高层建筑电气设计—高层教学楼电气设计
2.2.2 本高层教学楼的负荷计算
2.2.2.1 举例说明负荷计算（以地下室为例）：
1、动力负荷计算 ⑴各类水泵、风机
本设计地下室包括消防栓泵（主、备，Pe=22kW）、喷淋泵 （主、备，Pe=18.5kW）、生活水泵（主、备，Pe=25kW）、排烟风机（主、备，Pe=11kW）。 以上各设备Kx取0.8，cos??0.8，tan??0.75，UN?0.38。
由公式得：
Pjs消防栓泵=KxPe=0.8×22=17.6 kW
Qjs消防栓泵=Pjstg?=17.6×0.75=13.2KVAR
Pjs喷淋泵= KxPe=0.8×18.5=14.8 kW
Qjs喷淋泵=Pjstg?=14.8×0.75=11.1KVAR Pjs生活水泵= KxPe=0.8×25=20 kW Qjs生活水泵=Pjstg?=20×0.75=15KVAR
Pjs排烟风机= KxPe=0.8×11=8.8 kW Qjs排烟风机=Pjstg?=8.8×0.75=6.6KVAR 各类水泵、风机的总负荷为
Pjs泵、风机=17.6+14.8+20+8.8=61.2 kW Qjs泵、风机=13.2+11.1+15+6.6=45.9KVAR
⑵空调 Kx取0.8，cos??0.8，tan??0.75，UN?0.38。 全楼设中央空调，Pjs空调= KxPe=0.8×150=120 kW
Qjs空调=Pjstg?=120×0.75=90KVAR 动力总负荷为Pjs动力=61.2+120=181.2 kW
Qjs动力=45.9+90=135.9KVAR 2、照明负荷计算
⑴方案设计阶段确定照明及插座的计算容量，采用单位指标法进行计算 地下一层的建筑面积约为1000㎡，用电指标取14.4W/㎡
Pjs=1000×14.4=14.4 kW ⑵施工图阶段采用需要系数法
用单位指标法做出的计算容量14.4 kW即为用需要系数法计算中的设备容量， 因此在需要系数法下，地下室照明的Pjs=Kx×Pe=0.85×14.4=12.24 kW
Qjs=Pjs×tg?=12.24×0.62=7.6KVAR
Sjs?Pjs/cos?=12.24÷0.85=14.4kVA
Ijs?1.52Pjs/cos?=1.52×12.24÷0.85=21.9A
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地下室总计算负荷
Pjs总地下?K?p?(Pjs动力?Pjs照明)?0.9?(181.2?12.24)?174.1KW
Qjs总地下?K?q?Qjs动力?Qjs照明?0.9??135.9?7.6??129.15KVAR
22Sjs总地下?Pjs.12?172.152?244.8 kVA 总地下?Qjs总地下?174??2.2.2.2 全楼总负荷计算 该高层教学楼的总负荷计算见表2-3 表2-3 高层教学办公楼负荷计算表 设备容量 KW 计算负荷 序号 楼层及设备组名称 KX tan?Pjs KW 0.75 61.2 0.75 120 Qjs KVAR 45.9 90 7.6 143.5 Sjs KVA 76.5 150 14.4 Ijs A 116.28 228 21.9 泵、风机 地 下 室 空调 照明 小计 乘K??0.9 消防中心 NO.2 一层 照明 小计 乘K??0.9 76.5 0.8 150 20 46 1 1 0.8 NO.1 14.4 0.85 0.62 12.24 193.44 174.1 0.75 20 59.1 53.19 0.75 8 129.15 244．8 15 24.2 39.2 35.28 6 24.2 30.2 27.18 24.2 24.2 24.2 24.2 25 38 0.85 0.62 39.1 45.98 69.92 63.83 10 15.2 弱电机房 8 二层 照明 小计 乘K??0.9 三层照明 四层照明 三到七层 五层照明 六层照明 七层照明 小计 乘K??0.9 NO.5 电梯 40 46 46 46 46 23 46 0.85 0.62 39.1 47.1 42.39 45.98 69.92 NO.3 50.36 45.98 69.92 45.98 69.92 45.98 69.92 45.98 69.92 34.96 0.85 0.62 39.1 0.85 0.62 39.1 0.85 0.62 39.1 0.85 0.62 39.1 0.85 0.62 19.55 1 175.95 158.36 0.75 20 NO.4 12.121 23 108.92 98.028 186.3 15 25 38 - 7 -
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2.3 电气设备的选择
2.3.1低压断路器的选择
1、低压断路器的选用要点
⑴断路器的额定电压不小于线路额定电压。
⑵断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。 ⑶断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断能力是否相等。 ⑷断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
⑸选择配电断路器需考虑短延时，短路通断能力和延时梯级的配合。
⑹选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼型感应电动机的起动电流按8～15倍额定电流计算。 ⑺直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向（极性）、短路电流上升率di/dt。
⑻漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。
⑼灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。
2、选择结果
依据断路器的选择原则，参照电子样本，本设计的全部低压断路器均选用的德力西集团生产的DZ20系列塑壳式断路器。
