3学院锅炉房供配电工程设计

项目3学院锅炉房供配电工程设计项目3学院锅炉房供、配电工程设计导课1、学院锅炉房存在的目的或锅炉房的作用2、锅炉房工作过程和生产工艺介绍，和同学们一起看锅炉房工艺设计图纸和设备表（主机和附机的区别）3、锅炉房供、配电工程目的4、按照已完成的学院锅炉房供、配电工程图纸，介绍图纸的类型。任务一：共同分析供配电系统的构成框图的形成1.根据用电设备类型和负荷等级来确定电源形式交流三相用电设备、三级负荷、电源采用单回路三相交流电源并采用TN-C-S接地形式。（一）按照设计规范和实际工程的需要供配电系统应该满足如下几个条件：2.电源引入后要有电源总开关、具有保护和分断总电源的能力、将TN-C接地形式转化成TN-C-S接地形式、能完成电能的计量和配出电源。3.每一台锅炉是一个单独的生产单元，有自己的一套设备组。应有三个独立的供电回路与其对应，从锅炉自带的控制台即可分析出来。4.三台锅炉还需要一个备用的供电回路，室内的照明和水处理设备组也需要各自的单独供电回路。5.根据锅炉房实际的生产要求，应采用放射式的系统接线形式。（二）构成原理框图电源引入、计量电源柜供电回路的配出配电柜1号锅炉控制台2号锅炉控制台水处理设备电源备用照明总配电箱一选择负荷计算的方法（选择需要系数法）负荷计算的方法有需要系数法、二项式系数法和单位指标法（参见书中12页、15页和16页的内容），从这三种方法的比较（书中17页内容）来看，单位指标法适用于工程的方案设计阶段；二项式法适用于用电设备台数少且容量差别较大的的场合，特别是机械加工行业低压分支线或干线上的负荷计算；需要系数法普遍应用于建筑行业各个类别的场合，以及设计的各个阶段。民用建筑电气设计规范规定需要系数法使设计各个阶段负荷计算的首选方法。任务二：负荷计算二计算范围和位置的确定1、电源引入处的负荷计算PC2、1、2、3号锅炉控制台引入电源处负荷计算PC13、水处理设备组电源供应箱引入处的负荷计算PC44、照明总配电箱PC55、备用回路PC66、锅炉控制台引出每个回路的负荷计算PC1-1、PC3-17、水处理电源箱引出每个回路的负荷计算PC4-1三确定计算负荷的计算过程额定功率PN设备功率Pe计算功率PC计算电流IC需要系数法求计算负荷的通用公式如下：)KVA(QPS)Kvar(tanPQ)KW(PeKdP2C2CCCCC)A(U3SINCC)A(USINCC步骤：1.计算步骤及公式2设备功率的确定（三相用电设备）设备功率不一定等于额定功率，二者的关系取决于设备的工作制、设备的工作条件、设备是否有附加元器件（即附加损耗）等因素。设备的额定功率经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率”称为设备容量，即设备功率。设备的工作制分为长期、短时和反复短时工作三种。不同反复短时工作的设别用负荷持续率来区别：负荷持续率=（工作时间/工作周期）*100%见书中19页公式2-9设备功率的确定方法如下：（1）对于连续运行工作制的用电设备：Pe=PN（2）对于短时运行工作制用电设备，求计算负荷时任务一般不予以考虑其设备功率。（3）对于反复短时工作制的用电设备，是将用某一暂载率下的铭牌额定功率统一换算到一个标准暂载率下的功率。1）对电焊设备：取即：NNNNNNNN0NcosSPP%100PPe2）对电动机起重设备：取即NNNNN0NP2P%25PPe%1000N0NPPe%250复习：对于照明用电设备的设备功率按下面方法计算：1）白炽灯、高压卤钨灯：Pe=PN2）气体放电灯、金属卤化物灯：除灯泡的功率外，还应考虑镇流器的功率损耗。(P344)即3）整流器的设备功率是指额定交流输入功率。4）成组用电设备的设备功率，不应包括备用设备。5）单台电动机设备功率：Pe=PN/ηNNP)1(Pe提示：使用需要系数法注意的问题（民规JGJ16-2008)1.照明负荷考虑附属设备功率；2.不考虑备用设备；3.消防设备容量≤平时使用总容量时，不用考虑；4.