建筑电气设计选型资料.docx
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建筑电气设计选型资料
变压器容量（案例分析）
1.请问：
10KV真空配电柜，进线开关使用VS1-12/1250A-31.5KA和至变压器选用VS1-12/630A-25KA这样选择合理吗？
（1）进线开关的额定短路开断电流（31.5kA）大于至变压器柜（25KA）为什么要这样选择？
（2）进线开关的额定电流为1250A，是否可以该改为630A,变压器总负荷2*800KVA（1600KVA）,
答:
1）进线开关的额定短路开断电流（31.5kA）大于至变压器柜（25KA）这样选择的原因：
变压器安装处至进线开关段的短路容量大，必须选择开断电流大的进线开关。
变压器是800KVA的既是变压器低压侧出口故障其短路电流小于变压器安装处至进线开关段的短路电流，所以选择变压器柜（25KA），是正确的。
（2）进线开关的额定电流为1250A，不可以该改为630A,因为这样其遮断容量不能满足要求。
2.2000KVA的变压器高压进线柜的断路器如何选择?
1、根据柜型选择断路器的类型，对室内固定型10KV开关柜，大部分选用ZN28型真空开关，配弹簧操作机构，可交、直流电动操作，也可手动操作；对室内移开型10KV开关柜（如KYN型），可选用VS1型真空开关，配弹簧一体化操作机构，可交、直流电动操作，也可手动操作；
2、选定断路器的额定电流。
一般配电断路器有630A、1000A、1250A、1600A四种，你应根据负荷情况计算流过该断路器的负荷电流，再留出裕量后，选定其额定电流；对2000KVA的变压器，其额定电流I=2000/（1.732*10）=115.5A，可初步选择630A的断路器，但还应进行校验；
3、校验选定断路器的开断电流。
计算该断路器安装地点的短路电流值，与初选定的断路器开断电流值进行比较，断路器开断电流值留出裕量后，应大于安装地点的最大短路电流值，这样才能保证该断路器在发生短路时，能可靠地动作，切除故障而本身不受损坏，一般10KV真空断路器的额定短路开断电流值多为20KA，25KA，31.5KA，40KA，分别对应上面的630A、1000A、1250A、1600A四种额定电流；若该2000KVA的变压器安装地点距离变电站出口比较近，最大短路电流值为26KA，则选用630A的开关其额定短路开断电流为20KA就不能满足使用点的要求了；就应该选用额定电流1250A，额定短路开断电流为31.5KA的断路器了。
4、其他情况的校验。
如相间距离、安装尺寸、联锁情况、是否有闭锁、是否带过流线圈、是否带失压等等......
对SF6断路器来说，其选用方法与真空断路器方法相同，但在配电系统中，大部分选用真空断路器。
举例，从电源引入端开始向配出端顺序看：
1、SCB10-200010/0.4D/Yn11
干式变压器，10KV/0.4KV，容量2000KVA，高压侧三角形接法，低压侧为星形接法，连接组别为D/Yn11（星三角11点接法）；
2、TMY-3[2*（125*10）]+1*（125*10）
低压进线柜主母线或低压水平母线规格，125*10硬铜排，3条相线为双排，PEN为单排；
3、MT40H1/3PMIC5.0I=3200A
低压总进线自动（万能）断路器，施耐德品牌,电流规格4000A，整定电流（长延时）3200A，性能要求查厂家样本；
4、4000/5A
进线侧电流互感器变比，4000/5
5、NS100H/3PI=100AGPU3-60II
浪涌保护辅助回路，配施耐德NS100H/3P开关、GPU3-60II浪涌吸收保护器；
6、D1:
MNS1000*1000*2200
低压柜编号、型号，MNS系列，进线柜尺寸为1000宽、1000深、2200高；
7、D2、D3:
无功功率补偿
电容补偿柜
8、GLR-1250/3P,ZWKARC-12/J
带熔断器隔离开关1250A/3P,无功功率自动补偿控制器（安科瑞品牌）12路；
9、FYS-0.22
浪涌吸收保护（避雷器）；
10、NT100-100A
熔断器，100A；
11、LC1-DPK12M7C
施耐德产接触器，需要查产品样本（略），用于自动切换电容器组；
12、FK-Dr30/440/7
电容器组回路串接电抗器，防止瞬间切换过电流；
13、10*MKPg0.44-30-3
10组电容器，MKPg0.44型号，30KVar、三相；
14、D7，含4套NS系列断路器
低压出线柜，NS400N/3P200A表示施耐德NS400N断路器，400A框架，整定电流为200A；
15、112KWWDZA-YJY-4*185+E95
该出线回路为112KW负荷，出线电缆为无卤低烟A级阻燃（交联聚乙烯绝缘、交联聚乙烯护套），规格为4*185+E95，E95表示PE线规格95；
16、ACR220E、300/5
安科瑞品牌仪表（出线回路电流表），配300/5电流互感器；
17、D9，含MT25H1/3PMIC5.0I=1600A及2000/5A
低压母联柜，断路器为MT25H1/3PMIC5.0，整定电流1600A，配2000/5A电流互感器。
18、标注：
3-7-N3之类
不同的设计人员有不同的习惯，这里表示第3套变配电系统（对应变压器T3）、第7面低压柜、第3条出线回路（该柜内的第3个抽屉）；
19、补充
MNS系列低压配电柜标准垂直母线的规格是1000A，即每个柜可以提供1000A以内的配电负荷能力，超出1000A时（如需要1600A）要采用双垂直母线，可以做到2000A，这些参数要查不同系列低压柜的样本
