继电接触器与电动机电气控制

1、用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 在每台用电设备的铭牌上都有“额定 功率”PN，但由于各用电设备的额定工作方式 不同，不能简单地将铭牌上规定的额定功率直 接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额 定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定 的工作制下的“额定功率”称为“设备额定容 量”，用Pe表示。 （1 1）长期工作制和短时工作制的设备容量）长期工作制和短时工作制的设备容量 Pe=PN （2 2）重复短暂工作制的设备容量）重复短暂工作制的设备容量 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行 车等 ）的设备容量统一换算到=25%时的额定功率 （kW），若其N不等于25%时应进行换算，公

2、式为: 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到 100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂载率N不等 于100%时，应进行换算，公式为: nN N Ne PPP 2 %25 NNNNNe SPPcos （3 3）电炉变压器的设备容量）电炉变压器的设备容量 电炉变压器的设备容量是指在额定功 率因数下的额定功率（kW），即： Pe=PN=SNcos （4 4）照明设备的设备容量）照明设备的设备容量 白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定 功率（kW）； 荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功 率的20%），其设备容量应为灯管额定功率的倍 （kW）； 高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损

3、失（约 为灯泡功率的10%），其设备容量应为灯泡额定功率 的倍（kW）； 金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的 功率损失（约为灯泡功率的10%），故其设备容量应 为灯泡额定功率的倍（kW）。 （5 5）不对称单相负荷的设备容量）不对称单相负荷的设备容量 当有多台单相用电设备时，应将它们 均匀地分接到三相上，力求减少三相负载不对 称情况。设计规程规定，在计算范围内，单相 用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容 量的15%时，可按三相对称分配考虑，如单相 用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量 的15%时，则设备容量Pe 应按三倍最大相负荷 的原则进行换算。 设备接于相电压或线电压时，

4、设备容量Pe的计 算如下： 单相设备接于相电压时 Pe3Pem 式中Pe等效三相设备容量； Pem最大负荷所接的单相设备容量。 单相设备接于线电压时 式中 Pel接于同一线电压的单相设备容 量。 lee PP 3 返回 目录 按逐级计算法确定用户的计算负荷按逐级计算法确定用户的计算负荷 用户负荷计算用户负荷计算 1 供给单台用电设备的支线计算负荷确定（如图中1点所示） 1 计算目的：用于选择其开关设备和导线截面积 1 11 tan e c e cc P P QP 单台用电设备容量 单台用电设备额定效率 单台用电设备的额定功率因数角的正切值 若该设备确实无法达到额定工作状态，可引入负荷系数 计算

5、；若该设备不存在效率问题，则Kd=1. 2. 用电设备组计算负荷的确定 计算目的：用来选择车间配电干线及干线上的电气设备 43 43 cc P cc q PKP QKQ 2cd e PK P 22 tan cc QP 22 222 2 2 3 ccc c c N SPQ S I U 32 32 cc p cc q PKP QKQ 3.车间干线或多组用电设备组的计算负荷确定 4 车间变电所或建筑物变电所低压母线的计算负荷确定 计算目的：选择车间变电所或建筑物变电所的变压器容量 0.850.95 0.90.97 0.90.95 0.930.97 5 车间变电所或建筑物变电所高压母线的计算负荷的确定

6、 计算目的：以此选择高压配电线及其上的电气设备 54 54 ccT ccT PPP QQQ 4 4 0.015 0.06 Tc Tc PS QS 因为变压器尚未选出，所以变压器损耗估算： 变压器低压侧的视在计算负荷 6 总降压变电所二次侧的计算负荷确定 7 总降压变电所高压侧的计算负荷确定 线路损耗 总变压器损耗 继电接触器与电动机电气控制 例 一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电 动机20台共50kW；另接通风机3台共5kW；电葫芦4个共 6kW（FCN =40%）试求计算负荷。 解： 冷加工电动机组： 查附录表3可得Kd（取），cos，tan，因 此 Pca(1)=KdPe50

7、=10(kW) Qca(1)= P ca(1)tanwm=101.73=17.3 (kvar) Sca(1)= P ca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA) 通风机组： 查附录表3可得Kd（取），cos，tan，因此 Pca(2)=KdPe5 =4(kW) Qca(2)= P ca(2)tanwm=40.75=3 (kvar) Sca(2)= P ca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA) 继电接触器与电动机电气控制 电葫芦：由于是单台设备，可取Kd=1，查附录表3可得cos， tan，因此 Pca(3)= Pe=3.79 =3.79(kW) Qca(3)= Pca(3)ta

