毕业论文-智能化换热站的配电及电气控制.docx

. . 山东农业大学毕 业 论 文智能化换热站的配电及电气控制院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气5班 届 次 2015届 学生姓名 学 号 指导教师 二一五年六月六日装订线. . . 目 录摘要IAbstractIII1引言12方案论证及系统组成32.1方案论证32.1.1控制系统模式32.1.2换热站的调节方式32.2系统组成43供电及强电系统控制设计43.1换热站的供电设计43.2换热站的负荷计算53.3母线及电缆选择73.3.1母线选择73.3.2电缆选择73.4低压电器选型93.4.1电流互感器93.4.2断路器103.4.3熔断器123.4.4接触器133.4.5热继电器153.4.6信号灯与控制开关163.5变频器的选型及应用163.6换热站的控制203.6.1可编程序控制器设计选型203.6.2循环泵控制233.6.3补水泵控制233.6.4冷凝泵控制233.6.5污水泵控制253.7二次回路配线254动力配电柜的设计264.1电源动力柜的设计264.2循环泵控制柜的设计274.3补水、冷凝、污水泵控制柜的设计274.4电器应用选型275结 论28参考文献30致谢31ContentsChinese abstractIEnglish abstractIII1 Introduction12 Program demonstration and system components32.1 Program demonstration32.1.1 Control system mode32.1.2 Adjusting ways of heat exchange station32.2 System components43 Power supply and strong power system control design43.1 Power supply design of heat exchange station43.2 Load Calculation of heat exchange station53.3 Bus and Cable Selection73.3.1 Bus Selection73.3.2 Cable Selection73.4 Low Voltage Appliances Selection93.4.1 Current Transformer93.4.2 Breaker103.4.3 Fuses123.4.4 Contacts133.4.5 Thermal relay153.4.6 Signal lights and control switch163.5 Selection and Application of inverter163.6 Control of heat exchange station203.6.1 PLC Selection203.6.2 Circulation pump control233.6.3 Fill pump control253.6.4 Condensate pump control253.6.5 Sewage pump control253.7 Secondary circuit wiring254 Power distribution cabinet design264.1 Mains power cabinet design264.2 Circulation pump control cabinet design274.3 Fill, condensate, sewage pump control cabinet design274.4 Electric Application Selection275 Conclusions28References30Acknowledgments31III智能化换热站的配电及电气控制作者：游航 指导教师：刘平（山东农业大学 机械与电子工程学院 讲师）【摘要】我国北方地区，冬季大多采用集中供热，以保证人们生活和工作的正常进行。而换热站是集中供热系统中最重要的环节之一，因此对它进行安全可靠的供电和完善的系统控制是必不可少的。实现换热站的智能化自动控制,对节能降耗,减少环境污染,节约人力资源具有重要的意义。本文在了解换热站工艺流程的前提下,制定以自控理论为依据的基于PLC与组态软件的控制系统的方案。首先介绍换热站的工作原理，介绍换热站强电系统设计，这是换热站正常运作的前提，然后对换热站的工艺流程、建筑结构、运行原理以及系统组成做了一定分析，并对设计的控制方案做出大体的论证。主要根据换热站各个动力负荷的性质，选择合理配电方式；根据动力设备进行负荷计算，选择合理的低压开关设备、导线、母线、保护电器等，进行换热站的强电控制设计，实现换热站的无人值守，保证设备的安全运行，提高热效率和供热品质，改进管理等目的。在对控制系统的设计上，循环泵、补水泵、冷凝泵和污水泵都采用变频器实现就地和远程控制，改善了调节品质达到了很好的控制效果，文中简要介绍了其控制原理。