低壓電氣線路及常用低壓電氣設(shè)備培訓教材

1、3 低壓電氣線路及常用低壓電氣設(shè)備,3.1 常用低壓控制電器 3.2 配電導線與保護裝置的選擇 3.3 電力負荷的計算 3.4 變壓器 3.5 三相異步電動機,3.1 常用低壓控制電器,根據(jù)刀開關(guān)的構(gòu)造的不同，分為膠蓋開關(guān)、鐵殼開關(guān)、隔離開關(guān)。 （1） 膠蓋開關(guān) 膠蓋開關(guān)的特點及使用場合 結(jié)構(gòu) 膠蓋開關(guān)主要由操作手柄、刀刃、刀夾和絕緣底座組成，內(nèi)裝有熔絲。 膠蓋的作用 膠蓋開關(guān)的安裝及操作,3.1.1 刀開關(guān),2） 鐵殼開關(guān) 鐵殼開關(guān)的結(jié)構(gòu) 鐵殼開關(guān)又稱為封閉式負荷開關(guān)，它由刀開關(guān)、熔斷器組成，裝在有鋼板防護的外殼內(nèi)。 鐵殼開關(guān)的特點 鐵殼開關(guān)沒有滅弧能力，為了使用安全，鐵殼開關(guān)內(nèi)還裝有聯(lián)鎖裝

2、置，保證開關(guān)在閉合時，蓋子不能打開，而蓋子打開時，閘刀不能合閘,3） 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu) 隔離開關(guān)是由動觸頭（活動刀刃）、靜觸頭（固定觸頭或刀嘴）所組成。 隔離開關(guān)的作用及特點 隔離開關(guān)的主要用途是保證電氣設(shè)備檢修工作的安全。 隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能斷開負荷電流和短路電流,3.1.2 熔斷器,熔斷器是一種最簡單的保護電器，它可以實現(xiàn)短路保護。 熔斷器由熔體和安裝裝置組成，熔體由熔點較低的金屬如鉛、錫、鋅、銅、銀、鋁等制成。 （1） 瓷插式熔斷器 （2） 螺旋式熔斷器 （3） 封閉式熔斷器 （4） 填充料式熔斷器,3.1.3 低壓斷路器,1） 低壓斷路器的特點 低壓斷路器俗稱自動開關(guān)、

3、空氣開關(guān)，它是一種手動操作電器。在正常的工作條件下，可以通過人工操作接通或切斷電路；在電路發(fā)生故障時，它又能自動分斷電路，起到保護作用。它內(nèi)部沒有熔絲，使用方便，所以應(yīng)用極為廣泛。 空氣開關(guān)的特點是：不但具有短路保護，而且具有過載保護和欠壓保護功能，能自動切斷電路,2） 常用的低壓斷路器 目前常用的低壓斷路器有DZ、DW，新型號有C系列、S系列、K系列等。 DZ系列塑料外殼式斷路器 DW系列萬能式斷路器 C系列小型低壓斷路器,3.1.4 漏電保護開關(guān),漏電保護開關(guān)由放大器、零序互感器和脫扣裝置組成。它具有檢測和判斷漏電的能力，并在脫扣器的作用下動作跳閘，切斷電路。 漏電保護開關(guān)的工作原理：在設(shè)

4、備正常運行時，主電路電流的相量和為零 ，零序互感器的鐵心無磁通，其二次側(cè)沒有電壓輸出。當設(shè)備發(fā)生單相接地或漏電時，由于主電路電流的相量和不再為零，零序互感器的鐵心有零序磁通，其二次側(cè)有電壓輸出，經(jīng)放大器放大后，輸入給脫扣器，使斷路器跳閘，切斷故障電路，避免發(fā)生觸電事故,3.1.5 按鈕,按鈕開關(guān)一般由按鈕帽、恢復(fù)彈簧、橋式動觸頭、靜觸頭和外殼等組成。 按鈕開關(guān)根據(jù)靜態(tài)時觸頭的分合狀況，分為三種：常開按鈕（啟動按鈕）、常閉按鈕（停止按鈕）以及復(fù)合按鈕（常開、常閉組合為一體的按鈕,3.1.6 交流接觸器,交流接觸器用來接通和斷開主電路。它具有控制容量大，可以頻繁操作，工作可靠，壽命長的特點，在控制

