中压电气设备设计与选择指南

一、电气设备总体配置设计

各种电动机及各类电器元件根据各自的作用，都有一定的装配位置，例如拖动电动机与各种执行元件

（电磁铁、电磁阀、电磁离合器、电磁吸盘等）以及各种检测元件（限位开关、传感器，温度、压力、速度继电器

等）必须安装在生产机械的相应部位。各种控制电器（接触器、继电器、电阻、自动开关、控制变压器、放大器

等）、保护电器（熔断器，电流、电压保护继电器等）可以安放在单独的电气箱内，而各种控制按钮、控制开关、

各种指示灯、指示仪表、需经常调节的电位器等，则必须安放在控制台面板上。由于各种电器元件安装位置

不同，在构成一个完整的自动控制系统时，必须划分组件，同时要解决组件之间、电气箱之间以及电气箱与被

控制装置之间的连线问题。

%! 划分组件的原则

（%）功能类似的元件组合在一起。例如，用于操作的各类按钮，开关，键盘，指示检测、调节等元件集中为

控制面板组件；各种继电器、接触器、熔断器、照明变压器等控制电器集中为电器板组件；各类控制电源，整

流、滤波元件集中为电源组件等。

（$）尽可能减少组件之间的连线数量，接线关系密切的控制电器置于同一组件中。 （!）强弱电控制器分离，以减少干扰。

（)）力求整齐美观，外形尺寸、重量相近的电器组合在一

第十四章 电气设备的选择

本章简要介绍短路电流的电动力效应和热效应，重点介绍发电厂变电站主要电气设备选择的一般要求和选择方法。

第一节 短路电流的效应

一、短路电流电动力效应 1.载流导体的电动力

所谓电动力是指载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。

在一般情况下，当电力系统中发生三相短路后，导体流过冲击短路电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。如果导体和绝缘子的机械强度较低，短路电流所产生的电动力将会引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。为了避免短路后再引起新的故障，必须采取相应的技术措施，以保证电气设备的动稳定性合格。

（1）两平行导体间最大的电动力。

当任意截面的两根平行导体分别通有电流i1和i2时，两导体间最大的电动力F根据电工学中比奥—萨伐尔定律，应采用如下公式进行计算：

F?2Kfi1i2L?10?7 （N） （14-1） a式中：i1 、i2—通过导体的电流瞬时最大值，A；

L—平行导体长度，（m）； ɑ—导体轴线间距离，（m）； Kf—形状系数。

形状系数Kf表明实际通过导体的

第十四章 电气设备的选择

本章简要介绍短路电流的电动力效应和热效应，重点介绍发电厂变电站主要电气设备选择的一般要求和选择方法。

第一节 短路电流的效应

一、短路电流电动力效应 1.载流导体的电动力

所谓电动力是指载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。

在一般情况下，当电力系统中发生三相短路后，导体流过冲击短路电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。如果导体和绝缘子的机械强度较低，短路电流所产生的电动力将会引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。为了避免短路后再引起新的故障，必须采取相应的技术措施，以保证电气设备的动稳定性合格。

（1）两平行导体间最大的电动力。

当任意截面的两根平行导体分别通有电流i1和i2时，两导体间最大的电动力F根据电工学中比奥—萨伐尔定律，应采用如下公式进行计算：

F?2Kfi1i2L?10?7 （N） （14-1） a式中：i1 、i2—通过导体的电流瞬时最大值，A；

L—平行导体长度，（m）； ɑ—导体轴线间距离，（m）； Kf—形状系数。

形状系数Kf表明实际通过导体的

第十四章 电气设备的选择

本章简要介绍短路电流的电动力效应和热效应，重点介绍发电厂变电站主要电气设备选择的一般要求和选择方法。

第一节 短路电流的效应

一、短路电流电动力效应 1.载流导体的电动力

所谓电动力是指载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。

在一般情况下，当电力系统中发生三相短路后，导体流过冲击短路电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。如果导体和绝缘子的机械强度较低，短路电流所产生的电动力将会引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。为了避免短路后再引起新的故障，必须采取相应的技术措施，以保证电气设备的动稳定性合格。

（1）两平行导体间最大的电动力。

当任意截面的两根平行导体分别通有电流i1和i2时，两导体间最大的电动力F根据电工学中比奥—萨伐尔定律，应采用如下公式进行计算：

F?2Kfi1i2L?10?7 （N） （14-1） a式中：i1 、i2—通过导体的电流瞬时最大值，A；

L—平行导体长度，（m）； ɑ—导体轴线间距离，（m）； Kf—形状系数。

形状系数Kf表明实际通过导体的

电气设备选择的一般原则

按工作环境及正常工作条件选择电气设备；

（1） 电气设备所处位置、使用环境、工作条件选择型号 （2） 按工作电压选择电气设备的额定电压 UN?UW.N（3） 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。 IN?Ic按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 1) 短路热稳定校验 当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足热稳定的条件zhishang1 式中： I∞— 短路电流的稳态值； tima—短路电流的假想时间；

It— 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流； t— 设备的热稳定时间。 2)短路动稳定校验