关键词：换热站 变频器 PLC 强电系统 控制系统Power Distribution and Electrical Control of Heat Exchange StationAuthor: Hang You Supervisor：Ping Liu(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, professor)Abstract In the north of our country, we use central heating in winter, in order to ensure the normal people live and work. And the heat transfer station is the most important part of a central heating system, So its safe and reliable power supply and improve the system of control is essential. Realization of intelligent automatic control heat transfer station, to save energy, reduce environmental pollution, saving human resources is of great significance. In this paper, under the premise of understanding the process of heat transfer station, to develop solutions based on self-control theory and PLC and configuration software based control systems. First introduced the principle of heat transfer station, introduction heat transfer station heavy electrical system design, this is the premise of the normal operation of heat exchange station, then the process of heat transfer stations, building structure, operation principle and system components do some analysis, and control solutions designed to make a rough demonstration. The main idea is about according to the nature of each power station load of heat exchanger, choose a reasonable distribution methods; conduct load calculation according to power equipment, a reasonable choice of low-voltage switchgear, conductors, bus, protection electric appliance, control design of strong electrical, to achieve unattended heat transfer stations, to ensure the safe operation of equipment to improve the thermal efficiency and heat supply quality, improved management and other purposes. In the design of the control system, transducers are used in circulation pump, fill pumps, condensate pumps and sewage pumps are to achieve local and remote control, to improve the quality of regulation to a good control effect, the paper introduces the control principle.Keywords: heat exchanging station; frequency converter; programmable logic controller; strong power system; control System1引言集中供暖是于十九世纪末，随着经济发展和科学技术的进步，在集中供暖技术的基础上发展起来的，它利用热水或者蒸汽作为热媒，由集中热源向一个较大区域供应热能。