季节性负荷（制冷）选其中较大的计入总设备容量；5.反复工作制的设备要按负荷持续率为25%折算；6.单相负荷均匀分配到三相之中去；7.设备分组计算时，同类设备总容量算术相加，不同类设备总容量应按有功、无功分别相加；8.配电干线和变电所负荷计算应考虑同时系数；9.当消防负荷大于火灾时切除的非消防计算负荷时，应按消防设备的计算负荷加上火灾时未切除的非消防设备的计算负荷进行计算；10.当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时，应全部按三相对称负荷计算；当超过15%时，应将单相负荷等效成三相负荷，再与三相负荷相加。3.锅炉房用电设备和负荷计算的特点锅炉房内的用电设备均为交流三相动力用电设备，工作制为长期连续工作方式。负荷计算应该使用三相用电设备的负荷计算方法。4.计算过程（从用电设备处开始）以锅炉控制台输出的回路PC1-1为例：（1）确定该供电回路中用电设备性质和技术参数该回路是给锅炉的单台鼓风机供电回路，从设备表查到设备编号为4，是任务一台三相异步电动机，该设备的额定功率为7.5千瓦，电动机型号和技术参数要进一步查找，主要查找效率ηN、功率因数COSΦ和额定电流IN。（2）确定设备功率PePe=PN/ηNPe=7.5/0.85=8.82(3)确定需要系数,按照公式确定计算电流单台设备的需要系数为1,COSΦ=0.8PC1-1=Pe=8.82KW16.75A0.380.81.7328.82Ucos3PIN1C11C1以锅炉控制台电源引入处:回路PC1为例（1）确定计算范围以及计算范围内用电设备性质和技术参数有多台三相交流用电设备可以称为一组，而且均为电动机负荷，属于长期连续工作制。（2）确定该台锅炉用电设备组的设备功率PePe=ΣPN(3)确定需要系数一组用电设备需要系数的取值大小，主要考虑这组用电设备是否同时工作，同时工作时是否同时达到额定状态或是否长期达到最大工作电流。根据设计规范和实际用电负荷的工作状态我们认为需要系数定在0.7~0.8之间比较合理，我们取值0.78。COSΦ=0.8（参见书中14页表2-2）注意：需要系数的确定是需要理论根据和实际工作经验的！（4）按照公式确定计算负荷PC1=KdΣPN或PC1=KdPeNCCUPIcos311假定照明配电箱的三相计算负荷Pcl值为20Kw.（1）计算公式的引出和对计算公式的理解PC=KΣp（Pc-1+Pc-2+Pc-3+Pc-4+Pcl）（千瓦）QC=KΣq(QC-1+QC-2+QC-3+QC-4+QCI)（千乏）总电源引入处计算负荷的确定2C2CCQPSNCCU3SI两点注意:1.公式中KΣp、KΣq为有功和无功同期系数，在容量不超出5000千瓦时数值为1。2.各个用电设备组计算电流值之和不等于总的计算电流。任务三：导线或电缆型号、截面和其敷设方式的选择动力配线平面图的读识和二次设计一、导线或电缆型号、截面和其敷设方式的选择1、选择的原则按照项目一中所学过的导线选择方法，选择型号和导线截面以及敷设方式的选择2、实际选择过程（207页表7-5）导线采用BV---500型、相线截面的选择方法是采用允许载流量法和机械强度的要求进行，中性线和保护线的选择根据规定。敷设方式采用穿钢管沿地面埋设，敷设的路径根据实际情况确定，不穿过设备基础等。举例：锅炉鼓风机电动机回路导线截面的选择计算电流为8.8安培、管内穿四根导线相线、中性线截面为:2.5mm2任务四、动力配线平面图读识1.配线平面图图形及符号的规定P221（1）用电设备的标准标注规定格式：（2）配电设备的标准标注格式规定：（3）导线的标准标注规定格式：（4）配电设备和导线一起标注规定格式：读识举例P222图7-82.低压动力配电系统图P223图7-9动力配线平面图任务五二次设计练习（一）开关、保护设备在低压配电系统中的选择、配置分为三个环节：1.实训基地部分认识低压电器设备2.课堂部分如何选择低压电器设备3.