5、電路中廣泛應(yīng)用。 交流接觸器由電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分構(gòu)成。電磁機構(gòu)由勵磁線圈、鐵心、銜鐵組成。 觸頭根據(jù)通過電流大小的不同分為主觸頭和輔助觸頭；主觸頭接在主電路中，用來通斷大電流電路；輔助觸頭接在控制電路中，用來控制小電流電路。觸頭根據(jù)自身特點的不同還可以分為常開觸頭和常閉觸頭,3.1.7 熱繼電器,熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)工作的過載保護電器，可以用來保護電動機，以免電動機因過載而損壞。 加熱元件串接在電動機主電路的電路中，當電動機在額定電流下運行時，加熱元件雖有電流通過，但因電流不大，動斷觸頭仍處于閉合狀態(tài)。當電動機過載后，熱繼電器的電流增大，經(jīng)過一定時間后，發(fā)熱元件產(chǎn)生的

6、熱量使雙金屬片遇熱膨脹并彎曲，推動導板移動，導板又推動溫度補償雙金屬片與推桿，使動觸頭與靜觸頭分開，使電動機的控制回路斷電，將電動機的電源切斷，起到保護作用,3.2 配電導線與保護裝置的選擇,1) 放射式 它是由變壓器低壓輸出母線上引出幾條干線 ，由干線將電能輸送給各個用電設(shè)備或各配電箱。 放射式線路的組成 它是由各條干線的控制開關(guān)及配電線路等組成。 放射式線路的特點 它的供電可靠性較高，操作和檢修方便,3.2.1 低壓配電線路接線方式,適用范圍 放射式配線方式的供電可靠性較高，所以它特別適用于施工質(zhì)量要求較高、工期要求較短的建筑工程施工現(xiàn)場；同時也適用于負荷相對較集中，對供電有特殊要求的場所

7、,2) 樹干式 由變壓器低壓母線上引出一條或兩三條干線，沿著干線敷設(shè)方向引出若干條分支干線，由這些分支干線將電能配送到各用電設(shè)備或各配電箱。 樹干式線路的組成：它是由一個或兩三個控制開關(guān)、配電干線和配電分支干線等組成。 樹干式線路的特點：它的投資費用較低；供電可靠性較差。 樹干式配電線路的適用范圍：這種配電方式適用于用電量在200kVA以下，負荷布置較均勻且無特殊要求的用電設(shè)備的小型建筑施工現(xiàn)場,3) 環(huán)形式 它是變壓器低壓側(cè)母線引出兩條樹干式干線，即兩路主干線供電，各支路由主干線上引出，且在某些支線上由這兩條干線同時供電（或互為備用形式），從而形成環(huán)形狀供電網(wǎng)絡(luò)。 它的特點是：由于是從樹干式

8、接線方式演變而來，吸收了放射式接線的優(yōu)點；故而供電可靠性較樹干式提高了，為故障處理及維修管理提供了方便，且配線線路較簡單。但是這套環(huán)形接線裝置較復(fù)雜，操作較困難,3.2.2 配電導線的選擇,配電線路的導線截面的選擇必須滿足下列三個方面的要求：導線的發(fā)熱條件、允許的電壓損失和機械強度。 (1) 按發(fā)熱條件確定導線截面 導線在通過正常最大負荷電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。由這個條件來確定的導線截面稱為“按發(fā)熱條件”或“按允許載流量”選擇導線截面。 導線的允許載流量大于或等于該導線所在線路的計算電流，即： INIJS,例3.1】某建筑施工現(xiàn)場采用220/380V的低壓配電

9、系統(tǒng)供電，現(xiàn)場最高氣溫為30，其干線的計算電流為140A，架空敷設(shè)，試確定進戶導線的型號及截面積。 【解】考慮到施工現(xiàn)場的特點，采用鋁芯導線。在室外架空敷設(shè)，可選擇價格低廉的橡皮絕緣導線，導線的型號為：BLX橡皮絕緣鋁芯導線。 根據(jù)計算電流140A，查附錄1，可得在30溫度時，大于或等于140A的載流量是163A，截面積為50mm2 ,所以選擇截面積為50mm2的橡皮絕緣鋁芯進戶線 ,截面積為25mm2 的橡皮絕緣鋁芯工作零線和保護零線,2) 按允許電壓損失選擇導線截面 規(guī)范規(guī)定：從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備受電端的電壓損耗，一般不超過用電設(shè)備額定電壓的5%；對視覺要求較高的照明電路，則為2%

10、3%。 如果線路的電壓損耗值超過了允許值，應(yīng)適當加大導線的截面，減小配電線路的電壓降，以滿足用電設(shè)備的要求。線路的電壓損耗U為,配電線路上電壓損耗的大小與導線上輸送功率的大小、輸送距離的遠近及導線截面的大小有關(guān)。 可用下列公式進行導線截面的選擇： C為電壓損耗計算常數(shù)，它是由電路相數(shù)、額定電壓及導線材料的電阻率等因素決定的一個常數(shù)，如表3.1所示,表3.1計算線路電壓損耗公式中系數(shù)C值,例3.2】某學生宿舍樓白熾燈照明的計算負荷為50kW，由100m遠處的變電所用橡皮絕緣鋁線（BLX）供電，供電方式為三相五線制，要求這段線路的電壓損耗不超過2.5%，試選擇導線截面積。 【解】 所以，選擇截面積

