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∑Pei——各台电动机的额定功率之和，kW；

ηei——各台电动机的额定效率；

ηdj——电动机的加权平均效率。

　　此式为电动机的额定功率即其轴上的输出功率，而电动机实际消耗的功率应是其输入功率，因此在求变压器的计算容量时，必须考虑电动机的效率。

在上述公式中为了求多台电动机的总效率，必须按电动机功率大小所占的比例来进行平均，这样求得的平均效率就是所谓电动机的加权平均效率。

　　（3）供电线路的效率ηg

　　如果已知电动机在额定负荷下运行，那么，为保证电动机能输出额定功率，变压器对电动机实际输送的功率，除了应考虑其效率外，还必须考虑供电线路的电能消耗，即供电线路的效率。

为保证电气设备的正常运行，电业规程规定，动力线路在正常情况下的电压变动不得超过±

5%。

而在选择电缆线路估算时，由于在660V系统中正常运转时最大电压损失为63V，380V系统中为39V。

由于过去采用380V供电，电网的电压损失往往是主要矛盾，为了解决矛盾，保证供电质量，电缆截面选值偏大。

而现在采用660V以至kV级电压后，电压损失的问题降为次要矛盾。

提高电压后，电压损失值占总值的9.54%。

而380V电压损失值占总值的10.26%。

所以提高电压后供电线路的电压损失可以不加验算，供电质量也得以提高。

相应的供电线路的效率ηg也应该相应的得以提高增大。

　　（4）负荷系数Kf（又名负荷率）

Kf=Pj/Pe

Kf——负荷系数；

Pj——用电设备的实际负荷，kW;

Pe——用电设备的额定功率，kW。

　　负荷系数Kf的物理意义是用电设备的实际负荷与其额定功率的比值。

3　实例分析

　　现以SGW-40T刮板输送机（电动机为40kW、44kW）为例，看其负荷系数Kx如何确定。

（1）理论计算

　　已知电机电流：

　　I=1000.Kx.Pei/（

.Ue.cosφdj.η）

从煤矿低压供电手册可查得

　　Kx=0.7,cosφdj=0.75,η1=0.91,η2=0.89，从而计算电动机的电流

　　I40kW=1000.0.7.40/（1.73.660.0.75.0.91）=36A

　　I44kW=1000.0.7.44/（1.73.660.0.75.0.89）=41A

由理论可计算出：

　　Kx=Kf.Kt/ηj.ηg=0.83

　　其中：

Kt=0.9～0.95,ηj=0.9～0.95,ηg=0.91,Kf=0.8

（2）据多年实践和对电动机综合保护器JDB-120.225及JDB-80取值整定，对现场实际测量得出的电动机电流值为：

　　I40kW=17～19A

　　I44kW=18～28A

　　故选择变压器容量时的需用系数Kx

Kx=Kf.Kt/ηg.ηj=0.41

　　其中Kf=18/45,Kt=0.9,ηg=0.91,ηj=0.95，

　　若　Kf=17/4.5=0.37时，可得

Kx=0.38

　　若Kf=28/45=0.62时，可得

Kx=0.64

　　而从理论上计算煤矿井下采区供电设计时，变压器容量的选择的需用系数Kx=0.83。

　　综上所述，对煤矿井下采区供电设计时，变压器容量选择采用需用系数法计算时，本人认为需用系数的取值范围应为0.35～0.65。

4　结语

　　在多年煤矿井下采掘供电设计中，经过多次现场取值和实际试验取值，对以上理论计算中的SGW-40T及SGW-40Z刮板输送机系统也进行了多次现场测试。

例如：

谢一矿采煤一队在-320m水平北异，有1台拉上山刮板输送机，我们在现场对其电动机电流进行了测试取值，得到如下数据：

40kW的电动机在重载负荷的情况下，它的工作电流为17～19A，而44kW（22kW.2）的电动机，它的工作电流为18～28A。

　　故以上结论是比较切合实际的取值范围，由于负荷系数取值降低，对推广高效节能机电产品，充分发挥机械效能，有较好的实用价值。

随着办公建筑的用电设备种类越来越多，如电力、照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等，而且不断向智能化设备方面发展，耗电量明显增加，对供配电方面提出了许多新的要求，把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。

