通用用电设备配电设计

注册电气考试系列讲座---通用用电设备配电设计一、电动机1、3～10kV异步电动机和同步电动机的保护和二次回路，应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的规定。异步电动机和同步电动机的开关设备和导体选择，应符合现行国家标准《3～110kV高压配电装置设计规范》的规定。2、电动机类型的选择，应符合下列规定：（1）机械对起动、调速及制动无特殊要求时，应采用笼型电动机，但功率较大且连续工作的机械，当在技术经济上合理时，宜采用同步电动机。（2）符合下列情况之一时，宜采用绕线转子电动机：1）.重载起动的机械，选用笼型电动机不能满足起动要求或加大功率不合理时；2）.调速范围不大的机械，且低速运行时间较短时。（3）机械对起动、调速及制动有特殊要求时，电动机类型及其调速方式应根据技术经济比较确定。在交流电动机不能满足机械要求的特性时，宜采用直流电动机；交流电源消失后必须工作的应急机组，亦可采用直流电动机。变负载运行的风机和泵类机械，当技术经济上合理时，应采用调速装置，并应选用相应类型的电动机。3、电动机的起动（1）电动机起动时，其端子电压应能保证机械要求的起动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。（2）交流电动机起动时，配电母线上的电压应符合下列规定：a、在一般情况下，电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90%；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85%。b、配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，且电动机不频繁起动时，不应低于额定电压的80%。c、配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。4、低压电动机的保护（1）交流电动机应装设短路保护和接地故障保护，并应根据具体情况分别装设过载保护、断相保护和低电压保护。同步电动机尚应装设失步保护。（2）每台交流电动机应分别装设相间短路保护，但符合下列条件之一时，数台交流电动机可共用一套短路保护电器：a.总计算电流不超过20A，且允许无选择地切断时；b.根据工艺要求，必须同时起停的一组电动机，不同时切断将危及人身设备安全时。(3)交流电动机的短路保护器件，宜采用熔断器或低压断路器的瞬动过电流脱扣器；必要时，可采用带瞬动元件的过电流继电器。保护器件的装设应符合下列规定：a、短路保护兼作接地故障保护时，应在每个不接地的相线上装设。b、仅作相间短路保护时，熔断器应在每个不接地的相线上装设，过电流脱扣器或继电器应至少在两相上装设。c、当只在两相上装设时，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。当交流电动机正常运行、正常起动或自起动时，短路保护器件不应误动作。为此，应符合下列规定：a、正确选择保护电器的使用类别；熔断器、低压断路器和过电流继电器，宜采用保护电动机型。b、熔断体的额定电流应大于电动机的额定电流，且其安秒特性曲线计及偏差后略高于电动机起动电流和起动时间的交点。当电动机频繁起动和制动时，熔断体的额定电流应再加大1～2级。c、瞬动过电流脱扣器或过电流继电器瞬动元件的整定电流，应取电动机起动电流的2～2.5倍。(4)交流电动机的接地故障保护应符合下列规定：a、每台电动机应分别装设接地故障保护，但共用一套短路保护电器的数台电动机，可共用一套接地故障保护器件。b、接地故障保护应符合现行国家标准《低压配电设计规范》的规定。c、当电动机的短路保护器件满足接地故障保护要求时，应采用短路保护兼作接地故障保护。(5)交流电动机的过载保护装设应符合下列规定：a、运行中容易过载的电动机、起动或自起动条件困难而要求限制起动时间的电动机，应装设过载保护。额定功率大于3kW的连续运行电动机宜装设过载保护；但断电导致损失比过载更大时，不宜装设过载保护，或使过载保护动作于信号。