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一、电机功率与配线直径计算+ y8 {! a. z" e8 W% L) \+ p4 E$ B. d3 J7 ^
首先要计算100KW负荷的线电流。" e7 `; W2 r8 v9 ~+ H. @1 }9 E8 o. L: c5 M) ?
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。( W5 R1 V9 T2 j
1 E) C# J. h4 n& k由三相电路功率公式可推出:+ t, ?1 p3 F8 l8 i3 L% [2 W3 d8 k, _' r
线电流公式:I=P/1.732Ucosφ, T) K3 F1 c' I: |, s/ v+ A: h# g5 A, q* a/ e) V ^5 ]
# J. `- |$ I% U8 k! ^" Z. `$ Q) c+ b
$ }" o9 l$ [/ |, n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:
% w4 G# ?6 ^* [8 Q. ^6 WI=P/1.732Ucosφ=100000/1.732*380*0.8=100000/526.53=190A1 s0 }3 e7 K- J2 y; L
& I( x9 N" ?. ~8 W! f9 D
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还要根据负载的性质和数量修正电流值。
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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。# G7 V e+ p' \! \% X+ F- i; p2 T' b1 T
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# T3 ~5 }2 |8 t3 I$ K5 `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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! g6 D$ F: F+ p0 F1 x; a1 M导线选择:8 u5 H$ O o; u9 A$ X" B; S9 i) T( T! L& \6 w; G& H( G, e
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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$ ~% ]: y, n b. @5 X- Q变压器选择:
5 h" X$ ? X5 c1 y5 M. S, Z2 p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, N r# B9 p" F1 |
7 l4 u6 Y. X) @$ { m" U8 d/ T C: \6 J# Z% P8 w" }/ C% u' ^! ?0 ~
选择大于125KVA的变压器就可以了。) t& V. e( B! J3 N& U( \
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& |- W# J8 k: G Z% u& u- I E0 `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。2 k* h9 `6 q9 S8 N
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. `7 s. s% Y5 x4 a5 A- h5 r- t3 R: `. O% h B1 r0 f8 w' L6 u
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4 s. \8 }9 R) I+ F: {6 x( X, E
' }5 w1 s+ J/ O! d' }. S$ E
' [5 ]' q- n% l$ ^ c' u
(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)213A H C, @* t2 T+ H8 q
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二、根据功率配电缆的简易计算 ) }* W0 R# \* P/ x/ y: I4 A% H- u; @: @. R6 n; p
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?4 w- T4 t; [2 w1 O) @- {, A: Y0 v3 T8 q7 W) w6 J. k
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7 _7 s. a6 N1 ^9 j5 y(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2 L6 P/ T. T$ \3 N% R& g. f) E
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: N9 s+ L! _4 N/ ^1 C+ ?4 z2 ]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0.80 N+ j. Z2 r0 a
( U7 E- Z+ i7 @$ s: O+ f9 Z6 B1 ]) n! t0 F/ b) ]$ j0 b* N: t, E8 S. n0 }
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: d. P' L6 w0 k3 v& c+ G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
) s! f8 u i% n估算口诀:) W6 g+ x" v3 i3 q, Q
\; l# e- `- _# o" b' W3 R二点五下乘以九,往上减一顺号走。
' P5 V! C4 ^$ ~1 H三十五乘三点五,双双成组减点五。, R1 q( D2 x' m; m$ c
条件有变加折算,高温九折铜升级。" C. M" J s) i$ h
0 P* i; w6 C7 p- g" J穿管根数二三四,八七六折满载流。1 }( w' s7 K: r0 b0 C
3 _" m" ?/ C9 v说明:
9 z9 M- O$ C" e T4 z% T6 d(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。$ ?9 d8 ]0 [3 c, {( j
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倍数随截面的增大而减小。
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* P, h. e# N( Z6 T" {# t! _, x"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。) b6 R0 F( }% v& i' V! ~* q
- p& L+ z& L4 q6 J; T0 V+ u& E! Z# Z" P7 ?# q& ?/ f+ v
& Z+ O+ d( z. N/ I7 l3 H, W( g( l! U" I! D, H, f" i; l' u5 W) B0 T8 Z% E1 M' Y
"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’' {- o9 z3 v; ^+ I0 o8 ?5 \1 h+ G7 g/ f3 h, A' n
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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。$ w) o' k" Q: n" X4 b N, r, ~1 R
