液化气站供配电项目设计方案

1、液化气站供配电项目设计方案第1章工程设计容1.1 设计容及基本要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定配电室的位置，选择低压设备和进出线，确定防火防爆措施，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.2 设计依据1 .防雷接地及外部配管平面图，见附录1。2 .设备明细表，见表1-1所示：表1-1气站设备明细表设备名称型号接线编号单台容量（kw）1#炫泵电机M1M1-142#炫泵电机M2M2-14压缩机电机M3M3-113泵机间轴流风机M4M4-10.55残液间轴流风机M5M5-10.55

2、真空泵电机M6M6-11.51#消防泵电机M7M7-1302#消防泵电机M8M8-130灌瓶间轴流风机M9M9-10.55排水泵箱PSPS-01.5储罐电热带RR-03仪表电源IPIP-0办公楼照明箱AM1AM1-010灌瓶间照明箱AM2AM2-02.03三相插座CZCZ-033 .气站负荷(1)车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为4500h,属于一级负荷。由外部低压线路和柴油发电机组两个独立电源供电。(2)负荷是相对平稳的，日负荷曲线的变化很小，生产装置运行正常后，负荷几乎数周甚至数月不变。负荷主要是以少M小型异步电动机拖动的风机、压缩机、机泵为主。不需要进行无功补偿。4 .气站自然

3、条件车间一年中最热月份平均温度为30C,地中最热月份平均温度为15C。5 .液化气站爆炸危险区域等级划分爆炸气体环境根据爆炸气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行等级划分，即释放源等级0区一一连续出现或长期出现爆炸气体混合物的环境；1区一一在正常运行时可能出现爆炸气体混合物的环境；2区一一在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也是短时存在的爆炸气体混合物环境。因液化气重于空气，爆炸危险区域的划分按释放源级别和通风条件确定。一般可这样划分：在生产区，泵机间为1区，其墙外3米为2区；灌瓶间为1区，；卸车台以注送口为中心，半径3米以空间为1区，半径7.5米以空间为2区；在储罐区，以

4、放空口为中心半径1.5米以空间和围堤坑、沟为1区，围堤以外其他空间为2区。在辅助区，办公室和值班室为2区。由于电气设备大多接释放源，所以电气设备的防爆的等级主要按1区划分。2章全站负荷2.1 负荷的等级及要求2.1.1 负荷分级的相关规电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：1. 一级负荷中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏且难以修复，或在政治、经济上造成重大损失者，均属于一级负荷2. 二级负荷：中断供电将造成设备局部破坏，或生产流程紊乱且较长时间才能恢复，或大量产品报废、重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失者，均属

5、于二级负荷。3. 三级负荷所有不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，均为三级负荷。2.1.2 本液化气站的负荷情况本液化气站属于规规定的一级负荷。对一级负荷，要求供电系统当线路发生故障停电时，仍保证其连续供电,即我们常说的双回路供电。一级负荷应由两个电源供电。两个电源的要：1. 两个电源间无联系2. 两个电源间有联系，但符合下列要求：(1) 发生任何一种故障时，两个电源的任何部分应不致同时受到损坏。(2) 发生任何一种故障且保护装置正常时，有一个电源不中断供电，并且在发生任何一种故障且主保护装置失灵以至两电源均中断供电后，应能在有人值班的处所完成各种必要操作，迅速恢复一个电源供电。本液化气站采用

6、外部低压线路和柴油发电机组两个独立电源供电。2.2 负荷计算2.2.1 负荷计算的目的及意义负荷计算是供配电系统正常运行的计算。计算负荷是根据已知的用电设备安装容M确定的、预期不变的最大假象负荷。负荷的设计计算是作为正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等额定参数的依据，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。若估算过高，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费；而估算过低，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，加快绝缘老化，降低使用专命，增大电能损耗，影响系统的正常运行。可见，正确计算电力负荷具有重要意义。2.2.2 全站负荷计算负荷计算的方法有需要系数法、利用系

7、数法及二项式系数法等几种。由于各用电设备组的最大负荷不一定同时出现，需计入各用电设备组的同时系数。本设计采用需要系数法对负荷进行计算，并将动力部分、照明和其他用电设备分开计算，主要计算公式有：有功功率：PcKdPe(2-1)式.无功功率：QcPctan(式2-2)视在功率：ScPc/cos,2-3)电流：lcSc/、3UNcos式2-4)动力及照明等计算参数如表2-1所示：表2-1动力及照明等计算参数。类别名称单台容量(kw)数量需要系数Kdcostan炫泵电机420.780.80.75压缩机电机i3i0.780.80.75动轴流风机0.5530.780.80.75真空泵电机i.5i0.780

