家庭用电线路设计

家庭用电线路设计问题：家电的功率是多少？导线如何选择？怎样更节能？1.家庭用电负荷的计算1.1家庭用电负荷的计算:90年代，按每平方米建筑面积25瓦标准设计供电设施，两居室用户的用电量不超过1400瓦，三居室用户不超过1700瓦。现行国家标准规定，一般两居室住宅用电负荷为4000瓦，进户铜导线截面不应小于10平方毫米。这满足了大多数住户的要求，但对于电热设备多的住户宜按6kW-12kW/户考虑。常用家用电器的容量范围大致如下：微波炉为600-1500瓦；电饭煲为500~1700瓦；电磁炉为300瓦~1800瓦；电炒锅为800-2000瓦；电热水器为800-2000瓦；电冰箱为70~250瓦；电暖器为800-2500瓦；电烤箱为800~2000瓦；消毒柜为600-800瓦；电熨斗为500-2000瓦；空调器为600-5000瓦。考虑到远期用电发展，每户的用电量应按最有可能同时使用的电器最大功率总和计算，所用家用电器的说明书上都标有最大功率，可以根据其标注的最大功率，计算出总用电量。一定要按照电能表的容量来配置家用电器。如果电能表容量小于同时使用的家用电器最大使用容量，则必须更换电能表，并同时考虑入户导线的端面积是否符合容量的要求。1.2导线的选择进户线是按每户用电量及考虑今后发展的可能性选取的，每户用电量为4kW~5kW，电表为5(20)A，进户线为BV一3×10mm²;每户用电量6kW~8kW，电表为15(60)A，进户线为BV一3×16mm²，每户用电量为10kW，电表为20(80)A，进户线为BV一2×25+1×16。这样选择既可满足要求又留有一定的裕量。户配电箱各支路导线为：照明回路为BV-2×2.5mm²，普通插座回路为BV一3×2.5mm²，厨房回路、空调回路均为BV一3×40mm²。铜芯线电流密度一般环境下可取4~5A/mm²。住宅内常用的电线截面1.5m㎡、2.5m㎡、4m㎡、6m㎡、10m㎡、16m㎡、25m㎡、35m㎡、50m㎡等。另外住宅电气电路一定选用铜导线，因使用铝导线会埋下众多的安全隐患，住宅一旦施工完毕，很难再次更换导线，因此，不安全的隐患会持续多年。居民家庭用的保险丝应根据用电容量的大小来选用。如使用容量为5安的电表时，保险丝应大于6安小于10安；如使用容量为10安的电表时，保险丝应大于12安小于20安，也就是选用的保险丝应是电表容量的1.2~2倍。选用的保险丝应是符合规定的一根，而不能以小容量的保险丝多根并用，更不能用铜丝代替保险丝使用。1.3无功功率的补偿目前市场上的大功率家用电器，大致分为电阻性和电感性两大类。电阻性负载的家用电器以纯电阻为负载参数，电流通过时会转换成光能、热能，如白炽灯、电水壶、电炒锅、电饭煲、电熨斗等。电感性负载的家用电器电能转变为机械能或其他形式的能量，如以电动机作动力的洗衣机、电冰箱、抽油烟机、电风扇、空调器等。由于感性负载的功率因数有时较低，使家庭用电的总功率因数达不到要求的0.85以上，需进行功率因数的提高，称为无功功率的补偿。三个问题:（1）什么是功率因数？（2）为什么要提高功率因数？（3）怎么提高功率因数？日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如下图。uiRLRuLuCOSI当U、P一定时，希望将COS提高UIRULUP=PR=UICOS其中消耗的有功功率为：例40W白炽灯1COS40W日光灯5.0COSA364.05.022040cosUPI发电与供电设备的容量要求较大供电局一般要求用户的，否则受处罚。85.0COSA182.022040UPIcosUIP纯电阻电路)0(1COS10COSR-L-C串联电路)9090(纯电感电路或纯电容电路0COS)90(电动机空载满载3.0~2.0COS9.0~7.0COS日光灯（R-L-C串联电路）6.0~5.0COS常用电路的功率因数提高功率因数的措施:uiRLRuLu并电容C并联电容值的计算uiRLRuLuC设原电路的功率因数为cosL，要求补偿到cos须并联多大电容？