二、短时工作或继续周期工作的电动机，可不装设过载保护，当电动机运行中可能堵转时，应装设保护电动机堵转的过载保护。b、交流电动机过载保护器件的动作特性应与电动机过载特性相配合。过载保护器件宜采用热载继电器(以下简称热继电器)或反时限特性的过载脱扣器，亦可采用反时限过电流继电器。有条件时，可采用温度保护或其他适当的保护。当交流电动机正常运行、正常起动或自起动时，过载保护器件不应误动作，并应符合下列规定：a、热继电器或过载脱扣器的整定电流，应接近但不小于电动机的额定电流；b、过载保护的动作时限应躲过电动机的正常起动或自起动时间。过电流继电器的整定电流应按下式确定：Izd=KkKjxIed/Khn（2.4.8）式中：Izd——过电流继电器的整定电流(A)Kk——可靠系数，动作于断电时取1.2，动作于信号时取1.05Kjx——接线系数，接于相电流时取1.0，接于相电流差时取Ied——电动机的额定电流(A)n——电流互感器变比c、必要时，可在起动过程的一定时限内短接或切除过载保护器件。(6)交流电动机的断相保护应符合下列规定：a、连续运行的三相电动机，当采用熔断器保护时，应装设断相保护；当采用低压断路器保护时，宜装设断相保护；当低压断路器兼作电动机控制电器时，可不装设断相保护。b、短时工作或断续周期工作的电动机或额定功率不超过3kW的电动机，可不装设断相保护。c、断相保护器件宜采用断相保护热继电器，亦可采用温度保护或专用的断相保护装置。(7)交流电动机的低电压保护应符合下列规定：a、按工艺或安全条件不允许起动机的电动机或为保证重要电动机自起动而需要切除的次要电动机，应装设低电压保护。次要电动机宜装设瞬时动合的低电压保护。不允许自起动的重要电动机，应装设短延时的低电压保护，其时限可取0.5～1.5s。b、需要自起动的重要电动机，不宜装设低电压保护，但按工艺或安全条件在长时间停电后不允许自起动时，应装设长延时的低电压保护，其时限可取9～20s。c、低电压保护器件宜采用低压断路器的欠电压脱扣器或接触器的电磁线圈；必要时，可采用低电压继电器和时间继电器。当采用电磁线圈作低电压保护时，其控制回路宜由电动机主回路供电；当由其他电源供电主回路失压时，应自动断开控制电源。d、对于不装设低电压保护或装设延时低电压保护的重要电动机，当电源电压中断后在规定时限内恢复时，其接触器应维持吸合状态或能重新吸合。5、低压交流电动机的主回路A.隔离电器的装设应符合下列规定：（1）每台电动机的主回路上应装设隔离电器，当符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套隔离电器：a.共用一套短路保护电器的一组电动机；b.由同一配电箱(屏)供电且允许无选择地断开的一组电动机。（2）电动机及其控制电器宜共用一套隔离电器。符合隔离要求的短路保护电器可兼作隔离电器。移动式和手握式设备可采用插头和插座作为隔离电器。（3）隔离电器宜装设在控制电器附近或其他便于操作和维修的地点。无载开断的隔离电器应能防止无关人员误操作。B.控制电器及过载保护电器的装设，应符合下列规定：(1)每台电动机应分别装设控制电器，当工艺需要或使用条件许可时，一组电动机可共用一套控制电器。(2)控制电器宜采用接触器、起动器或其他电动机专用控制开关。起动次数少的电动机可采用低压断路器兼作控制电器。当符合控制和保护要求时，3kW及以下的电动机可采用封闭式负荷开关(铁壳开关)。(3)控制电器应能接通和断开电动机的堵转电流，其使用类别和操作频率应符合电动机的类型和机械的工作制。(4)控制电器宜装设在电动机附近或其他便于操作和维修的地点。过载保护电器宜靠近控制电器或为其组成部分。C.导线或电缆(以下简称导线)的选择应符合下列规定：(1)电动机主回路导线的载流量不应小于电动机的额定电流。当电动机经常接近满载工作时，导线载流量宜有适当的裕量。当电动机为短时工作或断续工作时，应使导线在短时负载下或断续负载下的载流量不小于电动机的短时工作电流或额定负载持续率下的额定电流。(2)电动机主回路的导线应按机械强度和电压损失进行校验。对于必须确保可靠的线路，尚应校验导线在短路条件下的热稳定。