11、為50mm2的橡皮絕緣鋁線,例3.3】某工地進戶線的計算負荷為65kW，進戶線的長度為60m，導線架空敷設(shè)，如采用BLV500（335125）規(guī)格的導線是否滿足5%的電壓損耗率？ 【解】 滿足要求,3) 按機械強度選擇導線截面 導線和電纜應(yīng)有足夠的機械強度以避免在刮風、結(jié)冰時被拉斷，使供電中斷，造成事故。國家有關(guān)部門強制規(guī)定了在不同敷設(shè)條件下，導線按機械強度要求允許的最小截面,見表3.2所示。 導線截面按不同的選擇方法，可以得出不同的計算結(jié)果，但是導線截面必須同時滿足三個條件。所以，在計算時可以分別按三個條件來選擇導線截面，從中取最大值作為所選導線的截面積,表3.2按機械強度選擇導線截面(mm

12、2,例3.4】某建筑工地上的計算負荷為30kW，cos=0.78，距變電所240m，采用鋁線架空敷設(shè)，環(huán)境溫度為30，試選擇輸電線路的導線截面積。 【解】(1) 首先按發(fā)熱條件選擇導線截面。 計算電流為： 查附錄1，鋁線明敷設(shè)，環(huán)境溫度為30時，選用BLX416mm2導線，其安全載流量為79A，大于58.4A。,2) 按電壓損失條件校驗。 選用BLX416mm2導線，線路上的電壓損耗為： 不滿足要求，加大導線截面積，選BLX-425mm2導線 選用BLX425mm2導線，線路上的電壓損耗為： 仍不滿足要求，再加大導線截面積，選BLX-35mm2導線。,選用BLX435mm2導線，線路上的電壓損

13、耗為： 滿足要求。 (3) 按機械強度校驗。 查表3.2,絕緣導線在戶外敷設(shè)，鋁線的最小截面為10mm2。 35mm210mm2，滿足要求。 所以，最后選擇導線截面積為35mm2,3.2.3.1 刀開關(guān)、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)的選擇,1) 選擇原則 按線路的額定電壓、計算電流選擇； 宜采用同時斷開電源所有極和N極的開關(guān)作隔離電器； 變壓器后的總開關(guān)、終端配電箱總開關(guān)一般應(yīng)選用同時斷開相線和N線的開關(guān)； 按刀開關(guān)的用途選擇合適的操作方式，中央手柄式刀開關(guān)不能切斷負荷電流，其它型式的刀開關(guān)可切斷一定的負荷電流，但必須選帶滅弧型的刀開關(guān),3.2.3 保護裝置的選擇,2) 選擇方法 按額定電壓選擇 安裝刀

14、開關(guān)、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)的線路，其額定電壓不應(yīng)超過開關(guān)的額定電壓值。 按計算電流選擇 開關(guān)、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)的額定電流應(yīng)大于或等于線路的額定電流,具體選擇應(yīng)滿足以下條件： (1) 額定電壓 熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于配電線路的額定電壓。 (2) 額定電流 熔斷器熔體的額定電流Ir應(yīng)大于或等于配電線路的計算電流IJS。即： IrIJS,3.2.3.2 熔斷器的選擇,對于不同用電設(shè)備回路的熔斷器，還要符合下述附加約束條件： 對于單臺電動機電路的熔斷器，熔體的額定電流Ir與電動機的尖峰電流（啟動電流）Ig之間應(yīng)滿足以下條件： IrKIg 對于多臺電動機電路的熔斷器，熔體的額定電流Ir應(yīng)滿足下述關(guān)

15、系，即 IrK（IgmIJS） 在照明及電阻電路中，熔體的額定電流大于或等于電路的額定電流。,例3.5】有一臺180L6型的電動機，其額定功率為15kW，額定電流為32A，啟動電流為205A，請選擇該電動機所在線路的熔斷器。 【解】電動機回路熔體選擇計算系數(shù)K按電動機重載啟動考慮，取K=0.38、K=0.3。 如果用RL1熔斷器，2050.38=78 選100/80A； 如果用RM10熔斷器，2050.38=78選100/80A； 如果用RT10熔斷器，2050.3=60選60/60A； 如果用RT0熔斷器，2050.3=60選100/60A,3) 最大分斷電流 最大分斷電流是指熔斷器能夠安全