8、.80.75力消防泵电机30i0.780.80.75排水泵箱i.5i0.780.80.75昭八、办公楼照明箱i0ii.0i.00明灌瓶间照明箱2.03ii.0i.00苴1储罐电热带3ii.0i.00）、三相插座3ii.0i.00他根据表2-1计算全站总负荷。有功功率、无功功率同时系数Kp、Kq均取0.90.75动力：Kdi0.78,COS0.8,tanPci K di Fei PciQc1 tan照明：Kd20 ,0.78(4 2 i3 0.55 3 i.5 30 i.5)43.4i0.7532.56kvarCOS i.0 , tan 0Pc2Kd2 Pe2i (i02.03)i2.03kWQ

9、c20其他：Kd30 , COSi.0 , tan43.4ikWPC3Kd3Pe3Qc30全站负荷：Pc0.9(43.4ii2.036)55.30kWQc0.9(32.5600)29.30kvarSc55.30229.30262.58kVAIcSc/.3Un62.58/3*0.3895.09A第3章车间配电系统3.i低压配电的一般规定根据供配电系统设计规（GB50052-95规定，低压配电系统设计应遵循以下基本原则：两相三线1?低压配电电压应采用220/380V。带电导体系统的形式宜采用单相二线制、制和三相四线制；2. 在正常环境的车间或建筑物，当部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用

10、树干式配电；3. 当用电设备为大容量时，或符合性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物，宜采用放射式配电；4. 当部分用电设备距供电点较远时，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路连环设备不易超过5台，其容量不宜超过10kW，容量较小的用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的设备数量可适量增加；5. 在高层建筑物，当向楼层个配电点供电时，宜采用分区树干式配电；但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应由低压配电室的放射式配电；6. 平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电；7. 在TN及T

11、T系统接地形式的低压电网中，宜选用D,Ynil接线组别的三相变压器作为配电变压器；8. 在TN及TT系统接地形式的低压电网中，当选用Y,Yn0接线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的25%，且其一项的电流在流载时不得超过额定电流值；9. 当采用220/380V的TN及TT系统接地形式的低压电网时，照明和其他电力设备宜由同一台变压器供电。必要时，亦可单独设置照明变压器供电；10. 由建筑物外引入的配电线路，应在室靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器。3.2 配电室的配置配电室宜布置在爆炸危险区域2区围以外，当布置确实有困难时，可考虑在2区，但变配电

12、设备的选择严格按国家现行规、标准执行。若受到地形条件限制而将低压配电室布置在站2区时，配电室应距离释放源30米以外、常年主风向为上风处。因液化气重于空气，配电室地面应高出外地面0.6米，这样液化气就很难进入配电室。室若采用电缆沟敷设，为防止液化气沉积在沟，构成爆炸隐患，沟应充满砂子。室还可装设防爆轴流风机来改善通风条件。采取以上措施后，低压配电室的电气设备可按普通环境条件选择。本配电室装有3个动力配电箱和2个照明箱，分别为A1、A2、A3、AM1AM2A1为电源进线箱，A2、A3负责用电设备的配电，AM1AM2电源均引自A3,其中AM1为办公楼照明箱，AM2为灌瓶间照明箱。具体布置图如图3-1

13、所示：3.3 电力线路在整个供电力线路是供配电系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的重要任务,配电系统中起重要作用。3.3.1 接线与线路敷设方式的确定供电安全可靠，操作方便，运行灵活，节约有色金属是对电力线路的基本要求。电力线路按电压的高低压分为高压线路（1kV以上）和低压线路（1kV以下）；按结构形势分为架空线路、电缆线路及室线路等。电力线路常用的接线方式有：放射式、树干式和环式3种。因为液化气站属一级负荷且用电设备工作环境特殊,为使各设备操作维护互不影响，所以本车间采用低压放射式接线方式。如图3-2 :380/220V电动机口电阻炉照明配电箱图3-2低压放射式接线由于液化气站动力设备

