園藝設施規(guī)劃與設計4

1、園藝設施規(guī)劃與設計,年 級 2009級專 業(yè) 園藝授課時數 60學時 任課教師 葉景學,第九章 溫室配電設備,一、配電線路的基本概念二、現(xiàn)代化溫室的配電系統(tǒng)三、溫室配電設計,一、配電線路的基本概念,（一）供電線路的類別（二）低壓配電網絡結線方式的選擇（三）低壓配電電壓和電源的選擇（四）低壓配電線路的種類和敷設方式,（一）供電線路的類別,1．輸電線路：是指電壓等級在35千伏及

2、以上的架設在升壓變壓器（所）與降壓變壓器（所）之間的線路。2．配電線路：是指電壓等級在1千伏以上10千伏以下的由降壓變電所向外分布至配電變電器的線路。3．低壓配電線路：是指電壓等級在1千伏以下，通常為380／200伏的由配電變壓器向外分布直至用戶的進線端為止的線路。,（二）低壓配電網絡結線方式的選擇,供電線是將電能由總配電裝置（如配電屏、配電盤）送至數個配電裝置（屏、箱）的線路；干線是將電能送至數個配電裝置（屏、箱）的線路；分支

3、線是由干線分出而將電能送至下一級配電裝置（箱、盤）或某個用電設備的線路。 通常將所有供電線、干線以及由干線引至配電箱的分支線，統(tǒng)稱為供電線路，除此之外的所有其它分支線則稱為配電線路。,（二）低壓配電網絡結線方式的選擇,1．放射式：凡饋電線占大多數的供電線路稱為放射式，其特點在于：供電可靠性高；對調控自動化方便。缺點：總長度增大；且由于需大量的配電箱（屏），當技術生產設備的配置改變時，就要求線路重新布置。2．樹干式：其

4、突出優(yōu)點是高的靈活性，重新安裝和更換容易；另低壓開關需用量小，消耗有色金屬量少。其問題是當供電干線發(fā)生事故時，由其供電的所有用電設備均被斷電，故供電可靠性稍差。3．混合式：當有兩路或兩路以上樹干式供電線路時，為了減少線路的總長度，便可采用混合式。由于混合式兼?zhèn)淞朔派涫胶蜆涓墒降木€路優(yōu)點，故也獲得廣泛應用。,樹干式結線系統(tǒng) 混合式結線系統(tǒng),（三）低壓配電電壓和電源的選擇,1．配電電壓：

5、（1）用電設備和供電電壓等級要相符：任何用電設備都有其額定的工作電壓。我國的交流低壓網絡標準電壓等級有500、380、220、127、110、36、24、12伏八種，其中380伏和220伏應用最為廣泛。（2）安全的需要：a)在無危險的場所，固定安裝的單相用電設備，選用對地不大于250伏的電壓供電；三相用電設備選用線電壓為380伏以下的電壓供電。b)在較危險和特別危險的場所，當用電設備安裝高度距地面小于2.4米時，應采用難以觸及用電

6、器的保（防）護裝置，或選用低于36伏的供電電壓。c)在工作面狹窄，工作者要與大塊金屬接觸，環(huán)境潮濕等特殊的環(huán)境下，移動式用電設備應采用不超過36伏，甚至不超過12伏的供電電壓。,2．供電電源（低壓配電電源的供電方案有兩種）：,（1）照明負荷和動力負荷共用一臺變壓器的方式。這種方式可以減少變壓器數量。但增加了有色金屬的消耗量，同時，當供電干線發(fā)生故障時，勢必造成照明熄滅。（2）照明（單相）負荷由單獨供線供電，即采用照明負荷和動力負荷分

7、別由兩臺變壓器供電。這種方式的顯著優(yōu)點在于電力負載的啟動，不致使單相負荷的電壓有所波動，大大提高了諸如照明燈等單相負荷的工作質量和可靠性。但卻造成增加變壓器和相應的開關設備，使初投資費用增加，維護量加大。,共同一臺變壓器的方式 由兩臺變壓器供電的系統(tǒng),（四）低壓配電線路的種類和敷設方式,通常是與導線型號的選擇一并考慮的。導線型式的選擇，主要考慮環(huán)境條件、使用電壓、敷設方法經濟性和可靠性等因素?？煞譃槊骶€布線和暗線布線兩種。

