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1、园艺设施规划与设计年年 级级 2009级级专专 业业 园艺园艺授课时数授课时数 60学时学时 任课教师任课教师 叶景学叶景学第九章温室配电设备o一、配电线路的基本概念o二、现代化温室的配电系统o三、温室配电设计一、配电线路的基本概念o（一）供电线路的类别o（二）低压配电网络结线方式的选择o（三）低压配电电压和电源的选择o（四）低压配电线路的种类和敷设方式（一）供电线路的类别o1输电线路：输电线路：是指电压等级在35千伏及以上的架设在升压变压器（所）与降压变压器升压变压器（所）与降压变压器（所）（所）之间的线路。o2配电线路：配电线路：是指电压等级在1千伏以上10千伏以下的由降压变电所向外分布至
2、配电变电器的线路。o3低压配电线路：低压配电线路：是指电压等级在1千伏以下，通常为380200伏的由配电变压器向外分布直至用户的进线端为止的线路。（二）低压配电网络结线方式的选择o供电线供电线是将电能由总配电装置（如配电屏、配电盘）送至数个配电装置（屏、箱）的线路；o干线干线是将电能送至数个配电装置（屏、箱）的线路；o分支线分支线是由干线分出而将电能送至下一级配电装置（箱、盘）或某个用电设备的线路。通常将所有供电线、干线以及由干线引至配电箱的分支线，统称为供电线路供电线路，除此之外的所有其它分支线则称为配电线路配电线路。（二）低压配电网络结线方式的选择o1放射式：凡馈电线占大多数的供电线路称为
3、放射式，其特点在于：供电可靠性高；对调控自动化方便。缺点：总长度增大；且由于需大量的配电箱（屏），当技术生产设备的配置改变时，就要求线路重新布置。o2树干式：其突出优点是高的灵活性，重新安装和更换容易；另低压开关需用量小，消耗有色金属量少。其问题是当供电干线发生事故时，由其供电的所有用电设备均被断电，故供电可靠性稍差。o3混合式：当有两路或两路以上树干式供电线路时，为了减少线路的总长度，便可采用混合式。由于混合式兼备了放射式和树干式的线路优点，故也获得广泛应用。 树干式结线系统 混合式结线系统（三）低压配电电压和电源的选择1配电电压：（1）用电设备和供电电压等级要相符：任何用电设备都有其额定的
4、工作电压。我国的交流低压网络标准电压等级有500、380、220、127、110、36、24、12伏八种，其中380伏和220伏应用最为广泛。（2）安全的需要：oa)在无危险的场所，固定安装的单相用电设备，选用对地不大于250伏的电压供电；三相用电设备选用线电压为380伏以下的电压供电。ob)在较危险和特别危险的场所，当用电设备安装高度距地面小于2.4米时，应采用难以触及用电器的保（防）护装置，或选用低于36伏的供电电压。oc)在工作面狭窄，工作者要与大块金属接触，环境潮湿等特殊的环境下，移动式用电设备应采用不超过36伏，甚至不超过12伏的供电电压。2供电电源（低压配电电源的供电方案有两种）：
5、o（1）照明负荷和动力负荷共用一台变压器的方式。这种方式可以减少变压器数量。但增加了有色金属的消耗量，同时，当供电干线发生故障时，势必造成照明熄灭。o（2）照明（单相）负荷由单独供线供电，即采用照明负荷和动力负荷分别由两台变压器供电。这种方式的显著优点在于电力负载的启动，不致使单相负荷的电压有所波动，大大提高了诸如照明灯等单相负荷的工作质量和可靠性。但却造成增加变压器和相应的开关设备，使初投资费用增加，维护量加大。共同一台变压器的方式由两台变压器供电的系统（四）低压配电线路的种类和敷设方式o通常是与导线型号的选择一并考虑的。导线型式的选择，主要考虑环境条件、使用电压、敷设方法经济性和可靠性等因