14、不多，动力、控制配电电缆采用电力电缆宜埋敷设，室穿钢管保护暗配，室埋地深0.3米，室外埋地深0.7米；照明配线室外部分也应采用穿钢管宜埋敷设，室部分穿钢管暗配，在适当位置加分线盒。敷设电气线路的沟道、电缆或钢管所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应非燃料性材料严密堵塞。3.3.2 母线、导线及电缆的选择导线和电缆的选择是供电设计中的重要容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的合理与否，宜接影响到有色金属的消耗M与线路投资，以及电网的安全经济运行。选择导线和电缆以前应贯彻以铝代铜的技术政策，尽M采用铝芯导线,目前提侣采用铜线，以减少耗损，节约电能，而在易爆炸，腐蚀严重的场所，以及用于移动

15、设备，检测仪表，配电盘的二次接线等，必须采用铜线。导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质M的要求，尽M减少投资降低年运行费用，布局合理，维修方便。导线和电缆的选择包括两个方面容：型号选择截面选择。1 .型号选择(1)常用电力电缆型号及选择原则i)交联聚乙烯绝缘电力电缆此种电缆具有优异的物理及化学性能，耐环境应力开裂性能好，耐磨，耐各种化学溶剂，抗腐蚀。与聚氯乙烯绝缘电缆相比重量轻许多，更便于安装运输，载流量大于后者。常用的有交联聚乙烯绝缘聚氯乙稀护套和交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套等几种电力电缆。2) 油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷衍在室、电缆沟、隧道

16、或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。(2) 常用绝缘导线型号及选择建筑物或车间采用的配电线路及从电杆上引进户的线路多为绝缘导线。绝缘导线的线芯材料有铝芯和铜芯两种。绝缘导线外皮的绝缘材料有塑料绝缘和橡胶绝缘。塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可解决橡胶和棉纱，在室敷设可取代橡胶绝缘线。橡胶绝缘现已不使用，塑料绝缘线不宜在户外使用，以免高温时软化，低温时变硬变脆。(3) 母线的选择母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压要求，母线的种类有矩形母线和管型母线，母线的材料有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线外，一般尽量采用铝母线。变电所高压开关柜上的高压母线，通常选用硬铝矩形母线

17、。本设计选择宽40mm厚4mm勺铜母线(TMY40*4;额定电压为1kV的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆(YJV22-1kV);额定电压为500V的铜芯导体聚氯乙烯绝缘电线(BV-500)。2. 截面选择(1)三相系统相线截面的选择相线的计算电流Ic不超过其允许的载流MIal。即IcIal(式3-1)允许载流量与环境温度有关。实际温度与规定温度不一致时，允许载流量乘以温度修正系数K求出实际允许载流量。I'Klai(式3-2)式中，Kral0)(al-0)(式3-3)al为导线额定负荷时的最高温度；0为导线允许载流量所采用的环境温度；0为导线敷设地点实际环境温度。(2)中性线和保

18、护线截面的选择1)So应该不小于相线截面S的一半，即So 0.5S2)线制和单相线路流相等，故中性线截面与相线截面相同，即So S(3)保护线截面选择1) 当 S 16mm2 时，有 Spe S般三相四线制线路中的中性线截面(式 3-4)由三相四线制引出的两相三,因中性线电流和相线电（式 3-5）（式 3-6）2） 当16mm2S35mm2时，有Spe（式3-7）16mm 23） 当S35mm2时，有Spe0.5S(式3-8)卜面以1#胫泵电机为例，说明电力电缆的截面选择。已知电动机容M4Kw,功率因数为0.8。220/380V的三相四线制线路，采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆穿钢管

19、埋地敷设，地中最热月份平均温度为15C。按允许载流M选择导线截面。解：线路中电流计算：lcPc/.3Uncos4/-.30.380.87.60A截面选择：因为是三相四限制线路，查4根单芯线穿钢管的参数，经查表得，单芯线穿钢管宜埋敷设的每相芯线截面为4mm2的YJV22型电力电缆，在环境为25C时的允许载流量:为45A其正常最高允许温度为90C,即打45Ao温度校正系数为K(al0)/(al-0)=.(9015)/(9025)1.15导线的实际允许载流M为IalKIal51.75>Ic所以选截面S4mm2满足允许载流M要求。同理，其他设备管线选择如表3-1所示：表3-1设备管线表序号管线编

20、号导线或电缆钢管直径牌号芯数及界面1A1-01YJV22-10003X35+1X16G702A1-02YJV-10003X35+1X16G7031-1YJV22-10004X4G4042-1YJV22-10004X4G4053-1YJV22-10004X10G5064-1YJV22-10004X4G4075-1YJV22-10004X4G4089-1YJV22-10004X4G4091-6KVV22-5001(4X2.5)G32102-6KVV22-5001(4X2.5)G32113-6KVV22-5001(4X2.5)G32124-6KVV22-5001(4X2.5)G32135-6KVV2