断路器常用规格&电流互感器常用变比
万能式断路器
壳架等级规格：
1600，2000，3200，4000，5000，6300A
额定电流In：
200，400，630，800，1000，1250，1600，2000，2500，2900，3200，3600，4000，5000，6300
塑壳断路器（含小型断路器）
壳架等级规格：
63，125，225，400，630，800A
额定电流In：
1，2，4，6，10，16，20，25，32，40，50，63，80，100，125，
160，180，200，225，315，350，400，500，630，700，800
电流互感器
二次侧5A,1A
一次侧（A）
15，20，25，30，40，50，60，75，100，150，200，250，300，
400，500，600，750，800，1000，1200，1500，2000，2500
400，500，600，750，800，1000，1200，1500，2000，2500等
直流屏免维护电池组常见容量
12，24，38，40，60，65，80，100，180，300，500A·h等
动开关脱扣器整定电流选择的口诀
1.根据电动机容量（千瓦）或变压器容量（千伏安）直接决定脱扣器额定电流
的大小（安）
2.口诀:
电动机瞬动，千瓦20倍
变压器瞬动，千伏安3倍
热脱扣器，按额定值
3.说明:
自动开关常用在对鼠笼式电动机供电的线路上,作不经常操作的开关。
如果操作频繁,可加串一个接触器来操作。
自动开关可利用其中的电磁脱扣器（瞬动）作短路保护,利用其中的热脱扣器（或延时脱扣器）作过载保护。
①这句口诀是指控制一台鼠笼式电动机〈三相380伏）的自动开关,其电磁脱扣器瞬时动作整定电流可按”千瓦数的20倍”选择。
例如:
10千瓦电动机,自动开关电磁脱扣器瞬时动作整定电流,为200安（1O×20）有些小容量的电动机起动电流较大,有时按”千瓦20
倍”选择瞬时动作整定电流,仍不能避开起动电流的影响,这时允许再略取大些。
但以不超过20%为宜。
②这句口诀指配电变压器后的,作为总开关用的自动开关。
其电磁脱扣器瞬时动作整定电流（安），可按“千伏安数的3倍”选择。
例如:
500千伏安变压器,作为总开关的自动开关电磁脱扣器瞬时动作整定电流为1500安（500×3）。
③对于上述电动机或变压器的过负荷保护,其热脱扣器或延时过电流脱扣器的整定电流可按电动机或变压器的额定电流选择。
如10千瓦电动机,其整定电流为20安；40千瓦电动机,其整定电流为80安。
如500千伏安变压器,其整定电流为750 安。
具体选择时,也允许稍大些。
但以不超过20% 为宜。
低压断路器的选型
断路器额定电流=1.2～2倍计算电流。
根据被保护负载的不同，小型断路器具有不同的保护特性:
B型曲线
脱扣特性:
瞬时脱扣范围（3~5）In
用于保护短路电流较小的负载（如电源、长电缆等）
C型曲线
脱扣特性:
瞬时脱扣范围（5~10）In
用于保护常规负载和配电线缆
D型曲线
脱扣特性:
瞬时脱扣范围（10~14）In
用于保护起动电流大的冲击性负载（如电动机，变压器等）
低压断路器的脱扣器选型
断路器的脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。
过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路（电磁）脱扣器，并有长延时、短延时、瞬时之分。
过电流脱扣器最为常用。
过电流脱扣器其动作电流整定值可以是固定的或是可调的，调节时通常利用旋钮或是调节杠杆。
电磁式过流脱扣器既可以是固定的，也可以是可调的，而电子式过流脱扣器通常总是可调的。
断路器的分断能力指的就是能够承受的最大短路电流。
所选断路器的的分断能力必须大于其保护设备的短路电流，短路电流计算见上一篇文章。
过电流脱扣器按安装方式又可分为固定安装式或模块化安装式。
固定安装式脱扣器和断路器壳体加工为一体，一旦出厂，其脱扣器额定电流不可调节，如DZ20型；而模块化安装式脱扣作为断路器的一个安装模块，可随时调换，灵活性很强。
长延时型：
小于10S，用作过载保护；
短延时型:
0.1～0.4s,用作短路、过载保护；
瞬时型：
0.02S，用作短路保护。
长延时型脱扣器的整定电流≥1.1倍计算电流；瞬时型脱扣器的整定电流≥1.35倍尖峰电流（计算电流）。
而且选型时，要注意，上一级的脱扣整定电流≥1.2倍下一级脱扣整定电流。
（脱扣整定电流产品彩页上有标）
具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器，能实现选择性保护，大多数主干线（包括变压器的出线端）都采用它作主保护开关。
不具备短路短延时功能的断路器（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护），不能作选择性保护，它们只能使用于支路。
低压断路器的额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别
额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后是否能正常接通及分断，断路器不予以保证；而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。