下面结合实例对高层办公楼的电气设计进行系统阐述。

　　1.工程概况及设计要求

　　某机关办公大楼，总面积21000m2，高60m，地面15层，地下1层，属一类高层建筑。

按甲方提出的要求，需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。

　　2.负荷计算和估算

　　广州市越秀建筑设计院主要进行本工程的一次设计，二次装修部分由专业装饰设计公司完成。

这

　　就要求一次设计时预留供电电源，既要符合实际情况，又要留有发展变化的余地。

本大楼内部功能分为：

一般办公室、区领导办公室、大会议室、展厅、大堂、多功能厅（礼堂）、信息中心（计算机中心）、通讯中心（电话总机）、制水中心、空调机房、水泵房等。

　　在一般办公区按50～60W／m2考虑，在特殊办公区按50～80W／m2考虑。

对于上述特殊装修场所，设计估算参数如下表所示。

　　电力负荷一般由各专业提供技术要求及负荷大小。

总电力负荷需用系数Ks为0.75，功率因数0.8，总照明负荷需用系数Ks为0.85，功率因数0.8.

　　2.1三相负荷计算方法：

　　将三相用电设备的设备容量乘以一个需用系数Kx，得有功计算负荷，即：

　　Pjs＝Kx&

#8226；

Ps（kW）

　　无功计算负荷Qjs确定：

　　Qjs＝Pis&

tgΦ（kVar）

　　最后，确定视在计算负荷Sjs：

　　Sjs＝Pjs2＋Qjs2（kVA）或Sjs＝Pjs／cosΦ（kVA）

　　计算电流为：

　　Ijs＝Pjs／3UecosΦ。

（Ue三相设备的额定电压kV）

　　2.2单相负荷确定：

　　尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡。

计算时，当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15％时，全部负荷按三相对称负荷计算，当超过15％时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再同三相负荷相加，功率及电流计算公式同上。

　　3.10kV供电系统

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95）9.1.1条规定，一类高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明及消防用电按一级负荷要求供电。

　　按《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）3.1条规定，省部级办公建筑的客梯电力、主要的办公室、会议室照明属二级负荷。

本办公大楼属一级负荷供电，通过传统的几种供电方案比较，选定了下面的供电方案。

　　即由不同区域变电站引来两路10kV电源，10kV系统设计为单母线分段，中间有联络柜，正常工作时，两路电源同时供电，互为备用，一路电源故障时，另一路电源供全部负荷。