21、2-5001(4X2.5)G32149-6KVV22-5001(4X2.5)G32156-1YJV-10004X2.5G40166-6KVV-5001(4X2.5)G3217IP-9KVV-5001(5X1.5)G2518IP-0BV-5002(1X2.5)G1519AM1-0BV-5005X10G4020AM2-OBV-5005X4G2521R-0YJV22-10003X4G40227-1YJV22-10004X16G50238-1YJV22-10004X16G50247-6KVV22-5001(4X2.5)G32258-6KVV22-5001(4X2.5)G3226PS-0YJV22-10

22、005X4G4027CZ-0YJV22-10005X4G403.4电气设备的选择3.4.1 电气设备的选择标准1 .按工作要求和工作环境选择电气设备的型号。2 .按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流。3 .按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。目前，防爆电气产品分气体和粉尘两大类，我国在1983-1991年先后制定了GB3836.1-3836.10相关产品标准，其中包括隔爆型电气设备“d”、增安型电气设备“e”、本安型电气设备“i”、正压型电气设备“p”、充油型电气设备“0”、无火花型电气设备“n”、浇封型电气设备“m”气密型电气设备“h”等。液化气站常用于爆炸性气体混合物的最大试

23、验安全间隙及最小点燃电流比分为A、B、C三级，并按其最高表面温度分为T1-T6六组。U类防爆电气产品的级别与温度组别见表3-2所示：表3-2n类防爆电气产品的级别与温度组别名称增安型本安型正压型充油型无火花型浇封型气密型隔爆型型式eia,ibPonmhd类别nnnnnnnn级别AB、C-AB、C-温度T1?T1?T1?T1?T1?T1?T1?T1?组别T6T6T6T6T6T6T6T6气体或蒸汽爆炸性混合物的分类、分级、分组举例见表3-3所示:表3-3气体或蒸汽爆炸性混合物气体的分类、分级、分组类和级最大实验安全间隙MESGmm最小点燃电流比MICR引燃温度（C）与组别T1t>450T23

24、00VtW450T3200VtW300T4135VtW200T5100VtW135T685VtW100甲烷、丁烷、戊烷、乙醛、亚硝酸乙烷、乙醇、己烷、三甲胺乙酯丙烷、丙醇、庚烷、二甲苯醇、辛烷、naMESOMESO苯乙烯丙烯、汽油、0.90.8二氯乙甲醇、柴油、烯、苯、乙苯、煤油、甲苯、氯乙烯环乙烷一氧化碳、氨、甲苯胺nB0.5vMESC:0.90.45vMESCv0.8民用煤气、划、丙烷、焦炉煤气环氧乙烷、乙烯、3-丁二烯二甲醍、硫化氢二乙醍、二丁醍、四氯乙烯ncMESCMESC氢、乙快二氧硝酸乙w0.5w0.45水煤气化碳酯从表2、3中所列容看，找出表中所列气体，便可迅速查找出所列气体爆炸

25、危险环境应选择防爆电气设备的属性一一型式、类别、级别和温度组别。液化气属UA类，T1组，考虑到防爆电气设备的级别和组别不应低于爆炸性气体环境爆炸性气体的级别和组别，则可选择隔爆型电气设备ExdHAT2342熔断器的选择1?低压熔断器的选择(1)根据工作环境条件要求选择熔断器的型号；(2)熔断器额定电压应不低于保护线路的额定电压;(式 3-9)（3）熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，即IN.FUIN.FE2.熔体额定电流的选择（1）熔断器熔体额定电流IN.FE应不小于线路的计算电流lc,使熔体在线路正常工作时不至熔断，即IN.FEIC（式3-10）（2）熔体额定电流还应躲过尖峰电流Ipk

26、,由于尖峰电流持续时间很短，而熔体发热熔断需要一定的时间，因此，熔体的额定电流应满足下式条件IN.FEKIpk（式3-11）式中，K为小于1的计算系数，当熔断器用做单台电动机保护时，K的取值与熔断器特性及电动机启动情况有关，K的取值围见表3-3所示：表3-4系数K的取值围线路情况启动时间K值单台电动机3s以下0.25?0.353?8秒0.35?0.58s以上及频繁启动、反接制动0.5?0.6多台电动机按取大一台电动机启动情况0.5?1Ic与Ipk较接近时1（2）熔断器保护还应考虑与被保护线路配合，在被保护线路过负荷或短路时能得到可靠的保护，还应满足下式条件IN.FEKOLIal（式3-12）式