8、明線布線是將導線沿墻壁或天棚的表面敷設，或架設在絕緣支撐的瓷瓶（卡、珠）上。暗敷是將導線敷設于絕緣管內或金屬管內。暗敷導線的絕緣等級不應低于500伏。,在一些特殊環(huán)境條件下，對導線型式及敷設方法提出較為嚴格的要求：,1．在具有爆炸性危險的場所，線路應盡量考慮架設在室外，室內部分應盡量少用接線盒；禁止采用裸線明設；導線絕緣等級應符合線路額定電壓，一般不得低于500伏等。2．在具有火災危險的場所，導線可以采用鉛芯，但必須用焊接法進行聯(lián)結；

9、線路應遠離可燃材料堆積處；接線盒應選用防爆式，以免開關換接時電火花外出而引發(fā)火災，不允許在抹灰泥的墻壁上采用明線敷設。3．特別潮濕場所的導線敷設有一定的嚴格要求。,二、現(xiàn)代化溫室的配電系統(tǒng),（一）現(xiàn)代化溫室的配電特點（二）現(xiàn)代化溫室的配電方法（三）溫室配電系統(tǒng)的組成,（一）現(xiàn)代化溫室的配電特點：,1．采用大，小瓷瓶架線施工時，應使用橡皮絕緣電線，線間距離應在6厘米以上；電線與建筑物間的距離，應在3厘米以上。2．采用穿線管明敷設或

10、暗敷設時，應選用厚壁穿線管，管口接頭處注意采取防潮措施。3．采用電纜施工時，對線管和電纜，須施行保護接地工程。4．在沒有防潮設備或防潮箱的潮濕處所，不允許安裝開關設備和熔斷器。,（一）現(xiàn)代化溫室的配電特點：,5．掩蔽工程或線管工程中，其照明燈具或其它電器應避免使用軟線，應選用螺口的防潮燈罩或有防潮措施的接線盒。6．在可能的情況下，開關設備和插座應裝在干燥的環(huán)境中，若不得已裝在潮濕處所時，應采取防潮措施。7．照明導線采用丁睛聚氯乙

11、烯復合絞型軟線；電機應選用密封型。,（二）現(xiàn)代化溫室的配電方法,1．溫室配電電壓,,380／220伏三相四線制,220伏單相制,2.配電方式,1．小負荷的配電方式  比較小的用電系統(tǒng)，因其用電功率小，可以直接由低壓電源配線上分支，作低壓引入，再經配電盤開關，熔斷器，輸出電路，引到各個用電設備或插座上，再順次分開。2．較大單相用電負荷的配電方式 當單相用電負荷過多時（如照明燈和單相插座超過2

12、0個時），用一個回線供電是不允許的（這將使供電干線負荷太大，為了避免導線發(fā)熱，要選大截面的導線，給敷設帶來一定的困難），這時必須在室內增設配電板或配電箱。引入線先進入配電箱（箱）的總開支，再由總開關分出幾個分支電路，每個分支電路，再根據所帶負荷的容量單設分支開關和分支熔斷器。 3．動力負荷及其它回路的配電方式 動力負荷及其它回路的配電方式主要有：放射式、干線式、混合式、分支配電式（由分電盤）等。,（三）溫室

13、配電系統(tǒng)的組成,（1）配電變壓器：它是直接將高壓電變?yōu)榈蛪弘娨怨脩舻脑O備，是電力工業(yè)生產過程中應用最廣的變壓器。初級（原邊）是高壓，次級（副邊）是低壓。配電變壓器初級線電壓最高不超過35千伏，變壓器的容量不超過560千伏安。（2）低壓配電室：低壓配電室是整個配電所的組成部分之一，無論在建筑上的防火、防汛、防雨雪、防小動物侵入以及通風條件等方面，都要符合電力工程規(guī)程。低壓配電室的電源是從變壓器室（或桿上變壓器）用裸銅線穿過墻洞送過來