16、、可靠地分斷的最大短路沖擊電流值，又稱極限分斷電流，它是熔斷器分斷電路能力的標志。 擇熔斷器時，應(yīng)使其最大分斷電流大于或等于配電線路可能發(fā)生的短路沖擊電流值,4) 熔斷器的上下級配合 為滿足選擇性保護的要求，應(yīng)注意上下級間的配合。 選擇熔體時，應(yīng)使下一級熔斷器的熔斷時間比上一級熔斷器的熔斷時間少。靠近電源的熔斷器稱為上一級熔斷器，遠離電源的熔斷器稱為下一級熔斷器。一般要求上一級熔斷器的熔斷時間是下一級熔斷器的熔斷時間的3倍以上,斷路器應(yīng)按電氣線路額定電壓、計算電流、使用場所、動作選擇性等因素進行選擇。具體選擇應(yīng)滿足以下條件。 (1) 額定電壓 斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于配電線路的額定電壓。

17、(2) 額定電流 斷路器的額定電流IN應(yīng)大于或等于配電線路的計算電流IJS。 即： INIJS,3.2.3.3 斷路器的選擇,3) 極限分斷能力 斷路器的極限分斷電流是指斷路器能夠安全、可靠地分斷的最大短路電流值。 (4) 脫扣器整定 配電用斷路器延時脫扣器的整定 電動機保護用斷路器延時脫扣器的整定 照明回路用斷路器延時脫扣器的整定 斷路器與熔斷器的配合使用,例3.6】某建筑工地上有一分配電箱，該分配電箱控制著5臺電動機。電動機型號如下： 一臺塔吊，型號為： QZ315型（3315）kW，JC=25%，15kW電動機的額定電流為30A，啟動電流是額定電流的7倍； 兩臺振搗器，型號為：Y系列，2

18、.2kW；通過計算得知該分配電箱的計算電流為59A。 試選擇該分配電箱的進線熔斷器，并選擇該分配電箱的進線斷路器,解】（1） 進線熔斷器的選擇 由于容量最大的一臺電動機（塔吊）的啟動電流為730 =210A，所以，熔體選擇計算系數(shù)K取0.6。 該分配電箱的計算電流中已經(jīng)包括了塔吊的額定電流30A，所以熔體的額定電流為： IrK（IgmIJS）=0.6(63059)=143A 該分配電箱的進線熔斷器選RM10，熔斷器的額定電流為200A，熔體的額定電流為160A。 （2）該分配電箱的進線斷路器采用DZ系列，其型號為DZ20Y200/3300，復(fù)式脫扣整定電流為160A,漏電開關(guān)也具有與斷路器相同

19、的功能，如可以正常接通或分斷電路，具有短路、過載、欠壓、失壓保護功能，此時，漏電開關(guān)的選擇方法和斷路器相同。 漏電開關(guān)的漏電保護特性的選擇如下：漏電開關(guān)應(yīng)裝設(shè)在配電箱電源隔離開關(guān)的負荷側(cè)和開關(guān)箱電源隔離開關(guān)的負荷側(cè)。開關(guān)箱內(nèi)的漏電保護器的額定漏電動作電流應(yīng)不大于30mA，額定漏電動作時間應(yīng)小于0.1s。使用于潮濕和有腐蝕介質(zhì)場所的漏電保護器應(yīng)采用防濺型產(chǎn)品，其額定漏電動作電流應(yīng)不大于15mA，額定漏電動作時間應(yīng)小于0.1s,3.2.3.4 漏電開關(guān)的選擇,3.3 電力負荷的計算,低壓配電的方式有放射式、樹干式和混合式三種。 低壓配電線路有架空線路和電纜線路兩種。 架空線路的特點是設(shè)備材料簡單，

20、成本低，但容易發(fā)生故障。架空線路由電桿、橫擔、絕緣子和導線組成,3.3.1 負荷的分類與供電要求,電纜供電的特點是不受外界環(huán)境的影響，供電可靠性較高；電纜埋在地下，不影響環(huán)境，比較美觀；電纜的電容較大，減少了電感對輸電線路的影響，使輸電線路上的電壓損耗較??；但是電纜線路的成本較高，造價約為架空線路的10倍。 （1） 負荷的分類 負荷是電力負荷的簡稱。所謂負荷，從廣義上說是泛指電氣設(shè)備（發(fā)電機、變壓器、配電裝置、配電線路、用電設(shè)備等）中的電流或功率,符合下列情況之一時，應(yīng)為一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序嚴

21、重混亂者。 符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等,不屬于一級和二級負荷者為三級負荷。 （2） 供電要求 一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞，并能及時向一級負荷提供電源。特別重要負荷除由兩個電源供電外，還要增設(shè)應(yīng)急電源。 二級負荷應(yīng)采用雙回路供電，或采用一回專用線路供電。三級負荷對供電無特殊要求,所謂負荷計算，就是計算用電設(shè)備、配電線路、配電裝置，以及發(fā)電機、變壓器中的電流或功率。這些按照一定方法

