照明供配电系统的优化设计方案

目前，在照明装置中，采用的都是电光源，为了保证电光源正常、安全、可靠地工作，同时便于管理维护，又利于节约电能，就必须有合理的供配电系统和控制方式予以保障。

相关知识

一、照明供配电系统

1.照明供配电电压

正常照明和事故照明灯的工作电压一般为220 V。照明线路的供配电一般采用380／220 V 三相四线制中性点直接接地的供配电系统，只有在线路电流不超过30 A时，方可采用220 V 单相供配电线路。

对空间狭窄、特别潮湿、易触电的危险场所，以及人经常接触的手提行灯、局部照明灯，应采用安全电压供配电。矿井井下的照明采用127 V 电压。

照明电压的质量对照明灯的寿命和光通影响很大，为此要求灯泡的端电压不应超过其额定电压5%；远离变电所的场所难以满足5%的要求时，允许为10%；对应急照明、道路照明、警卫照明及电压为12～42 V 的照明电压允许降低10%。

2.照明供配电网络

照明供配电网络由馈线、干线和分支线组成，如图11－15 所示。

图11－15　照明线路的基本形式

馈线是指将电能从变电所低压配电屏送到总照明箱的线路；干线是指将电能从配电箱送到各个照明箱的线路；分支线是指由干线分出，将电能送到每一个照明配电箱的线路，或从照明箱接到各灯的线路。照明供配电网络的接线方式有树干式、放射式和混合式。其中，以放射式和树干式的混合式为多。

3.照明供配电方式的选择

我国照明供配电一般采用380／220 V 的TN—S 或TN—C 的交流网络供配电。

1）正常照明

一般由动力与照明共用的变压器供配电，如图11－16（a）所示。在照明负荷较大的情况下，照明电也可以由单独的变压器供配电。当生产厂房的动力采用“变压器—干线”供配电，对外有低压联络母线时，照明电源接于变压器低压侧总开关之后；对外没有联络母线，照明电源接于变压器低压侧总开关之前，如图11－16（b）所示；当车间变电所低压侧采用放射式配电系统时，照明电源接于低压配电屏的照明专用开关上，如图11－16（c）所示；对负荷稳定的厂房，动力和照明可以合用供配电线路，但应在电源进户处将两者分开，如图11－16（d）所示。

2）事故照明

供继续工作或疏散人员的事故照明应接于与正常照明不同的电源。当正常照明因故停电时，事故照明电源应立即自动投入。有时为了节约照明线路，事故照明可以取自正常照明线路，但其配电线路与控制开关应分开安装。

3）局部照明

机床和固定工作台的局部照明可接自动力线路，移动式局部照明应接自正常照明供配电线路。

图11－16　常用照明供配电方式

（a）方式一；（b）方式二；（c）方式三；（d）方式四

4）室外照明

室外照明应与室内照明线路分开供配电，室外照明应由室内低压配电屏引出专用回路供配电。当室外照明的供配电距离较远时，可采用由不同区域的变电所分区供配电。

4.电气照明的平面布置

为了施工和安装的需要，设计时应绘制电气照明平面布置图，如图11－17 所示。其对应的照明供配电系统如图11－18 所示。

图11－17　某车间一般照明电气平面布置图

图11－18　某车间照明系统图

从图11－17 中可以看出，绘制照明电气布置图应该注意下面几点：

（1）标明配电设备和配电线路的型号；灯具的平均照度以及灯具的位置、数量、灯具的型号、灯泡的容量、安装的高度和安装方式等。按国标的规定，灯具的标注格式为：

式中 a——灯的数量；

b——灯具型号或编号；

c——每盏灯具的灯泡数量；

d——灯泡的容量，W；

e——灯具的悬挂高度，m（无，表示为吸顶灯）；(www.xing528.com)

f——安装方式（B 为壁式、X 为线吊式、L 为链吊式、G 为管吊式等）；

l——光源的种类（B 为白炽灯，L 为卤钨灯，Y 为荧光灯，G 为高压汞灯，N 为高压钠灯，JL 为金属卤化物灯，X 为氙灯）。

（2）照明灯具的图形符号应该按国标GB 4728—1985 规定绘制。

（3）必须表示配电设备的位置、编号及型号规格等。

（4）配电线路也应该标注。

（5）如果某种型号规格及敷设方式、部位都相同的线路较多时，可在动力平面图中统一标注，而每一条配电干线首端，只需要标注熔体电流或自动空气开关电流脱扣器的电流值。

（6）照明平面布置图还应该与照明系统图一致，配合使用。

二、照明负荷计算

照明负荷一般采用需要系数法计算。即：

式中 P30——计算负荷，W；

Kd——需要系数，计算照明支线时取1，照明干线的需要系数见表11－11；

Pe——总安装容量，W，包括镇流器、触发器等附件消耗的功率。如三相负荷不平

衡，取最大一相负荷的3 倍。

表11－11　计算照明干线时采用的需要系数

三相线路计算电流为：

单相线路计算电流为：

式中 UN ﹑Uφ——分别为额定线电压、相电压，V；

P30、P30φ——分别为三相、单相计算负荷，W；

cosφ——光源的功率因数（表11－2）。

三、照明线路导线及保护装置的选择

（1）照明线路导线的选择。室内照明线路导线一般采用。塑料或橡皮绝缘电线，井下采用电缆。

导线的截面应按导线的长时允许电流、线路的允许电压损失、导线的机械强度选择和校验，导线的截面还应不小于保护装置所允许的最小截面。当采用气体放电光源时，因其三次谐波电流较大，所以三相四线系统中的中性线截面应按最大一相的电流选择。机械强度允许的最小截面和保护装置允许的最小截面请见有关设计手册。

（2）照明线路保护装置的选择。照明供配电系统一般采用熔断器或低压断路器进行短路和过负荷保护。在三相四线制的中性线上不能装设熔断器。对单相线路，当有接零的设备时，零线上不能装设熔断器。考虑到均匀布置，采用60 盏灯。这样，实际照度大于设计照度。

任务实施

由学生结合实际情况自由选题进行照明供配电系统设计，如对某学院照明供配电系统设计等，由任课教师指导，并填写表11－12。

任务实施的步骤：

（1）选题；

（2）照明供配电系统设计并提交设计报告；

（3）答辩。

表11－12　设计任务书

评价总结

根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表（表11－13）。

表11－13　成绩评议表