电气设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电气设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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1概述

电梯电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

电梯主电源；轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；轿顶和底坑的电源插座；机房和滑轮间的电源插座；电梯井道的照明；报警装置。

2配电设计

2.1电梯的负荷分级和供电要求，应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致，并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级，重要的为一级；一般载货电梯、医用电梯为三级，重要的为二级；多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯，应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

2.2电梯的供电，宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。

一级负荷电梯的供电电源应有两个电源，供电采用两个电源送至最末一级配电装置处，并自动切换，为一级负荷供电的回路应专用，不应接入其它级别的负荷；

二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源（或两个回路），供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处，并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时，可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。

消防电梯的供电，应采用两个电源（或两个回路）送至最末一级配电装置处，并自动切换。

三级负荷电梯的供电，宜采用专用回路供电。

2.3每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置，并设置在机房内便于操作和维修的地点，应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用，各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电：轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；轿顶和底坑的电源插座；机房和滑轮间的电源插座；

电梯井道的照明；报警装置。

上述照明、通风装置和插座的电源，可以从电梯的主电源开关前取得，由机房内电源配电箱（柜）供电或单设照明配电箱，或另引照明供电回路并单设照明配电箱。

2.4主开关选择

电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载－时间特性应设备负载－时间特性曲线相配合。

2.5照明、通风装置和插座的供电回路，根据设备所在部位和工作特点划分，至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置：

轿厢用电设备（照明、通风、插座和报警装置）供电回路和保护断路器（如同机房中有几台电梯驱动主机，每个轿厢均应设置一个），此断路器应设置在相应的主开关旁。

机房、井道和底坑用电设备（照明、通风和插座）供电回路和保护断路器，此断路器应设置在机房内，靠近其入口处。

3电气照明、通风装置和插座设置及控制

3.1电梯井道照明

封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明，在维护修理期间，即使门全部关上，井道亦能被照亮。井道最高和最低点0.5米以内，各装设一盏灯，中间最大每间隔7m设一盏灯，照度应不小于50lx，分别在机房和底坑设置一控制开关。

3.2电梯机房照明和电源插座

机房应设有固定式电气照明，地板表面上照度应不小于200lx。在机房内靠近入口（或几个入口）的适当高度处设有一个开关，以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。

3.3轿厢照明和电源插座

轿厢应装备永久性的电气照明，控制装置上的照度应不小于50lx，轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯，至少要有两只并联的灯泡。

要有可自动再充电的紧急电源，在正常照明电源被中断的情况下，它能至少供1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下，应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。

3.4底坑插座

底坑距底0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力，宜至少达到IP21。

4线路敷设

4.1线缆选择

选择电梯供电导线时，应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定，导线的连续工作载流量应不小于计算电流，线路较长时，还应校验其电压损失（直流电梯电源电压波动范围应不大于±3％，交流电梯±5％）。4.2配线选型

根据不同用途，配线可选用导线、硬电缆和软电缆，应有不同的保护方式和敷设方式.

5防灾及报警装置

5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯，在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关，供火灾时消防队员使用。

5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援，应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃，对讲系统，外部电话或类似形式的装置。

5.3超高层建筑和级别高的公建，在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。

5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话，根据需要可以设闭路监视摄像机。

6防雷等电位联结

二类防雷建筑物超过45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑，应采取防雷等电位连接措施，电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接（接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等）。

7电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护

7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。

7.2整个电梯装置的金属件，应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上，不得互相连接后再接地。

在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒，并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板，以便于检查和维护。采用铜芯导体，芯线截面不得小于6mm2，当兼用作防雷等电位联结时，采用铜芯导体，芯线截面不得小于16mm2。

轿厢接地线如利用电缆芯线时，不得少于两根，采用铜芯导体，每根芯线截面不得小于2.5mm2。

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在我国，每年都会有许多因用电而发生的事故，对社会也造成了极大的影响，同时也引起了相关部门的高度重视，虽然我国颁布了一些相关法律法规，但是，在日常生活中，还是有很多常见的事故发生，导致这些问题的发生原因大多数是一些设计问题，解决相关问题还要从本质上入手，对设计进行完善，减少相应的漏洞，避免事故的发生。

1.2电气在设计上无法满足用户要求

在设计过程中，许多的电气设计从理论上来讲是不符合标准的，并没有解决就开始进行施工，从而导致事故的发生。在进行施工时，最主要的是看工程师的影响，如果工程师的能力不强或存在缺陷，是无法达到设计要求的，从另一个方面来说，建设者为了追求更高更多的经济利益，在材料上进行减材减料，在材料选择上，选择一些标准低而且投资量相对少的设计，当设计投资生产过后，电气系统没办法达到客户的需求，在使用过程中，经常出现一些故障，使用户苦不堪言。

1.3在消防系统上不够完善

在没有发生事故之前，消防系统是没有太多的用途，但是一旦发生事故时，则会发挥着重要的作用，它涉及到住户的生命安全以及财产安全上的问题。可是我国的消防系统并不是非常的完善，在验收标准上，也没有严格要求，房地产商也不是很愿意做太大的投资，电气工程师也不专心踏实去做。不完善的消防系统存在着大量的弊端，所以在现代建筑电气设计中应该需要进行大量人力和物力的投放。

2建筑电气设计的主要任务是提高安全性

建筑电气安全性和可靠性相当重要，只有保障这两者才能使系统正常运行，才能做到安全用电。在现实生活中，相关部门对其重视度越来越高，但效果并不明显，用电事故常有发生。这就要求各个部门更加重视，并采取强有力的措施进行防范，避免发生电气事故。

2.1对绝缘材料进行进场检查

在电气中一些电气设备绝缘性不好，因此，导致了很多安全事故，所以要求相关人员必须严格检测绝缘材料是否达标，并根据要求使用绝缘体材料。另外还要保证电线的质量，在现场需进行仔细确认，保证电线的完整性，一旦发现有缺损的电线应立即停止使用。

2.2对过载、短路的设计进行保护

在实际中一旦发现电气线路出现短路或过载，应立即切断电源，因为此时，电流倍数会呈现出快速增长模式。因此，要对其进行保护是十分必要的。在设计的过程中我们要确保过载的安全性和合理性。除此之外，还要观察熔断电流的合理性，注意其额定电流和熔断器额定电压。

2.3需对漏电进行保护设计

漏电现象是造成安全事故的主要原因，因此要引起重视，因为人一旦触碰到就会受到电流带来的伤害，对生命安全造成威胁。根据目前现状和国家规定的要求来看，一般将参数都选择在30mA.s来进行设计。根据以往设计经验显示，此参数较为合理，且能够达到预期的效果。但是漏点问题不能小觑，关系着人的生命安全，因此，在进行设计保护时应注意两点：（1）相关人员需仔细阅读检测部门文件报告；（2）严格遵照规定，达到国家标准《漏电电流动作保护器》的需求，对CCEE人员进行认证。

2.4对接地设计进行保护

对接地保进行护是在建筑安全电气设计中最重要的实施，是针对人身安全来设计的，防止受到电击，与此同时，能防止接地引起的火灾。在电气系统中，回路中有相当大的接地故障电流，导致开关自动转动，所以应该及时切断电源，从而起到保护措施，如果电源不能快速的切断，也能对电位进行很好的保护，从而起到保护人身安全的作用。

3完善的现代建筑电气设计

3.1电气安全隐患

随着时代科技的不断发展，建筑的安全重视问题也得到了更多的关注。建筑电气在设计过程中，需要有很好的安全性，才能以防事故的发生。在传统建筑过程中，常有设计失误从而导致电气漏洞的现象。在现代建筑电气中，需要从设计入手，从本质上避免事故的发生。在电路中，需要对建筑设计合理的保护，防止用户受到误伤。所有的电线都需要选取有质量保证的绝缘材料，确保在使用过程中建筑物不会产生漏电的情况。

3.2建筑电气设计需要基于用户提出的要求

用户的需求，简单的来说就是设计的用途，建筑电气在设计过程中，需要满足用户的需求，同时还需创造更多的经济体系。如果在使用过程中出现断电迹象，电气设计系统是失败的。因为优秀的电气工程师会考虑到综合因素，会对用户在使用过程中做初步的评估，为负载量留出富余的空间，并设计合理的电气系统。

3.3在建设中加强建筑消防系统

好的建筑电气设计应该尽最大的能力来对消防系统进行完善，来提高在建筑设计上的安全性，对用户的财产安全和生命安全进行保障。现代建筑消防系统体现在火警扑灭一体化，要求在建筑物中建有报警控制系统、火灾探测系统、自动喷水扑灭系统。系统的供电线路需要进行从新设置，其目的是在发生火灾时，可以进行电线输电，保障建筑重要环节，消防系统也是智能化水平最高的铺设。

3.4设计环境友好的电气系统

我国属于资源大国，在消耗能源方面，到处可以看见浪费资源的迹象，如果我国想变成资源节约型国家，必须按现代建筑电气设计发展的方向走下去，在不降低建筑质量情况下，尽量做到节约能源。在电气设计上，将电量安置在供电边上，尽量减少对线路消耗的功率；需要选择面积较大的导线，因为能减轻电路中的损耗。一般来说，想要实现节能设计的环保，就需要有相对应地系统投资。

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工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。

1高层建筑电气设计过程中应注意的问题

1.1高层建筑由于照明及空调负荷多，电梯等运输设备多，给排水设备多，所以用电量特别大，且供电的可靠性要求很高。

1.2在高层建筑中，照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电，照明负荷则多采用母线槽配电，与动力分开。

1.3由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，必然使地面管道增多。

1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工；缩短了施工周期，而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。

1.5电气设备的管线应采取防火措施。

1.6空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，即要求采用电脑管理和监控系统。

1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震；管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。

1.8消防要求高。因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高。

1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。

2照明要求

2.1混合照明

它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否则，过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大，亮度分布不适当而产生不应有的眩光。

2.2事故照明

当工作照明因故障全部熄灭后，供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.