22、計算出來的電流或功率稱為計算電流或計算功率，我們也把它稱為計算負荷。 （1） 計算負荷的概念及作用 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。 我們根據(jù)計算負荷來選擇變壓器的容量、導線的截面積及開關(guān)電器的型號,3.3.2 負荷計算,2） 負荷計算的方法 需要系數(shù)法 用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡單，應(yīng)用廣泛，適用于變配電所以及施工現(xiàn)場的負荷計算。 二項式法 在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大的設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)用加權(quán)求和法進行計算負荷。,3） 設(shè)備容量PS的確定 用電

23、設(shè)備的額定功率PN和額定容量SN是指銘牌上的數(shù)據(jù)。 負荷計算中的所謂設(shè)備容量PS不能簡單地理解為用電設(shè)備的銘牌功率，它是根據(jù)用電設(shè)備的工作性質(zhì)和銘牌功率或銘牌容量經(jīng)換算后得到的換算功率。 進行負荷計算時，需將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備容量,連續(xù)工作制電動機的設(shè)備容量 該電氣設(shè)備的設(shè)備容量等于其額定功率（即銘牌上規(guī)定的額定功率）。 PS=PN 短時或周期工作制電動機的設(shè)備容量 該電氣設(shè)備的設(shè)備容量等于將其額定功率換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率，及換算到負載持續(xù)率JC=25%時的有功功率,用電設(shè)備在一個周期內(nèi)的工作時間與周期時間的比值稱為負載持續(xù)率，用JC(%)表示，負載

24、持續(xù)率也稱為暫載率。 起重機的設(shè)備容量在進行負荷計算時，要統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率JC=25%時的功率,例3.7】某施工現(xiàn)場有一吊車，其額定功率為20kW，銘牌負載持續(xù)率JC=40%，求換算到JC=25%時的設(shè)備容量。 【解,白熾燈的設(shè)備容量為燈泡的額定功率。 氣體放電燈的設(shè)備容量為燈管額定功率加上鎮(zhèn)流器的功率損耗（熒光燈加20%，熒光高壓汞燈及鏑燈加8%）。 電焊機的設(shè)備容量 電焊機的設(shè)備容量是將其銘牌額定容量換算到負載持續(xù)率為100%時的有功功率,例3.8】一臺單相電焊機380V，SN=80kVA，JC=50%，cos=0.5，求換算到JC=100%時的設(shè)備容量。 【解,4） 單相負荷的設(shè)備容

25、量的計算 1) 計算原則 單相負荷與三相負荷同時存在時，應(yīng)將單相負荷換算為等效三相負荷,再與三相負荷相加。 在進行單相負荷計算時，一般采用計算功率。當單相負荷均為同類用電設(shè)備時，直接用設(shè)備容量進行計算。 2) 單相負荷換算為等效三相負荷的簡化方法 只有相負荷時，等效三相負荷Pd為最大相負荷的3倍。,只有線間負荷Pab時，其等效三相負荷Pd為： 只有線間負荷Pab、Pbc時，如果Pab=Pbc，其等效三相負荷Pd為 Pd=3Pab 有線間負荷Pab、Pbc、Pca時，選取較大兩相數(shù)據(jù)計算。現(xiàn)以PabPbcPca為例,3) 當單相負荷的總?cè)萘啃∮谟嬎惴秶鷥?nèi)三相對稱負荷總?cè)萘康?5%時，全部按三相對

26、稱負荷計算，不必換算；當超過15%時，應(yīng)將單相負荷換算為等效三相負荷，等效三相負荷為單相最大功率的3倍,例3.9】某新建辦公樓照明設(shè)備采用白熾燈A相3.k，相4k，C相5k,求設(shè)備容量是多少? 如果改為相4.8k，相5k，C相5.8kW,求設(shè)備容量是多少? 【解】三相平均容量為：（3.645）/3=4.2kW 三相負載不平衡容量占三相平均容量的百分比為： （5-4.2）4.2=0.84.2=19%，大于15%，所以白熾燈的設(shè)備容量為35=15kW； 改善后：（4.8-4.2）4.2=14.29%，小于15%，所以白熾燈的設(shè)備容量為3.6+4+5=12.6kW,例3.10】某施工現(xiàn)場有兩臺單相電

27、焊機，其型號為SN=21kVA，UN=380V，JC=65%，cos=0.87,分別接于AB相、BC相上，該低壓供電系統(tǒng)的線電壓為380V，求這兩臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量。 【解】一臺電焊機的設(shè)備容量為： 這兩臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量為： PS=314.7=44.1kW,例3.11】假如例3.10中的兩臺單相電焊機，都接在AB相上，求這兩臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量。 【解】 這兩臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量為,例3.12】假如該施工現(xiàn)場有四臺電焊機，型號與例3.10相同，求這四臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量。 【解】 這四臺電焊機應(yīng)盡量均衡地分配到三相上，兩臺電焊機