8、nwm=3.791.73= 6.56(kvar) Sca(3)= Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA) )(79. 34 . 0322 %25 kWPPP nN N Ne 取同时系数为0.9，因此总计算负荷为 Pca()Pca=0.9（10+4+3.79）=16.01(kW) Qca()Qca=0.9（17.3+3+6.56）=24.17(kW) )(99.2817.2401.16 222 )( 2 )()( kVAQPS cacaca 继电接触器与电动机电气控制 为了使人一目了然，便于审核，实际工程设 计中常采用计算表格形式，如下表所示。 28.9924.1716.

9、01 取=0.9 26.8617.7924 负荷总计 7.586.563.791.730.51 3.79 （=25%） 1电葫芦3 5340.750.80.853 通风机 组 2 2017.3101.730.50.25020机床组1 Sca (kVA) Qca (kVar) Pca (kW) 计算负荷 tancos Kd 设备容量 （kW） 台数 用电设 备组名 称 序 号 继电接触器与电动机电气控制 例 一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共 50kW，其中较大容量电动机有台，4kW2台，台；另接通风机2台 共；电阻炉1台2kW。试求计算负荷（设同时系数Kp、Kq均 为）

10、。 解 查附录表1可得 冷加工电动机：， Pc1= Kd1Pe1=0.250=10kW 通风机：， 电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0 继电接触器与电动机电气控制 继电接触器与电动机电气控制 例 试用二项式法来确定上例中的计算负荷。 解 求出各组的平均功率bPe和附加负荷cPx （） 金属切削机床电动机组 查附录表1，取，x1=5，x=5， 则 (bPe)1=0.1450=7kW （） 通风机组 查附录表1，取，x2=1，则 继电接触器与电动机电气控制 （） 电阻炉 (bPe)3=2kW (cPx)3=0 显然，三组用电设备中，第一组的附加负荷(cP

11、x)1最大， 故总计算负荷为 Pc=（bPe）i+（cPx） Qc=（bPetg）I +（cPx）1 比较例比较例2 2和例和例3232的计算结果可知，按二项式法计算的结果比按需要系数法计的计算结果可知，按二项式法计算的结果比按需要系数法计 算的结果大得多。可见二项式法更适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷算的结果大得多。可见二项式法更适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷 计算。计算。 22 （1）瞬时功率因数）瞬时功率因数 瞬时功率因数可由功率因数表瞬时功率因数可由功率因数表(相位表相位表)直接测量，亦可直接测量，亦可 由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出由功率表、电流表和电压表的读数按下式

12、求出(间接测量间接测量)： 瞬时功率因数用来了解和分析工厂或设备在生产过程中无功功率的变化瞬时功率因数用来了解和分析工厂或设备在生产过程中无功功率的变化 情况，以便采取适当的补偿措施。情况，以便采取适当的补偿措施。 （2 2）平均功率因数）平均功率因数 平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算：平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算： )3/(cosIUP （2-37） 222 )/(1/1/cos Pqqpp WWWWW (2-38) 式中，式中， 为某一时间内消耗的有功电能，由有功电度表读出；为某一时间内消耗的有功电能，由有功电度表读出； 为某一时间为某一时间 内消耗的无功电能，

13、由无功电度表读出。内消耗的无功电能，由无功电度表读出。 p W q W 我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的 高低来调整。高低来调整。 工厂的功率因数工厂的功率因数 最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数 最大负荷时功率因数指在年最大负荷最大负荷时功率因数指在年最大负荷( (即计算负荷即计算负荷) ) 时的功率因数，按下式计算：时的功率因数，按下式计算： 我国电力工业部规定：除电网有特殊要求的用户外，用户在当地供电企业规我国电力工业部规定：除电网有特殊要求的用户外，用户在当地供电企业规 定的电网高

14、峰负荷时的功率因数，一般应达到下列规定：定的电网高峰负荷时的功率因数，一般应达到下列规定：100千伏安及以上高千伏安及以上高 压供电的用户功率因数为以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购压供电的用户功率因数为以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购 转售电企业，功率因数为以上。农业用电，功率因数为及以上。转售电企业，功率因数为以上。农业用电，功率因数为及以上。 2无功功率补偿无功功率补偿 如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况 下，尚达不到规定的功率因数要求时，则需考虑人工无功功率补偿。下，尚达