现场部分电器设备的使用情况低压配电系统的保护内容：按保护对象分类：防止间接触电：接地故障保护防止电路故障导致过热：短路保护、过载保护用电设备的保护供电线路的保护照明用电设备电力用电设备低压配电系统的理论1.照明用电设备的保护主要考虑短路保护2.电力用电设备的保护主要考虑短路保护和过载保护3.低压供配电线路的保护主要考虑短路保护、过载保护和过压保护任务六低压电气设备的认识低压电气设备的认识•低压电气设备----指交流1000V及以下、直流1200V以下的电气设备。•包括：低压控制电器和低压配电电器•主要讲：熔断器、刀开关、断路器、交流接触器、低压配电配电屏等电路的控制、调节作用，用于电力拖动和自动控制系统中电路的通断、保护作用，用于电力网系统中分类：按功能分：快速熔断式（RS0RS3RLS系列）自复熔断式（RZ系列）（与自动开关串联使用）报警熔断式（RX系列）限流式熔断器（RT0系列）非限流式熔断器（RM系列）按结构分：封闭管式、瓷插式、螺旋式、有填式、无填式等RCRLRTRM一、熔断器FU用途：短路保护应用：RC1---交流50Hz、380/220V的低压电路末端及电气设备RM10---交流50Hz、500V以下或直流440V及以下成套配电设备中RL1---交流50Hz、500V、额定电流＜200A的电动机线路RT---交流50Hz、380V的供电线路中及对断流能力要求较高的场所，如：发电厂、变电所的主回路等RS---硅整流元件及其成套装置RZ---不便更换的场所几种常见的低压熔断器螺旋式熔断器填料式熔断器瓷插式熔断器RM3型有填料封闭管式熔断器RM10型无填料封闭管式熔断器RM10型管式熔断片二低压刀开关QK•用途：用于不频繁地分断低压配电装置及供电线路中。兼有电源隔离的作用。•分类：按操作方式分：手动、电动按灭弧装置分：有灭弧罩、不带灭弧罩按极数分：单极、双极、三极按工作原理分：胶盖闸刀开关、刀形旋转开关、铁壳开关、熔断式开关、组合开关三低压隔离开关（QS）作用：隔离电源，使电路有明显的断开点。特点：无灭弧罩，不能带负荷操作，与断路器配合使用文字符号：QS图形符号：HD13系列电动式和手动式大电流刀开关又称熔断式刀开关作用：分合电路，过负荷和短路保护。具有熔断器和刀开关的双重功能。文字符号：QK图形符号：四低压刀熔开关胶盖开关--HK1HK2无灭弧功能，只能用于不频繁操作铁壳开关--HH3HH4HH10HH11有灭弧功能、连锁机构，有短路保护能力，用于不频繁操作的操作的场合。刀熔开关--HR用于负荷电流小于600A的配电系统中，兼有过载和短路保护的作用。低压隔离开关--HD无灭弧装置，起隔离作用，在民用建筑中与低压断路器配合使用。组合开关--HZ10是多功能开关，通断电路、切换电源或负载侧三相电流/电压，控制小容量电动机正反转等，不宜频繁操作。常用系列介绍五低压负荷开关（QL）用途：通断负荷电流，由断路器进行短路保护特点：操作方便、安全经济分类：开启式、封闭式（一）开启式负荷开关用途：小容量照明电路优点：有防护外壳，价低缺点：无灭弧装置，安全性能差电路符号FU（二）封闭式负荷开关（铁壳开关）用途：负荷较大的低压电路特点：储能合闸方式；联锁机构(合闸不能开箱);灭弧系统电路符号QLFU六低压断路器（QF）用途：通断电路；可实现短路、过载、失压保护特点：有完善的电气触头和灭弧装置，有较强的断流能力，动作值可调分类：框架式（DW）、塑料外壳式（DZ）电路符号QF工作原理：短路时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；过载时，双金属片弯曲，顶开脱钩，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。短路保护过载保护失压保护DW10系列框架式断路器塑料外壳式低压断路器小型塑料外壳式低压断路器七交流接触器用途：通断电路控制对象：电动机及其它电力负载特点：可远距离频繁操作，不能切断短路电流有关符号：接触器线圈接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头