这样做既方便检修又可达到供电要求。

此方案表面上符合供电要求，但实际很难做到，因为，国内各地区的大电网都是并网的，电力网内的各种故障均可能引起全部电源进线同时

毛则渠煤矿综采工作面供电设计续

根据各路符负荷调配情况和综采工作面需用系数选择原则：

（Ⅰ）KX=0.4+（0.6×

Pamx/∑Pe）=0.625

（Ⅱ）KX=0.4+（0.6pamx/∑Pe）=0.6060.595

（Ⅲ）KX=0.4+（0.6*Pamx/∑Pe）=0.59

（Ⅳ）KX=0.4+（0.6*Pamx/∑Pe）=0.570.68

加权平均综放工作面分别取，许用KX=0.65 

COSΦ取0.7

根据各路负荷情况，选变压器（电站）容量。

三、 

变压器（电站）容量的选择与计算：

S1=KX∑Pe/coSφ=0.65*1015/0.7=942.5，可选1000KVA或者1250KVA

S2=KX∑Pe/cos0.65*.970/0.7=916.5，可选1000KVA或者1250KVA

S3=KX∑Pe/coSφ=0.65*910/0.7=845kw，可选1000KVA或者1250KVAφ

S4=KX∑Pe/cosφ=0.65*860/0.7=650kw，835

根据电压损失：

，和线路短路电流计算最后确定。

取800KVA

四、按长时允许电流密度选择电缆

S=Ig/J 

Ig-------干线电流 

J-----经济电流密度

已知该采区第一干线用1000KVA移动变电站2台，10/1.14KV

Ig1=∑Pe/√3Ue=2000/√3*10=115.5A

Ig2=∑Pe/√3Ue=1000/√3*10=57.7A

Ig3=∑Pe/√3Ue=800/17.32=46.2A

S=Ig-/√3=115.5/√3=66.39mm2，选用MYJV3×

70-216A

S2=Ig2//1.73=57.7/1.73=33.4mm2，选用MYJV3×

35-138A

S3=Ig3//1.73=46.2/1.73=26.8mm2，选用MYJV3×

35-138A

PLC在三相异步电机控制中的应用

关键字：

应用控制电机PLC程序启动相异反转输入编程时间

摘要：

利用日本立石（OMRON）公司生产的C20p型PLC，设计了3个PLC在三相异步电机控制中的应用，给出了控制梯形图、程序及输入、输出接线图。

关键词：

三相异步电机PLC梯形图编程器

1引言

可编程序控制器（PLC,ProgrammableLogicController）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。

他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。

随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。

PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRONC20p型PLC，设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。

2PLC在电机控制中的应用［1~3］

2.1三相异步电机的正反转控制

要求当按下正转按钮，电机连续正转，此时反转按钮不起作用（互锁），按下停止按钮电机断开电源，按下反转按钮电机连续反转，正转不起作用。

图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。

2.2三相异步电机的Y—△启动

要求起动时电机接成Y型，经过一段时间自动转化为△形运行，要求Y形断开后△形才能启动，防止Y形未断△形启动造成电源短路。

图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。

2.3三相异步电机时间控制

要求第1台电动机M1启动5s后，第2台电动机M2自动启动，只有当第2台M2停止后，经过5s延时，M1自动停止。

图3所示是三相异步电机时间控制原理图。

3程序的写入与运行

将PLC联上编程器并接通电源后，PLC电源指示灯亮，将编程器开关打到“PROGRAM”位置，这时PLC处于编程状态。

编程器显示PASSWORD！

这时依次按Clr键和Montr键，直至屏幕显示地址号0000，这时即可输入程序。

在输入程序前，需清除存储器中内容，依次按Clr、Play/Set，Not，Rec/Reset和Montr键，即将全部程序清除。

按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC，当上述3部分程序输入到PLC机中后，用上下方向键读出所写程序，如程序有错，可用插入指令和删除指令修改程序。

程序输入正确后，分别按图1（a）和（c）连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制，按图2（a）和（c）连接线路实现电机Y—△启动，按图3（a）和（c）连接线路实现电机的时间控制。

此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入，同时控制3种电路，运行时，按下SBF，SBR电机正反转启动，按下SB1，SB2控制电机Y—△启动，按下SB3，SB4电机顺序启动，互不干扰，事半功倍，实现了一台PLC同时控制多种电路形式。

家庭装潢中的电气设计和安装

安装设计电气装潢家庭插座开关保护采用绝缘

家庭装潢中的电气设计和安装是很重要的内容之一，但居民中懂电气设计和安装的极少。

本刊应读者的要求，今年开辟“家庭电气装潢连载”，由上海市工业设备安装公司电气质量主管、高级工程师王常余执笔撰写。

读者对此专题的内容可随时向编辑部提出意见，以便更好地满足读者的需要。

家庭装潢电气设计安装

随着城乡居民住房条件进入小康，家庭装滨已是家庭人员共同关心的问题，但家庭装潢中的设计，往往注重在格局和色调等设计上，对电气考虑得不多，甚至出现无图施工。

家庭装潢中涉及的主要材料有绝缘导线、开关和插座等，不同厂家生产的产品质量有差异，用户若不知道国家标准的内容，就无法检查；

对安装质量的监理人员更应掌握新国标的有关内容。

用户在选购电气产品时往往只考虑价格，这是不明智的做法，价格贵的产品不一定可靠。

如何选购电气产品是家庭电气装波中必须认真考虑的问题。

由于装滨施工队伍的素质不一，其安装质量差异极大。

如果是无施工资格的人员，其技术素质往往不尽如人意。

如何在施工中检查其施工质量，及早发现质量问题是用户关心的大事。

家庭装潢的设计、选材、安装、验收是一项专业性很强的工作，本连载按照工作顺序，结合上海市标准DBJ08—20--98《住宅建筑设计标准》作一些介绍。

任何一种标准总是有时间性的，随着居民生活的进步，新标准必然会不断取代旧标准，这里所谈论的住宅电气设备标准，其依据是DBJ08--20—98，该标准是在DBJ--20--94的基础上作局部修订而成的。

