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一、电机功率与配线直径计算
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- u2 E3 z0 {0 k7 ^. a; V9 Y首先要计算100KW负荷的线电流。# `' P9 `* h8 K) X8 U$ \7 l
. V9 T- d+ o3 g+ E& c% {- \0 p0 b+ F/ F5 J7 x5 L
: z4 ^) o: s8 } p
5 V1 k1 g4 W/ k! V* B" k" R对于三相平衡电路而言,三相电路功率的计算公式是:P=1.732IUcosφ。4 |& y, Y) [2 g1 Y0 a
. \& U% v& ?& I6 }3 r5 h c- f2 N+ K) z/ O# y# q7 o$ A t7 O, `: @
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1 g# ^: Q$ z4 f, w' d8 l6 [由三相电路功率公式可推出:" y. u. p3 u; ]" v: V# V$ Y! U4 n% ^
线电流公式:I=P/1.732Ucosφ7 `; n7 ^" w% p. }4 i! I; ~
+ Z4 _6 \& e7 G. z- a" E' ?6 T3 z, O4 h$ g J7 C6 c+ Y) O1 u: L d) \7 \+ X
) ]$ z+ b8 a; `( k4 D
4 G8 F* g- o. k5 {, |+ y0 O! ]8 W& ]9 G
式中:P为电路功率,U为线电压,三相是380V,cosφ是感性负载功率因素,一般综合取0.8你的100KW负载的线电流:
5 Z4 K4 ]3 o/ S" o, g" ] zI=P/1.732Ucosφ=100000/1.732*380*0.8=100000/526.53=190A
' C2 _) D4 C/ F/ Y% t2 P, O; c5 D: Z( j9 Q: `2 S
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还要根据负载的性质和数量修正电流值。% M) s& X/ G0 ^. H" K/ v7 `2 B0 f( r+ u
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" S2 h% k. x P7 H2 X0 o如果负载中大电机机多,由于电机的启动电流很大,是工作电流的4到7倍,所以还要考虑电机的启动电流,但启动电流的时间不是很长,一般在选择导线时只按1.3到1.7的系数考虑。 C P. X! T" o! ], z
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# u6 [; a* q. \' x" v若取1.5,那么电流就是285A。如果60KW负载中数量多,大家不是同时使用,可以取使用系数为0.5到0.8,这里取0.8,电流就为228A。就可以按这个电流选择导线、空开、接触器、热继电器等设备。所以计算电流的步骤是不能省略。
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导线选择:/ ^6 b% @- g1 W& C* y
根据某电线厂家的电线允许载流量表,选用50平方的铜芯橡皮电线,或者选70平方的铜芯塑料电线。
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变压器选择:* g* f. L% _6 w0 P; U
变压器选择也有很多条件,这里就简单的用总容量除以功率因素再取整。S=P/cosφ=100/0.8=125KVA" }" R2 @3 p* @/ P; L6 u0 D. Z: ~. @1 w) d: \2 B- P; ] }
# ~2 @% Z! N& b. m- s选择大于125KVA的变压器就可以了。. \( R t- ?1 [& m6 c, o
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50平方的铜芯电缆能承受多少电流也要看敷设方式和环境温度,还有电缆的结构类型等因素。4 X7 `. E; N& ?