27、中，lai为绝缘导线和电缆的允许载流KOL为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷系数。当熔断器做短路保护时，绝缘导线和电缆的过负荷系数取2.5,明敷导线取1.5;当熔断器做过负荷保护时，各类导线的过负荷系数取0.8?1,对有爆炸危险场所的导线过负荷系数取下限值0.8。熔体额定电流，应同时满足式（3-10）?式（3-12）三个式子条件。3 .熔断器断流能力检验对限流式熔断器，只需满足条件I oc I ''(3)对非限流式熔断器应满足条件IocIs3)4 .前后级熔断器选择性的配合一般前级熔断器的熔体额定电流应比后级熔断器的熔体额定电流大2?3级。下面以站烃泵电机为例，选择熔断器及熔体的

28、额定电流。已知烃泵电机，UN380V,PN4kW,Ic6.08A,属轻载启动，起动电流为25.6A,启动时间为3秒以下。该电机采用RL1型熔断器做短路保护,线路最大短路电流为21Ka.选择熔断器及熔体的额定电流，并进行校验。解：选择熔体及熔断器额定电流IN.FEIc6.08AIN.FEKIpk0.325.6A7.68A根据上两式计算结果查表，选IN.FE10A。熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，查表选RL1-15型熔断器，其熔体额定电流为10A,熔断器额定电流为15A,最大断流能力为25kA03.4.3断路器的选择低压断路器：低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进

29、行失压、欠压、过载、和短路保护的电器0它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合01. 在选择低压断路器时应满足以下条件：(1) 低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；(2) 低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；(3) 低压断路器额定电流应不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；(4) 低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三线短路电流0对分断时间大于0.02s的万能式(DW型)断路器，按下式校验：IocIK(3

30、)(式3-13)对分断时间小于0.02s的塑壳式(DZ或其他型)断路器，按下式校验：(3)2.低压断路器脱扣器的选择应满足以下条件：（1）脱扣器额定电流的选择：过电流脱扣器额定电流IN.OR应不小于线路的计算电流Ic。（2）脱扣器动作电流的整定：瞬时过电流脱扣器动作电流IOP应躲过线路的尖峰电流IPK,即：IoPKrelIPK（式3-15）式中，Krei为可靠系数。对动作时间在0.02S以上的断路器，心弓I=1.35,对动作时间在0.02S以下的断路器，Krei=2?2.5。短延时过电流脱扣器动作电流Iop（S）也应躲过线路尖峰电流IPK,即0PKreiIPK（式3-16）式中，Krei为可靠

31、系数，可取1.2。长延时过电流脱扣器动作电流IOP只需用躲过线路的计算电流w即0PKrei1c（式3-17）式中Krei取1.1（3）过电流脱口器与配电线路的配合要求。低压断路器还需要考虑与配电线路的配合。一般低压断路器的额定电流应小于电线的额定载流M,大于电气回路的额定电流。为防止被保护线路因过负荷或短路故障引起导线或电缆的过热，其配合条件应满足：IOPKOLIai（式3-18）式中，lai为绝缘导线或电缆的允许载流M；Kol为导线或电缆允许的短时过负载系数。对瞬时和短延时过电流脱扣器Kol=4.5；对长延时过电流脱扣器Kol=1；对有爆炸气体区域的配电线路过电流脱扣器Kol=0.8.,如果

32、以上要求得不到满足时，可改选脱扣器的动作电流，或增大配电线路导线截面。3 .前后及低压断路器选择性的配合为了保证前后级断路器选择要求，在动作电流选择性配合时，前一级动作电流大于后以及动作电流的1.2倍，即Iop（1）1.2IOP（式3-19）在动作时间选择性配合时，如果后一级（靠近负载）采用瞬时过电流脱扣器，则前一级（靠近电源）要求采用短延时过电流脱扣器，如果前后级都采用短延时脱扣器，则前一级短延时时间应至少比后一级短延时时间大一级。由于低压断路器保护特性时间误差为20%30%,为防止误动作，应把前一级动作时间计入负误差（提前动作），后一级动作时间计入正误差（滞后动作），在这种情况下，仍要保证