14、的。而從低壓配電室送出的配電線路往往有好幾路，容量也較大，大都采用專用的開關柜分別送出。,（三）溫室配電系統(tǒng)的組成,（3）量電裝置：電源送到配電室（所）后，首先經過量電裝置再到一系列配電裝置；量電裝置根據負荷的大小配置，電力負荷和照明負荷應分開裝設。量電裝置包括總熔絲盒、總線、電流互感器及其二次回路以及電度表、電流表、電壓表等。電度表是量電裝置中的主要部分，在容量不大的配電所，電源是直接經過電度表的；但在大多數用戶的配電所里，電源是經

15、過電流互感器的初級回路，而電度表則接在它的二次回路里，這樣便擴大了電度表的計量范圍?？側劢z是保護電度表和電流互感器的，主要實現(xiàn)短路故障的保護。有時為了切斷電源的便利，總熔絲前加裝一付隔離開關，組成帶隔離開關的熔絲盒。若選用成套的配電裝置供用戶照明，那么它上面的低壓量電裝置便可用來作為計量照明用電的設備，而不必再另行安裝。,三、溫室配電設計,（一）配電設計的組成與步驟（二）溫室電力負荷的計算（確定）（三）溫室配電導線的選擇（四）

16、溫室配電變壓器選擇,（一）配電設計的組成與步驟,配電設計在一般情況下分為初步設計和施工設計（即技術設計與安裝圖的混合設計）兩個階段，在任務緊急或規(guī)模不大時，也可采用將兩者合一的一階段設計。,配電設計步驟：,1．根據溫室及其環(huán)境因子調控等用電條件和配電情況進行各分室和整群的負荷計算，并考慮功率因數及其補償方案，確定配電變壓器的數量和容量。2．向當地電力管理部門了解電力系統(tǒng)的情況，可能提供給溫室企業(yè)的電源，電壓和容量等，并對供電方式進行初

17、步協(xié)商。3．根據溫室企業(yè)對供電的要求，選擇符合國家方針政策、技術經濟上最合理的電源和配電系統(tǒng)方案。4．會同建設單位與電業(yè)管理部門協(xié)商確定電源及供電線路方案和電能計量器的裝設位置，最后由建設單位和電業(yè)管理部門簽訂協(xié)議，并辦理溫室外送電線路由電業(yè)管理部門設計和施工的合同。5．進行高壓側短路電流計算和設備材料選擇。,配電設計步驟：,6．進行防雷、接地等相關保護的設計。7．對各棟溫室配電線路的設計，選擇線路設備和材料。8．根據溫室內調

18、控因子的不同，對光照、通風、灌溉、保溫、CO2氣肥施放等技術裝置進行施工設計。9．對溫室群進行總體的配電，照明設計。10．開列購置設備材料清單。11．編制經費概算（預算）。12．各項現(xiàn)場施工圖的繪制或標準圖的選擇。13．編制技術經濟指標表，以便評估所采取的設計方案及校驗設計書中所列計算是否正確合理。若分兩階段進行設計，則上述1~5及10~11項應在初步設計中完成；而6~9項在初步設計中只作原則性規(guī)定，詳細設計在施工設計中進行

19、。,（二）溫室電力負荷的計算（確定）,1．關于“計算負荷”的概念一個送電線路負荷的大小，并不等于所有裝設的設備額定負荷之和。因此，在溫室用電設計中，必須確定一個假想負荷，以便按照此負荷在滿足該電氣設備發(fā)熱條件的基礎上選擇相應的設備，我們稱這種負荷為計算負荷，即是說，計算負荷是根據電氣設備的容許溫升而估計的假定值，所以也可以說確定計算負荷就成為探求計算設備溫升極限的問題。在確定計算負荷的過程中，不考慮短暫出現(xiàn)的尖峰和沖擊電流（如異步電

20、動機的起動電流等），但對于持續(xù)時間超過半個小時以上的大負荷必須予以考慮。,在確定計算負荷時，要引入兩個系數,（1）同時系數（kt）：是指運行中所有電氣設備的綜合最大負荷與各個設備最大負荷之和的比值。（2）負荷系數（k）：即電氣設備的實際負荷與其額定負荷之比。同時系數與負荷系數的乘積，稱之為需要系數（kn），即kn=kt·k需要系數與企業(yè)的電氣設備臺數、設備的效率以及線路的功率損耗等因素有關。根據需要系數，便可較為準確地