6、素。可分为明线布线和暗线布线两种。o明线布线是将导线沿墙壁或天棚的表面敷设，或架设在绝缘支撑的瓷瓶（卡、珠）上。暗敷是将导线敷设于绝缘管内或金属管内。暗敷导线的绝缘等级不应低于500伏。在一些特殊环境条件下，对导线型式及敷设方法提出较为严格的要求：o1在具有爆炸性危险的场所，线路应尽量考虑架设在室外，室内部分应尽量少用接线盒；禁止采用裸线明设；导线绝缘等级应符合线路额定电压，一般不得低于500伏等。o2在具有火灾危险的场所，导线可以采用铅芯，但必须用焊接法进行联结；线路应远离可燃材料堆积处；接线盒应选用防爆式，以免开关换接时电火花外出而引发火灾，不允许在抹灰泥的墙壁上采用明线敷设。o3特别潮湿
7、场所的导线敷设有一定的严格要求。二、现代化温室的配电系统o（一）现代化温室的配电特点o（二）现代化温室的配电方法o（三）温室配电系统的组成（一）现代化温室的配电特点：o1采用大，小瓷瓶架线施工时，应使用橡皮绝缘电线，线间距离应在6厘米以上；电线与建筑物间的距离，应在3厘米以上。o2采用穿线管明敷设或暗敷设时，应选用厚壁穿线管，管口接头处注意采取防潮措施。o3采用电缆施工时，对线管和电缆，须施行保护接地工程。o4在没有防潮设备或防潮箱的潮湿处所，不允许安装开关设备和熔断器。（一）现代化温室的配电特点：o5掩蔽工程或线管工程中，其照明灯具或其它电器应避免使用软线，应选用螺口的防潮灯罩或有防潮措施的
8、接线盒。o6在可能的情况下，开关设备和插座应装在干燥的环境中，若不得已装在潮湿处所时，应采取防潮措施。o7照明导线采用丁睛聚氯乙烯复合绞型软线；电机应选用密封型。（二）现代化温室的配电方法o1温室配电电压380220伏三相四线制220伏单相制2.配电方式o1小负荷的配电方式小负荷的配电方式比较小的用电系统，因其用电功率小，可以直接由低压电源配线上分支，作低压引入，再经配电盘开关，熔断器，输出电路，引到各个用电设备或插座上，再顺次分开。o2较大单相用电负荷的配电方式较大单相用电负荷的配电方式当单相用电负荷过多时（如照明灯和单相插座超过20个时），用一个回线供电是不允许的（这将使供电干线负荷太大，
9、为了避免导线发热，要选大截面的导线，给敷设带来一定的困难），这时必须在室内增设配电板或配电箱。引入线先进入配电箱（箱）的总开支，再由总开关分出几个分支电路，每个分支电路，再根据所带负荷的容量单设分支开关和分支熔断器。o3动力负荷及其它回路的配电方式动力负荷及其它回路的配电方式 动力负荷及其它回路的配电方式主要有：放射式、干线式、混合式、分支配电式（由分电盘）等。（三）温室配电系统的组成o（1）配电变压器：它是直接将高压电变为低压电以供应用户的设备，是电力工业生产过程中应用最广的变压器。初级（原边）是高压，次级（副边）是低压。配电变压器初级线电压最高不超过35千伏，变压器的容量不超过560千伏安
10、。o（2）低压配电室：低压配电室是整个配电所的组成部分之一，无论在建筑上的防火、防汛、防雨雪、防小动物侵入以及通风条件等方面，都要符合电力工程规程。低压配电室的电源是从变压器室（或杆上变压器）用裸铜线穿过墙洞送过来的。而从低压配电室送出的配电线路往往有好几路，容量也较大，大都采用专用的开关柜分别送出。（三）温室配电系统的组成o（3）量电装置：电源送到配电室（所）后，首先经过量电装置再到一系列配电装置；量电装置根据负荷的大小配置，电力负荷和照明负荷应分开装设。量电装置包括总熔丝盒、总线、电流互感器及其二次回路以及电度表、电流表、电压表等。o电度表电度表是量电装置中的主要部分，在容量不大的配电所，