无论是哪种断路器，虽然都具备Icu和Ics这两个重要的技术指标。
但是，作为支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。
现在出现的较普遍的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险。
但取得过大，会造成不必要的浪费（同类型断路器，其H型—高分断型，比S型—普通型的价格要贵1.3倍～1.8倍）。
因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。
而对于干线上使用的断路器，不仅要满足额定极限短路分断能力的要求，同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求，如果仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力合格与否，将会给用户带来不安全的隐患。
断路器的工作额定电流与脱扣器额定电流有什么区别？
断路器的额定电流1n，是指脱扣器能长期通过的电流，也就是脱扣器额定电流。
对带可调式脱扣器的断路器则为脱扣器可长期通过的最大电流。
脱扣器额定电流1n，指脱扣器能长期通过的最大电流。
长延时过载脱扣器动作电流整定值Ir，固定式脱扣器其1r=In，可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数，如1r=0.4～1×1n。
短延时电磁脱扣器动作电流整定值Im，为过载脱扣器动作电流整定值Ir的倍数，倍数固定或可调，如Im=2～10×Ir。
对不可调式可在其中选择一适当的整定值。
瞬时电磁脱扣器动作电流额定值Im′，为脱扣器额定电流In的倍数，倍数固定或可调，如Im′=1.5～11×In。
对不可调式可在其中选择一适当的整定值。
导线电流的估算口诀
估算口诀：
二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流
导线截面（mm2）11.52.54610162535507095120
载流是截面倍数9876543.532.5
载流量（A）9142332486090100123150210238300
估算口诀：
二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明：
本节口诀对各种绝缘线（橡皮和塑料绝缘线）的载流量（安全电流）不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。
由表可以看出：
倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2.5mm2及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如2.5mm2导线，载流量为2.5×9＝22.5（A）。
从4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面数的3.5倍，即35×3.5＝122.5（A）。
从50mm2及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0.5。
即50、70mm2导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm2导线载流量是其截面积数的2.5倍，依次类推。
“条件有变加折算，高温九折铜升级”。
上述口诀是铜芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。
若铜芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铜线而是铝芯绝缘线，它的载流量要比同规格铜芯线略大一些，可按上述口诀方法算出比铜芯线加大一个线号的载流量。
如25mm2铝芯线的载流量，可按16mm2铜芯线计算
电流与电线
电流大电线大，电流小电线小。
电线和电流为第增关系。
电线的载流量（电流）大小与电线的材质有关依次排列银、铜、铝、铁。
与截面积成正比、与温度成反比、与导线的长度成反比。
电线的截面积大小和功率成正比关系。
与导线的电阻率有一定的关系，电阻率高的电线的载流量小、承载的功率同样也小。
一般铜线安全计算方法是：
1平方毫米10A
1.5平方毫米16A
2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。
6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A。
10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A。
25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
如果是铝线，线径要取铜线的1.5-2倍。
如果铜线电流小于28A，按每平方毫米10A来取肯定安全。
如果铜线电流大于120A，按每平方毫米5A来取。
导线的截面积所能正常通过的电流可根据其所需要导通的电流总数进行选择，一般可按照如下顺口溜进行确定：
十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算.
