工厂供电设计要点概论.pptx
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1、 工厂供电设计要点工厂供电设计要点 力诺太阳能电力工程有限公司力诺太阳能电力工程有限公司 夏征勇夏征勇 n电缆主要结构电缆主要结构n电缆型号、规格组成电缆型号、规格组成型号由型号由7 7部分组成:部分组成:1 1用途;用途;2 2绝缘层;绝缘层;3 3导体代号导体代号( (铜或铝铜或铝) );4 4保护层;保护层;5 5特征;特征;6 6铠装层;铠装层;7 7外护层。外护层。例如:例如:ZR-YJLVZR-YJLV2222,表示用途是阻燃、绝缘层是交联聚乙烯、导体是铝材、表示用途是阻燃、绝缘层是交联聚乙烯、导体是铝材、保护层是聚录乙烯、特征省略、铠装层是双钢带、外护层是聚乙烯。保护层是聚录乙烯
2、、特征省略、铠装层是双钢带、外护层是聚乙烯。规格由规格由3 3部分组成:部分组成:1 1耐压耐压( (相电压相电压/ /线电压线电压) );2 2芯数;芯数;3 3截面。截面。例如:例如:ZR-YJLVZR-YJLV2222-0.6/1 3-0.6/1 31501501 17070,表示绝缘,表示绝缘1KV1KV的线电压、的线电压、4 4芯、芯、其中其中3 3芯是截面芯是截面150150,1 1芯截面是芯截面是7070。n常用电缆常用电缆( (电线电线) )VVVV铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆VVVV22-22- -铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套双钢带铠装层聚
3、氯乙烯外护层电缆铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套双钢带铠装层聚氯乙烯外护层电缆ZRA-YJVZRA-YJV2222铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆YJYYJY2222-铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆KVV-KVV-聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆ZRC-KVVP22-0.45/0.75 10ZRC-KVVP22-0.45/0.75 101.51.5BVBV铜芯聚氯乙烯绝缘电线(俗称独股塑料硬铜线)铜芯聚氯乙烯绝缘电线(俗称独股塑料硬铜线)BVR-BVR-铜芯聚氯乙烯绝缘电线(俗称多股塑料软铜线)铜
4、芯聚氯乙烯绝缘电线(俗称多股塑料软铜线)注:阻燃电缆分注:阻燃电缆分A A、B B、C C,A A类阻燃性能最优。类阻燃性能最优。n电缆的温升电缆的温升曲线曲线1 1是导体通电流是导体通电流温度上升,温度上升,3 3倍倍稳定稳定曲线曲线2 2是导体停止通是导体停止通电流温度下降。电流温度下降。稳定温升稳定温升是根据电是根据电缆绝缘材质而定,缆绝缘材质而定,普通电缆一般普通电缆一般6565,交联电缆一般交联电缆一般9090n电缆的允许载流量电缆的允许载流量根据电流在该一种导体中产生的功率损耗根据电流在该一种导体中产生的功率损耗P PI IR R,此损耗使该导体发热,此损耗使该导体发热,如果周围环
5、境温度低于该导体发热温度,该导体就向周围散热。根据该导如果周围环境温度低于该导体发热温度,该导体就向周围散热。根据该导体能承受的最大电流,使该导体通过的电流固定在这个最大电流值,此时体能承受的最大电流,使该导体通过的电流固定在这个最大电流值,此时发热和散热处于平衡,这个最大电流就是该导体的允许载流量。见下式:发热和散热处于平衡,这个最大电流就是该导体的允许载流量。见下式: KsKs散热系数散热系数0.0150.030.0150.03,5050为界,大截面为界,大截面( (或室内或室内) )取小数,小截面取小数,小截面( (或室外或室外) )取大数。取大数。dd导线直径导线直径(d(d导线截面导
