关键词：公寓楼；供配电；负荷；技术措施　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｐａｒｔｍｅｎｔ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ；ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｌｏａｄ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　中图分类号：ＴＵ２２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４３１１（２０１０）０４－０１７２－０１　

１高校学生公寓楼用电负荷分析　１．１用户的特点。高校学生公寓是大量人员集中的地方，～套　７Ｏｍｚ左右两室一厅的住房一般要居住１０—１２个学生，较之居民住　宅的人口密度大得多，一旦停电（尤其是晚上）将严重影响学生的正　常学习生活，甚至引起骚乱，成为治安事故隐患，因而其对供电可靠　性的要求应高于普通的住宅用户。　目前，许多高校都已经建成或将建校园网，电脑等高科技产品　逐渐成为学生的学习工具，购买电脑的学生越来越多，其他的弱电　设施如消防报警系统、门禁管理系统比普通居民住宅要求更为完　善，因而，对供电质量的要求也更高。每套公寓的用电不可能计量到　人，电费只能人均分摊，学生的节约意识大多不强，人走灯亮的现象　经常发生，不但造成电能浪费，还成为完全事故隐患。因此，学生用　户对电气系统的供电安全性要求也更高。　１．２用电负荷的特点。每年的寒、暑假期间，绝大部分学生都已　离校，仅有少量保卫人员和参加各种短期补习班的学生留校，因而　用电负荷最小，形成两个低谷；由于五一、十一等长假，也成了学生　离校回家或外出的重要假期，但留校的学生相对寒暑假要多，负荷　形成了两个小低谷。从整体上看，学生的用电负荷一年里有四个低　谷，将近三个月时间，而其它时段负荷较为稳定。在正常学习期间由　于学校有统一的作息时间，用电设施的投入时间基本上是一致的，　每天６：ｏｏ一８：００、１ｌ：００一ｌ３：００、１７：００—２２：３０为一天之中的三个用电高　峰，而其它时段负荷很小，仅有公共照明、门禁管理和消防负荷，因　此，学生公寓负荷波动比较大，且具有很强的规律性和周期性。　１．３用电设施的特点。学生公寓的用电设施以照明、风扇为主，　另有部分收录机、电脑用户，而没有一般家庭使用的空调、彩电及其　它大功率家用电器。因此，学生公寓的用电设施种类不多，且感性负　荷较少，单机设备的功率因数较高。　２优化高校公寓楼供配电系统设计的技术措施　在此，笔者在调研了某高校学生公寓楼用电情况和原有供配电　设计图纸的基础上，提出了在学生公寓楼中如何优化供配电系统设　计的技术措施，做到降低基本投资，节约电能，具体措施如下：　（１）合理规划变电所的位置，提高变压器的负荷率。在校园总体　供电规划时，在变电所供电半径允许条件下，可以考虑将学生公寓　等用电与行政办公楼等用电混合供电、合用一个变电所，这样可利　用师生用电峰值的不同时段，做到削峰填谷，提高变压器的负载率，　减少变压器的线损和铁损，实现变压器经济运行而节约电能。　（２）科学合理地确定需要系数值。建筑电气设计中用电负荷的　计算常用需要系数法，需要系数法虽然计算简便，但因需要系数值　Ｋｘ涉及到地区的经济发展水平、生活习惯以及概率学、统计学等一　些学科的问题，要做到相当；隹确是有一定困难的。而国家的一些电　气设计规范对于需要系数值Ｋｘ的选定也只是一些推荐值，例如《民　用建筑电气设计规范》（ＪＧＪ／Ｔ１６—９２）第５４７页中对学校教学楼的需　要系数值选定推荐值为０．８～０．９。这样就使得需要系数值的选定比　较主观化，带有很大的不确定性和经验成分，从而使计算出来的用　电负荷偏离实际情况，造成线路的保护开关、线缆以及变压器容量　选择的失误，甚至出现一些反常现象。　因此在设计中利用需要系数法进行用电负荷计算时，一方面要　深入实际调查高校师生员工的用电习惯，同时也可以调研同类院校　已建的学生公寓配电系统运行情况，甚至通过现场实测电流峰值来　分析其选定范围。另一方面在选定需要系数值后还要采用其它一些　方法，如单位指标法等进行认真地校核所选定值。只有这样，才能让　需要系统值能够贴近工程实际，才能更加合理地选择各种电气设备　装置，主开关、主干电缆以及变压器容量等，达到降低基本投资，节　约有色金属用量，利于节能。　（３）对于大容量以及季节性强的用电负荷如空调设备，宜采用　专用线路供电。随着生活质量的不断提高，高校内的许多学生公寓　都装设了空调。考虑我国南方天气的特点以及学生的暑期放假时　间，空调的真正利用主要集中于六月份下旬和九月份上旬这段将近　一个月的时间内。例如某一栋六层共８４间宿舍单元的学生公寓，原　设计图纸于每间宿舍设一分配电箱，箱内设有照明、插座、空调等供　电回路，３ｋＷ／每间，公寓底层设总计量柜，总计算负荷和总计算电流　分别为２５２ｋＷ和３３４Ａ，进线开关整定值为３５０Ａ，进线电缆为ＹＪＶ一　０．６／１ＫＶ一４Ｘ１８５。这样配电设计的好处是有利于学校加强学生的用　电管理，但存在的缺点是空调与照明混合供电，造成总开关、总电缆　的闲置程度大，从该公寓楼实际总功率峰值、总电流峰值的测量情　况来看，得出一年内大部分月份的实际功率与电流远低于设计值，　只有在空调有运行的月份才略接近。因此在学生公寓这类建筑的配　电设计时，对于空调设备的用电宜采用单独供电回路，甚至专用变　压器进行供电，这样在空调无运行的月份内可以方便切除线路，提　高开关、电缆、变压器的利用率，降低损耗。　（４）合理分配用电负荷，优化配电系统。例如调查某学生公寓的　配电设计情况，设计人员在该楼一层配电间内设计了总配电箱ＺＡＬ　和学生宿舍用电计量柜ＡＬ，该配电系统的优点是通过上下级开关　配合，可以对学生的用电进行统一管理；存在的缺点是负荷分配不　合理，造成配电级数的增多，致使选择的电缆偏大，造成浪费。因此　对其进行优化设计，可将配电ＺＡＬ箱中的某两条回路并入ＡＬ箱，　这只要在ＡＬ箱体内增加模数即可。这样既可以省掉ＺＡＬ箱体和１　个塑壳开关以及ＡＬ柜的进线电缆，节约投资，而且满足对学生宿舍　供电统一控制的要求。当然，各所学校对学生宿舍的管理方式有所　不同，这就需要电气设计人员做好与建设单位的沟通协调工作，精　心设计比较优良的供电方案，使其达到既能合理地分配用电负荷，　降低基本投资，又能满足不同管理方式的要求。　３结束语　随着社会的发展，信息化社会的进步，对于高校学生公寓楼的　电气设计应充分给今后智能化、电气化预留足够的用电容量，在低　压配电上应使配电系统更安全可靠，在综合布线上，应为将来实现　学生公寓的智能化的发展适当考虑，当然，其设计应结合当地经济　发展和学生生活水平实际状况，以实用、安全、适当超前的原则为学　生提供方便、舒适的学习和生活环境。