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50平方10/35KV交联聚乙烯绝缘电缆长期允许载流量空气敷设长期允许载流量
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2 j% e* c+ q6 M( d+ w1 [ X# ]
; P! K1 A! I; x) A! z2 F9 W c( Q(10KV三芯电缆)231A(35KV单芯电缆)260A直埋敷设长期允许载流量(土壤热阻系数100°C.cm/W)(10KV三芯电缆)217A(35KV单芯电缆)213A1 U1 Z5 a. u5 G5 m
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二、根据功率配电缆的简易计算& C" ]* x$ Y0 q' Z0 ]& |/ U6 \& n6 i5 _
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已知电机的额定功率为22KW,额定电压为380V变压器距井场400米,试问配很截面积多大的电缆线?; K5 c. P6 a0 ]3 X, y% T- ?* f- B
+ u; ~2 `( J( C$ u* H* q$ W8 e% s, w' ^
" K; ~ R9 \* M5 b n$ S# w(铜的电阻率Ρ取0.0175)(一)有额定容量算出电机在额定功率下的额定电流
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; I, w2 b H- T' ?( w5 v& r
解:由P=S×COSφ得S=P/COSφ=22/0.8=27.5KVA其P为额定功率,COSφ为功率因数,按电机名牌取0.84 O% v+ n2 ?3 z' G5 z3 v8 {5 q8 j2 U
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F8 w; S) P0 U/ S3 F9 g! j+ V9 ^) g+ U- s$ z$ y$ U" z4 t
有S=I×U算出在额定功率下的额定电流I=S/U=27500/380=73A由计算口诀得; ?5 I/ @' q$ c Y+ ?7 O3 ?6 D% ~
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N: p9 Q6 B2 e" K估算口诀:
# ~$ s6 e1 Q0 u9 r+ y6 `3 G二点五下乘以九,往上减一顺号走。8 x+ f/ X5 ^5 N0 ^* f& Z& F9 ^ m+ Y% \8 z& P0 I
三十五乘三点五,双双成组减点五。
3 O, Y$ e/ _2 r. k条件有变加折算,高温九折铜升级。; l2 N. c7 @( ]: d
穿管根数二三四,八七六折满载流。) F0 k/ t) Q4 B" ^. I, {( M
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说明:
! G4 h( p3 v9 l% F9 S(1)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。4 ]* e2 H! q% H( e- `, ]3 Q9 ?0 C
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倍数随截面的增大而减小。8 Q: A7 {" i6 ~3 M5 _4 v
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"二点五下乘以九,往上减一顺号走"说的是2.5mm’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2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。从4mm’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。
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1 I3 g% S% i5 f& c/ i5 q; \, w"三十五乘三点五,双双成组减点五",说的是35mm"的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。从50mm’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、70mm’# G+ l( Y v6 \# s/ n4 W% n' l" I; L& W8 U# H8 I
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/ r" z2 E6 `% f# ^导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm"导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。5 p& _( |7 t, G+ Y! Z% t( s$ ]% M5 x- b
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, X1 E7 u3 x- ^5 Q, g: M, h$ C8 f, L1 G1 f$ q1 @6 @8 I* c8 m
"条件有变加折算,高温九折铜升级"。
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8 `% m. x+ Q/ O3 T6 ~6 n3 z上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。6 i1 D0 ~2 [1 ` V: @0 m3 ^% C
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+ U) \$ ]6 w/ c若铝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;% }) F% T& l s- P4 Z& O3 o0 i- J2 U+ B) B9 l* _7 D
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当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略大一些,可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。$ H. ~. Z8 U; E
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如16mm’铜线的载流量,可按25mm2铝线计算16×5=80可知选用16平方的合适+ b6 w+ w2 p5 x+ ^. s: D% `$ W
9 H/ C4 ]1 W5 j% W5 g6 {! P0 g/ z3 [8 d5 j
