电气设计基本知识

电气设计基本知识重庆精佳市政电力院电气室2012年7月目录1、电气设计依据2、基本电气符号3、一、二次设备划分原则4、电气一次图读图5、电气二次图读图6、电缆载流量7、电动机启动电流8、电动机启动方法9、配变容量计算10、高、低压配电柜11、小水厂电仪部分慨算项目电气设计依据与本工程设计范围相关的国家和行业规范，法规，标准。如：《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)《低压配电设计规范》(GB50054-2011)《民用建筑照明设计规范》（GBJ133-90）。《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-2008)《建筑照明设计标准》GB50034-2004《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)基本电气符号（一）图形符号说明图形符号说明开关(机械式)电气图形符号熔断器式隔离开关多级开关一般符号单线表示熔断器式负荷开关多级开关一般符号多线表示当操作器件被吸合时延时闭合的动合触点KM接触器(在非动作位置触点断开)当操作器件被吸合时延时闭合的动断触点接触器(在非动作位置触点闭合)SB按钮开关(不闭锁)负荷开关(负荷隔离开关)旋钮开关、旋转开关(闭锁)QF断路器位置开关,动合触点限制开关,动合触点QS隔离开关换接片基本电气符号（二）图形符号说明图形符号说明FU熔断器一般符号双绕组变压器FF跌落式熔断器三绕组变压器位置开关,动合触点限制开关,动合触点电抗器扼流图位置开关,动断触点限制开关,动断触点具有两个铁芯和两个二次绕组的电流互感器动合(常开)触点注:本符号也可用作开关一般符号在一个铁芯上具有两个二次绕组的电流互感器动断(常闭)触点三相变压器星形-三角形连接先断后合的转换触点操作器件一般符号接通的连接片热继电器的驱动器件一、二次设备划分原则一次设备是指直接参加发、变、输、配电能的系统中使用的电气设备，如发电机、变压器、电力电缆、输电线、断路器、隔离刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器等。由这些设备连接在一起构成的电路，称之为一次接线或称主接线。二次设备是指对一次设备的工况进行监视、控制、调节、保护，为运行人员提供运行工况或生产指挥信号所需要的电气设备，如测量仪表、继电器、控制及信号器具、自动装置等。这些设备，通常由电流互感器和电压互感器的二次绕组的出线以及直流回路，按着一定的要求连接在一起构成的电路，称之为二次接线或二次回路。描述二次回路的图纸称为二次接线图或二次回路图。二次回路一般包括：控制回路、继电保护回路、测量回路、信号回路、自动装置回路。按交、直流来分，又可分为交流电压和交流电流回路以及直流逻辑回路。按不同的绘制方法可分为：原理图、展开图、安装图。电气一次图读图电气回路一次系统图也有高压，低压之分。以高压为例：一次回路图是表示供配电系统中电能输送和分配线路的接线图，也称主接线图。它是由电力变压器，开关电器，互感器，母线，电力电缆等电气设备连接用于接收和分配电能的电路图。电力系统一次回路图的形式很多，但是读图的方法是一致的。读一次回路图一般从主变压器开始，了解主变压器的技术参数，然后向上看高压侧的接线，再看低压侧的接线。在一个电力网中，按照不同的接线方式，一次回来图有放射式、树干式和环式3种。一次系统图一般用概略图来描述。通常仅用符号表示各设备，而对设备的技术参数、电气接线、电气原理等不作详细表示。二次回路读图二次回路主要是指对一次设备的工况进行监测、控制、调节、保护的二次设备，按照一定的要求连接在一起构成电路，称之为二次回路。描述二次回路的图纸称为二次回路图。二次回路一般包括：控制回路、信号回路、测量回路、自动装置回路等。由于二次回路图的逻辑性很强，并且是按一定规律绘制，故看图时要抓住此规律才能比较容易看懂。看图要领：1.先交流、后直流：指先看二次接线图的交流回路，把交流回路看完弄懂后，根据交流回路的电气量以及在系统中发生故障时这些电气量的变化特点，向直流逻辑回路推断，再看直流回路。一般来说，交流回路比较简单，容易看懂。并且二次设备作为一次设备保护监控装置，必须对一次设备电压电流进行采样，从而进行判断处理，所以看二次回路图，最好是先了解交流回路图，再进而看直流回路。要领一2.交流看电源、直流找线圈：指交流回路要从电源入手；交流回路有交流电流和电压回路，先找出电源来自哪组电流互感器或哪组电压互感器，在两种互感器中传输的电流量或电压量起什么作用，与直流回路有何关系，这些电气量是由哪些继电器反应出来的，找出它们的符号和相应的触点回路，看它们用在什么回路，与什么回路有关。要领二要领一3.抓住触点不放松，一个一个全查清：指继电器线圈找到后，再找出与之相应的触点。根据触点的闭合或开断引起回路变化的情况，再进一步分析，直至查清整个逻辑回路的动作过程。要领三要领一要领二4.先上后下、先左后右，屏外设备一个也不漏：看端子排图要配合展开图来看。展开图上凡屏内与屏外有联系的回路，均在端子排图上有一个回路标号。端子排图是一系列数字和文字符号的集合，把它与展开图结合起来看就可清楚它的连接回路。要领四要领一要领二要领三要领四要领一要领二要领三先上后下、先左后右，屏外设备一个也不漏抓住触点不放松，一个一个全查清交流看电源、直流找线圈先交流、后直流电缆载流量（一）“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。