15、不到规定的功率因数要求时，则需考虑人工无功功率补偿。 3030 /cosSP (2-39) 图图26 无功功率补偿原理图 功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。 由上式可以看出，在变电所低压侧装设了无功补偿装置以后，由于低压侧总由上式可以看出，在变电所低压侧装设了无功补偿装置以后，由于低压侧总 的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器的容量选得小一些。这不仅的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器的容量选得小一些。这不仅 降低了变电所的初投资，而且可减少用户的电费开支。降低了变电所的初投资，而且可减少用户的电费开支。 对于低压配电网的无功补

16、偿，通常采用负荷侧集中补偿方式，即在低压系统对于低压配电网的无功补偿，通常采用负荷侧集中补偿方式，即在低压系统 (如变压器的低压侧如变压器的低压侧)利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地 投入或切除电容器的部分或全部容量。投入或切除电容器的部分或全部容量。 补偿后的总的视在计算负荷应为：补偿后的总的视在计算负荷应为：。 C QQQ 30 30 2 30 2 3030 )( C QQPS 3无功补偿后的总计算负荷确定无功补偿后的总计算负荷确定 供配电系统在装设了无功补偿装置后在确定补偿装置装设地点的总供配电系统在装设了无功补偿装置后在确定

17、补偿装置装设地点的总 计算负荷时，应先扣除无功补偿的容量，即补偿后的总的无功计算负荷为：计算负荷时，应先扣除无功补偿的容量，即补偿后的总的无功计算负荷为： 在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qc来确定电容器的来确定电容器的 个数，即个数，即 计算所得的电容器个数计算所得的电容器个数n，对单相电容器，对单相电容器(其全型号后标其全型号后标“1”者者)来说，应取来说，应取3 的倍的倍 数，以便三相均衡分配，实际工程中，都选用成套电容器补偿柜。数，以便三相均衡分配，实际工程中，都选用成套电容器补偿柜。 例题：如某一企业的计

18、算负荷为2400kW，平均功率因数为，有功负荷系数为。要 使其平均功率因数提高到0.9(在10kV侧固定补偿)，问需要装设多大容量的并联电 容器？如果采用BWF10.5401 型电容器，需装设多少个？ 功率因数补偿方法功率因数补偿方法 1 提高自然功率因数 自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。提高自然功率因数， 就是不添置任何补偿设备，采取科学措施减少用电设备无功功率的需要量，使供 电系统总功率因数提高。 合理选择感应电动机的额定容量，避免大功率电动机拖动小负载运行，尽量 使电动机运行在经济运行状态 合理配置工厂配电变压器的容量和变压器的台数，是提高工厂功率因数的重 要方法。 在

19、不要求调速的生产工艺过程，选用同步电动机代替感应电动机，采用晶闸管整 流电源励磁，根据电网功率因数的高低自动调节同步电动机的励磁电流。当电网 功率因数较低时，使同步电动机运行在过励状态，同步电动机向电网发送出无功 功率，这是改善工厂电网功率因数的一个最好方法(在转速较低的拖动系统中，低 速同步电动机的价格比感应电动机价格低，而且外形尺寸相对还要小些)。 2. 人工补偿功率因数人工补偿功率因数 并联电容器补偿 即采用并联电容器的方法来补偿无功功率，从而提高功率因数。 (1) 有功损耗小，为0.25%0.5%，而同步调相机为1.5%3%。 (2) 无旋转部分，运行维护方便。 (3) 可按系统需要，

20、增加或减少安装容量和改变安装地点。 (4) 个别电容器损坏不影响整个装置运行。 (5) 短路时，同步调相机会增加短路电流，增大用户开关的断流容量，电容器 无此缺点。 并联电容器补偿的缺点： (1) 只能有级调节，不能随无功功率变化进行平滑的自动调节。 (2) 当通风不良及运行温度过高时易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。 动态无功功率补偿动态无功功率补偿 同步电动机补偿同步电动机补偿 同步电动机补偿是在满足生产工艺的要求下，选用同步电动机，通过同步电动机补偿是在满足生产工艺的要求下，选用同步电动机，通过 改变励磁电流来调节和改善供配电系统的功率因数。改变励磁电流来调节和改善供配电系统的功率因数。 在