2.2.1应设置事故照明场所

a，在正常工作照明熄灭后，由于工作中断或误操作，将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所；

b．在无照明的情况下，由于设备继续运转或人员的通行，将造成设备、人身事故的场所；

c．高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间；公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。

2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时，又在发生故障不得切换电源的条件下，也可采用其它照明光源。

2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处，还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记，以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上，以及楼梯口和太平门的顶部，并要安装在非燃烧结构或装修上。

2.2.4事故照明的照度要求

用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10％。但标准较高的宾馆等建筑，其事故照明所占工作照明的比例应当为：出口指示灯为100％；楼梯照明为50％；公共场所照明为20％；客房走道照明为50％;一般走道照明为20％;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100％。用于人员疏散的事故照明，其照度不应低于0．51x。

2.3警卫值班照明

在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。

警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明，应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。

2.4障碍照明

装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时，应符合下列要求：一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物，除在其最高顶端装设障碍灯外，还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者，除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度，可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光，应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。

2.5高层住宅室内照明要求

厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头；有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头；楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯，其安装距离为10.20m及各转角处；供电继续时间：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时，其连续供电时间不少于20分钟，事故照明的最低照度不应低0.51x，但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散标志一般采用白炽灯，应具有玻璃或金属灯罩，并安装在非燃烧体结构上；大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座；另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座；二极插座需采用扁、圆插孔两用型；有条件时宜采用二极加三极的连体式插座；供洗衣机的单相二极带地插座，宜带电源开关；插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4－1.8m(明、暗装普通型)；楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关，但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。

参考文献

[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008年版

[2]《供配电系统设计规范》GB50052－95年版

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一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑，使用方便，动静触头的磁吹装置良好，灭弧效果好，最好达到零飞弧，温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式，按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。

接触器额定电压参数分为高压和低压，低压一般为380V，500V，660V，1140V等。

电流按型式分为交流、直流。电流参数有额定工作电流、约定发热电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发热电流及接触器的短时耐受电流等。一般接触器型号参数给出的是约定发热电流，约定发热电流对应的额定工作电流有好几个。比如CJ20-63，主触头的额定工作电流分为63A，40A，型号参数中63指的是约定发热电流，它和接触器的外壳绝缘结构有关，而额定工作电流和选定的负载电流、电压等级有关。

交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对，根据控制需要选择。

其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1

表1常用接触器类型

使用类别代号适用典型负载举例典型设备

AC－1无感或微感负载，电阻性负载电阻炉，加热器等

AC－2绕线式感应电动机的启动、分断起重机，压缩机，提升机等

AC－3笼型感应电动机的启动、分断风机，泵等

AC－4笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机风机，泵，机床等

AC－5a放电灯的通断高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等

AC－5b白炽灯的通断白炽灯

AC－6a变压器的通断电焊机

AC－6b电容器的通断电容器

AC－7a家用电器和类似用途的低感负载微波炉、烘手机等

AC－7b家用的电动机负载电冰箱、洗衣机等电源通断

AC－8a具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机

AC－8b具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机

2、交流接触器的选用原则

接触器作为通断负载电源的设备，接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下：

（1）交流接触器的电压等级要和负载相同，选用的接触器类型要和负载相适应。

（2）负载的计算电流要符合接触器的容量等级，即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流，分断电流大于负载运行时分断需要电流，负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况，对于启动时间长的负载，半小时峰值电流不能超过约定发热电流。

（3）按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流，当使用接触器断开短路电流时，还应校验接触器的分断能力。

（4）接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度，一般推荐的操作电压值，接触器要能够在85～110％的额定电压值下工作。如果线路过长，由于电压降太大，接触器线圈对合闸指令有可能不起反映；由于线路电容太大，可能对跳闸指令不起作用。

（5）根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值，额定电流应该加大一倍。

（6）短路保护元件参数应该和接触器参数配合选用。选用时可参见样本手册，样本手册一般给出的是接触器和熔断器的配合表。

接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流，接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流，这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1～1.38之间，而断路器的反时限过载系数参数比较多，不同类型断路器不一样，所以两者间配合很难有一个标准，不能形成配合表，需要实际核算。

（7）接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范，要考虑维修和走线距离。

3、不同负载下交流接触器的选用

为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀，延长接触器寿命，接触器要躲过负载启动最大电流，还要考虑到启动时间的长短等不利因数，因此要对接触器通断运行的负载进行分析，根据负载电气特点和此电力系统的实际情况，对不同的负载启停电流进行计算校合。

3.1控制电热设备用交流接触器的选用

这类设备有电阻炉、调温设备等，其电热元件负载中用的绕线电阻元件，接通电流可达额定电流的1.4倍，如果考虑到电源电压升高等，电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小，按使用类别属于AC-1，操作也不频繁，选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。

3.2控制照明设备用的接触器的选用

照明设备的种类很多，不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b.如果启动时间很短，可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低，可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。

3.3控制电焊变压器用接触器的选用

当接通低压变压器负载时，变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流，在一次侧出现较大电流，可达额定电流的15～20倍，它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流，从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流，所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器，即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a.

3.4电动机用接触器的选用

电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。

绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流，一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流，增加启动转矩，使用类别AC-2，可选用转动式接触器。

当电动机处于点动、需反向运转及制动时，接通电流为6Ie，使用类别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下：

Pe=3UeIeCOS￠η,

Ue：电动机额定电流，Ie：电动机额定电压，COS￠：功率因数，η：电动机效率。

如果允许触头寿命短，AC-4电流可适当加大，在很低的通断频率下改为AC-3类。

根据电动机保护配合的要求，堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie，因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定：电动机运行在AC-3下，接触器额定电流不大于630A时，接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。

对于一般设备用电动机，工作电流小于额定电流，启动电流虽然达到额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不大，接触器在设计时已考虑此因数，一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载，重载启停频繁，反接制动等，所以计算工作电流要乘以相应倍数，由于重载启停频繁，选用4倍电动机额定电流，通常重载下反接制动电流为启动电流2倍，所以对于此工况要选用8倍额定电流。

3.5电容器用接触器选用

电容器接通时电容器产生瞬态充电过程，出现很大的合闸涌流，同时伴随着很高的电流频率振荡，此电流由电网电压、电容器的容量和电路中的电抗决定（即与此馈电变压器和连接导线有关），因此触头闭合过程中可能烧蚀严重，应当按计算出的电容器电路中最大稳态电流和实际电力系统中接通时可能产生的最大涌流峰值进行选择，这样才能保证正确安全的操作使用。

选用普通型交流接触器要考虑接通电容器组时的涌流倍数、电网容量、变压器、回路及开关设备的阻抗、并联电容器组放电状态以及合闸相角等，一般达到50至100额定电流，计算时比较烦琐，可以参见文献1.