6、线截面5 54 4再开方再开方) )导体在允许温度时的电阻率导体在允许温度时的电阻率( (铜铜90-90-0.02260.0226,铜,铜65-65-0.0209)0.0209)t t1 1导体承受最大电流时的稳定温度导体承受最大电流时的稳定温度( (交联交联90 90 ,普通,普通65 65 )t t00周围环境温度周围环境温度( (一般从一般从15 40 15 40 ,间隔,间隔5 )5 )I I允许允许单芯电缆在计算公式各条件满足时的载流量单芯电缆在计算公式各条件满足时的载流量例如:例如:185185交联电缆在室内交联电缆在室内4040空气中的载流量空气中的载流量I=I=0.0150.0
7、15* *3.143.14* *15.215.2* *(90-4090-40) (4 4* *0.02260.0226)= =0.1480.148* *35123512* *50500.0904=536A0.0904=536A例如:例如:1616普通电缆在室外普通电缆在室外3535空气中的载流量空气中的载流量I=I=0.030.03* *3.143.14* *4.474.47* *(6565-35-35) (4 4* *0.02090.0209)= =0.2960.296* *8989* *30300.0836=97A0.0836=97A 结论:结论:1 1)以上经过公式推导说明电缆通过的额定
8、电流)以上经过公式推导说明电缆通过的额定电流( (允许最大电流允许最大电流) )与导线材质、与导线材质、导线粗细、导线散热系数、环境温度、以及导线最大允许温度密切相关。导线粗细、导线散热系数、环境温度、以及导线最大允许温度密切相关。2 2)以上计算公式只是单根电缆通过的额定电流,由于大部分电缆都是)以上计算公式只是单根电缆通过的额定电流,由于大部分电缆都是3535芯,因此多芯电缆实际通过的电流比公式计算结果小,芯,因此多芯电缆实际通过的电流比公式计算结果小,三芯电缆载流量一三芯电缆载流量一般是单芯电缆的般是单芯电缆的0.70.7倍左右。倍左右。3 3)设计选择电缆载流量要按照:)设计选择电缆载
9、流量要按照:I I设计设计 I I电缆允许电缆允许 低压断路器又称塑壳断路器、框架断路器、空气断路器、自动开关、微断,低压断路器又称塑壳断路器、框架断路器、空气断路器、自动开关、微断,无论哪种,结构大体如右图:无论哪种,结构大体如右图:短路时过流脱扣动作,短路短路时过流脱扣动作,短路电流动作大小调整吸力弹簧电流动作大小调整吸力弹簧过载时热脱扣动作,过载倍过载时热脱扣动作,过载倍数调整热金属片整定螺钉数调整热金属片整定螺钉电源电压降低或消失时失压电源电压降低或消失时失压脱扣动作,电压降低百分数脱扣动作,电压降低百分数调整失压弹簧调整失压弹簧远方跳闸分励脱扣动作远方跳闸分励脱扣动作 n过流脱扣器的
10、调整过流脱扣器的调整长延时脱扣,保护线路一般有长延时脱扣,保护线路一般有1 1、1.31.3、2 2、3 3倍额定电流,保护电动机有倍额定电流,保护电动机有6 6倍额定电流,还可有更长时间倍数的,脱扣时间与电流倍数曲线如下图:倍额定电流,还可有更长时间倍数的,脱扣时间与电流倍数曲线如下图: n保护线路长延时脱扣器动作电流特性保护线路长延时脱扣器动作电流特性 实际电流实际电流/ /整定电流整定电流100A100A以下断路器以下断路器100A100A以上断路器以上断路器 1.0 1.0不动作不动作不动作不动作 1.3 1.3小于小于1 1小时小时小于小于1 1小时小时 2.0 2.0小于小于4 4
11、分钟分钟小于小于1010分钟分钟 3.0 3.0瞬动,瞬动,1 1或或3 3秒返回秒返回瞬动,瞬动,3 3或或8 8秒返回秒返回短延时脱扣,延时时间有短延时脱扣,延时时间有3 3档,档,0.10.1秒、秒、0.20.2秒、秒、0.40.4秒。秒。2500A2500A及以上的及以上的断路器,设置电流倍数一般在断路器,设置电流倍数一般在310310倍,无反时限。倍,无反时限。瞬时脱扣器,动作时间极短,不会超过瞬时脱扣器,动作时间极短,不会超过0.10.1秒,短路电流倍数有秒,短路电流倍数有6 6倍、倍、1010倍,发生大的短路电流瞬间跳闸。倍,发生大的短路电流瞬间跳闸。注:长延时、短延时、瞬时构成