21、估算出用電系統(tǒng)中各個部位電力負荷的大小，便能夠較合理的選用所需電氣設備的規(guī)格了。,2．計算負荷確定的方法,（1）單相用電設備的計算負荷對于由三相供電的單相負荷（如電燈、單相電動機、電磁閥等）應盡可能地均勻分配在三相線路上，若有些較大的單相用電設備接于一相上時，往往會造成三相不對稱。所以在選擇電氣設備而確定計算負荷時，就要根據負荷最大的一相為依據而進行計算。按照單相負載的接法，可分為如下三種情況：a）接于三相對稱供電線路相電壓上的單相

22、用電設備：i）對均勻分配的單相用電設備組，取其設備容量Pa（三相額定等效功率）等于全部單相用電設備容量的總和；ii）對非均勻分配的單相用電設備組，取其設備容量Pa等于最大負荷相的單相用電設備容量的三倍。,2．計算負荷確定的方法,（1）單相用電設備的計算負荷b）接于三相對稱供電線路線電壓上的單相用電設備:i）當用電設備為一臺時，其設備容量Pa= 倍該用電設備容量。ii）當用電設備為2~4臺時，取Pa等于兩相間最大用電設備額

23、定功率的三倍。c）若單相用電設備，既有接在三相供電線路相電壓上的，也有接在線電壓上的，則各相的總計算負荷等于該相的單相負荷加上接于線電壓上的單相負荷。總的三相計算負荷取其等于最大負荷相計算負荷的三倍。,,（2）三相用電設備的計算負荷a）將用電設備分類，求出各類用電設備的計算負荷。將三相用電設備的設備容量乘以需要系數，便得出有功計算負荷Pc，即Pc=kn·Pa（千瓦）式中：Pa——同類設備的總容量（千瓦）

24、kn——同類設備的需要系數。,,該類三相用電設備的無功計算負荷Qc，即 Qc=PC·tgφ（千瓦）視在功率Sc為：Sc= （千伏安）或 （千伏安）,b）總計算負荷的確定,配電所低壓干線，取KΣ＝0.9~0.95。因此，總計算負荷為：有功：PΣC= KΣ·ΣPC （千瓦）無功：QΣC= KΣ·ΣQC （千瓦）視在：SΣC=

25、 （千伏安）式中：ΣPC和ΣQC分別為各棟溫室用電設備有功和無功功率計算負荷之和。,（三）溫室配電導線的選擇,1．導線截面的選擇方法（1）按經濟電流密度選擇按經濟觀點選擇載流體截面，須從降低電能損耗和減少投資與節(jié)省有色金屬這兩方面考慮。從降低電能損耗著眼，導線截面越大越有利；從減少投資與節(jié)省有色金屬出發(fā)，導線截面越小越有利。綜合考慮各方面因素而確定的符合總經濟利益的導線截面積，稱經濟截面積。

26、對應于經濟截面積的電流密度，稱經濟電流密度。,,式中：I—線路上流過的電流（安培） J—經濟電流密度（安培／毫米2） 導線經濟電流密度（安／毫米2）,經濟電流密度計算方法是：,（毫米2）,（2）按發(fā)熱條件選擇,電流通過導線時，由于導線具有一定的電阻，會產生電能消耗，致使導線發(fā)熱，溫度升高，使導線外絕緣物損壞，使接頭處嚴重氧化，進一步加大接觸電阻，發(fā)熱加劇，直至燒斷。因此，各種導線都規(guī)定了相應的最高允許溫度。

27、為了保證線路安全供電，所有線路的導線截面都必須滿足發(fā)熱條件，即導線中實際通過的電流不應超過其允許的載流量。,（3）按電壓損失選擇,由于線路導線存在阻抗（電阻與電抗），當電流流過導線時，便會產生一定的電壓損失，從而使作用在用電設備上實際電壓減小，嚴重時用電設備將不能正常運行。因此，要按線路導線的容許電壓損失選擇導線截面，也是十分必要的。,（4）按滿足機械強度選擇,按照對導線機械強度的要求選擇導線截面積，是保證導線有必要的機械強度，以便因受