集中供暖能为城市提供稳定、可靠的热源，改善人民生活，且与传统分散供热相比，能节约能源减少污染，具有明显的经济和社会效益这种供暖方式始于1877年，当时美国纽约。在一些工业发达较早的国家中，如美、英、法等国家，早期多以锅炉房供暖来发展集中供暖事业，锅炉房供暖占较大比例。不过这些国家己非常重视发展热电联产的集中供暖方式。我国的城市集中供暖真正起步是从50年代开始的，党的十一届三中全会以后，特别是国务院1986年下发关于加强城市集中供热管理工作的报告，对我国的集中供暖事业的发展起到极大的推动作用。尤其近几年，随着国民经济的增长和生活水平的提高，越来越多的城市建设了集中供暖系统 吴跃波. 换热站系统结构的优化D. 合肥工业大学硕士论文,2005-6. 。在功能上，发达国家通常室内保证温度是22，我国仅为16，而且我国的供暖质量很差，室温冷热不均，系统热效率低，大多数地方没有采取按户计量收费，用户也不能自行设定和调节室温等等 贺平. 供暖工程M. 北京: 中国建筑工业出版社,1993:25-45. 。我国大多数换热站只是凭经验进行人工操作，自动化程度较低，难以满足用户端用热动态调节的要求，造成了供热温度难以控制，补水、泄压系统紊乱，变频调速不合理等现象，不仅对供热品质、安全性、经济性造成了不良影响，而且浪费了巨大的能源和人力资源。 吉赋. 换热站智能管控系统的设计与应用D. 大连海事大学,2011. 32图1-1换热工艺流程图通常换热站内部设备可分为两大部分，即采暖系统和民用生活热水系统，目前我国换热站大部分没有民用热水设施。今后随着人民生活水平的提高在换热站内应增加生活热水系统，来提高集中供暖的效益。换热站的主要设备有:离心水泵、汽水换热器、热水储水箱、过滤器、补水箱、调节阀门、热媒参数调节和检测仪表、防止用户热水供应装置生锈和结垢的设备等。换热站内还安装有热量表以及调节供热量的自动调节装置。换热站的大体流程工艺如图1-1所示。换热站的蒸汽由电厂供气管进站，其中分别有饱和蒸汽和过热蒸汽，经过调节阀进入换热器，其中调节阀由室外温度控制其开度，换热器出水通过循环泵控制送往小区，保证居民的供暖，回水流回换热器，补水泵从补水池抽水给换热器，用于保障出水侧压力大于回水侧压力。最后的出水进入冷凝水池，经过冷凝泵实现冷凝水回水。随着国民经济的不断发展，人们对供暖质量的需求也在逐步提高。在传统的供热模式下，为满足供热要求，换热站内设备运行参数多为人工调节，随着室外温度及热负荷的不断改变，不断的人工调节二次供水的温度以保证用户室内能够维持恒定的温度。在这种情况下，人工手动调节必然存在着较大偏差，只能够根据经验达到粗调节，不能够满足居民对室内温度恒定的要求。为了改变这一情况，多年以来供热行业一直在探讨开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，以适应热负荷变化较大、调节频率较高对系统平衡能力的需求，满足热用户的合理要求，达到经济运行的目的。目前，由微机监控的无人职守换热站从技术上满足了这种需求，其原理是通过变送器远程采集系统运行数据，经有线或无线等方式将信号传递到控制中心进行中央监控，同时将控制信号以组态模式适时反馈，控制电动执行机构进行系统调节，实现对二次供、回水温度的合理控制和处理突发事故。无人职守换热站具有以下特点：运行人员少，人员培训时间短，界面人格化，且能直观地监控换热站的运行情况；可以科学地根据天气情况及负荷变化通过适时反馈自动进行蒸汽流量细调节，降低直接成本；既可以循环监控各换热站的运行参数，又能抽调某个换热站的运行状态，保证了系统监控的实时性；可以设定系统临界参数，系统异常时在控制中心实现报警，在必要时能及时地将控制信号自动反馈到电动执行机构，处理突发事故，保证了系统的安全性。2方案论证及系统组成2.1方案论证2.1.1控制系统模式目前换热站的控制系统基本上有以下几种方式：变频器+智能仪表+自励式调节设备；变频器+PLC;变频器+PLC+计算机+组态软件。第一种方式比较简单，虽然投资较少，但只能进行简单的显示和调节，相对现在的技术发展和要求，已经比较落后，不宜采用；第二种方式，虽可以进行节能负荷的自动调节，设备的自动启停及故障诊断，但由于缺乏监控层，不能进行自动化管理；第三种方式，除了能够完成前两种方式的所有功能外，更能够进行系统参数动态优化、自动化管理和远程通信功能，代表着中、大型换热站控制系统的发展方向。2.1.2换热站的调节方式换热站的调节方式分为：质调节和量调节、分阶段改变流量的质调节、间歇调节。下面介绍一下这几种调节方式。质调节：据当地的气候条件，通过设定室外温度和供水温度的对应关系，在二次侧循环流量保持不变的前提下，调节蒸汽进汽量，从而达到供回水温度的目的。其主要缺点是热水流量始终保持设计流量，水泵会消耗大量电能。量调节：在供水温度保持不变的前提下，根据供回水的差压或回水温度而调节循环水流量。其优点就是能节省水泵所消耗的电能，主要缺点就是当热水流量过小时，系统将会发生严重的热力失调。