21、现代工业生产中，有一些容量很大的冲击性负荷在现代工业生产中，有一些容量很大的冲击性负荷(如炼钢电炉、黄磷电炉、如炼钢电炉、黄磷电炉、 轧钢机等轧钢机等)，它们使电网电压严重波动，功率因数恶化。一般并联电容器的自动，它们使电网电压严重波动，功率因数恶化。一般并联电容器的自动 切换装置响应太慢，无法满足要求。应此，必须采用大容量、高速的动态无功切换装置响应太慢，无法满足要求。应此，必须采用大容量、高速的动态无功 功率补偿装置，如晶闸管开关快速切换电容器、晶闸管励磁的快速响应式同步功率补偿装置，如晶闸管开关快速切换电容器、晶闸管励磁的快速响应式同步 补偿机等。补偿机等。 解解 （1）补偿前的变压器容

22、量和功率因数：）补偿前的变压器容量和功率因数： 变电所低压侧的视在计算负荷为变电所低压侧的视在计算负荷为： 22 )2(30 800650 SAkV 1031 因此未考虑无功补偿时，主变压器的容量应选择为因此未考虑无功补偿时，主变压器的容量应选择为12501250AkV （参见附表参见附表3 3）变电所低压侧的功率因数为）变电所低压侧的功率因数为 63. 01031/650/cos )2(30)2(30)2( SP 。 因此，低压侧需要装设的并联电容器容量为因此，低压侧需要装设的并联电容器容量为 侧的功率因数不应低于，即侧的功率因数不应低于，即 （2 2）无功补偿容量）无功补偿容量 按相关规定

23、，补偿后变电所高压按相关规定，补偿后变电所高压 。在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗。在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗 远大于有功功率损耗，所以低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于。远大于有功功率损耗，所以低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于。 这里取补偿后低压侧功率因数这里取补偿后低压侧功率因数 )92. 0arccostan63. 0arccos(tan650 C Q )1( cos )2( cos vark 例例2-4 某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有 功计算

24、负荷为功计算负荷为 650kW无功计算负荷为无功计算负荷为800kvar。为了使工厂。为了使工厂(变电所高压侧变电所高压侧) 的功率因数不低于的功率因数不低于0，9，如在低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设，如在低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设 多少补偿容量多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器的容量有何变化并问补偿前后工厂变电所所选主变压器的容量有何变化? 取 525vark 530 C Qvark （3 3）补偿后重新选择变压器容量）补偿后重新选择变压器容量 变电所低压侧的视在计算负荷为：变电所低压侧的视在计算负荷为： 22 )2(30 )530800(650S AkV

25、AkV 704 （参见附表（参见附表3 3）。）。 1.1.补偿后的工厂功率因数补偿后变压器的功率损耗为补偿后的工厂功率因数补偿后变压器的功率损耗为 因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为800800AkV 704015. 0015. 0 )2(30 SP T AkV 6 .10kW 70406. 006. 0 )2(30 SQTAkV 2 .42vark 变电所高压侧的计算负荷为变电所高压侧的计算负荷为 kWkWkWP6616 .10650 )1(30 kWkWkWP6616 .10650 )1(30 22 )1(30 312661 S AkV 731A

26、kV 补偿后工厂的功率因数为补偿后工厂的功率因数为 9 . 0904. 0731/661cos 由此可见，补偿后主变压器的容量减少了由此可见，补偿后主变压器的容量减少了450 ，不仅减少了投资，而且，不仅减少了投资，而且 减少电费的支出，提高了功率因数。减少电费的支出，提高了功率因数。 AkV 满足相关规定的要求。满足相关规定的要求。 （5 5）无功补偿前后的比较）无功补偿前后的比较 TNTN SS AkV AkV 1250kVA- 800 = 450 Q30=（800-530）kvar+42.2kvar=312kvar 7 工厂年耗电量计算工厂年耗电量计算 利用有功和无功计算负荷： ,30

27、,30 p aa q aa WP T WQ T 年有功电能消耗量： 年无功电能消耗量： 为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75； 为年平均无功负荷系数，一般取0.760.82； 为年实际工作小时数，每周按五个 工作日计，一班制可取2000h，两 班制可取4000h，三班制可取6000h。 例例 某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为 650kW无功计算负荷为无功计算负荷为800kvar。为了使工厂。为了使工厂(变电所高压侧变电所高压侧)的功率因数不低于的功率因数不低于0，9， 如在低压侧装

28、设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量如在低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电并问补偿前后工厂变电 所所选主变压器的容量有何变化所所选主变压器的容量有何变化? 若本题为两班制生产，试求其年电能消耗量？若本题为两班制生产，试求其年电能消耗量？ 例例 某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为 650kW无功计算负荷为无功计算负荷为800kvar。为了使工厂。为了使工厂(变电所高压侧变电所高压侧)的功率因数不低于的功率因数不低于0，9， 如在低压侧装设并联电容器