它是依照国家的有关规定和GBJ96—86《住宅建筑设计规范》，结合上海市的实际情况，本世纪末实行小康居住目标的要求（到2000年，人均居住面积达到10m2；

成套串达到70％）制定的，适用于除外销房以外的所有新建城镇住宅，包括动迁房、经济适用房、平价房、安居房以及商品房。

上海由于人口拥挤，居住水平低，用地紧张，故98对非上海地区的读者仅供参考。

但本连载涉及的选材、安装和验收是相同的。

DBJ08—20--98规定每户的电气设备应符合如下标准：

1．每套住宅进户处必须设嵌墙式住户配电箱。

住户配电箱设置电源总开关，该开关能同时切断相线和中性线，且有断开标志。

每套住宅应设电度表，电度表箱应分层集中嵌墙暗装设在公共部位。

住户配电箱内的电源总开关应采用两极开关，总开关容量选择不能太大，也不能太小；

要避免出现与分开关同时跳闸的现象。

电度表箱通常分层集中安装在公共通道上，这是为了便于抄表和管理，嵌墙安装是为了不占据公共通道，目前上海正在个别居民小区内试行自动抄表法。

2．小套（使用面积不得低于38M2）用电负荷设计功率为4KW；

中套（使用面积不得低于49M2）用电负荷设计功率为4。

6KW；

大套（使用面积不得低于59M2）用电负荷设计功率为6—8KW。

上海在1994年以前每户的用电负荷在1kW左右，因此采用5A的电度表就可以了。

随着居民生活水平的提高，电饭堡、微波炉、空调器、电水壶、电斑斗涌人普通家庭，每户的用电负荷增长很快，1kW的用电负荷是不够的，于是DBJ08--20--94规定每户用电负荷设计功率为4kW，电度表选用5（20）A。

居民收入的增加和家用电器的降价，使一户两台空调、两台彩电和电脑进入家庭已不是新鲜事，促使每户用电负荷再次猛增，因此DBJ08——20--98把每户的用电负荷设计功率由4kW增加到4—8kW。

即高标准中套按6kW设计，高标准的商品房和130m2以上的住宅按8kW设计，电度表全部采用10（40）A单相电度表。

3．电气插座宜选用防护型，其配置不应少于以下规定：

（1）单人卧室设单相两极和单相三极组合插座二只，单相三极空调插座一只；

（2）起居室、双人卧室和主卧室设单相两极和单相三极组合插座三只，单相三极空调插座一只；

（3）厨房设单相两极和单相三极组合插座及单相三极带开关插座各一只，并在排油烟器高度附近处设单相三极插座一只；

（4）卫生间设单相两极和单相三极组合插座一只，有洗衣机的卫生间，应增加单相三极带开关插座一只，卫生间插座应采用防溅式。

上述规定是最小值，几乎每个家庭都感到插座不够，要用临时线加接插座板作补充，一块插座板上接三四个用电设备是常见现象，如果这些用电设备都是小容量，例如家用电脑要用到四五个插座，这是允许的。

如果插座板同时接电水壶、电热取暖器等大容量电器是不允许的，因为导线会过载发热。

发达国家不允许临时线长期使用，同时规定要有足够的插座数量。

因为临时线在使用中易受损，会导致人身电击和电气火灾事故；

对插座数量，美国国家电气法规（NEC）规定：

两插座点问的距离不得超过12英尺（约3．66m），即一个家用电器如不能自左侧接插座，定能自右侧接插座。

香港的卧室、起居室和厨房的插座分别为4、7、4个。

4．插座回路必须加漏电保护。

电气插座所接的负荷基本上都是人手可触及的移动电器（吸尘器、打蜡机、落地或台式风扇）或固定电器（电冰箱、微波炉、电加热淋浴器和洗衣机等）。

当这些电器设备的导线受损（尤其是移动电器的导线）或人手可触及电器设备的带电外壳时，就有电击危险。

为此DBJ08--20—98规定：

除挂壁式空调电源插座外，其他电源插座均应设置漏电保护装置。

5．阳台应设人工照明。

阳台装置照明，可改善环境、方便使用。

尤其是封闭式阳台设置照明十分必要。

阳台照明线宜穿管暗敷。

若造房时末预埋，则应用护套线明敷。

6．住宅公用部位必须设置人工照明，除高层住宅的电梯厅和应急照明外，其余应采用节能开关。

电源应接至公共电度表上。

根据消防规范，高层住宅的电梯厅和应急照明是不能关的，因此不能用节能开关。

7．住宅应设有钱电视系统，其设备和线路应满足有线电视网的要求，小套每户应设电视系统双孔终端盒一只，中套、大套每户应设不少于二只的电视系统双孔终端盒，终端盒边应有电源插座。