28、牽引張力和大風而拉斷，因此按電力網的性質和導線的材料從機械強度出發(fā)考慮規(guī)定導線有一最小的安全截面積。上述四種選擇導線截面的方法，往往因依據的方法不同，所得結果也各異。對于何種電網按何種目的而采用何種方法選擇導線，才符合要求，國家并沒有明確的規(guī)定，一般原則是：對于低壓照明和小負荷線路，因對電壓水平要求較高，所以，一般先按允許電壓損失來選擇導線截面，然后再驗算其發(fā)熱條件和機械強度是否滿足，若滿足即可；若不滿足應適當予以修正。對于低壓動

29、力線路，因其負荷電流較大，所以，一般先按發(fā)熱條件選擇導線截面積，然后驗算其電壓損失和機械強度是否滿足要求。若不滿足再予以修正。,2．導線截面的估算方法,（1）電壓降的估算對動力負荷供電的鋁質導線可按如下經驗公式估算導線的電壓降：式中：ΔU－線路的絕對電壓降（伏） I－線路的估算電流，其值為2×電動機的千瓦數（2×ΣP）（安培）； R－線路的電阻，R＝32L/S（歐）（式中L為送電公

30、里數，S為導線截面積）。將各項值代入上式，經整理得：利用上式可以很方便地估算出線路的絕對電壓降值，并求出相應的相對電壓降值。,2）導線截面的估算,S＝6·L·ΣP使用該式時請注意：a）線路電壓為380伏；b）鋁導線；c）允許電壓損失相對值≤5％。,3．溫室內線工程的施工方法,（1）瓷夾和瓷瓶配線：瓷夾和塑料夾因機械強度小，導線距墻壁較近，故適用于電量較小及干燥的場所；瓷瓶比較高，機械強度大，適用于電量大，較

31、潮濕的場所。（2）槽板配線：即將絕緣導線敷設在槽板的線槽內，上面用蓋板把導線蓋住。槽板有木質和塑料兩種，線槽有雙線和三線的。這種方法適用于辦公室、生活間等場所，整備、美觀。（3）線管配線：把絕緣導線穿在管子內敷設，稱為線管配線。這種配線方式優(yōu)點很多，多用于公用建筑、有腐蝕性氣體的場合。線管有電線管、水煤氣鋼管和硬塑料管三種。其它尚有綱索配線、粘接配線、電纜線配線等多種，可以根據施工現(xiàn)場的環(huán)境特性予以選用。各種配線方法都有一定的操作

32、規(guī)程和要求及一些應注意的事項，讀者可參閱有關建筑電工方面的技術書籍。,（四）溫室配電變壓器選擇,1．變壓器的選擇 （1）在選擇配電變壓器時，應先考慮其原邊高壓繞組的電壓等級應該和當地的供電電壓相一致；而副邊輸出電壓對于我國生產的配電變壓器均為標準產品，即只有副邊為Yo（星形帶中點接法），均為380／220伏。（2）根據核算所得的溫室（群）的用電需求量，確定配電變壓器的容量（千伏安）。選用時要按照S額（所需變壓器的額定容量）≤S總（用

33、電設備總的計算負荷）的原則，且保有一定的儲備量。我國生產的配電變壓器已成系列。可根據算出的S額選用標準規(guī)格的變壓器，并留有一定余量。（3）對于大型溫室群，為了保證供電可靠性，可選用兩臺變壓器，采用雙路供電的方案，但這樣就要配置一套復雜的換接系統(tǒng)和開關設備。在配電初步設計時要予以充分地從經濟耗費和保證供電諸方面加以認真考慮。,2．變壓器容量的估算,電力設備所需的總容量S動： （千伏安）式中：Pn

34、－各個電力設備的額定功率（千瓦） ΣPn－電氣設備的總額定功率（千瓦） η－電氣設備的平均效率（可取0.85）。 cosΦ－各個電氣設備的平均功率因數（電動機的cosΦ一般為0.75~0.93；白熾燈為1） Kn－需要系數平均值，可取0.5~0.75。由估算出的溫室總動力設備容量S動，乘以經驗系數1.1，即為所需配電變壓器容量，再依據原付邊的額定電壓值，從變壓器產品目錄中，選出合適型號的配電變壓