$ S% u) b8 M d1 _% [( N再由允许压降算导线横截面积电机允许最低工作电压为此360V,变压器的副边电压为380V,在额定功率下允许的最大压降为为△U为20V,在额定功率下允许的电阻为2 O5 P( v7 d% k: }' Y/ A# @. d0 u+ m9 |
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R线=△U/I=20/73=0.27Ω
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由R线=ΡL/S,算出导线横截面积:S=ΡL/R线1 w+ J' J# P( m: P) W
# G* Z6 a' y& `) W% k6 f=0.0175×400/0.27Ω=24.62mm平方1 X# U k% C6 W
% |2 A: f) ]+ ?; a9 _! q结论:应选25平方的铜电缆
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2 Z% G' |3 \* x+ o! n% c三、如何选用断路器,热继电器1 w, G# p% k0 g, [: a$ U! J/ c+ W6 ?5 Y) c3 R0 B5 a- r
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5 P( n8 V/ Y0 a; W' ~怎么根据电流来选择多大截面积的电缆,我们选择的电缆为铜芯电缆。
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2 G5 U9 e, o! D- G1 L我们举例说明,我们要给一台18.5KW的电机配线,可以算出它的额定电流为37A,也是根据经验1平方毫米铜线可以通过4~6A的电流,我们取其中间值5A,那么电缆线的截面积应为37/5=6.4平方毫米。我们的标准电缆有6平方毫米和平共10平方毫米的,为了保证可靠性,我们选择10平方的电缆。其实具体选择中我们也可能会选择6平方的,这要综合考虑,负载工作时消耗的功率是多大,如果只有额定的60%不到的话,可以这样选择,如果基本上要工作在额定功率附近,那只能选择10平方的电缆了。
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# S! V t/ f1 P! v$ d& Z如何根据电机的功率,考虑电机的额定电压,电流配线,选用断路器,热继电器
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三相二百二电机,千瓦三点五安培。- A' `8 f; t( \$ O& D
0 R+ D1 s1 W9 e, M" {8 E常用三百八电机,一个千瓦两安培。3 R- @0 x: n, [* N+ z x
低压六百六电机,千瓦一点二安培。: q: \0 R! w/ X0 \: |9 Y
高压三千伏电机,四个千瓦一安培。( R* m% J4 z& { Q" @% y, a0 F/ q
高压六千伏电机,八个千瓦一安培。2 u5 A# Y- j3 X* N0 P: _3 K
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1 A& w8 Z9 N- X一台三相电机,除知道其额定电压以外,还必须知道其额定功率及额定电流,比如:一台三相异步电机,7.5KW,4极(常用一般有2、4、6级,级数不一样,其额定电流也有区别),其额定电路约为15A。
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$ c5 W0 _9 Z4 _& H4 z7 P- H: A1、断路器:+ G1 Q8 ^' m2 ~* w4 y
$ T1 G! G, A) L5 R. B一般选用其额定电流1.5-2.5倍,常用DZ47-6032A
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2、电线:
9 f) u' w' b+ m根据电机的额定电流15A,选择合适载流量的电线,如果电机频繁启动,选相对粗一点的线,反之可以相对细一点,载流量有相关计算口决,这里我们选择4平方。
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9 m+ e& J& k8 u4 [% A) b% i2 `; s3、交流接触器:
9 ]3 J# E9 S5 x" ~% x根据电机功率选择合适大小就行,1.5-2.5倍,一般其选型手册上有型号,这里我们选择正泰CJX2--2510,还得注意辅助触点的匹配,不要到时候买回来辅助触点不够用。
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3 @0 I) M% e N# c8 ?" q w4、热继电器+ h/ H, g( l w- g5 e% d
3 x# v7 F4 f* R1 z& g其整定电流都是可以调整,一般调至电机额定电流1-1.2倍。/ k/ a, I0 u8 y& M. W( s
, _3 P+ b% z+ @1 l) W) D(1)多台电机配导线:把电机的总功率相加乘以2是它们的总电流。1 H$ m3 N+ s2 l- @( P
+ i: J# N7 D% \3 O9 n(2)在线路50米以内导线截面是:总电流除4.(再适当放一点余量)6 _9 t3 l( G9 W* l7 M m
" t% y8 O1 X( K(3)线路长越过50米外导线截面:总电流除3.(再适当放一点途量)/ F7 x ]; R. i9 u, B" y" O; _- ?5 r
(4)120平方以上的大电缆的电流密度要更低一些" I3 K# G5 t5 u4 J& C% [3 [7 J- V4 O; _7 X
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7 e: }) h, A! n* E2 k四、小结# Q0 j% L9 m' b% k* e+ z. I1 F8 c: g; S6 M! |: g/ g2 x
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断路器选择:! {( `( F) P9 j X J
6 v% K, {0 g. M2 Z% h电机的额定电流乘以2.5倍,整定电流是电机的1.5倍就可以了,这样保证频繁启动,也保证短路动作灵敏。: d7 V6 O: `3 R/ d; x' f& _) a/ g0 g
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热继电器的整定值是电机额定电流是1.1倍。
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( D( e7 n1 g) a9 G
' z; x, W' k4 q交流接触器:8 P8 q, S2 { c m3 d
交流接触器选择是电机流的2.5倍。
0 M! \9 S- b. t) S这样可以保证长期频繁工作8 j8 x! C9 }. a& N
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