28、接于AB相，其它兩臺電焊機分別接于BC相、AC相。 這兩臺電焊機的等效三相負荷的設(shè)備容量為,1） 用電設(shè)備組分組計算時應(yīng)注意以下幾點： 成組用電設(shè)備的設(shè)備容量，指不包括備用設(shè)備在內(nèi)的所有單個用電設(shè)備的設(shè)備容量之和。 設(shè)備數(shù)量小于或等于3臺時，計算負荷等于其設(shè)備容量的總和；設(shè)備數(shù)量大于3臺以上時，計算負荷應(yīng)通過計算確定。 類型相同的用電設(shè)備，其設(shè)備總?cè)萘靠梢杂盟阈g(shù)加法求得。 類型不同的用電設(shè)備，其設(shè)備總?cè)萘繎?yīng)按有功和無功負荷分別相加確定,3.3.3 用需要系數(shù)法確定計算負荷,2） 用電設(shè)備組的計算負荷及計算電流,3） 總計算負荷的確定 總計算負荷是由不同類型的多組用電設(shè)備的設(shè)備容量組成。 總有功

29、功率的計算負荷為,4） 臨時用電施工組織設(shè)計的內(nèi)容和步驟 現(xiàn)場勘探； 確定電源進線，變電所、配電室、總配電箱、分配電箱等的位置及線路走向； 進行負荷計算； 選擇變壓器容量、導線截面和電器的類型和規(guī)格； 繪制施工現(xiàn)場用電平面布置圖； 制定安全用電技術(shù)措施和電器防火措施。 圖3.1為某工地施工現(xiàn)場用電平面布置圖,圖3.1施工現(xiàn)場用電平面布置圖,3.4 變壓器,1） 變壓器的用途與種類 變壓器是一種將交流電電壓升高或降低，并保持其頻率不變的靜止的電氣設(shè)備。 變壓器除了改變電壓之外，還可改變電流（如變流器、大電流發(fā)生器）；變換阻抗（如電子電路中輸入、輸出變壓器）；改變相位（如改變線圈的連接方法來改變變

30、壓器的極性或組別,3.4.1 變壓器的用途和工作原理,根據(jù)用途的不同可分為：輸配電用的電力變壓器，冶煉用的電爐變壓器，電解用的整流變壓器，焊接用的電焊變壓器，實驗用的調(diào)壓器，用于測量高電壓、大電流的儀用變壓器。 根據(jù)變壓器輸入端電源相數(shù)的不同可分為：三相變壓器、單相變壓器。 根據(jù)變壓器輸入端、輸出端電壓高低的不同分為：升壓變壓器、降壓變壓器,2） 變壓器的構(gòu)造（圖3.2） 變壓器主要由鐵心、繞組、變壓器器身以及置放在變壓器器身內(nèi)的變壓器油四部分組成。另外還有絕緣套管、儲油柜、瓦斯氣體繼電器、防爆管、放油閥等電器部件,圖3.2變壓器的構(gòu)造,3） 變壓器的工作原理（圖3.3） 在一個閉合的鐵心上，

31、繞上兩個匝數(shù)不等的線圈，就形成了一個最簡單的變壓器,圖3.3變壓器的工作原理,同電源相連的原繞組匝數(shù)為 N1，同負載相連的副繞組匝數(shù)為N2，它們在電路上是分開的。變壓器是利用兩個繞組之間的電磁感應(yīng)來變換電壓和傳遞能量的。 變壓器的運行方式有兩種：一種是空載運行，一種是有載運行。 當變壓器的副邊繞組開路時，變壓器沒有能量輸出，這種狀態(tài)稱為變壓器的空載運行。 當變壓器的副邊繞組接上負載時，變壓器有能量輸出，這種狀態(tài)稱為變壓器的有載運行,原繞組、副繞組感生電動勢的有效值為 E1=4.44fN1m E2=4.44fN2m 原繞組、副繞組的感生電動勢的有效值E1、E2的比值稱為變壓器的變比K。 K=E1

32、/E2=N1/N2 如果K1，變壓器將低電壓變?yōu)楦唠妷?，這樣的變壓器叫做升壓變壓器。 如果K1，變壓器將高電壓變?yōu)榈碗妷?，這樣的變壓器叫做降壓變壓器,例3.13】某單相變壓器的電壓為220/36V，副邊接有兩個36V、100W的白熾燈。如果變壓器原繞組的匝數(shù)為950匝，求副繞組匝數(shù)；如果兩個燈泡點亮時，變壓器原邊繞組、副邊繞組的電流各為多少？ 【解】U1/U2=N1/N2 副繞組匝數(shù): N2=N1U2/U1=95036220=155匝 燈泡點亮時，變壓器副邊繞組的電流為: I2=P/U2=20036=5.6A 變壓器原邊繞組的電流為: I1=I2U2/U1=5.636220=0.91A,4）