如果电容器组没有放电装置，可选用带强制泄放电阻电路的专用接触器，如ABB公司的B25C、B275C系列。国产的CJ19系列切换电容器接触器专为电容器而设计，也采用了串联电阻抑制涌流的措施。

选用时参见样本，而且还要考虑无功补偿装置标准中的规定。电容器投入瞬间产生的涌流峰值应限制在电容器组额定电流的20倍以下（JB7113－1993低压并联电容器装置规定）；还应考虑最大稳态电流下电容器运行，电容器组运行时的谐波电压加上高达1.1倍额定工作时的工频过电压，会产生较大的电流。电容器组电路中的设备器件应能在额定频率、额定正弦电压所产生的均方根值不超过1.3倍额定电流下连续运行，由于实际电容器的电容值可能达到额定电容值1.1倍，故此电流可达1.43倍额定电流，因此选择接触器的额定发热电流应不小于此最大稳态电流。

4、有特殊要求情况下交流接触器的选用

4.1、防晃电型交流接触器

电力系统由于雷击、短路后重合闸以及单相人为短时故障接地后自动恢复等原因使供电系统晃电，晃电时间一般在几秒以下。

在有连续性生产要求的情况下，工艺上不允许设备在电源短时中断（晃电）就造成设备跳闸停电，可以采用新型电控设备：FS系列防晃电交流接触器。

FS系列防晃电接触器不依赖辅助工作电源，不依赖辅助机械装置，具有体积小、可靠性高，它采用强力吸合装置，双绕组线圈，接触器在吸合释放时无有害抖动，避免了电网失压时触头抖动引起的燃弧熔焊，因此减少了触头磨损。接触器线圈带有储能机构，当晃电发生时，接触器线圈延迟释放，其辅助触点延迟发出断开的控制信号，由此躲开晃电时间，晃电时间由负载性质和断电长短决定，接触器延时时间可调。

4.2、节能型交流接触器

交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低操作电磁系统吸持时所消耗的有功、无功功率。交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源，我国现有63A以上交流接触器，在吸持时所消耗的有功功率在数十瓦至几百瓦之间，无功功率在数十乏至几百乏之间，一般所耗有功功率铁芯约占65～75％，短路环约占25～30％，线圈约占3～5％，所以可以将交流吸持电流改为直流吸持，或者采用机械结构吸持、限电流吸持等方法，可以节省铁芯及短路环中所占的大部分功率损耗，还可消除、降低噪声，改善环境。

根据原理一般分为三大类：节电器、节点线圈、节电型交流接触器。

电磁系统采用节电装置，使电磁无噪声及温升低，并解决了使用节电装置有释放延时的缺点，如国产的CJ40系列。

4.3带有附加功能的交流接触器

电子技术的应用可以很方便的在接触器中增添主电路保护功能，如欠、过电压保护，断相保护、漏电保护等。电动机烧毁事故中，接触器一相接触不良的占11％，所以选择带有断相保护的断路器、接触器等电气器件也是十分必要的。

接触器加辅助模块可以满足一些特殊要求。加机械连锁可以构成可逆接触器，实现电动机正反可逆旋转，或者两个接触器加机械连锁实现主电路电气互锁，可用于变频器的变频/工频切换；加气延时头和辅助触头组可以实现电动机星－三角启动；加空气延时头可以构成延时接触器。

可以选用交流接触器的电磁线圈做电动机的低电压保护，其控制回路宜由电动机主回路供电，如由其他电源供电，则主回路失压时，应自动断开控制电源。

5、交流接触器的安装

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2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题

合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、维修性等）及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。

2.1设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。

例如某市政府大楼前花园广场（包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉）工程提交施工酌电气施工图存在以下问题：未作电气保护接地及等电位联结设计；错误地采用TN-C低压配电系统；喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求，按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人，嬉水时被电击致死的伤亡事故，正是由于设计失误，水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题，通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是：户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护（动作电流应不大于30mA），而不允许采用TN-C制；应设置完善的接地装置，喷水池应做等电位联结设计，而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地；潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电；0区电器设备应采用1Px8防护等级，1区应为1Px5等等。

又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷，三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流；随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及，低压电网高次谐波污染日益加剧，3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此，相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分为单相负荷时，其N线或PEN线截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中，N线截面不应小于相线截面……”，可见，民用建筑配电系统的干线，支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法，选用的N或PEN线截面仍为相线的1／2甚至1／4～1／3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。

再如，关于变配电所位置的选择，相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”，这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目，其设置在地下层的变配！电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房，其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱，而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题；又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房，设置在一层某会议厅底部，地下层既未考虑必要的运输检修通道，也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时，设计单位的解答竟然是：原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的，即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害，大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢！须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上，而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短，定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。

2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性方面的缺陷，将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。

例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来，我国电工产品市场异彩纷呈，国内外各种型号规格的产品琳琅满目，国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要，这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号，使设备订货无所适从，并往往造成错误。比如某项目电气照明设计，设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”，设备表中亦然，而未注明名称及详细参数，施工单位理解为20A普通断路器，因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对，原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号，额定电流20A，额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向，对电缆支架及盖板不作任何规定，或仅注明“参照XX图集XX页”，实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟，其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择，设计不选定则施工方难于抉择，常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要，甚至可能引起结算纠纷。

再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值，当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见，绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准，影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图，经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50～701x，不及国家标准（150LX）的一半；某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70～80LX，计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值（分别为150h及200k）的一半。

2.3相关专业设计文件衔接不清，不按规定协调配合的问题普遍存在，极易导致施工错误

例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置，按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件，说明敷设方式及技术措施（如焊接要求等）；并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图，且标注与说明相当简略，土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难，若施工单位经验不足则极易因工种（序）配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层，因柱（墙）内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。

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l汽车工业

l通用机械制造

l专用机械制造

l各种类型的专用机床OEM

l塑料加工

l包装工业

l食品和饮料工业

l工艺过程工程（例如，供水、排水、建筑服务设施等）

S7-300具有以下显著特点：

l循环周期短、处理速度高

l指令集功能强大、可用于空间有限的场合

l模块化结构、适合密集安装

l有不同档次的CPU、各种各样的功能模块和I/O模块可供选择

l100%免维护

l已检定合格的、可在恶劣气候条件下露天使用的模块类型

S7-300是由各种模块部件所组成，各模块能以各种不同方式组合在一起。这表明可将控制系统设计成完全符合应用的需要。

除了模块之外，用户其他所需要的就是一种DIN标准导轨。各模块安装在导轨上，并用螺丝固定。这种结构形式既可靠又电磁兼容。

背板总线集成在各模块上，通过将总线连接器插在模块机壳的背后，使背板总线联成一体。最多8个模板可一起装在一个机架上（中央控制器/扩展单元）。

4.3PLC模块简介

（1）CPU模块

CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。S7-300/400将CPU模块简称为CPU。

（2）信号模块

输入（INPUT）模块和输出（Output）模块简称为I/O模块，开关量输入、输出模块简称为DI模块和DO模块，模拟量输入、输出模块简称为AI模块和AO模块，它们统称为信号模块。信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。

输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电动机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。

开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。

CPU模块内部的工作电压一般是DC5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如DC24V或AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块的元器件，或使PLC不能正常工作。在信号模块中，用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的输入、输出电路。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。

（3）功能模块

为了增强PLC的功能，扩大其应用领域，减轻CPU的负担，PLC厂家开发了各种各样的功能模块。它们主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制任务。

（4）接口模块

CPU模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，有的接口模块还可以为扩展机架供电。

（5）通信处理器

通信处理器用语PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入MPI、PROFIBUS-DP、AS-i和工业以太网，或者用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的还集成了其他通信接口。

（6）电源模块

PLC一般使用AC220V电源或DC24V电源，电源模块用于将输入电压转换为DC24V电压和背板总线上的DC5V电压，供其他模块使用。

（7）编程设备

S7-300/400使用安装了编程软件STEP7的个人计算机作为编程设备，在计算机屏幕上直接生成和编辑各种文本程序或图形程序，可以实现不同编程语言之间的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，可以实现远程编程和传送。编程软件还具有对网络和硬件组态、参数设置、监控和故障诊断等功能。