33、前一级动作时间大于后一级动作时间，才能保证前后级断路器选择性配合。4 .本工程断路器的选择依据断路器的基本特点和要求，本设计的全部低压断路器均选用TCL 的TIB1-63D系列小型漏电断路器、及TIM1-125系列高分断型塑壳式断路器。(1) TIB1系列小型断路器，其额定电压：230V/400V，交流额定频率：50Hz/60Hz,脱扣特性：C、D,分断能力：C特性6000A(1-40A)、4500A(50-63A);D特性4500A(1-40A),适用25mm及以下导线，环境温度-5C至40C,应用适用于线路和电气设备的过载及短路保护，适用于商业、工业办公及民用配电系统。(2) TIM1-6

34、3D系列塑壳式断路器采用国际先进设计技术研制，根据IEC60947-2国际新标准的要求开发的新型断路器。其额定绝缘电压为800V,适用于额定工作电压690V及以下，交流50Hz,额定电流至630A的电路中作不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。该断路器具有过载、短路和欠压保护功能，能保护线路和电源设备不受损坏。4章电机控制电动机是以磁场为媒介将电能转化为机械能的电磁装置。电动机是工厂进行生产的直接动力来源，亦是电气控制系统中常用的用电设备，因此，电机的控制环节十分重要。4.1 电机的启动方式三相异步电动机可有直接起动（全压起动）、减压起动与软起动三种起动方法。目前，我国大部分工厂中的电机采用直接

35、启动，减压启动中的Y/控制启动、串接电抗器降压启动和自偶变压器降压启动。1. 直接起动直接起动，也就是全压起动，是一种操纵控制方便，维护简单，而且比较经济的起动方法。起动时，通过一些直接起动设备，把全部电源电压（即全压）直接加到电动机的定子绕组上，使电机在额定电压下进行启动。这时启动电流较大，可达额定电流的4-7倍，某些笼型异步电动机甚至可达8-12倍。直接启动线路是最简单的，但这种启动方法也有诸多不足。对于频繁启动的电动机，过大的启动电流造成电动机的发热，缩短电动机的使用寿命；同时电动机绕组在电动力的作用下，会发生变形，可能引起短路而烧毁电动机。所以主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角

36、度考虑，大于11kw的电动机不宜用此方法。2. Y/控制启动电机直接启动会产生很大的启动电流，造成电网电压下降甚至电机由于启动电流过大而烧毁，Y/起动方式将电机起动时接成Y形，以降低电机端电压，起动完后切换使电机运行于形接法。这种起动方式要求电机要有6个引出线，控制回路所需元件多，线路复杂且故障率高，起动转矩损失严重（仅为形接法的1/3）,所以只适于空载和轻载场所，满足中小容量无特殊要求的空载或轻载起动控制。3. 自耦变压器降压启动利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕

37、组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%，并且可以通过抽头调节起动转矩，至今仍被广泛应用。其缺点是质量大、体积大、价格高、维护检修费用高。本设计中生产区所用的烃泵电机与轴流风机电机单台容量分别为4kW和0.55kW,均属于小容量电机。从操作，维修等方面考虑，选择直接起动(全压启动)方式。4.2 电机的电路保护主回路的设计主要是完成电路的保护,所有交流电动机均应装设相间短路保护,同时本设计中的所有电机断电后的损失将比过载、低压时大,故只需再考虑断相保护。1. 每台电动机宜单独装设相间短路保护,并符合下列条件之一时,数台电动机可用一套短路保护电器：(1) 总计算电流不超过20A,且允许无

38、选择地切断的不重要负荷。(2) 工艺上密切相关的一组电动机,且允许同时启、停时。2. 短路保护器件宜采用熔断器或低压断路器的瞬动过电流脱扣器,必要时可采用瞬动元件的过电流继电器。保护器件的装设应符合下列要求：(1) 保护电路兼作接地故障保护时,应在每个不接点的相线上装设。(2) 仅作相间短路保护时,熔断器在每个不接地的相线上装设,断路器过电流脱扣器或继电器应至少在两相上装设。(3) 当只有另相上装设时,在有直接电气联系的同一网络中,保护器件应装设在相同的两相上。3. 交流电动机的断相保护,应按下列规定装设：(1) 连续运行的三相电动机,用熔断器保护时应装设断相保护,用低压短路器保护时,宜装设断

39、相保护。低压断路器兼作电动机控制电器,可不装设断相保护。(2) 短时工作制或断续周期工作制的电动机，功率不超过3KW的电动机，可不装设断相保护。(3) 由变频器供电的电动机，具有断相保护，可以不装设断相保护。遵循以上规定，本设计中采用熔断器、继电器作短路保护，断路器作断相保护。在本设计中短路保护兼作接地故障保护，故在每相线上均装设有熔断器和继电器。同时继电器还兼有控制电路运停的作用。以上两种电机控制回路的用到的控制元件有按钮开关、继电器、接触器、熔断器、信号灯。1. 按钮开关：通断小电流控制电路，发出主令控制信号。2. 继电器：是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。继电器通常触电点