(3)绕线转子电动机转子回路导线的载流量，应符合下列规定：a.起动后电刷不短接时，不应小于转子额定电流。当电动机为断续工作时，应采用导线在断续负载下的载流量。b.起动后电刷短接，当机械的起动静阻转矩不超过电动机额定转矩的50%时，不宜小于转子额定电流的35%；当机械的起动静阻转矩超过电动机额定转矩的50%时，不宜小于转子额定电流的50%。6、低压交流电动机的控制回路a.电动机的控制回路应装设隔离电器和短路保护电器，但由电动机主回路供电且符合下列条件之一时，可不另装设：(1)主回路短路保护器件的额定电流不超过20A时；(2)控制回路接线简单、线路很短且有可靠的机械防护时；(3)控制回路断电会造成严重后果时。b.控制回路的电源及接线方式应安全可靠，简单适用，并应符合下列规定：(1)当TN或TT系统中的控制回路发生接地故障时，控制回路的接线方式应能防止电动机意外起动或不能停车。必要时，可在控制回路中装设隔离变压器。(2)对可靠性要求高的复杂控制回路，可采用直流电源。直流控制回路宜采用不接地系统，并应装设绝缘监视装置。(3)额定电压不超过交流50V或直流120V的控制回路的接线和布线，应能防止引入较高的电位。c.电动机的控制按钮或开关，宜装设在电动机附近便于操作和观察的地点。当需在不能观察电动机或机械的地点进行控制时，应在控制点装设指示电动机工作状态的灯光信号或仪表。电动机的测量仪表应符合现行国家标准《电力装置的测量仪表装置设计规范》的规定。自动控制或联锁控制的电动机，应有手动控制和解除自动控制或联锁控制的措施；远方控制的电动机，应有就地控制和解除远方控制的措施；当突然起动可能危及周围人员安全时，应在机械旁装设起动预告信号和应急断电开关或自锁式按钮。二、电梯和自动扶梯本节适用于设在工业建筑、公共建筑和住宅建筑中，载重大于300kg的电力拖动的各类电梯和自动扶梯的配电。a.各类电梯和自动扶梯的负荷分级及供电要求，应符合现行国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑中的消防电梯，应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。b.每台电梯或自动扶梯的电源线，应装设隔离电器和短路保护电器。有多路电源进线的电梯机房，每路进线均应装设隔离电器，并应装设在电梯机房内便于操作和维修的地点。c.选择电梯或自动扶梯供电导线时，应由电动机铭牌额定电流及其相应的工作制确定，并应符合下列规定：(1)单台交流电梯供电导线的连续工作载流量，应大于其铭牌连续工作制额定电流的140%或铭牌0.5h(或1h)工作制额定电流的90%。(2)单台直流电梯供电导线的连续工作载流量，应大于交直流变流器的连续工作制交流额定输入电流的140%。(3)向多台电梯供电，应计入同时系数。(4)自动扶梯应按连续工作制计。d.轿厢的照明电源，可从电梯的动力电源隔离电器前取得，并应装设隔离电器和短路保护电器。e.向电梯供电的电源线路，不应敷设在电梯井道内。除电梯的专用线路外，其他线路不得沿电梯井道敷设。在电梯井道内的明敷电缆采用阻燃型。明敷的穿线管、槽应是阻燃的。f.电梯机房、轿厢和井道的接地，应符合下列规定：(1)机房和轿厢的电气设备、井道内的金属件与建筑物的用电设备采用同一接地体；(2)轿厢和金属件应采用等电位连接；(3)当轿厢接地线采用电缆芯线时，不得少于两根。三、日用设备本章适用于住宅建筑和公共建筑的室内日用电器的配电。a.固定式日用电器的电源线，应装设隔离电器和短路、过载及接地故障保护电器。移动式日用电器的电源线及插座线路，应装设隔离电器和短路、过载及漏电保护电器。功率为0.25kW及以下的电感性负荷或1kW及以下的电阻性负荷的日用电器，可采用插头和插座作为隔离电器，并兼作功能性开关。b.接地故障保护及漏电保护应符合现行国家标准《低压配电设计规范》的规定。c.配电给日用电器的插座线路，应按下列要求确定：1)插座计算负荷：已知使用设备者按其额下功率计；未知使用设备者，每出线口按100W计。2)插座的额定电流：已知使用设备者，应大于设备额定电流的1.25倍；未知使用设备者，不应小