4.4电源模块的选择

PS307电源模块（5A）具有以下显著特性：

l输出电流5A

l输出电压24VDC；防短路和开路保护

l连接单相交流系统（输入电压120/230VAC，50/60HZ）

l可靠的隔离特性，符合EN60950

l可用作负载电源

4．5数字量输入模块的选择

表4-2数字量输入模块特性

SM321；DI32×24VDC数字量输入模块具有以下显著特性：

l32个输入点，带隔离，16点为一组

l额定输入电压24VDC

l适用于开关和2/3/4线BERO（接近开关）

4．6数字量输出模块的选择

表4-3数字量输出模块特性

数字量输出模块SM322；DO32×24VDC/0.5A（6ES7322-1BL00-0AA0）具有以下显著特性：

l32个输出点，带隔离，8点为一组

l0.5A输出电流

l24VDC额定负载电压

l适用于电磁阀、直流接触器和指示灯

4．7数字量输入输出模块的选择

表4-4数字量输入输出模块特性

数字量输入/输出模块SM323；DI8/DO8×24VDC/0.5A（6ES7323-1BH×1-0AA0）具有以下显著特性：

l8个输入点，带隔离，8点为一组

l8个输出点，带隔离，8点为一组

l额定输入电压24VDC

l额定负载电压24VDC

l输入适用于开关和2/3/4线接近开关（BERO）

l适用于电磁阀、直流接触器和指示灯

4．8接口模块的选择

表4-5接口模块的特性

（1）接口模板IM360具有以下特性

l用于S7-300机架0的接口

l通过连接电缆368将数据从IM360传送到IM361

lIM360与IM361之间的最大距离为10米。

（2）接口模板IM361具有以下特性

l24VDC电源

l用作S7-300机架1到机架3的接口

l通过S7-300背板总线的最大电流输出为0.8A

l通过368连接电缆将数据从IM360传送到IM361或从IM361传送到IM361

lIM360和IM361之间的最大长度为10米

lIM361和IM361之间的最大长度为10米

5低压电气元件的选择

5．1选择原则

电器元件选择的基本原则如下：

（1）按对电器元件的功能要求确定电器元件的类型。

（2）确定电器元件承载能力的临界值及使用寿命。根据电器控制的电压、电流及功率的大小确定电器元件的规格。

（3）确定电器元件预期的工作环境及供应情况，如防油、防尘、防水、防爆及货源情况。

（4）确定电器元件在应用中所要求的可靠性进行选择。

（5）确定电器元件的使用类型。

5．2按钮的选择

按钮主要根据所需要的触点数、使用场合、颜色标注以及额定电压、额定电流进行选择。

按钮颜色及其含义。国标GB5226-85《机床电气设备通用技术条件》对按钮的颜色做了如下规定。

（1）“停止”和急停按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。

（2）“启动”按钮的颜色是绿色。

（3）“启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。

（4）点动按钮必须是黑色。

（5）复位按钮（如保护继电器的复位按钮）必须是蓝色。当复位按钮还有停止的作用时，则必须是红色。

5．3限位开关的选择

当生产机械运动速度不是太快时，通常选用一般用途的行程开关；而当生产机械行程通过的路径不宜装设直动式行程开关时，应选用凸轮轴转动式的行程开关；而在工作效率很高、对可靠性及精度要求也很高时，应选用接近开关。

接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。

行程开关分PNP和NPN两种

PNP输出行程开关一般应用在PLC或计算机作为控制指令较多，NPN输出行程开关用于控制直流继电器较多，在实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。

现选择如下：

夹紧臂张开位行程开关（原位、PNP二线制）

切枪限位接近开关（终位、PNP二线制）

小车行程开关（原位、前位、PNP二线制）

5．4交流接触器的选择

接触器分交流与直流两种。应用最多的是交流接触器。

当线圈通电后，线圈中因有电流通过而产生磁场，静铁心在电磁力的作用下，克服弹簧的反作用力，将动铁心吸合，从而使动、静触头接触，主电路接通；而当线圈断电时，静铁心的电磁吸力消失，动铁心在弹簧的反作用力下复位，从而使动触头与静触头分离，切断主电路。

选择时主要考虑主触点的额定电压与额定电流、辅助电流触点的数量、吸引线圈的电压等级、使用类别、操作频率等。选择交流接触器，其主触点的额定电流应等于或大于负载或电动机的额定电流。

式中

—接触器的额定电压；

—负载的额定线电压；

—接触器的额定电流；

—接触器主触点电流；

—电动机功率；

—电动机额定线电压；

K—经验常数，K=1～1.4。

故选施耐德交流接触器

LC1-D0910N5C9A220V

N5—电压编号C—合资产品

5．5继电器的选择

继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力（有触头式）或使输出状态发生阶跃变化（无触头式），从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。根据转化的物理量的不同，可以构成各种各样的不同功能的继电器，以用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，从而控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。

被转化或施加于继电器的电量或非电量称为检点器的激励量（输入量），当继电器被激励，从一个起始位置达到预定的工作位置，并完成电路的切换动作，称为继电器的工作特性，包括吸合、不吸合、保持与释放状态。施加于继电器的激励量或高于它的吸合值或低于它的释放值，可以是电量如交流或直流电的电流、电压等，也可以是非电量如位置、时间、温度、速度、压力等。当输入量变化到高于它的吸合值或低于它的释放值时，继电器动作，对于有触头式继电器其触头闭合或断开，对于无触头式继电器其输出发生阶跃变化，以此提供一定的逻辑变量。

继电器的用途很多，一般可以归纳如下：

（1）输入与输出电路之间和隔离；

（2）信号转换（从断开到接通）；

（3）增加输出电路（即切换几个负载或切换不同电源负载）；

（4）重复信号；

（5）切换不同电压或电源负载；

（6）保留输出信号；

（7）闭锁电路；

（8）提供遥控。

因此，继电器选择如下：

欧姆龙G2A-432A-N1型

欧姆龙G2AK-232A型

5．6控制变压器的选择

控制变压器用来降低辅助电路的电压，以满足一些电器元件的电压要求，保证控制电路安全可靠地工作。控制变压器的选择原则如下：

（1）控制变压器一、二次侧电压应与交流电源电压、控制电路和辅助电路电压相等。

（2）应能保证接于变压器二次侧的交流电磁器件在启动时可靠地吸合。

（3）电路正常运行时，变压器温升不应超过允许值。

控制变压器容量的近似计算公式为

式中，—变压器容量的储备系数，=1.1～1.25

1.1×6×220≈1452KVA

所以选择额定容量为1500KVA的JBK3-1500变压器

5．7自动开关的选择

低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要电器开关之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜（箱）中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起到保护作用，应用十分广泛。较高性能型万能式断路器带有三段式保护特性，并具有选择性保护功能。高性能万能式断路器带有各种保护功能脱扣器，包括智能化脱扣器，可实现计算机网络通信。低压断路器具有的多种功能，是以脱扣器或附件的形式实现的，根据用途不同，断路器可配备不同的脱扣器或继电器。脱扣器是断路器本身的一个组成部分，而继电器（包括热敏电阻保护单元）则通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器或分励脱扣器的动作控制断路器。

5．8直流稳压电源

5.8.1稳压电源的作用

电子设备一般是由整流器供电的。当交流电网电压或负载电流变化时，整流器输出电压也会随之发生变化。但是，许多电子设备，比如精密的电子测试仪器、自动控制装置和电子计算机等，都要求直流电源电压稳定不变，否则，将造成测量和计算误差，或引用自动控制装置工作不稳，甚至根本无法工作。为了供给稳定的直流电压，必须采用直流稳压电路。直流稳压电路与整流器和滤波器合在一起，构成直流稳压电源，其方框图如图3.7所示。

图5.2直流稳压电源方框图

5.8.2直流稳压电源的种类及选用

直流稳压电源按习惯可分为化学电源，线性稳压电源和开关型稳压电源，它们又分别具有各种不同类型：

开关型直流稳压电源

它的电路形式主要有单端反激式、端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态；开关电源因此而得名。

开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说波纹较大（一般≤1%VO（P-P），好的可做到十几mV（P-P）或更小）。它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。价位为3元-十几万元/瓦，下面就一般习惯分类介绍几种开关电源：

（1）AC/DC电源

该类电源也称一次电源，它自电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率从几瓦-几千瓦均有产品，用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多，据用户需要而定通信电源中的一次电源（AC220输入，DC48V或24V输出）也属次类。

（2）DC/DC电源

在通信系统中也称二次电源，它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压，经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。

（3）通信电源

通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源，只是它一般以直流-48V或-24V供电，并用后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压，一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种，以后者可靠性最高。

（4）电台电源

电台电源输入AC220V/110V，输出DC13.8V，功率由所供电台功率而定，几安几百安均有产品。为防止AC电网断电影响电台工作，而需要有电池组作为备份，所以此类电源输出一个13.8直流电压外，还具有对电池充电自动转换功能。

（5）模块电源

随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，模块电源越来越显示起优越性，它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用。目前，国内虽有相应模块生产，但因生产工艺未能赶上国际水平，故障率较高。

DC/DC模块电源目前虽然成本较高，但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看，特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看，选用该电源模块还是合算的。

（6）特种电源

高电压小电流电源、大电流电源、400HZ输入的AC/DC电源等，可归于此类，可根据特殊需要选用。

根据需要，选用模块电源

西门子6EP1436-1SH01

5.9电气元器件目录清单

6线路装置

线路装置主要由导线及支持物件所组成，它起着传输电能的作用。线路装置种类很多，按其电压等级分，有特低电压线路、低压线路、高压线路及超高压线路；按供电性质分，有单相线路、三相线路和直流输电线路；按安装方式分，有架空线路、电缆线路及户内外配电线路等。

线路装置必须按规程装设，并符合安全技术要求，否则，就极易发生触电、电气火灾及其他各种电气事故。对线路装置的基本要求是：安全可靠、布线合理、安装牢固、便于维护、美观整齐。低压线路装置严禁利用大地或与大地连接的保护导线（PE线）作中性线（N线）。

导线截面选择

导线截面的选择，必须同时满足：导线的安全载流量（即导线允许载流量）、导线允许的电压降、导线的机械强度和导线与熔体的额定电流（或低压断路器的整定电流）相配合。

6.1导线安全载流量

导线和电缆在通过电流时会发热，当通过正常最大负荷电流时产生发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。如果符合太大，导线将会过热，可能造成停电或火灾事故。