29、进行补偿时，需装设多少补偿容量如在低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电并问补偿前后工厂变电 所所选主变压器的容量有何变化所所选主变压器的容量有何变化? 若本题为两班制生产，试求其年电能消耗量？若本题为两班制生产，试求其年电能消耗量？ 工厂年有功耗电量工厂年有功耗电量 0.7*661kw*4000h=1.85*106KWh 工厂年无功耗电量工厂年无功耗电量 0.8*312kw*4000h=0.998*106Kvarh 取，取，Ta=4000h 1. 1. 变压器型式的选择变压器型式的选择 变压器的型式应根据其使用环境来选择。变压器的型式应根据其使用环境来选择。

30、 （1 1）在有可燃性及爆炸性场所，要选用符合要求的）在有可燃性及爆炸性场所，要选用符合要求的 防爆型（隔爆型）变压器；防爆型（隔爆型）变压器； （2 2）在空间较小的车间内可选用干式变压器；）在空间较小的车间内可选用干式变压器； （3 3）在使用环境较好的场所应选用普通型的变压器；）在使用环境较好的场所应选用普通型的变压器； （4 4）在新设计的变电所中尽可能地选用最新节能型）在新设计的变电所中尽可能地选用最新节能型 的变压器。的变压器。 2. 2. 变压器容量及台数的选择变压器容量及台数的选择 （1 1）变压器台数的确定）变压器台数的确定 A A、车间变电所变压器台数的确定、车间变电所变压

31、器台数的确定 a a、一般一个车间尽量选择一台变压器；、一般一个车间尽量选择一台变压器； b b、如果一、二级负荷所占比例较大，应选用两台变、如果一、二级负荷所占比例较大，应选用两台变 压器，若能从邻近用户取得备用电源时，也可选用一压器，若能从邻近用户取得备用电源时，也可选用一 台变压器。台变压器。 B B、企业总降压变电所主变压器台数的确定、企业总降压变电所主变压器台数的确定 应根据企业的负荷类型来确定。应根据企业的负荷类型来确定。 a a、对于中、大型企业或具有一、二级负荷的企业，、对于中、大型企业或具有一、二级负荷的企业， 一般选用两台变压器，以保证对一、二级负荷供电的一般选用两台变压器

32、，以保证对一、二级负荷供电的 可靠性。可靠性。 b b、只有在分期建设，经技术、经济比较具有优越性，、只有在分期建设，经技术、经济比较具有优越性， 或两台大容量变压器需增加限制短路电流的设备，以或两台大容量变压器需增加限制短路电流的设备，以 及及6kV6kV电网接地电流大于电网接地电流大于30A30A时，才考虑选用三台变压时，才考虑选用三台变压 器，以便分期建设或分裂运行。器，以便分期建设或分裂运行。 当一台变压器发生故障时，其余各台变压器应能保证当一台变压器发生故障时，其余各台变压器应能保证 一、二类负荷用电。一、二类负荷用电。 A A、车间变电所变压器容量的确定、车间变电所变压器容量的确定

33、 可根据车间的计算负荷（若有无功补偿应为补偿后的计算负荷）可根据车间的计算负荷（若有无功补偿应为补偿后的计算负荷） 来确定。来确定。 不论选用一台还是选用两台，其额定容量均按等于或略大于计不论选用一台还是选用两台，其额定容量均按等于或略大于计 算容量来选择，即算容量来选择，即 S SNT NTS Sca ca B B、总降压变电所中的主变压器容量的确定、总降压变电所中的主变压器容量的确定 a a、当选择一台变压器时，其额定容量按等于或略大于补偿后、当选择一台变压器时，其额定容量按等于或略大于补偿后 的总计算容量来选择，即的总计算容量来选择，即 S SNT NTSca Sca b b、当选择两台

34、变压器时，若同时工作，每台变压器的额定容、当选择两台变压器时，若同时工作，每台变压器的额定容 量应按一台故障后另一台能负担全部一、二类负荷来确定，即量应按一台故障后另一台能负担全部一、二类负荷来确定，即 S SNT NTk ksb sbS Sca ca K Ksb sb 事故时负荷保证系数，由一、二级负荷所占比例决定事故时负荷保证系数，由一、二级负荷所占比例决定 对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件： 且且SNTSc+ Sc 继电接触器与电动机电气控制 kVASC TN 9451350*7 . 0*7 . 0S . kVASSS III