“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’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。电缆载流量（二）“条件有变加折算，高温九折铜升级”。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。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；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。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。穿管根数二三四，八七六折满载流。意思是在穿管敷设两根、三根、四根电线的情况下，其载流量分别是电工口决计算载流量（单根敷设）的80%、70%、60%。常用电缆型号BV——铜塑线；BVVB——铜芯护套线；YJV——铜芯交联聚乙烯绝缘氯乙烯护套电力电缆；VV——聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆；KVVP：K：控制电缆；V：聚氯乙烯绝缘；V：聚氯乙烯护套；P：铜丝编织屏蔽。KVV：不带铜丝编织屏蔽。4×6——4芯，横截面为6平方mm23×6+1×4——3芯，横截面为6平方mm2；1芯，横截面为4平方mm2。三相电动机额定电流计算计算公式空开选择，总体额定电流的1.2～1.5倍经验公式：380V电压，每千瓦2A660V电压，每千瓦1.2A6000V电压，8千瓦1ACOSUPI732.1三相电动机直接启动时启动电流三相电动机直接启动时启动电流为额定电流的4-7倍，因直接启动电流大，常会引起保护跳闸，冲击电网。传统方法常用的减压起动方式有Y-△起动、自耦减压起动、电抗器起动等。用星三角减压启动，启动电流是全压启动(直接启动)电流的1/3.星三角启动原理图电机软启动传统启动都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。显普遍采用软起动，与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。电动机的软停车电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可在0~120s调整。配变容量选择计算负荷序号用电设备组名称设备容量Pe(Kw)台数需要系数KxCOSΦtanΦPjs(kW)Q(kVar)S(kvA)1二级取水泵(加压泵）752（1用1备）10.850.627546882潜水泵52（1用1备）0.70.850.624243投药设备610.50.701.023344电动阀门310.20.800.751015通风机510.80.850.624256电动葫芦510.50.800.753237综合用电2010.70.701.02141420以上功率合计1190.8210371125同时系数Kp,Kq0.900.95总负荷补偿前0.810.739267114电容补偿40总负荷补偿后0.960.30922796变压器损耗36合计9533101变压器选择1601负荷率63.1%配变选择变压器主要作用是传输电能，，额定容量是它主要参数，以kVA或MVA表示。随着科技水平的提高，新材料、新工艺的应用，电力变压器也不断的更新换代。电力变压器更新换代的标志就是不断的降低变压器损耗提高变压器效率。变压器损耗分为空载损耗和负载损耗，空载损耗是变压器铁心消耗的有功功率，负载损耗是由铜线损耗及附加损耗和杂散损耗组成。而节能变压器大幅度减低的是空载损耗，如S9型节能电力变压器比S7型电力变压器空载损耗降低38%而负载损耗只降低了22%，S11由于采用了新的卷铁心结构，空载损耗较S9下降30%，空载电流下降70%，现已要求选用S11以上的变压器。高压配电柜高压交流配电柜应严格按照国家标准GB3906-2006《3.6～40.5KV交流金属封闭开关设备和控制设备》与生产单位发放的工程电气施工图纸的要求进行制作。配电柜必须具有“五防”闭锁功能①防止误分、合断路器。②防止带负荷分、合隔离开关。③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。④防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。⑤防止误入带电间隔。高压常用配电柜型号KYN28、KYN61这个是金属铠装移开式开关柜，前面是10KV后面是35KV这些开关都是安装真空断路器，大型配电工程常用，移开是指断路器可以抽出来。XGN2、XGN66这些都是厢式固定高压开关柜，也装真空断路器，区别就是大小结构不一样，G表示断路器是固定式HXGN17是一种环网供电的柜子，小型配电用的很多，经济性很好。负荷开关，真空断路器都可以装....尤其在箱式变电站里面可以发挥他的长处。.HXGN15是一种六氟化硫柜，体积小，但是不能用在负荷大的地方，基本做电缆分接箱。低压配电柜低压配电柜应严格按照国家标准GB7251-2005《低压成套开关设备》与生产单位提供的工程电气施工图纸的要求进行制作GCK、GCS、MNS是低压抽出式开关柜；GGD、GDH、PGL是低压固定式开关柜；XZW综合配电箱；ZBW箱式变电站；XL、GXL低压配电柜、建筑工地箱；JXF电器控制箱；PZ20、PZ30系列终端照明