6.1.1电力负荷

（1）单台电动机

（A）

式中：—电动机的额定电流

（2）多台电动机

式中：—功率最大一台电动机的额定电流

—其余各台电动机的计算负荷电流

计算负荷电流在工程中的常用的计算方法

（1）统计所有装接设备的额定功率之和（KW）；

（2）把全部功率换算成电流；

（3）考虑同一时间内的最大需用量（即需用系数）；

（4）考虑发展因数，一般加20%左右宽裕度（即发展系数）。

在三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分分为单相用电设备时，其N线或PEN线的截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中，N线截面不应小于相线截面；采用可控硅调光的三相四线或二相三线配电线路，其N线或PEN线的截面不应小于相线截面的2倍。单相线路中性线的截面应与相线截面相同。

在采用多相供电时，同一建筑物、构筑物的导线绝缘层颜色选择应一致，即保护导线（PE）应为绿/黄双色线，中性线（N）线为淡蓝色；相线应为—黄色，—绿色、—红色。

我国电缆产品型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，其含义见表6-1

如型电缆，表示铝芯纸绝缘铅包钢带铠装电力电缆。

型电缆，表示铝芯纸绝缘分相铅包裸钢带铠装电力电缆。

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篇（7）

随着社会的进步和人类生活水平的提高，住宅的作用越来越重要，并且随着我国住房制度的改革，住房将全部作为商品推向市场。作为商品的住宅，其质量以及其布局是否合理将直接影响住户的使用和开发商的利益，因此住宅的设计也就更应引起设计人员的注意。

二、每户住宅内计算负荷的确定及电度表、主开关、进户导线的确定：

“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。因为我们所选用的导线达到稳定温升的时间为：30分钟，故只有持续时间在30分钟以上的负荷值，才有可能构成导体的最高温升。我们将一年中最大需用电力设定为：Pj1。根据历史资料，一年中最大需用电力一般出现在夏季的7、8、9月份。再依据人们的生活习惯，在满足人们最大限度方便的前提下，可能同时使用的电器设备有：灯具…200W，音响…300W，冰柜…200W，空调…1300W，电冰箱…150W，微波炉或电饭煲…1000W，电视机…90W，饮水机（台式制冷）…100W，抽油烟机…50W，洗衣机…200W，其它未知设备（我们假定一个“功率因子”）…500W。

根据所列设备容量可知，能够同时使用的设备容量为：4090W。

我们可以采用“负荷分析法”来确定住宅的需用系数：

由上面分析可知：Pj1=4.09kW；Pe=17.35kW

故可得：Kx1=Pj1/Pe=4.09/17.35=0.2357，取Kx=0.24

则：Pj=PexKx=17.35x0.24=4.164kW，取Pj=4.2kW

随着国家对节约能源的宣传，人们的节电意识会明显增强。根据人们生活水平的现状，该容量在10－15年内不会突破。也许会有少数住户在使用时偶而会出现负荷过大开关跳阐的情况，从而限制了其过负荷的情况。这虽然会给住户带来一点麻烦，但总的算起来我们没有必要为了满足偶而出现的大负荷用电而将整个住宅设计的标准提高，与之比较起来显然很不合算，因此我们将负荷定为4.2kW考虑的是一种普遍现象，是能够满足大多数人的需要的。如果偶尔遇到过大的负荷，只要切除一部分用电设备就可以了，况且该种情况并不多见。

对于普通的居民来说，三居室是可以满足使用的，也是当今住宅的一种主流，虽然四居室和两居室的面积与三居室的面积有区别，但用电设备并不一定相差太大，故不一一区别，全以此类推计算，对于高级公寓和别墅的容量应根据情况适当增加，取6－10kW。

我们可以看到家用电器的功率因数为：0.6－1，故我们可以将总的功率因数设定为：0.8，则计算电流为：23.86A，因此，主进线开关的整定值可以定为25A。根据计算电流值和开关整定值可以选定进户线为：3x（BV－500－1x6），电度表为：10（40）A。

三、住宅支线回路的划分：

前面我们将住宅的计算负荷以及电度表、主开关和进户线规格进行了讨论，下面我们来讨论一下各支线回路的情况。

目前，我们设计的住宅中的电气管线有：照明、插座、空调、电视、电话，有的还提议将厨房、卫生间的插座再单设管线，这样就共有七路管线进入居室，其中这七路管线中除照明是在顶板敷设外，其余管线均敷设在地面垫层内，彼此交叉是不可避免的（地面垫层内管线彼此交叉的现象在施工中屡次发生），并且有的管线（如空调）往往是长距离的敷设，且每年中空调的利用大数并不是太多，尤其是北方地区均装有暖气，空调只是在夏季的三个月中可以使用，其它的时间均处于闲置状态，无形中就造成了浪费。同时居室中照明的用电时间是最长的，但同其它家用电器比较起来其容量却是较小的一部分，并且随着节能型灯具的开发及推广，照明支路的负荷越来越小；同时一直沿用下来的设计中灯具回路没有保护接地（按规定，只有灯具高度小于2.4米时才加装保护线，但在实际执行中不加保护线的也大有人在）；另外一点也必须引起我们的重视，那就是随着住房制度的改革，人们对房子的更换时间会相对较长，有些可能一套三居室要住十几年甚至几十年，故对房子的装修是不可避免的。虽然我们在设计中已经根据建筑专业提供的家具布置图来布置电器设备插座，但是在实际的使用中，有相当一部分并不符合住户的使用要求。每个人有每个人的审美观，每个住户对自己居室的布置有自己的一套方案，从而对自己的房子就要进行二次装修改造，这必将会造成线路混乱，有些时候，我们没有设计插座的地方住户却需要，有些在装修过程中就直接由顶部的灯具引接插座，使插座没有接地保护，造成事故隐患，况且装修中有些住户需要安装壁灯来美化居室，有些安装高度低于2.4米，由于照明回路没有接地保护也就留下了事故隐患，因此在照明回路中增加保护地线也是必要的。

下面我们再来关注一下每间房间里可能拥有的电器设备；卧室：灯具，电视，空调，计算机，医疗器械等；起居室：灯具，电视，音响，饮水机，空调，医疗器械等；厨房：灯具，排烟机，冰箱，电饭煲，微波炉等；卫生间：灯具，排气扇，洗衣机，电热水器，电吹风，卫生设备；（上面房间的电器设备只是按人们现在的生活状况大致列举一下）通过上面的分析我们可以看出，容量较大的电器大致平均分布于每一个房间，因此我们可以将住宅的支路分配作一些相应的调整。

即将住宅内的支路管线按功能区设置，并且每一支路均装设漏电保护器，同一功能区内的所有电器均接于该功能区内的支路上。以一套三居室的闭职单元为例，其所需的回路数为：南面两卧室；起居室；厨房和北小卧室；卫生间。在划分功能区时我们也可以承接重墙来划分，因为居民在装修时承重墙是不能动的，而非承重墙有可能被拆掉，这样就可以保证住户在同一功能内随意改装，对其它功能区均无影响。按功能区划分支路有以下优点：

1、每一支路的所有电器均在漏电保护范围之内，用电更安全；

2、可以采用顶板布线，避免地面垫层敷设中的管路交叉；

3、方便住户将来的改造；

4、可以减少管线的用量，避免浪费；

我们的设计不仅要保证住户的用电安全，更应当为住户提供更大的方便，有时安全与方便会互相制约，我们往往会侧重考虑用电的安全性而将方便用户的概念淡化了，而按功能区划分支路管线则很好地将两者结合起来。如果面积增大可以考虑适当增加分支回路。

四、配电箱的布置

我们在住宅电气的设计中，通常是将两户（普通多层住宅）的户表箱置于楼梯间，而随着每户配电线路的增加，必然造成楼梯间管线增多，给施工带来麻烦，因此我们可以考虑在户表箱内只放置电度表、燃气和冷热水的室外计量表，将每户的分支回路开关置于户内配电箱，户内配电箱安装于室内易操作的地方。这样做首先是可以将集中于楼梯间的管线分散来布置；其次是可以使入户的管线简单，其余的管线则完全在室内布置；再次是为住户的操作带来方便。二表出户的问题已经提出了很久，并且已经有产品投入市场，有的住宅小区已经使用，只是质量和技术还有待于提高。我们在设计中可以考虑在冷热水表和煤气表对应位置的墙上预留86型接线盒，然后再预埋管线至室外户表箱，如果用户需要安装只要接上线就可以了。

五、室内灯具、插座及开关的布置

灯具、开关的布置：灯具、开关基本上按传统的布置方法，但有条件的地方应设置夜灯，起居室的开关采用双位单控开关或采用调光开关。

插座的布置：插座在住宅中起着非常重要的作用，我们通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图，但是，将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具，因此，有些插座设计时是合理的，而使用时却很不方便。笔者认为我们不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座，而是尽量的多安排一些插座，由于现在插座的价格相对来说比较便宜，总的造价增加不了太多，却给住户带来了很大的方便。同时住宅内的插座应全部设置为安全型二眼三眼插座，在比较潮湿的地方应加上防潮盖。