/ X$ I, \) i; I4 C" j7 ]. O& b% A- w( F3 c }2 T2 h7 H, @. x6 L1 G( [+ J. o2 J' k- ]
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"条件有变加折算,高温九折铜升级"。9 }. \% s; b* X0 S' a
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& o; |- `0 v4 Y) h$ o6 O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。; |% q4 y( i8 c% u* H1 C% Q @: \
3 x) z8 v8 j; ]8 S# w; T7 X( f8 R# C b0 p. u5 w+ Q
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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;9 @. O4 w- R) I4 T0 a# F7 `$ Z$ t3 x: @0 Y; B
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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。" j$ j4 }' T0 j: E1 V" J4 z
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, q/ v7 |- p' x# u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% k! A2 j1 P$ g4 F7 Q% \- G% z5 j5 Z! |4 L1 N$ a# s0 b
, [6 z% ^7 g$ r! b4 ^2 o! w
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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8 A) r4 N: l' I$ d; ]/ `' |: Q1 }. u+ W7 @
+ s0 q r& G$ `9 U `9 R9 w% O* D) \% }9 J# J- I: O! N7 b7 y( g2 _1 _
R线=△U/I=20/73=0.27Ω; O# a" y9 V% T5 ^2 u; k4 A' b
) Z1 G `* S+ z- [& r# U4 K" W
. W9 p# K6 ]% n7 Q% b
由R线=ΡL/S,算出导线横截面积:S=ΡL/R线8 y1 b6 d3 J2 \6 l! T" c4 s+ L' ` |0 ~! y* U4 T# ^5 A9 \) y
=0.0175×400/0.27Ω=24.62mm平方% R' S7 V/ S8 G5 ]0 t+ L& X' H4 w! m# d* G) t B2 |
结论:应选25平方的铜电缆, s! U F+ L. c2 |! c; G
: x4 {6 e* w+ `: ]# o; r" h三、如何选用断路器,热继电器2 w! B8 H8 h" j; z9 t) e/ O; ?# q1 P) u. C# t
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。3 ^& X9 Q; B3 r: o( F
* n! l5 O; T# a, a
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。! {1 F ~' i. G1 \2 |: I
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8 V0 i7 X/ q- s! @: k! P+ L: K: q8 l: \- {) {* h; \ {
三相二百二电机,千瓦三点五安培。& u3 G( ~" \9 S2 P; t
, O% s: @5 ?: t+ h: m, Y2 U常用三百八电机,一个千瓦两安培。8 n! I* h0 J- N
* u) n# o" j6 L x" s* z/ g低压六百六电机,千瓦一点二安培。 O8 _# p: @3 _
高压三千伏电机,四个千瓦一安培。5 F, v2 |/ O1 U! F" i5 e* y# l
W _. c) k. D( o4 K9 U# [高压六千伏电机,八个千瓦一安培。3 U! \4 p1 k% X4 u, d* g
9 q( G; Q6 r' R, n" ?1 u9 n4 w, e' { F3 e# h( ?: [
5 C+ E# x# M/ ^) J2 V6 }. ^, {2 u4 _3 [& p
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。5 V" P) `* b, X6 J0 J% v
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T) E* D X* A" V/ \; K$ C f! U$ Y* Y" U( h
1.断路器:: P; ^2 p" {* p" R% n6 P
一般选用其额定电流1.5-2.5倍,常用DZ47-6032A,; d8 A$ i! B# e# [( f
. W4 i) `5 a4 K: m) P/ ^/ E$ l% L$ m2.电线:. r! e% o7 W" z# D7 E7 n8 p: {6 M3 @1 T$ P6 {' t% W1 G
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。
4 g5 R% T' v, A. f3.交流接触器:
# ?* s; f" }# g0 j8 a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。6 a/ I; Y+ T) y8 F# }1 f' p% M: R" Y# C) j
4.热继电器
& c( S8 j1 F$ c9 ~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。; O5 J/ `6 G" I, u5 k) n/ {& a" ]/ ?. T1 y- h; q. L8 y; p
(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。
, f0 s& e9 \: Q; s3 o" u(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)7 g2 x/ H9 B! B5 z" Q
(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)$ |+ _) e, {, V O
" J& B: U d) M4 O2 `9 w: }(4)120平方以上的大电缆的电流密度要更低一些8 N: P `; J3 `$ ~+ x% N
3 ]& [8 m9 Q. \8 t& u四、小结: l& ?! C" C* E* u
断路器选择:
! m( m/ S/ R: }3 b3 R6 E$ 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。
4 S' T* I2 y8 {# i% v8 v% b热继电器的整定值是电机额定电流是1.1倍。# T! z% E7 R7 c4 Z1 X+ ?# m. h+ n5 }$ G. n3 R
交流接触器:# x! S, D. e" f' T3 z& l3 p) o9 v
交流接触器选择是电机流的2.5倍。
/ B3 p- g7 E2 b7 K T+ S! u0 ^' X( `这样可以保证长期频繁工4 b9 a2 H0 Z6 l8 Z
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