11、电源是直接经过电度表的；但在大多数用户的配电所里，电源是经过电流互感器的初级回路，而电度表则接在它的二次回路里，这样便扩大了电度表的计量范围。o总熔丝总熔丝是保护电度表和电流互感器的，主要实现短路故障的保护。有时为了切断电源的便利，总熔丝前加装一付隔离开关，组成带隔离开关的熔丝盒。o若选用成套的配电装置供用户照明，那么它上面的低压量电装置便可用来作为计量照明用电的设备，而不必再另行安装。三、温室配电设计o（一）配电设计的组成与步骤o（二）温室电力负荷的计算（确定）o（三）温室配电导线的选择o（四）温室配电变压器选择（一）配电设计的组成与步骤o配电设计在一般情况下分为初步设计和施工设计（即技术设
12、计与安装图的混合设计）两个阶段，在任务紧急或规模不大时，也可采用将两者合一的一阶段设计。配电设计步骤：o1根据温室及其环境因子调控等用电条件和配电情况进行各分室和整群的负荷计算，并考虑功率因数及其补偿方案，确定配电变压器的数量和容量。o2向当地电力管理部门了解电力系统的情况，可能提供给温室企业的电源，电压和容量等，并对供电方式进行初步协商。o3根据温室企业对供电的要求，选择符合国家方针政策、技术经济上最合理的电源和配电系统方案。o4会同建设单位与电业管理部门协商确定电源及供电线路方案和电能计量器的装设位置，最后由建设单位和电业管理部门签订协议，并办理温室外送电线路由电业管理部门设计和施工的合同
13、。o5进行高压侧短路电流计算和设备材料选择。配电设计步骤：o6进行防雷、接地等相关保护的设计。o7对各栋温室配电线路的设计，选择线路设备和材料。o8根据温室内调控因子的不同，对光照、通风、灌溉、保温、CO2气肥施放等技术装置进行施工设计。o9对温室群进行总体的配电，照明设计。o10开列购置设备材料清单。o11编制经费概算（预算）。o12各项现场施工图的绘制或标准图的选择。o13编制技术经济指标表，以便评估所采取的设计方案及校验设计书中所列计算是否正确合理。o若分两阶段进行设计，则上述15及1011项应在初步设计中完成；而69项在初步设计中只作原则性规定，详细设计在施工设计中进行。（二）温室电力
14、负荷的计算（确定）o1关于“计算负荷”的概念o一个送电线路负荷的大小，并不等于所有装设的设备额定负荷之和。因此，在温室用电设计中，必须确定一个假想负荷，以便按照此负荷在满足该电气设备发热条件的基础上选择相应的设备，我们称这种负荷为计算负荷计算负荷，即是说，计算负荷是根据电气设备的容许温升而估计的假定值，所以也可以说确定计算负荷就成为探求计算设备温升极限的问题。o在确定计算负荷的过程中，不考虑短暂出现的尖峰和冲击电流（如异步电动机的起动电流等），但对于持续时间超过半个小时以上的大负荷必须予以考持续时间超过半个小时以上的大负荷必须予以考虑虑。在确定计算负荷时，要引入两个系数o（1）同时系数（kt）
15、：是指运行中所有电气设备的综合最大负荷与各个设备最大负荷之和的比值。o（2）负荷系数（k）：即电气设备的实际负荷与其额定负荷之比。o同时系数与负荷系数的乘积，称之为需要系数（kn），即okn=ktko需要系数与企业的电气设备台数、设备的效率以及线路的功率损耗等因素有关。根据需要系数，便可较为准确地估算出用电系统中各个部位电力负荷的大小，便能够较合理的选用所需电气设备的规格了。2计算负荷确定的方法o（1）单相用电设备的计算负荷o对于由三相供电的单相负荷（如电灯、单相电动机、电磁阀等）应尽可能地均匀分配在三相线路上，若有些较大的单相用电设备接于一相上时，往往会造成三相不对称。所以在选择电气设备而确