35、TN 680 . 某一车间变电所（10kV/0.4 kV），总计算负荷为1350 kVA， 其中一、二级负荷680kVA。试选择变压器的台数和容量。 解：解： 根据车间变电所变压器台数及容量选择要求，该车间变电所有 一、二级负荷，故宜选择两台变压器。 任一台变压器单独运行时，要满足70%的负荷，即： 任一台变压器应满足 因此，可选两台容量均为1000 kV A的变压器，具体型号为 S9-1000/10 。 按经济电流密度选择导线截面 工厂负荷电流求出后，重要的问题之一就是选择电力线路的导线截面和电缆截面。 为了保证供电系统安全可靠优质经济的运行，电力线路的导线和电缆截面的选择 必须满足下列条件

36、： 1 发热条件要求：通过的计算电流所产生的发热温度，不超过正常运行的允许 最高温度。 根据设计经验：低压动力线和10KV以下的高压线，一般按发热条件来选择导线 截面，再校验机械强度和电压损耗。 注意： 按照发热条件选择三相线路中的相线截面时，应使其允许载流量Ial（就是在规定的 环境温度条件下，导体能够连续承受而不致使其稳定温度超过规定的最大电流）不 小于通过相线的计算电流Ic，即Ial Ic 导体允许的截留量与环境温度有关，环境温度不同时，则导体的允许载流量应乘以 温度校正系数 alo alo K 按照工程经验，对于铜导线可满足发热条件的要求。 按1mm2截面允许流过4A来选择 导体正常工

37、作时允许的最高温度 导体敷设地点实际环境温度 导体允许载流量所采用的环境温度 产品目录上查 2 满足电压损耗要求：导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过 正常运行时允许的电压损耗值。 3 机械强度应满足要求：导线截面不小于最小允许截面。 4 满足经济电流密度条件：能使线路的“年费用支出”接近于最小而又适当考虑节约 有色金属条件的导线和电缆的电流密度值。 计算公式：AJn=Ic/Jn Ic为计算电流 Jn经济电流密度 高压配电线路的电压损耗，不应超过额定电压的5%。 低压配电线路的电压损耗，不应超过用电设备的5%。 对照明电路（较高照明度），则为2%3% 达不到上述要求，则适当加大导

38、线和电缆截面，使之达到。 照明电路，一般按允许电压损耗来选择截面积，后再校验发热条件和机 械强度。 按照GB50217-94推荐的计算公式为，其中B为年费用支出，Z为线路投资费用，N为 线路年运行费用。按经济电流密度选择的导线和电缆，称经济截面AJn 35KV以上的高压线，按经济电流密度来选择经济截面，在校验发热条件、 允许电压损耗和机械强度等。 长期运行的低压特大电流线路（例如电炉的短网和电解槽的母线）仍按 经济电流密度来选择。 继电接触器与电动机电气控制 导体的温升导体的温升 稳定温升 导体的稳定温升取决于通 入导体的电流。 继电接触器与电动机电气控制 l导体的长期允许温度al （allo

39、wable temperature) l对应于导体长期允许温度，导体中所允许通过的长期 工作电流，称为该导体的允许载流量I Ial al 25 0 al al t K 注意：导体的允许载流量，不仅和导体的截面、散热条件有关， 还与周围的环境温度有关。在资料中所查得的导体允许载流量 是对应于周围环境温度为0=25的允许载流量，如果环境温 度不等于25，允许载流量应乘以温度修正系数Kt。 继电接触器与电动机电气控制 导体类型裸导体 橡胶绝缘导线塑料绝缘导线特种绝缘导线 （石棉、玻璃丝） 允许温度 al（度） 706570100180 导体型号与允许的温度 油浸纸绝缘电力电缆与电压等级有关：3KV以

40、下80度，6KV为65度， 10KV为60度，2035KV的为50度。 继电接触器与电动机电气控制 对于电缆，还应当考虑到电缆的敷设方式对散热条 件的影响。 如果几根电缆并排直接埋于土中，由于电缆互相影响， 使散热条件变坏，其允许温度还应乘以并排修正系数Kp。 电缆埋于土中，土壤的热阻系数不同于允许电流表中 所指出的数值时，应乘以土壤热阻修正系数Ktr。 因此电缆的允许电流应按下式计算： altrptalal IKKKIKI 继电接触器与电动机电气控制 电缆埋地多根并列时的载流量校正系数 电缆根数 1 2 3 4 5 6 7 8 电缆外皮间距 土壤热阻 系数 分 类 特 征 (土壤特性和雨量)