①卧室：卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座，插座距地0.3米。在有窗的墙上距地2.3米设置空调插座。在阳台上距地1.8米设置一插座。

②起居室：起居室是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，我们所设计的插座往往被沙发或其它的家具挡住，故起居室中应在每一面墙上均设置插座，在面积较大的墙上应设置两组插座。

③厨房：应设置冰箱插座（距地1.8米）、抽油烟机插座（距地1.8米）、燃气热水器排气扇插座（带开关距地1.8米）、电饭煲插座（带开关距地1.0米）、其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的均加装防潮盖。

④卫生间：应设置洗衣机插座（带开关距地18米）、镜箱插座（距地1.8米）、视情况安装电热水器插座（带开关距地1.8米）。均加装防潮盖。

六、电视、电话出线口的设置

伴随电视技术的发展和光纤的使用，其进入家庭已经非常普遍，并且现在一台电视已经不能满足需要，有的家庭有两台或三台电视，而且现在图文电视也已经开始进入家庭，因此在起居室及每个卧室均应设置电视出线口。

电话已经成了人们生活中不可缺少的一部分，现在一般的家庭需要1～2部电话，并且每个房间均要设置电话。因为住宅电话为同一个号，住户一般需要自己并机，因此我们应将电话线引入居室后，再分引至各个房间的电话出线口，由用户自己来完成内部电话的连接。同时在工程设计中每户预留两对电话线。

七、保安系统

保安系统一般包括：门禁系统和安全报警系统。门禁系统又分为：来访应答系统和电子锁系统。门禁系统目前正逐渐的被大家接受和使用，并且生产的厂家也已经很多，但产品基本上大同小异。设计中可以同甲方协商来确定是否安装，同时我们可以参照厂家样本预留出管路以备将来安装。

篇（8）

所谓电气主接线主要指电厂或发电站在参考设计要求的基础上，用于连接一次设备的电路。实际设计过程中确定电气主接线形式时需要考虑变电站性能、电力系统、经济等诸多因素，一般要求在主接线可靠及灵活性的基础上，最大的减少投入。具体而言设计电气主接线时需充分考虑以下基本要求：一方面，花费最少的费用，确保变电站能够提供稳定、可靠的电能。另一方面，确保接线的灵活性及方便性，降低后期维护的难度，为变电站的安全运行奠定坚实的基础。

2选择合理的主接线方式

设计主接线方式时应根据实际使用双母线、单母线及旁路，其中当线路中负荷比较大时，35kV~60kV出线多于8回、110kV~220kV线路不少于5回时应设计使用双母线，而当负荷小且回路较少时应考虑使用单母线。当220kV出现超过4回，110kV出线超过6回时应考虑设计旁路。设计220kV侧的接线时应综合考虑经济性、灵活性以及可靠性等内容，设计为双母线接线。原因在于从可靠性方面讲双母线可实现不同重要客户的引入，确保供电的稳定性。而且当1回线发生故障时断路器可实现故障母线的自动隔离，确保重要客户不间断的供电，具有更强的灵活性。尽管投入费用稍微高点，但接线比较方便，综合起来分析具有较好的经济性。另外，对电力系统而言，110kV~500kV系统属于大电流接地系统，因此，变电站主变的220kV侧中性点应设计为中性点直接接地方式，而且设计无功补偿容量时按照主变量的37%进行设计。

二、短路电流的计算

变电站电气设计时短路电流的计算是极其重要的内容，设计不合理不仅会影响变电站的正常工作，甚至会烧毁变电站相关电气设备。因此，需要对短路电流进行准确的计算，一般情况下可借助曲线对任意时刻的短路电流进行计算，即根据统计获得的汽轮发电机或系统的相关参数，对阻抗条件不同状态下某一时刻短路电流进行计算，而后使用短路电流的平均值制作成运行曲线，在此基础上计算得出电抗以及某一时刻短路电流值。

三、变电站电气设计方案选择

电气设备是支撑变电站稳定运行的基础，因此，进行变电站电气设计时应将电气设备的设计当做重点，以充分发挥变电站工作潜能。变电站电气设备包括很多内容，如导线、220kV母线、220kV侧主变引线等，接下来对其进行探讨。

1导线的选择

导线是连接变电站电气设备、承载电流的主要介质，一般包括各电压级绝缘子、出线、主变引下线、不同电压级汇流母线等。对导线进行设计时应确保所能承载的最高工作电压高于回路运行电压。导线中允许通过的最大电流，可采用以下方法进行计算：计算220kV主母线电流时应参考实际功率分配情况进行计算；旁路母线回路中的最大电流即为旁路回路的最大额定电流；主变引下线最大电流应为对应电压侧电流的1.5倍；出线单回线最大电流的值与最大负荷电流的值相等，双回线最大电流约为单回线最大负荷电流的1.2~2倍；分段回路电流为变压器额定电流的1.05K倍，其中K值在0.5~0.8范围内。

2220kV母线的选择

设计220kV母线时不仅需要考虑其截面，而且还应进行热稳定性校验。设计220kV母线截面时利用公式Imax≤KImax进行确定，其中K=0.94。对其进行热稳定性校验时需要利用导线短路持续时间计算出短路的发热量以及导线发热的最小导体截面，在参考《电力工程电气设计手册》加以确定。另外，还应进行动稳定性的校验，如果设计采用软母线，则可省略动稳定校验。

3220kV侧主变引下线的选择

设计220kV侧主变引下线时室外通常使用钢芯铝绞线LGJ。经过计算得出其最大电流为316A。同时，考虑到母线不仅具有较大传输容量，而且距离较长设计截面时应依据经济电流密度加以确定。例如可考虑使用LGJ-300，当导线温度达到70℃时允许电流值为770A。另外，仍需对其进行热稳定性校验，以确保热稳定性满足设计目标要求。至于是否进行电晕校验，需要参考相关规范标准加以确定。例如，如果是220kV，LGJ-300的软导型号可省略电晕校验。

4断路器的选择

在选择短路器时《电力工程电气设计手册》中有相关规定，即当不超过35kV时应在考虑经济性前提下，使用少油、真空的多油断路器。电压在35~220kV时可考虑使用是、少油空气断路器。另外，考虑到后期维护的便捷性以及通过国家鉴定的产品可使用SW6-220/1200型断路器。

5隔离开关的选择

市场上隔离开关类型比较多，依据安装地点有屋内与屋外之分，依据绝缘支柱数目可被分为单住式、双柱式。隔离开关会给配电装置占地面积产生直接影响，因此，确定隔离开关时应在综合考虑实际的基础，选择经济性较高的隔离开关。

6电压互感器的选择

互感器由电压互感、电流互感之分，通过向测量仪表电压、电流线圈以及继电器供电，以判断电气设备的运行状态。在选择电压互感器时可依据一次、二次回路电压进行选择。其中对一次回路电压而言，为确保互感器在预定的安全级下正常工作，其一次绕组能承受的电网电压应在0.9~1.1Ve范围内。对二次回路电压进行设计时，二次侧额定电压的确定可参考表1内容进行选择。总之，电压互感器设计时应综合考虑实际情况以及安装地点，当准确级、容量满足设计目标时通常可使用电容式电压互感器。

7电流互感器的选择

调查发现，电力系统中应用率比较高的电流互感器为电磁式电流互感器，而且《电力工程电气设计手册》明确规定了电流互感器的安装，要求断路器的回路中均应安装电流互感器。设计电力互感器时应根据不同线路设计合理的电流互感器，例如在主变引下线可使用LCW2-200W电流互感器。

8穿墙套管及绝缘子的选择

设计穿墙套管及绝缘子需考虑型式、电压以及动热稳定校验等方面的内容。首先，选择型式时应认真分析安装环境及地点，以选择合适的产品型式。一般情况下，屋内倒装时可考虑使用悬挂式绝缘子，屋外使用联合胶装多棱式绝缘子；其次，确定额定电压时应按照按照电气规范标准进行；最后，进行稳定性校验时，应注意：校验穿墙套管时其热稳定性能力应不小于短路电流经过产生的热效应。而母线型穿墙套管可不进行热稳定性校验。另外，绝缘子与套管均应检验动稳定性。处于相同平面中的三相导体出现短路现象时，支持绝缘子或套管受到的力为此绝缘子相邻夸导体上点动力的平均值。其中支持绝缘子抗弯破坏强度Fde与作用在绝缘子高度H相关，而电动力Fmax的作用位置为导线截面中心线上，两者关系应满足H1/HFmax≤0.6Fde，其中0.6为裕度系数。

篇（9）

一概述

电锅炉是一种高效、节能、安全可靠、减少环境污染的新型电加热设备。利用它可以将电网夜间低谷电力用于加热水并保温储存，供白天使用或供热。对于充分利用电网低谷电力，增加电力有效供给，提高电网的负荷率是一种非常有效的手段。