33、變壓器的外特性 在電源電壓1和負載的功率因數(shù)不變的情況下，U2和I2的變化關(guān)系，稱為變壓器的外特性。如圖3.4所示。 從空載到額定負載，副繞組電壓變化的程度用電壓調(diào)整率U來表示： 電壓調(diào)整率,圖3.4 變壓器的外特性,5） 變壓器的技術(shù)指標 額定電壓 原繞組的額定電壓U1N是指變壓器在正常運行時加在變壓器原繞組上的電壓；副繞組的額定電壓U2N是指變壓器在空載運行時，原繞組加上額定電壓后副繞組兩端的空載電壓。 額定電流 原繞組、副繞組的額定電流I1N、I2N是指根據(jù)允許發(fā)熱條件，變壓器長時間工作允許通過的電流。在三相變壓器中，額定電流指的都是線電流，單位用安（,額定容量 額定容量是指在額定使用條

34、件下變壓器的輸出能力，用視在功率表示，單位用千伏安（kVA）。對于三相變壓器，是指三相容量之和。 額定溫升 額定溫升是變壓器在額定狀態(tài)下運行，允許超過周圍環(huán)境溫度的溫度值。它取決于變壓器所用絕緣材料的等級,6) 變壓器的選型和安全使用 1) 變壓器的選型原則 優(yōu)先選用節(jié)能型產(chǎn)品 滿足防火防爆的特殊要求 適當選取變壓器的容量 2） 變壓器的安全使用 變壓器的安裝要符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。 嚴禁變壓器長時間超載運行，以免損壞變壓器。 認真作好對變壓器的日常巡視和檢查,1） 儀用互感器 儀用互感器按用途的不同分為電流互感器和電壓互感器兩種。 1) 電壓互感器 電壓互感器是一種專用的降壓變壓器，它可以將高

35、電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，接入低量程的電壓表進行測量；也可以接入繼電器進行繼電保護。 電壓互感器的原邊繞組匝數(shù)多，副邊繞組匝數(shù)少。原繞組與被測的高壓電網(wǎng)相連，副繞組與電壓表或電度表的電壓線圈相連（圖3.5,3.4.2 特殊變壓器,圖3.5 電壓互感器工作原理圖,2) 電流互感器 電流互感器是把大電流轉(zhuǎn)換為小電流的一種升壓變壓器。電流互感器的原邊繞組導線粗、匝數(shù)少，串聯(lián)在被測的大電流電路中；電流互感器的副邊繞組導線細、匝數(shù)多，與電流表、電度表的電流線圈連接(圖3.6)。 常用的電流互感器的電流比有10/5、20/5、30/5、40/5、50/5、75/5、100/5等幾種。,圖3.6 電流互感器工作原理

36、圖,3) 鉗形電流表 就是電流互感器和電流表的組合，只是其中電流互感器只有副繞組而沒有原繞組。使用時，將被測的導線套入鐵心中，被測的導線實際上變成了原繞組，如圖3.7所示,圖3.7 鉗形電流表,2） 自耦變壓器 自耦變壓器沒有獨立的副繞組，而是把原繞組的一部分作為副繞組，如圖3.8所示。 原、副繞組之間既有磁的聯(lián)系，又有電的聯(lián)系，這是自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點。 與普通雙繞組變壓器的關(guān)系一樣，可得,圖3.8 自耦變壓器,例3.14】在一臺容量為15kVA的自耦變壓器中，已知U1=220V，N1=500匝。如要想使輸出電壓U2=209V，應(yīng)該在線圈什么地方抽出線頭？滿載時額定電流等于多少？ 【解】(1

37、) 由公式U1/U2=N1/N2，可知抽頭處的匝數(shù)應(yīng)為： N2=U2N1/U1209500220475匝 即：在線圈475匝處抽出一個線頭，可以得到輸出電壓 U2=209V (2) 自耦變壓器的效率很高，可以認為： U1NI1NU2NI2N15103VA 所以滿載電流為： I1N1510322068.2A I2N1510320971.8A,3.5 三相異步電動機,三相異步電動機是把電能轉(zhuǎn)換為機械能的電氣設(shè)備。它具有構(gòu)造簡單，價格低廉，工作穩(wěn)定可靠，控制維護方便的優(yōu)點，所以在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用。 三相異步電動機分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機兩種，在建筑工地上使用的電動機，絕大部分都是