40、容量较小，接在控制电路中，主要用于反应控制信号，是电气控制系统中的信号检测元件。继电器一个重要的参数是吸合时间和释放时间。吸合时间是从线圈接受电信号到衔铁完成吸合时所需的时间；释放时间是从线圈失电到衔铁完全释放时所需的时间。主要用到热继电器、时间继电器、中间继电器。热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，它在电路中用作三相异步电动机的过载保护。时间继电器是在敏感元件获得信号后，执行元件要延迟一段时间才动作的继电器。一般分为通电延时型和断电延时型，其基本工作原理是：当继电器的同步电动机通电后，通过减速齿轮带动动触点经一定延时与静触点闭合并送出信号。中间继电器通常用来放大信号，增加控制电路

41、中控制信号的数量，以及作为信号传递、连锁、转换以及隔离用。3. 接触器：接触器相对继电器触点容量较大，直接用于开、断主电路，是电气控制系统中的执行元件。4. 熔断器：是一种利用熔体的熔化作用而切断电路的、最初级的保护电器，适用于交流低压配电系统，作为线路的过负载及系统的短路保护用。5. 信号灯：用于指示有关照明，灯光信号，工作系统的技术状况，并对异常情况发出警报灯光信号和指示。4.3烃泵电机控制1.烃泵电机控制原理图。见图4-1所示：390V图4-1炫泵电机控制原理图2 .设备材料表。见表4-1所示:表4-1设备材料表序号符号名称型号及规格单位数量备注1QF1自动开关T旧1-63D/3P个1装

42、箱2KM1接触器TIC1-0925个1装箱3K1热继电器TIR1-0914个1装箱4FU1熔断器RL1-15/10个1装箱5S12、S14控制按钮LA51-2个1装机旁6S11、S13控制按钮LA10-2K个1装箱门7HR1信号灯AD1-25/11个1装箱门3 .控制原理根据控制原理图可知这是电动机长期单向运行宜接启停控制。S12S14和S11、S13分别为两组控制电机启停的按钮。合上电源开关QF1,引入电源，按下启动按钮S13或S14,KM1线圈通电，KM1的常开主触点闭合，电动机接通电源而启动。同时，与启动按钮并联的接触器的常开辅助触点闭合，完成自锁，信号灯HR1点亮，电动机连续运转；当要

43、求电动机停止时，按下停止按钮S11或S12,切断KM1线圈电路，KM1常开主触点和辅助触点均断开，分别切断电动机电源电路和自锁控制电路，信号灯熄灭，电动机停止转动。4.4轴流风机电机控制轴流风机，之所以称为“轴流式”，是因为气体平行于风机轴流动。轴流风机又叫局部通风机，是工厂企业常用的一种风机，它不同于一般的风机，它的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形，用于局部通风，安装方便，通风换气效果明显，安全，可以接风筒把风送到指定的区域。轴流式风机通常用在流M要求较高而压力要求较低的场合。1 .轴流风机控制原理图。见图4-2所示：FU图4-2 轴流风机控制原理图1K签尹2 .设备材料表。见表4

44、-2所示：表4-2设备材料表序号符号名称型号及规格单位数量备注1QF4自动开关TIB1-63D/3P个1装箱2KM4磁力启动器TIC1-0925个1装箱3K4热继电器TIR1-0907个1装箱4S41、S42按钮LA51-2个1装机旁5FU4熔断器RLI-15/10个1装箱3 .控制原理合上电源开关QS4引入电源，按下启动按钮S42,KM4线圈通电，KM4的常开主触点闭合，电动机接通电源而启动。同时，与启动按钮并联的接触器的常开辅助触点闭合，完成自锁，电动机连续运转；当要求电动机停止时，按下停止按钮S41,切断KM1线圈电路，KM4常开主触点和辅助触点均断开，分别切断电动机电源电路和自锁控制电

45、路，电动机停止转动。液化气的泄漏是难免的，当泄漏的气体浓度较大时，会有爆炸危险，所以当气体泄漏浓度达到一定值时，也需要在值班室报警。在液化气泄漏浓度较大的泵机间、灌瓶间和灌瓶残液回收间设置可燃气体浓度检测器探头，当探头周围可燃气体高于设定的接点报警值时，探头传感元件产生电压差，输入差分放大电路后，经A/D转换电路将模拟信号转为数字信号，送入仪表屏，从而触发接点继电器吸合。如图4-2中所示，启动按钮两端并有一接点继电器常开触点，当1k闭合，电动机便可通电运转。第5章电气照明电气照明是供配电系统中不可缺少的组成部分，照明设计是否合理，直接影响到产品质量、劳动生产率和工人的视力。所以合理的设计电气照