41、 校正 系数 0.8土壤很潮湿，经常下雨。如湿度大于9%的沙土；湿度大于 14%的沙-泥土等 1.05 1.2土壤潮湿，规律性下雨。如湿度大于7%但小于9%的沙土； 湿度为12%14%的沙-泥土等 1.0 1.5土壤较干燥，雨量不大。如湿度为8%12%的沙-泥土等0.95 2.0土壤干燥，少雨。如湿度大于4%但小于7%的沙土；湿度为 4%8%的沙-泥土等 0.87 3.0多石地层，非常干燥。如湿度小于4%的沙土等 0.75 电缆在不同土壤热阻系数时的载流量校正系数 继电接触器与电动机电气控制 caal II SS5 . 0 0 SS 0 SS 0 继电接触器与电动机电气控制 保护线（保护线（P

42、EPE线）截面的选择线）截面的选择 当S16mm2时 当16mm2 S 35mm2时 16mm2 当S 35mm2时 保护中性线（保护中性线（PENPEN线）截面的选择线）截面的选择 对三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保 护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求， 并取其中较大者作为保护中性线截面。 SSPE PE S SSPE5 . 0 继电接触器与电动机电气控制 例1 有一条220/380V的三相四线制线路，采用BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设， 当地最热月平均最高气温为15。该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数 为，效率为，试按允许载流量选择导线截面。 解 1.计

43、算线路中的计算电流 A U P I KW P P N c c e c 89 8 . 038. 03 47 cos3 47 85. 0 40 2. 相线截面的选择 因为是三相四线制线路，所以查4根单 芯线穿钢管的参数，查相关附录表可 得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线 截面为35mm2的BLV型导线，在环境温 度为25时的允许载流量为83A，其正 常最高允许温度为65，即Ial=83A 12. 1 2565 1565 25 0 al al t K 导体的实际允许载流量为 A896 .898312. 1 AIKI altal 满足允许载流量的要求 3. 保护线SPE的选择 按SPE要求，选SPE=

44、25mm2 继电接触器与电动机电气控制 线路的电压损失不宜超过规定值 高压配电线路的电压损失一般不超过线路额定电压的5； 低压配电线路的电压损失一般也不超过用电设备额定电压 的5； 视觉要求较高的照明线路，电压损失不超过（23） 电压损失不合格，应适当加大导线截面，直至满足要求。 继电接触器与电动机电气控制 线路电压损失的计算线路电压损失的计算 接有一个集中负载时线 路的电压损失计算 注意：上式中 的单位是kV， 的单位是V，功率单位为kW和kvar 2 10 100 1000 % N N U QXPR U U U N UU )sincos( sincos XRI IXIR edaeadU )

45、sincos(3 3 XRI UU 折算成线电压 cos3 2 U P I 因为 N U QXPR U QXPR U 2 继电接触器与电动机电气控制 分段计算 线路上总的电压损失为 211 ppP 211 qqQ 22 pP 22 qQ 2 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 21 10101010 %x U Q x U Q r U P r U P UUU NNNN 012 r1+jx1r2+jx2 p1 p2p2 p2+jq2p1+jq1 图5.3.2 接有分散负载线路的电压损失 大写的R、X和L表示供电始端到各个负 载点的电阻、电抗和长度。小写的r,x 和l表示干线各段的电阻、电抗

46、和长度。 继电接触器与电动机电气控制 由此类推，若干线上有n个负载（n段）， 则总的电压损失为： n i ii n i N ii N n i iiii N lQ U x lP U r xQrP U U 11 2 0 2 0 1 2 1010 )( 10 1 % r0,x0表示单位长度电阻，电抗。 继电接触器与电动机电气控制 直接计算 线路上总的电压损失为 )( 10 1 )( 10 1 % 2211 2 2211 2 XqXq U RpRp U U NN 由此类推:若干线上有n个负载（n段）,则总的电压损失为： % 1010 )( 10 1 % 11 2 0 2 0 1 2 XR n i ii