给你解释一下,就是10平方一下的铝线,平方毫米数乘以5就可以了,要是铜线呢,就升一个档,比如2.5平方的铜线,就按4平方计算.一百以上的都是截面积乘以2,二十五平方以下的乘以4,三十五平方以上的乘以3,柒拾和95平方都乘以2.5,这么几句口诀应该很好记吧,
说明:
只能作为估算,不是很准确。
另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过10A就是安全的，从这个角度讲，你可以选择1.5平方的铜线或2.5平方的铝线。
10米内，导线电流密度6A/平方毫米比较合适，10-50米，3A/平方毫米,50-200米，2A/平方毫米，500米以上要小于1A/平方毫米。
从这个角度，如果不是很远的情况下，你可以选择4平方铜线或者6平方铝线。
如果真是距离150米供电（不说是不是高楼），一定采用4平方的铜线。
导线的阻抗与其长度成正比，与其线径成反比。
请在使用电源时，特别注意输入与输出导线的线材与线径问题。
以防止电流过大使导线过热而造成事故。
导线截面积与载流量的计算
一、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。
一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
<关键点>一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
如：
2.5mm2BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5×8A/mm2=20A4mm2BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A
二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2，计算出所选取铜导线截面积S的上下范围：
S==0.125I~0.2I（mm2）S-----铜导线截面积（mm2）I-----负载电流（A）
三、功率计算一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种式电阻性负载，一种是电感性负载。
对于电阻性负载的计算公式：
P=UI对于日光灯负载的计算公式：
P=UIcosф，其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。
不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。
也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦，则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34（A）但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数，公用系数一般0.5。
所以，上面的计算应该改写成I=P*公用系数/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17（A）也就是说，这个家庭总的电流值为17A。
则总闸空气开关不能使用16A，应该用大于17A的。
消防用电负荷计算
问：
如何计算一个建筑物火灾情况下的消防用电负荷？
答：
建筑物的火灾有可能发生在正常市电供电的时候，也有可能发生在柴油发电机等备用电源供电的时候。
理论上一般而言，建筑物的消防负荷应按整个建筑工程的所有消防电梯及消防应急照明的用电负荷，再加上消防设备用电量最大的那个防火分区发生火灾时所需要的消防负荷（包括消防泵、防排烟设施等），作为火灾情况下消防用电设备的计算负荷。
规模相对较小的单体建筑在简化计算时可以直接将所有的消防负荷相加，系数取1。
由单台或两台变压器供电的建筑物，均应按一台变压器正常工作时发生火灾，把消防用电设备的计算负荷加上未因火灾切除的非消防负荷来作为火灾情况下的总计算负荷，以此计算负荷来校验变压器的过载能力。
接闪器安装
（一）接闪器的选择和布置