（设U、P为已知）RLICIILU分析依据：补偿前后P、U不变。由相量图可知：sinsinIIILRLCLRLUIPcoscosUIPCUXUICCsincossincosUPUPCULLRLICIILU)(2tgtgUPCLsincossincosUPUPCULLiuRLRuLuC呈电容性。1cosIURLICI呈电感性1cos0UICIRLI0CIUIRLI问题与讨论功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:功率因素补偿问题（一）1cos呈电阻性0结论：在角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。感性（较小）CI容性（较大）CI'C较大功率因数补偿成感性好，还是容性好？一般情况下很难做到完全补偿（即：）1cos过补偿欠补偿RLIUICIUICI'RLI2.配线结构住宅小区低压0.4/0.23kV配电系统。低压配电系统，应接线灵活，保护可靠。采用放射式馈电，由配电房引出YJV22型电缆埋地敷设到每栋楼。每栋楼在三个单元或以下有一个供电电源。若每栋楼有四个单元，则采用两路电源，从两端供电，可降低进线电缆截面，减少低压供电线路长度。之所以选用YJV型电缆，是由于该型电缆在整个温度范围内有优良的电气性能，具有优异的热稳定性和老化稳定性，工作寿命可长达40年，但价格较高。若用架空线路，价格虽低，但影响小区的美观。出线开关应选用性能优良、质量稳定可靠、经国家认证的名优产品。出线开关的数量应考虑要有一定数量的备用回路。馈电电缆的选择，应考虑负荷、发展、裕量、电压等级、敷设方式、环境等因素，还要考虑出线开关与电缆的保护配合。空调用电、照明与插座、厨房和卫生间的电源插座应该分别设置独立的回路。除了空调电源插座外，其他电源插座应加装漏电保护器，卫生间应作局部等电位连接。2.1照明电路一般商品房，仅将楼梯间灯具选用带玻璃罩的吸顶式灯具。住户内均用普通灯座、吸顶式安装。这样选型是出于住户装修时，将开发商选用的灯具、开关拆掉，换装上住户自己选用的灯具及开关。客厅开关的选择，宜采用多联开关，有条件也可用调光开关或用单联开关及电子开关来控制客厅灯。楼梯间开关用节能延时开关，其种类较多，通过几年的使用，已不宜用声控开关，因为不管在室内或室外有声音达到其动作值时，开关动作，灯亮，而这时楼梯间无人，不需灯亮。现在大多采用的是“神箭牌”，GYZ系列产品，该产品是灯头内设有一特殊的开关装置，夜间有人走入其控制区(7m)内，灯亮，经过延时3分钟灯自息。比常规方式省掉了一个开关和灯至开关间电线及其布管，经使用效果不错，做为楼梯间照明是值得选用。照明用断路器一般可选DZ12系列塑料外壳式断路器，其体积小巧，结构新颖、性能优良可靠。装在照明配电箱中，用于宾馆、公寓、高层建筑、广场、航空港、火车站和工商企业等单位的交流50hz单相230v及以下的照明线路中，作为线路的过载，短路保护以及在正常情况下作为线路的不频繁转换之用。照明开关必须接在火线上，如果将照明开关装设在零线上，虽然断开时电灯也不亮，但灯头的相线仍然是接通的，而人们以为灯不亮，就会错误地认为是处于断电状态。而实际上灯具上各点的对地电压仍是220伏的危险电压。如果灯灭时人们触及这些实际上带电的部位，就会造成触电事故。所以各种照明开关或单相小容量用电设备的开关，只有串接在火线上，才能确保安全。（１）白炽灯，因为其寿命短、光效低，建议用在点燃时间短，开关频繁的场所。