在装没施工时，不管该地区有线电视是否到位，都应暗设电视终端盒。

8．住宅电话通信管线必须到户，每户电话进线不应少于二对。

小套电话插座不应少于二只，中套、大套电话插座不应少于三只。

随着家用电脑的普及，每户一对电话线已不能满足需要，因此规定每户电话进线不应少于二对，其中一对应通到电脑桌旁，以满足上网需要。

9．电源、电话、电视线路应采用阻燃型塑料管暗敷。

电话和电视等弱电线路也可采用钢管保护，电源线采用阻燃型塑料管保护。

10.电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线。

导线应采用铜导线。

家庭装横中线路已转为穿管暗敷，既符合安全又达到防火要求。

11．由电度表箱引至住户配电箱的铜导线截面不应小于10mm2，住户配电箱的配电分支回路的铜导线截面不应小于2.5mm2。

住宅电气设计必须着眼于未来的发展，要适应21世纪的用电水平，电气线路容量（配电回路数、导线截面、插座数量、开关容量等）的设计，应留有裕量，一般新建住宅的设计寿命为50年，因此电气设计至少要考虑到未来二三十年负荷增长的需要。

住宅楼电气线路设计绝大多数采取暗管，如果考虑到造价，电源线的线径不增加裕量，那么敷设的暗管至少要加大1—2档管径；

对室内的分支线路，如何考虑未来的增长需要呢?

德国的N瓜OAX公司的产品在上海展出时，展出了嵌墙安装的线槽，这种线槽如果和室内的护墙板配合，既可作为保护墙面的装饰，又可在此线槽内任意增加分支回路及在线槽上任意设置终端电器，例如插座。

导线线径加大和分支回路增加，不仅仅是考虑未来发展的需要，更重要的是提高了住宅电气安全水平，避免了许多电气火灾和其他电气事故。

国际铜业协会北京代表处经过咨询中外专家，并在一定调查研究的基础上，对我国住宅建设中电气线路设计容量提出了宝贵意见：

配电回路不能过少，如果配电回路少，每个回路的负荷电流增加，会导致线路发热加剧，电压质量变差，影响家用电器的性能和寿命。

导线的使用寿命与工作温度成一定的反比关系，例允许工作温度为70度的塑料导线，其工作温度每超过8度，绝缘使用寿命将减少一半左右，而绝缘老化将导致导线寿命缩短、短路和火灾增多。

住户进线香港为16mm2，日本为14mm2，美国为25—50mm2。

上述数据供电气装潢设计参考。

12．接地。

上海住宅供电系统规定采用IT系统，供电局三相四线进户，每幢建筑物单独设置专用接地线（PE线）。

在每幢建筑物的进户处设置一组接地极和皿线相连，其接地电阻不得大于4。

防雷接地和电气系统的保护接地是分开设置的，防雷接地电阻不得大于10。

在上海地区，对成品房（简单装横）买方可根据上述内容加以对照验收。

若是购买毛坯房，房产商只负责公用部位的电气安装及到住户配电箱的线路敷设，使

电源进入室内，室内只安装供装横照明用的一只灯和一只插座。

对现浇楼板，房产商应做好线路配管的预埋工作及穿线工作。

上述电气设备标准仅适用于上海地区，对其他地区根据当地的实际情况，上述电气设备标准仅供参考。

由于每户家庭家俱的布置、电气设备配置程度各有不同，因此对简单装潢的成品房插座和照明灯具的配置必然需要作适当的变动及增加，对毛坯房则更要有专业人员进行设计和施工，且必须由专业质量人员对装横工程进行验收，验收合格后应签名，并承担一定的法律责任。

（二）电气产品的选用（之一）

1．隔离电器

家庭或类似场所使用的配电箱，属非熟练人员使用的组合电器，因此主开关应采用具有明显隔离断