电锅炉突出优点如下：

1电锅炉全套设备占地面积小，不需烟囱、燃料渣堆放场所。产品成套组装出厂，在现场只需接上电源，水管，即可投入运行，可大大节省基建投资及安装费用。

2热效率高，输送方便，损失很小。电锅炉运行热效率在95%以上。启停调节方便，比煤锅炉、油锅炉更能节约能源。电热锅炉与其它锅炉运行费用比较。

注：供暧面积以10000M2，采暧以每天10小时计算，采暧季为4个月。因各地区电价参数不同，此表数据仅供参考。

3自动化程度高、运行安全可靠

一般电锅炉都采用自动控制，快速平稳地控制电加热管组的循环投切。并且具有漏电保护、短路保护、过电流保护、过电压保护、压力超限保护、水位过低保护等多项保护功能。产品实现了机电一体化，不需专职锅炉运行工、节省费用，避免了人为因素的影响而发生事故。

4保护环境、造福大众

电锅炉不会排出如二氧化硫、二氧化碳等有害气体，无黑烟、灰尘，没有废物需要处理，无噪声、无污染，从环境保护角度来看，最为优越。

5适用范围广

电锅炉产品规格品种多，可满足各种用途、各种环境和各种条件下的需要。还可根据用户的特殊要求进行加工订货。

二电锅炉房的主要设备

电锅炉房的主要设备有:电锅炉本体，电锅炉电控柜，蓄热水箱、蓄热水泵、循环水泵、补水泵及其控制箱，软水器等。

电锅炉本体主要由钢制壳体、电加热管、进出水管及检测仪表等组成。电锅炉的加热方式有电磁感应加热方式和电阻加热方式两种。由于电磁感应加热方式为间接加热，因而热效率较低，约为96％。而电阻加热方式热效率高，可达98％。电阻加热方式即采用电阻式管状电热元件加热，在结构上易于叠加组合，控制灵活，更换方便。目前电锅炉基本上都采用电阻式管状电热元件加热。

采用电阻式管状电热元件加热方式,其电气特点是锅炉中的水不带电。但当电热元件漏水或爆裂时,也会使锅炉中的水带电,即称之为漏电。另外,受电热元件绝缘导热层的绝缘程度的影响,电热管也存在着一定的漏电电流。按照国家标准,漏漏电流应不大于0.5mA。因此，电气线路上都应设漏电保护。

电加热管是电锅炉的心脏，其性能好坏直接关系到电锅炉性能的好坏。电加热管一般选用管状形式，由金属管、电热丝、引出棒、连接座和填料等组成。一般情况下,电加热管使用寿命在10000-30000小时。电加热管的使用寿命主要取决于电加热管的材料,表面热负荷和用户的运行管理水平。电加热管为镍铬不锈钢管材，表面热负荷为6-9W/cm2。此外，电加热管的额定电功率也是一个非常重要的性能指标。在额定工况下，根据国标规定，电功率偏差绝对值不应大于5％。

电加热管的连接方式，一般采用三相，对称地接成星形（Y）或三角形（）。根据容量大小分成两组或多组。图1为750kW电锅炉主接线原理图。

电锅炉的控制技术。从电气角度来讲，电锅炉是一台大功率的电力调功设备，锅炉的输出功率越高，电功率的输出也就越大。电功率的输出调节分有级功率调节和无级功率调节两种。无级功率调节适用于调节精度较高的场合，而有级功率调节则适用于调节精度要求较低的场合。由于对电锅炉的输出热功率调节精确度一般要求都不很高，因此国内绝大多数电热锅炉均采用有级功率调节方式。

有级功率调节采用交流接触器控制，无级功率调节则采用可控硅控制。可控硅也可用于有级功率调节，其优点是无机械动作噪声，寿命长。缺点是主回路不能完全关断，过电流和过电压能力差，自身耗电量大，需要强迫散热，价格较高。而交流接触器的优点是可实现主回路电气完全隔离，过电压和过电流的能力较强，自身耗电量小，发热量小，价格便宜。因此，一般电锅炉均采用交流接触器作为控制器件。

电锅炉的加热控制是超大电流的控制，这是与燃油、燃气锅炉和燃煤锅炉控制上的最大差别。电锅炉在控制技术方面有以下几方面特点：

1.为了减少对电网的冲击影响，采取电加热管组逐级投切方式。各组加热器投切之间

间隔时间叫做逐级投切间隔时间。每组的功率越大，间隔时间越长。因此间隔时间因应根据需要可以任意设定。

2.为了延长电加热管的使用寿命，尽量使电加热管使用均衡，避免过多地使用管某一组或某几组电加热，。同时由于交流接触器在大电流下工作,也应均衡使用。因此，控制原则是保证每组电加热管总使用时间相同。控制方式采用多级控制，循环投切。即先投者先切，后投者后切，先停的先启动，后停的后启动。这样就可以保证交流接触器的动作次数完全相同，电加热管的工作时间也大致相同。大大延长电锅炉的使用寿命。

3.容量大的电锅炉电流将达到几百安培甚至几千安培，这么大的强大电流将对电锅炉控制装置产生干扰。因此，需要采取可靠的抗电磁干扰措施。

4．电锅炉的加热控制系统是一个大滞后的二阶惯性系统，采用一般的控制装置很难达到最佳的控制效果，往往产生交流接触器动作频繁，甚至反复振荡。国内已根据这一特点开发研制出了电锅炉电脑控制器。

国内电锅炉的控制方式有四种：（1）手动+温度显示控制仪表控制并温度显示；（2）顺序控制器或PLC控制+温度显示控制仪表控制并温度显示；（3）完全用PLC控制，包括温度输入模块和显示单元（液晶显示或触摸屏显示）；（4）专用电锅炉电脑控制器控制并温度显示。由于其控制性能好，功能全，性价比高，得到了普遍应用。

专用电锅炉电脑控制器为一体化机箱，触摸屏操作。触摸屏可实时动感地显示电加热管的运行状态和锅炉系统运行模拟图。还可用数码方式显示温度、压力等参数值,并设有全方位的在线帮助,多级中文弹出式菜单和故障维修指南,适合任何层次的操作人员使用。采用了现代先进的模糊控制技术，能够快速平稳地控制加热组循环投切，提高加热管使用寿命。电加热管组投切动作采取间隔控制，降低对电网的干扰。间隔时间可任意设定。取得了很好的控制效果。

电热锅炉控制柜与电热锅炉配套供应，作为电热锅炉的控制装置。控制柜主要由柜体、低压断路器、交流接触器、电脑控制器、测量仪表等组成，与电锅炉配套的蓄热水泵、循环水泵、补水泵等的控制装置一般单设电控柜（箱），根据用户要求也可装在电锅炉控制柜中。小型电热锅炉可与控制柜作成一体，以减小电锅炉房建筑面积。

三电锅炉房的电气设计

一般电锅炉房的电气设计包括电源设计、配电系统线路设计、热工检测系统设计及照明设计等。照明设计与一般锅炉房设计相同，这里不作介绍。主要对电源设计、电锅炉房的线路设计作一介绍。

1电源设计

（1）变压器台数及容量的选择

对于较大容量电锅炉房的应专设变配电所。为减少电能损耗、便于接线和节省投资，变配电所应邻近电锅炉房。容量较小的电锅炉房可由原有的公用变电所供电。专用变压器容量或由公用变电所提供的容量应满足电锅炉、蓄热水泵、循环水泵、补水泵等设备的总用电量要求，并应考虑10％-20％的富裕量。多台电锅炉可共用一台变压器,但不允许多台变压器供一台电锅炉。如电锅炉房设置两台700KW电锅炉，则应配置两台800KW变压器。

（2）变配电所低压配电柜配电开关及线路要求

变配电所低压配电柜配电开关及线路应与电锅炉房的用电负荷容量相匹配。如有两台700KW电锅炉，变配电所低压配电柜应设置两个1500A的低压断路器和两条配电线路引至电锅炉房。配电线路可采用带N线和PE线的五芯电缆，如变配电所邻近电锅炉房，可采用封闭式母线槽。如蓄热水泵、循环水泵、补水泵等附属设备单设控制箱，但用电量与电锅炉相比很小，供电电源线路可由电锅炉控制柜引接。

2电锅炉房的线路设计

电锅炉房的线路包括电力线路和热工检测信号和控制线路。

（1）电力线路设计

电锅炉控制柜至电锅炉电加热管的电力线路一般采用四芯YJV交联聚氯乙烯铜芯电缆或四根BV铜芯塑料电线，其中一根为PE线。电缆规格及根数见表2。电缆或电线敷设方式一般采用穿钢管埋地敷设，也可采用电缆桥架敷设或地沟敷设。