47、 n i N ii N ii n i ii N UU Lq U x Lp U r XqRp U U 212 rrR xX 1212 xxX 11 rR 继电接触器与电动机电气控制 l若线路所接负载均为有功负荷，因其不存在无功功率， 其电压损失为U%=UR%。 l线路的电抗很小可略去不计，如50mm2以下的电缆，此 时UX也为零，即U=UR。 l线路上接有均匀分布的负载，可以将分散的负载等效成 一个接在这段线路中点上的集中负载，该负载功率为分 散负载功率之和。 L1 )sincos)( 2 (3 00 2 1 xr L LIU 继电接触器与电动机电气控制 （1）先取导线或电缆的电抗平均值，610

48、KV架空线取/Km，35KV以上的架空 线取0.4 /Km，低压线路取0.3 /Km，穿管和电缆线路取0.08 /Km， 求出无功负荷在电抗上引起的电压损失： n i ii N X Lq U x U 1 2 0 10 % % R U % al U % XalR UUU% R U 继电接触器与电动机电气控制 n i ii N R Lp U r U 1 2 0 10 % S r 1 0 %10 2 1 RN n i ii UU Lp S 继电接触器与电动机电气控制 例2 从某厂总降压变电所架设一条10KV架空线路向车间1和车间2供 电，各车间负荷及线路长度如图所示。已知导线采用LJ型铝绞线，全 长

49、截面相同，线间几何间距为1m，线路允许电压损失为5，环境温 度为25，按允许电压损失选择导线截面，并校验允许的载流量和机 械强度。 012 3km 800+j560 KVA 500+j200 KVA 解 （1）按允许电压损失选择截面 初设/km，则 903. 0 5 . 132003560 1010 35. 0 10 % 2 1 2 0 n i ii N X Lq U x U 097. 4 903. 05 % XalR UUU 2 2 2 1 47.35 097. 410032. 010 )5 . 13(5003800 %10 mm UU Lp S RN n i ii 继电接触器与电动机电气控

50、制 查LJ50，单位长度阻抗分别为：r0=0.66 /km,x0=0.36 /km,实 际电压损失为： 599. 3 ) 5 . 13(2003560 1010 36. 0 ) 5 . 13(5003800 1010 66. 0 1010 % 22 11 2 0 2 0 n i ii n i N ii N Lq U x Lp U r U 所选导线LJ-50满足允许电压损失要求 （2）校验允许载流量 查LJ50资料可知，在室外环境温度为25 时，允许载流量为Ial=215A 线路上的最大计算电流为 A U QP U S I NN c 2159 .86 103 )200560()500800( 3

51、3 2222 (3) 校验机械强度 查资料，10KV架空铝绞线的最小允许截面为35mm2，所以所选LJ 50满足机械强度要求。 继电接触器与电动机电气控制 解解 （1 1）先按电压损失条件选择导线截面）先按电压损失条件选择导线截面 设线路设线路AB段和段和BC段选取同一截面段选取同一截面LJ型铝绞线，初取型铝绞线，初取x0/km，则则 有有 设有一回设有一回1010kV LJkV LJ型架空线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷型架空线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷 情况如图所示。已知架空线线间间距为情况如图所示。已知架空线线间间距为1 1m m，空气中最高温度为空气中最高温度为3737，允

52、许，允许 电压损失电压损失 5 5，试选择导线截面。，试选择导线截面。 %alU 800kW+j300kvar1000kW+j500kvar AB3km2kmC 10kV 0112201122 2 1 % 10 AC N Urp Lp Lxq Lq L U 0 2 1000380050.35500 var 3300 var 5 10 (10) rkWkmkWkmkmkkmkkm kV 5 继电接触器与电动机电气控制 于是可得于是可得 选取选取LJ-70导线，查附录表导线，查附录表19可得：可得：r0/km，x0/km。将参数代将参数代 入式（入式（3-7）可得）可得 r0 满足电压损失要求。满

53、足电压损失要求。 （2 2）按发热条件进行校验）按发热条件进行校验 22 0 31.7 mm =56.2 mm 0.564 A r %=4.2525ACU 导线最大负荷电流为导线最大负荷电流为ABAB段承载电流，其值为段承载电流，其值为 2222 1212 ()()(1000800)(500300) 114 33 10 AB N ppqq IAA U 查附录表查附录表9，得，得LJ-70导线在导线在40条件下载流量为条件下载流量为215A，大于导线最大大于导线最大 负荷电流，满足发热条件。负荷电流，满足发热条件。 （3）校验机械强度）校验机械强度 10kV架空线路铝绞线的最小截面为架空线路铝绞线的最小截面为35mm2，因此，所选因此，所选LJ-70导线也导线也 是满足机械强度要求的。是满足机械强度