三分阶段改变流量的质调节：按照室外温度的高低分成几个阶段，在室外温度较低的时候，保持设计最大流量;在室外温度较高的时候，保持较小的流量。在每一个阶段内，保持流量不变，通过改变供、回水温度的质调节进行供暖调节。这种调节方法吸收了质调节和量调节二种方法的优点，又克服了二者的不足，是一种较适用的方法。间歇调节就是当室外温度升高时，不改变热网的流量和供、回水温度只减少每日供暖的时间。间歇调节方式容易造成室内温度波动较大，供暖质量不好，也不易节能常作为一种辅助调节措施在室外温度较高的供暖初期和末期时采用。以上四种方法均在一定程度上能够满足供暖系统的正常运行，但在本系统中采用第三种调节方法。质调节通过Fuzzy-PID控制算法（如图2-1）调节蒸汽阀开度来控制蒸汽流量，从而进一步控制供、回水温度。此调节方式出节省大量蒸汽外，还是用户家中的温度不会太冷也不会太热，真正实现了智能控制；量调节则通过变频器内部PID调节器调节循环泵和补水泵的转速，使管网内的压力保持平衡，降低了管网维修的费用。图2-1模糊PID流程图2.2系统组成假设换热站的供热面积为15万平方米，有6台板式换热器 Lunsford K M.Advantages of brazed aluminum heat exchangerJ. Hydrocarbon Processing, 1996-7. 组成。主要的用电设备分别由3台功率为37KW的循环泵，2台功率为5KW的补水泵，3台功率为5.5KW的冷凝泵，3台功率为5.5KW的污水泵组成。其中循环泵正常工作状态为两台运行一台备用；补水泵正常工作状态为一台运行一台备用；而冷凝泵和污水泵正常工作状态则是看实际情况确定。控制系统组成有一台计算机、一个可编程控制器、两台变频器组成。其中可编程控制器选用西门子的S7-200；变频器分别选用FR-F540-37K-CH和FR-F540-5.5K-CH。控制系统中计算机通过组态软件进行管理和监视，而PLC则实现直接控制和数据采集。该系统应用于现场可以实时采集数据、监控换热站运行工况，由于通讯能力强，软件功能灵活，可以实现现场设备的远程网络化管理。此换热站监控系统采用各换热站独立控制，监控中心集中管理的控制方案，现场选用西门子S7-200PLC为下位机控制器，并采用威纶通6056i触摸屏为现场人机交互界面，两者组成独立的现场监控系统，在脱离监控中心计算机的控制下能够单独运行并保存运行参数，可以选择手动和自动两种控制方式，通过PID算法功能模块，可以控制二次回水温度达到设定值，同时通过控制循环泵和补水泵调节恒压点压力恒定和供回水压差稳定，最终实现一次网温度、压力，二次网供、回水温度和压力等主要参数的实时在线监控。 孟洁. 基于PLC与组态软件的换热站监控系统D. 东北石油大学,2013. 3供电及强电系统控制设计3.1换热站的供电设计换热站属于三级负荷，对供电电源无特殊要求，所以换热站电源引自外部电网。 本系统中选用380V低压配电方式，其接地型式采用TN-S系统，该系统中的N线与PE线完全分开，所有设备的外露可导电部分均接PE线，满足了系统对安全性较高的要求。而低压配电接线方式则为放射式，这种接线方式的线路之间互不影响，保障了供电的可靠性、自动装置装设的方便性以及装置保护的简单性。综上所述，电缆进线经过电源动力柜按照放射式接线供电给循环泵控制柜，补水、冷凝和污水泵控制柜，循环泵控制柜按照放射式出线连接循环泵，补水、冷凝和污水泵控制柜同样按照放射式出线连接该柜所控制的所有水泵，由此绘制出动力配电系统图。3.2换热站的负荷计算计算负荷是通过负荷的统计计算确定，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。根据计算负荷选择的电器设备和导线，电缆等，如以计算负荷持续运行时，其发热温度不会超过正常允许值。在供配电设计中，通常采用“半小时最大负荷”作为计算负荷。有功计算负荷记作P30，无功计算负荷记作Q30，视在计算负荷记作S30，计算电流记作I30。计算负荷确定的方法：需要系数法、二项式（系数）法、利用系数法 刘介才. 工厂供电M. 北京: 机械工业出版社,2003:226-238. 。本系统采用需要系数法计算，已知：需要系数Kd=0.8，但在泵的运行数量小于等于三台时，Kd=1，cosj=0.8，tanj=0.75。循环泵：（一台运行）有功计算负荷：P30(1)=KdPN(1)=137=37kW； 无功计算负荷：Q30(1)=P30(1)tanj=370.75=27.75kvar； 视在计算负荷：S30 (1)=P30(1)/ cosj0.8=37/0.8=46.25kVA；计算电流：I 30(1) = S30 (1)/30.38=46.25/30.38=70.27A（2）循环泵：（两台运行）有功计算负荷：P30(2)=KdPN(2)=1372=74kW； 无功计算负荷：Q30(2)=P30(2)tanj=740.75=55.5kvar； 视在计算负荷：S30 (2)=P30(2)/ cosj0.8=74/0.8=92.5kVA；计算电流：I 30(2) = S30 (2)/30.38=96.25/30.38=140.54A（3）补水泵：（一台运行）有功计算负荷：P30(3)=KdPN(3)=15=5kW； 无功计算负荷：Q30(3)=P30(3)tanj=50.75=3.75kvar； 视在计算负荷：S30 (3)=P30(3)/ cosj0.8=5/0.8=6.25kVA；计算电流：I 30(3) = S30 (3)/30.38=6.25/30.38=9.5A（4）补水泵：（两台运行）有功计算负荷：P30(4)=KdPN(4)=152=10kW； 无功计算负荷：Q30(4)=P30(4)tanj=100.75=7.5kvar； 视在计算负荷：S30 (4)=P30(4)/ cosj0.8=10/0.8=12.5kVA；计算电流：I 30(4) = S30 (4)/30.38=12.5/30.38=19A（5）冷凝泵：（一台运行）有功计算负荷：P30(5)=KdPN(5)=15.5=5.5kW； 无功计算负荷：Q30(5)=P30(5)tanj=5.50.75=4.125kvar； 视在计算负荷：S30 (5)=P30(5)/ cosj0.8=5.5/0.8=6.875kVA；计算电流：I 30(5) = S30 (5)/30.38=6.875/30.38=10.45A（6）冷凝泵：（根据实际情况，以三台运行时计算）有功计算负荷：P30(6)=KdPN(6)=15.53=16.5kW； 无功计算负荷：Q30(6)=P30(6)tanj=16.50.75=12.375kvar； 视在计算负荷：S30 (6)=P30(6)/ cosj0.8=16.5/0.8=20.625kVA；计算电流：I 30(6) = S30 (6)/30.38=20.625/30.38=31.34A（7）污水泵：（一台运行）有功计算负荷：P30(7)=KdPN(7)=15.5=5.5kW； 无功计算负荷：Q30(7)=P30(7)tanj=5.50.75=4.125kvar； 视在计算负荷：S30 (7)=P30(7)/ cosj0.8=5.5/0.8=6.875kVA；计算电流：I 30(7) = S30 (7)/30.38=6.875/30.38=10.45A（8）污水泵：（根据实际情况，以三台运行时计算）有功计算负荷：P30(8)=KdPN(8)=15.53=16.5kW； 无功计算负荷：Q30(8)=P30(8)tanj=16.50.75=12.375kvar； 视在计算负荷：S30 (8)=P30(8)/ cosj0.8=16.5/0.8=20.625kVA；计算电流：I 30(8) = S30 (8)/30.38=20.625/30.38=31.34A（9）补水泵、冷凝泵、污水泵：有功计算负荷：P30(9)=KdPN(9)= 0.8(5+5.53+5.53)3= 29.6kW； 无功计算负荷：Q30(9)=P30(9)tanj= 29.60.75= 22.2kvar； 视在计算负荷：S30 (9)=P30(9)/ cosj0.8=29.6/0.8=37kVA；计算电流：I 30(9) = S30 (9)/30.38=37/30.38=56.2A（10）换热站：有功计算负荷：P30(10)=KdPN(10)=0.8(372+5+5.53+5.53)=89.5kW；无功计算负荷：Q30(10)=P30(10)tanj= 89.50.75= 67.2kvar；视在计算负荷：S30 (10)=P30(10)/ cosj0.8=89.5/0.8=112kVA；计算电流：I 30(10) = S30 (10)/30.38=112/30.38=170.17A因为有备用电源，留有30%的裕量：I30=I30(1+30%)=170.171.3=221.2A3.3母线及电缆选择本设计换热站主要由低压线路供电，动力配电柜内线路全部使用铜母线，而柜体进出线则选用电缆，具体情况如下。3.3.1母线选择在柜体内安装母线比较方便，且安全可靠，所以系统选择铜母排（LMY）。总母线和断路器之间皆采用铜母排联结方式。母线截面选择以母线长期允许导通电流为准，总母线以所有分支母线电流之和进行选择，分支母线则以被连接的支路所能承受的额定电流为准进行选择。母线的选择:（1）换热站电源动力柜内：A=(253)mm2母线平放时的Ial（允许载流量）Ial=253AI30=221.2A，满足条件， 2故选择该母线。型号为：LMY-5(253)mm2。（2）循环泵控制柜A=(153)mm2母线平放时Ial=150AI30=140.54A，满足条件， 2故选择该母线。型号为：LMY-5(153)mm2。（3）补水泵、冷凝泵和污水泵控制柜A=(153)mm2母线平放时Ial=150AI30=56.2A，满足条件， 2故选择该母线。型号为：LMY-5(153)mm2。在本系统中，母线及分支母线应当能承受相当于联结母线上最大等级的断路器关合电流所产生的电动力。所有用螺栓固定的母线导体联结处均采用镀锡压花，一般要经历长期使用，期间从标准环境到额定满负荷温度，固定螺栓的初始接触压力值不应降低。