16、定计算负荷时，就要根据负荷最大的一相为依据而进行计算。按照单相负载的接法，可分为如下三种情况：oa）接于三相对称供电线路相电压上的单相用电设备：oi）对均匀分配的单相用电设备组，取其设备容量Pa（三相额定等效功率）等于全部单相用电设备容量的总和；oii）对非均匀分配的单相用电设备组，取其设备容量Pa等于最大负荷相的单相用电设备容量的三倍。2计算负荷确定的方法o（1）单相用电设备的计算负荷ob）接于三相对称供电线路线电压上的单相用电设备:oi）当用电设备为一台时，其设备容量Pa=倍该用电设备容量。oii）当用电设备为24台时，取Pa等于两相间最大用电设备额定功率的三倍。oc）若单相用电设备，既有
17、接在三相供电线路相电压上的，也有接在线电压上的，则各相的总计算负荷等于该相的单相负荷加上接于线电压上的单相负荷。总的三相计算负荷取其等于最大负荷相计算负荷的三倍。o（2）三相用电设备的计算负荷oa）将用电设备分类，求出各类用电设备的计算负荷。o将三相用电设备的设备容量乘以需要系数，便得出有功计算负荷Pc，即oPc=knPa（千瓦）o式中：Pa同类设备的总容量（千瓦）okn同类设备的需要系数。o该类三相用电设备的无功计算负荷Qc，即Qc=PCtg（千瓦）o视在功率Sc为：oSc=（千伏安）o或（千伏安）b）总计算负荷的确定o配电所低压干线，取K0.90.95。因此，总计算负荷为：o有功：PC=K
18、PC（千瓦）o无功：QC=KQC（千瓦）o视在：SC=（千伏安）o式中：PC和QC分别为各栋温室用电设备有功和无功功率计算负荷之和。（三）温室配电导线的选择1导线截面的选择方法（1）按经济电流密度选择按经济观点选择载流体截面，须从降低电能损耗和减少投资与节省有色金属这两方面考虑。从降低电能损耗着眼，导线截面越大越有利；从减少投资与节省有色金属出发，导线截面越小越有利。综合考虑各方面因素而确定的符合总经济利益的导线截面积，称经济截面积。对应于经济截面积的电流密度，称经济电流密度。式中：I线路上流过的电流（安培）J经济电流密度（安培毫米2）导线经济电流密度（安毫米2）经济电流密度计算方法是：（毫米
19、2）线路类别导线材料年最大负荷利用小时数3000小时以下30005000小时5000小时以上架空线路铝线1.651.150.90铜线3.002.251.75电缆线路铝线1.921.731.54铜线2.502.252.00（2）按发热条件选择o电流通过导线时，由于导线具有一定的电阻，会产生电能消耗，致使导线发热，温度升高，使导线外绝缘物损坏，使接头处严重氧化，进一步加大接触电阻，发热加剧，直至烧断。因此，各种导线都规定了相应的最高允许温度。o为了保证线路安全供电，所有线路的导线截面都必须满足发热条件，即导线中实际通过的电流不应超过其允许的载流量。（3）按电压损失选择由于线路导线存在阻抗（电阻与电