12、三段式脱扣器,见下图。注:长延时、短延时、瞬时构成三段式脱扣器,见下图。n三段式脱扣曲线图三段式脱扣曲线图第一段,长延时,最短第一段,长延时,最短1 1秒,电流倍数秒,电流倍数3 3倍之内,倍之内,脱扣时间与电流形成反时脱扣时间与电流形成反时限。限。第二段,短延时,在第二段,短延时,在3636倍电流区间,开关按照人为倍电流区间,开关按照人为调整时间调整时间0.10.1、0.20.2、0.40.4秒秒跳闸。跳闸。第三段,瞬时,大于第三段,瞬时,大于6 6倍额倍额定电流开关立即跳闸,动作时间不会大于定电流开关立即跳闸,动作时间不会大于0.10.1秒。秒。 将低压断路器的电磁脱扣、热脱扣、失压脱扣、
13、分励脱扣全部去掉,仅保将低压断路器的电磁脱扣、热脱扣、失压脱扣、分励脱扣全部去掉,仅保留主触头灭弧,就成为负荷开关,如下图:留主触头灭弧,就成为负荷开关,如下图:负荷开关仅能闭合负荷开关仅能闭合/ /切除工作中的切除工作中的负荷电流,不能切除短路电流。负荷电流,不能切除短路电流。负荷开关可以与熔断器配合构成负荷开关可以与熔断器配合构成与断路器相同的作用且价格相对比与断路器相同的作用且价格相对比断路器便宜,但不如断路器灵活方断路器便宜,但不如断路器灵活方便。便。 刀开关没有灭弧装置,只能切断电压回路,不能切断电流回路,其作用主刀开关没有灭弧装置,只能切断电压回路,不能切断电流回路,其作用主要是给
14、人一个明显可见的断开点,在心理上有安全感。刀开关一般安装在要是给人一个明显可见的断开点,在心理上有安全感。刀开关一般安装在断路器或熔断器的上部电源侧,断路器或熔断器的上部电源侧,刀开关绝刀开关绝不能带负荷拉合闸,不能带负荷拉合闸,刀开关又称隔离开关。刀开关又称隔离开关。 n熔断器的结构,见右图,主要有熔断器的结构,见右图,主要有熔管、熔丝二部分组成,为熄灭电熔管、熔丝二部分组成,为熄灭电弧,熔管内可装石英砂等。在此结弧,熔管内可装石英砂等。在此结构基础上还有安装熔断器的底座。构基础上还有安装熔断器的底座。n熔丝金属有二种:一种是高导电率金属,如铜或银制成,截面较小,称熔丝金属有二种:一种是高导
15、电率金属,如铜或银制成,截面较小,称为小热容量熔断器;另一种是电阻率较大金属,如铅、铅锡合金、锌制成,为小热容量熔断器;另一种是电阻率较大金属,如铅、铅锡合金、锌制成,截面较大,称为大热容量熔断器。截面较大,称为大热容量熔断器。n国产熔断器型号主要有:瓷插入式国产熔断器型号主要有:瓷插入式-RC1A-RC1A,最大,最大200A200A;螺旋式;螺旋式-RL1-RL1,一般不超过一般不超过60A60A;密封管式;密封管式-RM10-RM10,最大可到,最大可到600A600A,断流能力高,性能好;,断流能力高,性能好;填充料式填充料式-RTO-RTO,最大可到,最大可到1000A1000A,断
16、流能力高,性能很好。,断流能力高,性能很好。 n熔断器的安熔断器的安- -秒特性秒特性Is-Is-熔断器的界限电流熔断器的界限电流Ie-Ie-熔断器的额定电流熔断器的额定电流由于熔断器的安由于熔断器的安- -秒特性秒特性不稳定不稳定( (图中两条曲线图中两条曲线) ),因此因此Is/Ie1Is/Ie1,一般情,一般情况况10A10A以内以内Is/IeIs/Ie1.51.5;10A25A10A25A,Is/IeIs/Ie1.41.4;35A35A以上,以上,Is/IeIs/Ie1.31.3 n熔断器的选择熔断器的选择熔断器的额定电流熔断器的额定电流IeIe线路计算电流线路计算电流IjsIjs。如
17、果是电动机,还要考虑躲开最大启动电流,如果是电动机,还要考虑躲开最大启动电流,IeIqd/IeIqd/,( (取取24)24)。上下级熔丝电流配合,如果上级是干线,下级是支线,一般情况是上级是上下级熔丝电流配合,如果上级是干线,下级是支线,一般情况是上级是下级最大支线的下级最大支线的2 23 3倍。例如:有一条干线下面有三条支线,熔丝分别是倍。例如:有一条干线下面有三条支线,熔丝分别是50A50A、80A80A、120A120A,求干线熔丝。解:三条支线总电流是,求干线熔丝。解:三条支线总电流是50+80+120=250A50+80+120=250A,250A/120A=2.1250A/120