DZ20系列塑料外壳式断路器适应于交流50Hz（或60Hz），额定电流100A至1250A，额定绝缘电压690V，额定工作电压380（400）V及以下的配电线路中，作为分配电能和线路及电源设备的过载、短路和欠电压保护。其中Y、J、G型额定电流225A及以下和Y型400A及以下的断路器亦可作为保护电动机用，在正常情况下，可分别作为线路的不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。
本系列断路器是以Y型为基础产品，由绝缘外壳、操动机构、触头系统和脱扣器四个部分组成。断路器的操作机构具有使触头快速合闸和分断的功能，其“合”、“分”、“再扣”和“自由脱扣”位置以手柄位置来区分。C型、J型和G型断路器是在Y型产品基础上派生设计而成。J型断路器是将Y型断路器的触头进行结构改进使之在短路情况下，在机构动作之前，动触头迅速斥开，达到提高通断能力的目的。
本断路器的主要技术参数见表2-4。
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表2-4 断路器主要技术参数
壳架等级型号 最大的额定电流A DZ20C-160 DZ20Y-100 DZ20J-100 DZ20G-100 DZ20C-250 DZ20Y-225 DZ20J-225 DZ20G-225 DZ20C-400 DZ20Y-400 DZ20J-400 DZ20G-400 DZ20C-630 DZ20Y-630 DZ20J-630 DZ20-1250 1250 630 700 800 1000 1250 630 400 500 630 400 200 250 315 350 400 225 250 100 160 6 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 16 20 25 32 40 50 63 80 100 100 125 160 180 200 225 250 100 125 160 180 200 225 额定电流In A 功率损耗 W 短路分断能力 KA（有效期） 飞弧距离㎜ 固定式 插入式 Icu /cosΦ Ics /cosΦ 40 30 35 40 45 40 50 60 65 75 85 120 95 105 105 240 50 35 40 50 55 50 65 80 80 90 110 150 120 130 130 300 12/0.30 18/0.30 35/0.25 100/0.20 15/0.20 25/0.25 42/0.25 100/0.20 20/0.30 30/0.25 42/0.25 100/0.20 20/0.30 30/0.25 50/0.25 65/0.20 / 14/0.30 18/0.30 50/0.25 / 19/0.30 25/0.25 50/0.25 / 23/0.25 25/0.25 50/0.25 / 23/0.25 25/0.25 32.5/0.25 80 100 120 以回路WL1为例，此回路为地下室照明回路，此回路负荷计算如下：
Pe=1000×14.4=14.4 kW
Pjs=Kx×Pe=0.85×14.4=12.24 kW
Qjs=Pjs×tg?=12.24×0.62=7.6KVAR Sjs?Pjs/cos?=12.24÷0.85=14.4kVA
Ijs?1.52Pjs/cos?=1.52×12.24÷0.85=21.9A
整定电流为40A，故，由断路器主要技术参数表中，可选出此回路的低压断路器型号为DZ20J-100（40A）。电流互感器选用华东电气生产的LMK1-0.66 75/5型号的产品。
其他低压断路器选择见附录低压配电系统图。 2.3.2 低压开关柜的选择
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GHK—1型低压固定组合式开关柜适用于交流50～60Hz，额定工作电压交流380V，额定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。
该开关柜全部采用螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和电缆室用钢板隔开，电缆室与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。
所有的单元，单回路时方案的塑壳开关在100A系列以上的均采用柜外旋转式操作机构（如上边选择的DZ20式低压断路器）。其操作机构与门板设有闭锁，当开关接通时不能打开门板，只有开关断开时才能开启门板进行维护或维修。确保操作安全的可靠性。同时防止了因闭合开关时短路飞弧对人身的伤害。且开关的操作机构在开关断开时，手柄能被挂锁锁住。防止人为的误操作接通开关。 开关柜主要技术参数见表2-5。 表2-5 开关柜主要技术参数 额定工作频率 额定工作电压（V） 绝缘电压（V） 水平母线额定电流（A） 垂直母线额定电流（A） 馈电电路最大电流（A） 50～60Hz 受流电流（A） 主母线额定短时耐受电流 主母线额定短时耐受峰值电流 工频耐压1min（V） 1000、1600、2000、2500、3200、4000 30、50、65 kA ～380 ～500 1000、1600、2500、4000 630、1000、1600 63、105、135 kA 2500 控制电机容量（kW） 0.5～320 kW 3000A 外壳防护等级 IP30 此开关柜的使用条件如下：
⑴周围空气温度不高于+40摄氏度，且24小时内平均温度不高于+35摄氏度，不低于-10摄氏度。
⑵空气清洁，相对湿度在最高温度+40摄氏度时不超过50%，在较低温度时允许有较高的相对温度，如+20摄氏度时为90%。
⑶没有火灾，爆炸危险、严重粉尘，化学腐蚀及剧烈震动的场所。 ⑷海拔不超过2000m。
⑸开关柜适用于以下温度运输和储存，-25～+55摄氏度，在短时内(不超过24
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