38、三相鼠籠式異步電動機,1) 定子 定子一般由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。 定子鐵心定子鐵心有兩個作用：它是電機磁路的一部分，可以用來嵌放定子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗，定子繞組用0.5mm厚的硅鋼片疊合而成，放在機座內(nèi)；在鐵心的內(nèi)表面分布有與轉(zhuǎn)軸平行的槽，用來安放定子繞組。 定子繞組定子繞組是異步電動機的電路部分，由三相對稱繞組組成。,3.5.1 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu),機座機座常用鑄鐵和鑄鋼制成，其作用是固定定子鐵心和定子繞組，并以前后端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸，它的外表面鑄有散熱筋，以增加散熱面積，提高散熱效率。 如圖3.9所示,圖3.9 定子繞組的接線法,2) 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心

39、有兩個作用：它是電機磁路的一部分，可以用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗，轉(zhuǎn)子繞組用0.5mm厚的硅鋼片疊合而成。 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組的作用：切割定子磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 根據(jù)構(gòu)造的不同分為鼠籠式轉(zhuǎn)子、繞線式轉(zhuǎn)子兩種,鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)嵌放銅條和鋁條，導體兩端各用一個端環(huán)聯(lián)接。如果去掉鐵心，其形狀像一個鼠籠，所以稱為鼠籠式轉(zhuǎn)子，具有鼠籠式轉(zhuǎn)子的電動機稱為鼠籠式異步電動機。 繞線式轉(zhuǎn)子的繞組是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)嵌放對稱的三相繞組，并做星形聯(lián)接，每相繞組的首端分別接到裝在軸上的三個彼此絕緣的銅制滑環(huán)上，再通過壓在旋轉(zhuǎn)滑環(huán)上的電刷與外

40、電路的電阻器等設(shè)備連接，具有繞線式轉(zhuǎn)子的電動機稱為繞線式異步電動機,1) 當定子三相繞組通入三相對稱交流電時，就會在空間產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子導體中的感應(yīng)電流在定子旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受到力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不同，所以稱為異步電動機,3.5.2 三相異步電動機的工作原理,2) 轉(zhuǎn)差率S 轉(zhuǎn)差率表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相差的程度。異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速之比，稱為異步電動機的轉(zhuǎn)差率。 (3) 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)速度 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速即為三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)速度。,1) 額定電壓UN 電動機額定運行時加

41、在定子繞組上的線電壓，叫做電動機的額定電壓。 (2) 額定電流IN 電動機額定運行時加在定子繞組上的線電流，叫做電動機的額定電流。 (3) 額定功率PN 電動機在額定狀態(tài)下工作（U=UN，I=IN），轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率叫做電動機的額定功率,3.5.3 三相異步電動機的型號與銘牌數(shù)據(jù),4) 效率 輸出功率與輸入功率的比值叫做電動機的效率。 (5) 定子繞組的接法 一般3kW以下的電動機接成星形聯(lián)接，3kW以上的電動機接成三角形聯(lián)接。 (6) 額定轉(zhuǎn)速n 動機在額定工作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速,7) 功率因數(shù)cos 電動機的有功功率和視在功率之比，叫做電動機的功率因數(shù)。Y系列電動機的功率因

42、數(shù)為0.70.9 (8) 電動機的工作方式 連續(xù)工作：可以按銘牌規(guī)定的各項額定值長期連續(xù)工作，這種電動機的負荷較穩(wěn)定。 短時工作：電動機的工作時間較短，停歇的時間較長。 斷續(xù)工作：電動機周期性地工作停歇工作，如此反復(fù)運行,1) 電磁轉(zhuǎn)矩T 轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生的電磁力對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成的轉(zhuǎn)矩的總和，叫做電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的單位用牛米（Nm），電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。 (2) 額定電磁轉(zhuǎn)矩TN 電動機在額定電壓下，帶動額定負載，轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩叫做額定電磁轉(zhuǎn)矩TN。 (3) 最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm 電動機輸出轉(zhuǎn)矩的最大值叫做最大轉(zhuǎn)矩Tm,3.5.4 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩,4) 電動機的過載能力 電動機的最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN的比值叫做電動機的過載系數(shù)。 電動機的過載系數(shù)是衡量電動機的短時過載能力和運行穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)，異步電動機的過載能力系數(shù)為1.82.5,1） 啟動的概念 電動機接通電源，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由零到額定轉(zhuǎn)速的過程叫做電動機的啟動過程。 （2） 啟動的特點 電動機的啟動時間較短，只有215s。在電動機啟動過程中定子電流和轉(zhuǎn)子電流都比額定值大出許多，定子繞組中的啟動電流是額定電流的47倍。 （3