当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件zhishang2 式中：

ish ， Ish—— 短路电流的冲击值和冲击有效值;

imax ，Imax—— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。 3）开关电器断流能力校验

对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，zhishang3 式中：

， —

5-4 导体短路时的电动力计算一、两平行导体间的电动力计算

▉ 两根平行圆导体间的电动力▉ 两根平行矩形截面导体间的电动 力

二、三相短路时的电动力计算▉ 三相短路时的电动力

▉ 两相短路时的电动力

电气设备流过短路电流时的巨大危害：当电气设备通过短路电流时，短路电流所产生的巨大电 动力对电气 设备具有很大的危害性。如： (1)载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动 力所产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝 缘部件(如绝缘子)或载流部件损坏。 (2)电气设备的电磁绕组受到巨大的电动力作用， 可能使绕组变形或损坏。 (3)巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除 接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。

一、 两平行导体间电动力

的计算 1. 两平行圆导体间的电动力当两个平行导体通过电流时，由于磁场相互作用而产生电动力，电动 力的方向与所通过的电流的方向有关。如图6-7所示，当电流的方向相反 时，导体间产生斥力；而当电流方向相同时，则产生吸力。

计算两导体间的电动力可以根据比奥—沙瓦定律。 计算导体2所受的电动力时，可以认为导体2处在 导体1所产生的磁场里，其磁感应强度用B1表示， B1的方向与导体2垂直，其大小为： 7 B1 0 H 1

PLC控制系统在电气设备中的设计与应用 作者：王伟

来源：《数字技术与应用》2013年第02期

摘要：PLC又被称为可编程控制器，由于对外界使用环境的要求较低，其代替继电器等被广泛应用于电气设备的控制系统中。本文通过对PLC结构配置的分析，探讨了PLC在电气设备中的设计问题，并通过两个实例着重阐述了PLC控制系统在电气设备控制系统中的应用，以让更多人了解PLC控制系统的优势所在。

关键词：PLC 电气设备 设计与应用

中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0020-02

近年来，随着PLC技术的不断发展，PLC控制系统的功能不断增强和完善，甚至于在一些电气设备中，PLC已经开始作为其主控制器。毫无疑问，PLC在电气设备中占据着越来越重要的地位。

1 PLC控制系统的结构和配置

PLC由电源、中央处理器、储存器、I/O（输入输出接口电路）、通信模块和功能模块六个部分组成，其结构属于总线开放型结构，用户可以利用I/O接口对PLC的功能进行扩展。一般来说，PLC有整体式和模块式两种类型，整体式PLC相对于模块式PLC来说，I/O接口的价格较低，其普遍用于一些小型电气设备的控制系统中；而模块式PLC的扩展能力更为优异

电气设备课程设计

题 目 电气设备课程设计 办学学院 校外学习中心

专 业 电气工程及其自动化

年 级 指导教师 学生姓名 学 号

2012年03月03日

题目：电气设备课程设计

1

学生：** 指导教师：曾仲凡

摘要

发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。

在本设计中，主要针对了一次接线的设计。从主接线方案的确定到厂用电的设计，从短路电流的计算到电气设备的选择都作了详尽的阐述。二次接线则以发电机的继电保护的设计为专题，对继

第一讲 防爆电气设备概述与分类

（参考书目：中国电器工业标准汇编－防爆电气专业卷）

一、什么是防爆电气设备？井下使用防爆电气设备有什么意义？

答： 防爆电气设备是按国家标准设计制造的，在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃或爆炸的电气设备。

煤矿井下有瓦斯、煤尘，为了防止发生爆炸，一方面要限制它们在空气中的含量；另一方面要杜绝一切能够点燃瓦斯、煤尘的点火源和危险温度。电气设备正常运行或事故状态下可能出现火花、电弧、热表面和热颗粒等，它们都可能成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源。因此，煤矿井下使用防爆电气设备对防止瓦斯、煤尘引燃和爆炸事故具有十分重要的意义。 二.防爆电气设备有何标志？

答：为了从防爆电气设备的外观上能明显地了解它的类型，把防爆电气设备的形式、标志、类别、级别和组别连同防爆电气设备的总标志“EX”按一定的顺序连起来构成防爆标志。 三.防爆电气设备的类别如何划分？

答：按使用环境不同，防电气设备可分为下述两类：

Ⅰ类：煤矿井下用电气设备； Ⅱ类：除煤矿井下之外所有其他爆炸性气体环境用电气设备。此类设备再划分为几个级别。

1. Ⅰ类防爆电气设备按防爆形式（为防止点燃周围爆炸性环境而对电气设备采取各种专门措施的形式）主

佳木斯大学热处理设备设计说明书

热处理设备设计

说明书

设计题目

学 院 年 级 专 业 学生姓名 学 号 指导教师

65KW高温台车式电阻炉设计

材料科学与工程

级 金属材料工程

佳木斯大学热处理设备设计说明书

目 录

1 前 言 ......................................................................................................................................... 1 1.1 本设计的目的、意义 .......................................................................................................... 1 1.1.1 本设计的目的 ............................................................................................................... 1 1.1.2 本