1.接闪器的构成
接闪器应由以下的一种或多种组成：
（1）独立避雷针;
（2）架空避雷线或架空避雷网;
（3）直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。
2.采用滚球法布置接闪器
滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护，图11-35所示。
图11-35从闪电先导尖端至地面目标的击距hr
滚球法是基于以下的闪电数学模型（电气——几何模型）：
（11-1）
或简化为：
hr≈9.4·I2/3
（11-2）式中hr——闪电的最后闪络距离（击距），见表11-16。
I——与hr相对应的得到保护的最小雷电流幅值（kA），即比该电流小的雷电流可能击到被保护的空间。
表11-16滚球半径与避雷网尺寸
建筑物防雷类别
滚球半径hr/m
避雷网网格尺寸/m
第一类防雷建筑物
30
≤5×5或≤6×4
第二类防雷建筑物
45
≤10×10或≤12×8
第三类防雷建筑物
60
≤20×20或≤24×16
与hr相对应的雷电流按式（11-2）整理后为：
I=（hr/9.4）1.5
（11-3）
以表11-16中的hr值代入式（11-3），得：
对第一类防雷建筑物（hr＝30m），I=5.7kA;对第二类防雷建筑物（hr＝45m），I=10.5kA;对第三类防雷建筑物（hr＝60m），I=16.1kA。
即雷电流小于上述数值时，闪电有可能躲过接闪器击于被保护物上，而等于和大于上述数值时，闪电将击于接闪器上。
（二）接闪器施工安装
1.屋面避雷针安装
单支避雷针的保护角α可按45°或60°考虑。
两支避雷针外侧的保护范围按单支避雷针确定，两针之间的保护范围，对民用建筑可简化两针间的距离不小于避雷针的有效高度（避雷针突出建筑物的高度）的15倍，且不宜大于30m来布置，图11-36所示。
图11-36双支避雷针简化保护范围示意
1—建筑物;2—避雷针;3—保护范围;4—保护宽度
屋面避雷针安装，地脚螺栓和混凝土支座应在屋面施工中由土建人员浇灌好，地脚螺栓预埋在支座内，至少有2根与屋面、墙体或梁内钢筋焊接。
待混凝土强度满足施工要求后，再安装避雷针，连接引下线。
施工前，先组装好避雷针，在避雷针支座底板上相应的位置，焊上一块肋板，再将避雷针立起，找直、找正后进行点焊，最后加以校正，焊上其他三块肋板。
避雷针要求安装牢固，并与引下线焊接牢固，屋面上有避雷带（网）的还要与其焊成一个整体，如图11-37所示。
图11-37避雷针在屋面上安装
1—避雷针;2—引下线;3—-100mm×8mm，L=200筋板;
4—m25mm×350mm地脚螺栓;5—-300mm×8mm，L=300底板
2.避雷带（网）安装
避雷带通常安装在建筑物的屋脊、屋檐（坡屋顶）或屋顶边缘及女儿墙顶（平屋顶）等部位，对建筑物进行保护，避免建筑物受到雷击毁坏。
避雷网一般安装于较重要的建筑物。
建筑物避雷带和避雷网，如图11-38所示。
图11-38屋顶避雷带及避雷网示意图
（a）避雷带;（b）避雷网
（1）明装避雷带（网）安装应符合下列要求：
1）支座、支架制做根据敷设部位不同，明装避雷带（网），支持件的形式也不相同;支架一般用圆钢或扁钢制做，形式多种多样，如图11-39所示。
在屋脊上固定支座和支架，水平间距为1～1.5m，转弯处为0.25～0.5m。
图11-39明装避雷带（网）支架
（a）支座内支架一;（b）支座内支架二;（c）古建筑脊上支架一;
（d）古建筑脊上支架二;（e）古建筑檐口支架一;（f）古建筑檐口支架二
1—避雷带（网）;2—扁钢卡子;3—M5机螺栓;
4—-20mm×3mm支架;5—M6机螺栓;6—-25mm×4mm支架
2）明装避雷带（网）安装明装避雷带（网）应采用镀锌圆钢或扁钢制成。
镀锌圆钢直径应为φ12mm。
镀锌扁钢25mm×4mm或40mm×4mm。
在使用前，应对圆钢或扁钢进行调直加工，对调直的圆钢或扁钢，顺直沿支座或支架的路径进行敷设，如图11-40所示。
图11-40避雷带在挑檐板上
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