18、A=2.1倍,干线就取倍,干线就取250A250A熔丝,既满足三条支线电流保护,又满足熔丝,既满足三条支线电流保护,又满足120A120A支线短路不越级熔断干线熔丝。又如:支线短路不越级熔断干线熔丝。又如:1616路汇流箱,每路电流路汇流箱,每路电流5.15A5.15A,1616* *5.15=82.4A5.15=82.4A,汇流箱总熔断丝取,汇流箱总熔断丝取100A100A,1010个汇流箱再接到逆变器,在逆个汇流箱再接到逆变器,在逆变器用熔断器保护,变器用熔断器保护,82.482.4* *10=824A10=824A,选择,选择RTO-1000,RTO-1000,熔丝熔丝900A900A。
19、 n电流互感器(电流互感器(CTCT、TATA)原理)原理根据右手螺旋定则,一次电流从电流互感器根据右手螺旋定则,一次电流从电流互感器初级流入,二次电流从次级流出,流入和初级流入,二次电流从次级流出,流入和 流流出端称为出端称为“同名端同名端”,用黑圆圈表示,如右,用黑圆圈表示,如右图所示。图所示。无论是电流表还是电度表,接线时应注意电无论是电流表还是电度表,接线时应注意电流互感器的极性流互感器的极性( (同名端同名端) )。电流互感器一次电流有电流互感器一次电流有5A5A、10A10A、15A15A、20A20A、30A30A、40A40A、50A50A、75A75A、100A100A、15
20、0A150A、200A200A、300A300A、400A400A、500A500A、600A600A、800A800A、1000A1000A、1250A1250A、1600A1600A、2000A2000A、2500A2500A、3000A3000A、3150A3150A电流互感器二次电流有电流互感器二次电流有5A5A、1A1A n电流互感器准确度等级(测量误差):电流互感器准确度等级(测量误差):0.1/0.1/试验室、试验室、0.2/0.2/电度表、电度表、0.5/0.5/电流表、电流表、1/1/电流表、电流表、3/3/保护、保护、TP(TP(暂态保护用暂态保护用) )、P P(稳态保护
21、用)常用有(稳态保护用)常用有5PXX5PXX、10PXX10PXX,前者为误差,前者为误差5%5%,后者为,后者为10%10%,P-P-保护,后面保护,后面XXXX为准确限为准确限值系数。值系数。例如:某线路电流互感器例如:某线路电流互感器300/5300/5,已知该线路某点短路电流,已知该线路某点短路电流4800A4800A,如选用,如选用5P105P10电流互感器是否满足保护要求?解:电流互感器是否满足保护要求?解:300A300A* *10=3000A10=3000A,不满足,如果用,不满足,如果用5P20,300A5P20,300A* *20=6000A20=6000A,满足要求。,
22、满足要求。电流互感器与电能表精度匹配一般有:有功电度表电流互感器与电能表精度匹配一般有:有功电度表0.2S0.2S或或0.5S0.5S配配0.20.2互感互感器;有功电度表器;有功电度表1 1级配级配0.50.5互感器。互感器。 电流互感器结构形式有:母线式,贯穿式,穿墙式,支柱式等电流互感器结构形式有:母线式,贯穿式,穿墙式,支柱式等型号代表及意义:例如,型号代表及意义:例如,LZZBJ9-10LZZBJ9-10,第一个字母,第一个字母L L电流互感器;第二个字电流互感器;第二个字母母Z Z支柱;第三个字母支柱;第三个字母Z Z浇注绝缘;第四个字母浇注绝缘;第四个字母B B带有保护级;第五个
23、字母带有保护级;第五个字母J J加强型;加强型;9 9设计序号;设计序号;1010电压等级电压等级 n电压互感器(电压互感器(PTPT、TVTV)原理)原理( (下图以三相五柱式为例下图以三相五柱式为例) )为隔离高压电,为隔离高压电,电压互感器一般电压互感器一般都用于都用于10KV10KV及以及以上,大部分以左上,大部分以左图为多。图为多。A A、B B、C C接高压。接高压。a a、b b、c c接测量接测量或保护设备,电压一般为或保护设备,电压一般为100V100V、100/3V100/3V、100/3V100/3V。a a0 0、x x0 0接保护用继电器,正常时三相电压对称,电压之和
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