46、明有很大意义。5.1 电气照明概述照明分为自然照明和人工照明，而人工照明中应用最广泛的是电气照明5.1.1 照明方式分类按方式分类，照明可分为：一般照明、局部照明和混合照明。向无特1. 一般照明：它是指不考虑局部的特殊需要，对工作位置密度很大而对光照方殊要求的场所的照明。其特点是光线分布比较均匀，能使空间显得明亮宽敞。2 .局部照明：局限于特定工作部位的固定或移动的照明。其特点是能为特定的工作面提供更为集中的光线。3 .混合照明：一般照明与局部照明共同组成的照明，混合照明实质上是在一般照明的基础上，在需要另外提供光线的地方布置特殊的照明灯具。混合照明中一般照明的照度应不小于混合照明总照度的5%

47、-10%并且其最低照度不低于20lx。否则，过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大，亮度分布不适当而产生不应有的眩光。5.1.2照明的种类照明按其用途分为工作照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明等。1 .工作照明：正常工作时的室外照明。2 .应急照明：正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行或确保人员安全疏散使用的照明。3 .值班照明：大面积场所设置，非生产时间供值班人员使用的照明。4 .警卫照明：有警戒任务的场所，根据警戒围的要求设置的照明。5 .障碍照明：在高层建筑上或基建施工时，作为障碍标志的照明。5.2照度计算5.2.1 光源类型的选择各工作间灯具配置表

48、，见表5-1所示：表5-1灯具配置表灯具名称型号、编号容量（W/盏）数量灌瓶间防爆灯BAD52-L125gH1252灌瓶残液回收间防爆灯BAD52-L125gH1252泵机间防爆灯BAD52-L125gH1252水泵房三防灯GC9-100b1002门卫室荧光灯YJK-2/40402室外探照灯JLZ400-TO4002522照度计算照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源宜接投射到工作面上的光通M和经过室表面相互反射后再投射到工作面上的光通利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室。一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。1 .利用

49、系数：利用系数（用u）是投射到工作面上的光通M与自然光源发射出的光通M之比，可由式计算：ug/n（式5-1）式中，一一每盏灯发出的光通单位Im;n为灯的个数；e投射到工作面上的总光通单位Im。2 .利用系数的值可按墙壁和顶棚的反射的反射系数及房间的受照空间特征RCR来确定：RCR5hRc（lb）/lb（式5-2）式中，hRc为室空间图度；l为房间长度；b为房间宽度。当房间不是正四边形时，因为S墙=2hrlb;5地lb则式（式5-3）可改写为：RCR2.5S墙/S地（式5-3）3 .计算工作面上的平均照度当已知房间的长、宽、室空间高度、灯型及通光M时，平均照度如下式计算：Eavun.S（式5-4

50、）式中，n为灯的数S为受照工作面面积4 .计算工作面上的实际平均照度因为灯具旧脏污或被照场所的墙壁顶棚有污染的可能，所以工作面上的光通M有所减少，因此在计算实际照度时，要引入减光系数K（OvkV1）,因此工作面的实际平均照度为EavuKnS（式5-5）下面以灌瓶间为例，计算实际平均照度。灌瓶间长为6m宽为6m室空间高度为4m房间顶棚有效反射比c为50%墙壁有效反射比w为30%BAD52-L125Hg&爆灯（光源为125W高压汞灯）做灌瓶间一般照明。计算工作面上的实际平均照度。照度标准为75lx。解：查表可知这种灯具的最大高比为1.06,即1/hRc1.06,则灯具间的合理距离为:|1.06hrc1.0644.24m该布置方案的实际灯距为14m 4.24m所以满足要求。此时，灯具个数为6/6 66.71 .计算空间比RCRRCR5hRc(lb)/lb52 .确/£利用系数c 50%, w 30%,RCR6.7 时，u 0.563 .确定布置灯具的光通M查表可知，容M为125W勺高压汞灯的光通M为=4500lm 。4 .确定减光系数查表知，灌瓶间减光系数为0.7。5 .计算实际平均照度EavuKn/S0.560.724500/(66)98lx其照度标准为75lx，