（2）热工检测信号和控制线路

热工检测信号线路包括温度、压力和水位检测线路，分别由装在电锅炉本体上的温度、压力和水位传感器接到电锅炉控制柜中的电脑控制器上。为避免干扰、确保检测的准确性，检测信号线应采用屏蔽线，并与电力线路分开敷设。敷设方式可在地坪下穿钢管暗埋或架空明敷设。

控制线路主要是蓄热水泵、循环水泵、补水泵等附属设备单设控制箱时，电锅炉控制柜与附属设备控制箱之间的控制及联锁线路，一般采用1.5平方毫米的BV铜芯塑料电线。敷设方式可采用在地坪下穿钢管暗埋。

一般锅炉房设有软化水装置，其用电量不大，在软化水装置附近墙上设置一个三孔电源插座即可。

(3)电锅炉控制柜布置设计

电锅炉容量较大、台数较多的电锅炉房，电锅炉控制柜、水泵控制柜及自动化控制台等应设在控制室内。如改造工程由于条件限制，单独设置控制室有困难，或电锅炉容量较小、台数又很少时，电锅炉控制柜和水泵控制箱也可设在电锅炉房内，但应远离水泵和水处理设备，并设置50-100mm的基础。

容量大的电锅炉控制柜一般为离墙安装，单面（正面）操作，双面开门维修。根据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94规定，背面离墙距离应不小于1000mm，正面操作距离应不小于1500mm。容量较小的电锅炉控制柜控制柜可靠墙安装，正面操作距离也不应小于1500mm。

(4)接地系统设计

接地系统型式应采用TN-S系统。电源进线N线应作重复接地。电锅炉控制柜、水泵控制箱、电锅炉、水泵及其它电气设备的金属外壳、电缆电线穿线管等均应可靠接地。接地电阻要求小于1Ω。并按《低压配电设计规范》GB50054-95要求做好等电位联结。

四电锅炉房电气设计中存在的问题

随着我国对环保的重视，最近几年电锅炉的生产和应用发展非常迅速。但由于电锅炉在我国起步较晚，相关电锅炉技术方面的规范、标准还不够完善，各生产厂家各自为战，产品自定型号规格，自成系列。这给设计人员对电锅炉的选型，对电锅炉房的布置设计带来一定的困难。特别是电锅炉房设计以暖通、给排水专业为主，电锅炉的选择和订货由暖通、给排水专业负责，电气专业设计人员对电锅炉产品的技术性能和对电气专业的设计要求了解不够，使得电锅炉房电气设计中出现一些问题。据笔者了解的情况，主要存在着以下四个问题。

1电源容量与电锅炉房用电负荷不匹配。主要表现在改造工程项目上，或新建电锅炉房，但变配电所未改造，使得变配电所中变压器容量满足了电锅炉房用电要求，或变压器容量能满足要求，但引到电锅炉房的线路出线开关容量不够。希望建设单位在改建锅炉房时，应根据电锅炉房的负荷容量，对原变配电所增容扩建和改造。

2电锅炉房建筑面积偏小，使电锅炉、电锅炉控制柜及其它配套设备布置很困难。如有的锅炉房，电锅炉控制柜距电锅炉只有500㎜，控制柜的门都打不开，更不用说操作距离了。出现这一问题的原因是利用原有的锅炉房,或还未选择确定电锅炉设备,建筑设计时没有按设备的安装要求设计锅炉房幅员尺寸。结果造成了设备大，锅炉房建筑面积明显偏小的弊端。设计单位应在电锅炉及其配套设备都确定的条件下，再作电锅炉房设计为好。

3电锅炉与蓄热水泵、循环水泵、补水泵等附属设备等不是由同一厂家，而是由几个厂家配套供货，造成水泵控制箱与电锅炉控制柜不匹配。根据控制要求，电锅炉与蓄热水泵之间应互相联锁，但由于蓄热水泵控制箱没有考虑，这给施工安装带来很大的麻烦。

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2促进建筑电气和建筑结构协作的方案

2．1防雷方面的分析

2．1.1防雷引线的设计安装在总体建筑之中，即便是结构模式之间有所差异，然而钢筋混凝土在当代的建筑中使用很广泛。例如构造柱、框架柱、剪力墙等等，结合《建筑物抗震设计规范》的有关标准，应选取能够可以发挥到导电作用的混凝土柱，亦或是墙的主筋当作导线。混凝土柱中的钢筋一般选用以下三种方法进行连接，如焊接、绑扎、机械连接等，为了保证其导电的作用充分的发挥出来，通常情况下使用搭接焊接的方法，在这个环节上值得说明的是，必须选用圆钢来当作搭接的钢筋，不要用螺纹钢筋。他们当中作为引线的主筋不要运用搭接的方法，最好选用对头碰焊的方法，这样才使得其导线的作用更好的发挥出来，一般情况下在对头焊接的条件下，运用圆钢实施补焊搭接的方法，此时的效果是最佳。

2．1.2接闪器的设置分析人们对当代建筑本身的质量以及安全有所要求，除此之外对建筑艺术性的要求也在与日俱增。要想使得建筑更漂亮，建筑物顶端的薄壳、曲面等形式都应有效的使用好。如此也就增加了建筑物的顶端的形状复杂性，对防雷设计来讲难度也增大了。在建筑物的突出位置、显要部位需有防雷处理，因为楼顶部的钢筋拥有极强的导电性，所以，对于他们也要安设防雷装置。我们在考虑其功能的基础上，对于相关因素也要综合的考虑。建筑的顶端一般须有防水处理，这样才可以放心居住与办公，与此同时顶端抗裂的要求也比较高，所以，在目前的浇筑之中，通常都选用现浇混凝土板来作为建筑物的顶端。在这里面包含钢筋上、下两部分钢筋，钢筋与钢筋之间有很多绑扎点，如此可以很好的确保钢筋导电的作用的发挥。经过以上叙述，我们得出，假如选用建筑本身的钢筋作为接闪器，那么对于绑扎点一定要实施焊接处理，这样他们才会拥有导电的效果。注意一点，对于选用建筑物本身的钢筋当作接闪器，需要在特定的条件下来完成。假如建筑物自身的顶端混凝土表面有破损，允许保温层有一些破坏。有的金属的导电，例如广告牌、金属架，要设立一定的导电通路，其尺寸与国家的标准要相吻合。

2．2对拟定的电气系统做合理的分析在设计动工图纸的时候，一定要把握好电气设计和土建配合的问题，对拟定设计的所有电气系统做合理的剖析，例如机电开关柜的基础型钢预埋与电气设备，以及线路的固定件预埋，相关电气设施需要的预留孔的位置等等进行准确的定位，找到科学合理的预留点和预埋件方位。工程动工的时候，电气设计工作人员一定要和电气动工人员，以及土建动工方一起对动工图纸进行审核，及时协调、沟通，以免出现电气预留点与预埋件的漏掉现象。另一点，掌握土建动工的计划与动工方案，比如建筑内的横梁、隔墙和地面等之间的连接方法，运用合理的电气设计方案来辅助土建动工。在实际的工程动工的中，建筑电气设计和土建工程在设计环节上的相互协作很主要。设计图纸的准确性，是实际动工工作的基础，相互做好协调工作，这就要求电气设计工作人员要有一定的实践经验，对于总体建筑工程要十分的熟悉，同时在动工中要具备极强的责任心。

2．3分析接地型式和它的安全保护配置的运用在建筑电气设计当中，专业电气设计工作者一定要注意接地型式和它的安全保护配置的运用，接地系统的好坏与用户的人身安全有直接的关联，同时与建筑内电气设备的正常运行也密切相关，怎样才能把握好接地系统的形成，这就需要对于设备类型、环境条件、维护能力等等因素熟悉的掌握。我们可以看出，在建筑电气的设计当中，接地系统的设计具有重要意义。不管什么样的建筑物，在建筑电气设计当中一定要有接地系统设计。此外因为现在荧光灯照明的广泛使用，它引发的三次谐波叠加在中性线上，使得中性线上的电流量增大了，假如把中性线与设备外壳连接，一定会引发电击或者火灾。假如在TN－S系统中把中性线和保护线一起与设备外壳连接，危害隐患更大，所有和保护线连接设备，他们的外壳全都带电，会使得电击事故的范围扩大。假如把中性线、保护线、直流接地线全都与设备外壳连接，电子设备就会遭到影响不能运行。所以建筑应该安设电子设备的直流接地、交流工作接地、安全保护接地等等。除此之外因为建筑内部拥有防静电需求的程控交换机房、计算机房、消防及火灾报警监控室等等，这些精密电子仪器设备很容易遭受电磁波的干扰，因此在设计当中，一定要把防静电接地与屏蔽接地的要求考虑好。通常情况，上面所讲的多种接地全部有助于建筑物基础内主钢筋当作接地极，动工当中，要以基础钢筋的动工作为起始点，电气动工工作者一定要结合接地需求，与土建动工中的钢筋的焊接与接地电阻的测试工作协调好。