比如，楼梯或洗手间；（２）日光灯作为显色指数高、寿命长、节能、高效的光源，可以在不影响附近电子设备正常工作，满足环境要求及装修格调的基础上，作为首选光源；（３）新型高效节能灯虽然寿命长，高效节能，显色指数高，但是其价格比较昂贵，可用在长期连续照明的场所使用；（４）当使用一种光源不能满足光色要求时，可采用多种混光的办法。另外，住宅电气照明应根据辨别颜色的不同要求，合理选择光源的显色性。2.2插座电路普通插座回路设一路还是两路，可根据住户面积的大小及所设插座数量的多少来考虑。如住户面积比较大，普通插座数量多线路长，考虑线路和电气装置的漏电流，又要考虑漏电断路器的动作电流为30mA，建议设两个普通插座回路。住户插座的设置，要考虑住户使用方便，用电安全，其数量不宜少于下列数值：(1)起居室：电源插座4组，空调插座1个；(2)主卧室:电源插座4组，空调插座1个；(3)次卧室：电源插座3组；(4)餐室:电源插座1组；(5)厨房；电源插座3组；(6)卫生间：电源插座1组。每组插座为一个单相二孔和一个单相三孔组合。插座的选型，要根据住宅档次、经济实力、售价等因素。2．3空调回路空调是一种耗电量较大的电器，并且在特定的季节里，空调的工作时间较长，这点是与其它大功率家电的不同之处；同时空调的正常起动与电源的电压变化关系密切。如果将其与其它电器合用一路线路，一来共用线路往往由于截面不足，造成导线发热形成隐患；二来空调机中的大起动电流造成较大的电压降，会影响其它电器的正常工作，甚至停机，所以要求空调插座使用一单独回路，且一个空调回路最多只能带两部空调。另外柜式空调必须独占一个回路。漏电断路器一般应根据用电线路的相数（单相电路还是三相线路）、额定电压、负载电流、漏电动作电流、预期的短路电流、负载类型等选择漏电断路器的相应合适的额定值。一般家用的漏电断路器应选用漏电动作电流为３０毫安及以下快速动作的产品。例如，DZL18-20系列家用漏电开关，适用于交流50Hz，额定电压220V，额定电流至20A及以下的单相线路中，作为人身触电保护，也可作为线路、设备的过载、过压保护及用于防止因设备绝缘损坏，产生接地故障电流而引起的火灾危险等。购买的漏电断路器应该有安全认证标志。目前，漏电断路器只要带有长城认证标志（ＣＣＥＥ）或ＣＣＣ认证标志，均认为符合规定要求。从抗干扰角度来说，应尽量避免使用微处理器等数字集成电路的漏电断路器，因为漏电继电器工作环境处于强电包围之中，是典型的弱电控制强电的电子设备，很容易受到干扰而造成误动。不要以为装了漏电断路器就绝对安全。4.电度表（电能表）的选择（1）．看懂产品铭牌标识选购首电能表先要注意型号和各项技术数据。在电能表的铭牌上都标有一些字母和数字，如“DD862，220V，50HZ，5(20)A，1950r／KWh……”，其中DD862是电能表的型号，DD表示单相电能表，数字862为设计序号。一般家庭使用就需选用DD系列的电能表，设计序号可以不同。220V、50Hz是电能表的额定电压和工作频率，它必须与电源的规格相符合。就是说，如果电源电压是220伏，就必须选用这种220伏电压的电能表，不能采用110伏电压的电能表。5（20）A是电能表的标定电流值和最大电流值，括号外的5表示额定电流为5安培，括号内的20表示允许使用的最大电流为20安培。这样，我们可以知道这只电能表允许室内用电器的最大总功率为P＝UI＝220伏×20安＝4400瓦。（2）计算自家总用电量：选购电度表前，需要把你家中所有用电电器的功率加起来，比如，电视机65瓦＋电冰箱93瓦＋洗衣机150瓦＋白炽灯4只共160瓦＋电熨斗300瓦+空调1800瓦＝2568瓦。选购电能表时，要使电能表允许的最大总功率大于你家中所有用电器的总功率（如上面算出的2568瓦），而且还应留有适当的余量。上例中家庭选购5(20)A的电能表就比较合适，因为即使家中所有用电器同时工作，电流的最大值I＝p／V＝2568瓦／220伏＝11．7安，没有超过电能表的最大电流值20安，同时还有一定余量，因此是安全可靠的。（3）单相电子式电能表的选购