20、抗），当电流流过导线时，便会产生一定的电压损失，从而使作用在用电设备上实际电压减小，严重时用电设备将不能正常运行。因此，要按线路导线的容许电压损失选择导线截面，也是十分必要的。（4）按满足机械强度选择o按照对导线机械强度的要求选择导线截面积，是保证导线有必要的机械强度，以便因受牵引张力和大风而拉断，因此按电力网的性质和导线的材料从机械强度出发考虑规定导线有一最小的安全截面积。o上述四种选择导线截面的方法，往往因依据的方法不同，所得结果也各异。对于何种电网按何种目的而采用何种方法选择导线，才符合要求，国家并没有明确的规定，一般原则是：o对于低压照明和小负荷线路，因对电压水平要求较高，所以，一般先
21、按允许电压损失来选择导线截面，然后再验算其发热条件和机械强度是否满足，若满足即可；若不满足应适当予以修正。o对于低压动力线路，因其负荷电流较大，所以，一般先按发热条件选择导线截面积，然后验算其电压损失和机械强度是否满足要求。若不满足再予以修正。2导线截面的估算方法o（1）电压降的估算o对动力负荷供电的铝质导线可按如下经验公式估算导线的电压降：o式中：U线路的绝对电压降（伏）oI线路的估算电流，其值为2电动机的千瓦数（2P）（安培）；oR线路的电阻，R32L/S（欧）（式中L为送电公里数，S为导线截面积）。将各项值代入上式，经整理得：o利用上式可以很方便地估算出线路的绝对电压降值，并求出相应的相
22、对电压降值。2）导线截面的估算oS6LPo使用该式时请注意：oa）线路电压为380伏；ob）铝导线；oc）允许电压损失相对值5。3温室内线工程的施工方法o（1）瓷夹和瓷瓶配线：瓷夹和塑料夹因机械强度小，导线距墙壁较近，故适用于电量较小及干燥的场所；瓷瓶比较高，机械强度大，适用于电量大，较潮湿的场所。o（2）槽板配线：即将绝缘导线敷设在槽板的线槽内，上面用盖板把导线盖住。槽板有木质和塑料两种，线槽有双线和三线的。这种方法适用于办公室、生活间等场所，整备、美观。o（3）线管配线：把绝缘导线穿在管子内敷设，称为线管配线。这种配线方式优点很多，多用于公用建筑、有腐蚀性气体的场合。线管有电线管、水煤气钢
23、管和硬塑料管三种。o其它尚有纲索配线、粘接配线、电缆线配线等多种，可以根据施工现场的环境特性予以选用。各种配线方法都有一定的操作规程和要求及一些应注意的事项，读者可参阅有关建筑电工方面的技术书籍。（四）温室配电变压器选择o1变压器的选择（1）在选择配电变压器时，应先考虑其原边高压绕组的电压等级应该和当地的供电电压相一致；而副边输出电压对于我国生产的配电变压器均为标准产品，即只有副边为Yo（星形带中点接法），均为380220伏。（2）根据核算所得的温室（群）的用电需求量，确定配电变压器的容量（千伏安）。选用时要按照S额（所需变压器的额定容量）S总（用电设备总的计算负荷）的原则，且保有一定的储备量
24、。我国生产的配电变压器已成系列。可根据算出的S额选用标准规格的变压器，并留有一定余量。（3）对于大型温室群，为了保证供电可靠性，可选用两台变压器，采用双路供电的方案，但这样就要配置一套复杂的换接系统和开关设备。在配电初步设计时要予以充分地从经济耗费和保证供电诸方面加以认真考虑。2变压器容量的估算电力设备所需的总容量S动：（千伏安）o式中：Pn各个电力设备的额定功率（千瓦）oPn电气设备的总额定功率（千瓦）o电气设备的平均效率（可取0.85）。ocos各个电气设备的平均功率因数（电动机的cos一般为0.750.93；白炽灯为1）oKn需要系数平均值，可取0.50.75。o由估算出的温室总动力设备容量S动，乘以经验系数1.1，即为所需配电变压器容量，再依据原付边的额定电压值，从变压器产品目录中，选出合适型号的配电变压器即可。谢谢希望大家工作和学习都能取得好成绩