3.3.2电缆选择电缆选用塑料绝缘电缆，其中塑料绝缘电缆有铝芯聚氯乙烯绝缘护套电缆（VLV）和铜芯聚氯乙烯绝缘护套电缆（VV），因为同一规格铝芯导线载流量约为铜芯的0.7倍，所以在系统中选用VV22-1kV型号电缆 焦留成. 实用供配电技术手册M. 北京: 机械工业出版社,2001:145-166. 。电缆规格的选择：首先，考虑发热选择条件确定电线电缆的使用规格 (导体截面)。 根据实际经验，因低压动力线负荷电流较大，先按发热条件选择截面规格，再验算其机械强度。本系统中电缆的选择：TN-S线路，含有N线和PE线的三相四线制线，因此除了要选择相线外，还需要选择N 线和PE线。（1）电源动力柜进线：相线的选择：直埋的VV电缆A=95mm2的允许载流量Ial=230AI30=221.2A，满足条件，因此相线截面选Aj=95mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时，A00.5Aj，选A0=50mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时，APE0.5Aj，选APE=50mm2。型号为：VV22-1kV (395+250)mm2（2）电源动力柜出线到循环泵控制柜：相线的选择：直埋的VV电缆A=35mm2时的允许载流量Ial=130AI30=112.4A，满足发热条件，因此相线截面选Aj=35mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时，A00.5Aj，选A0=25mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时，APE0.5Aj，选APE=25mm2。型号为：VV22-1kV (335+225)mm2（3）电源动力柜出线到补水泵控制柜:相线的选择：直埋的VV电缆A=10mm2时的Ial=65AI30=56.2A，满足发热条件，因此相线截面选Aj=10mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时A0=Aj，选A0=10mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时APE=Aj，选APE=10mm2。型号为：VV22-1kV (510)mm2（4）循环泵控制柜出线：相线的选择：直埋的铜VV电缆A=10mm2时的Ial=65AI30=56.2A，满足发热条件，因此相线截面选Aj=10mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时A0=Aj，选A0=10mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时APE=Aj，选APE=10mm2。型号为：VV22-1kV (510)mm2（5）补水泵、冷凝泵、污水泵控制柜出线：补水泵的电缆选择：相线的选择：直埋的铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆A=4mm2时的Ial=38AI30=9.5A，满足发热条件，因此相线截面选Aj=4mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时A0=Aj，选A0=4mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时APE=Aj，选APE=4mm2。型号为：VV22-1kV (54)mm2冷凝泵、污水电缆选择：相线的选择：直埋的铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆A=4mm2时的Ial=38AI30=10.45A，满足发热条件，因此相线截面选Aj=4mm2。N线截面的选择：Aj16mm2时A0=Aj，选A0=4mm2。PE线截面的选择：Aj16mm2时APE=Aj，选APE=4mm2。型号为：VV22-1kV (54)mm2为了满足机械强度的条件，铜芯电缆的截面积应不小于1.5平方毫米，而以上所选电缆均满足条件。3.4低压电器选型换热站的低压电器用于动力配电柜内，根据外界控制信号或控制要求，通过一个或多个器件组合，自动或手动接通、分断电路，连续或断续地改变电路状态，对电路进行切换、控制、保护、检测和调节 刘介才. 实用供配电技术手册M. 北京: 中国水利水电出版社,2002:37-88. 。3.4.1电流互感器图3-1 LQZ6-0.38电流互感器系统供电用电线路中的电流电压大小相差悬殊，为便于电流表和电度表的测量需要转换为较为统一的电流，另外线路上的电压都比较高，若直接测量是非常危险的。电流互感器在电路中能起到变流和电气隔离的作用。在安装或使用电流互感器时，切记要注意端子的极性，否则电流表和电度表中流过的电流可能不是预想的电流，还可能引起事故。电流表接线要采用一相式接线，这种接线方式中通过电流线圈的电流，反映一次电路相应相的电流，只能反映单相电流的情况，测量其中一相就可以知道三相的情况；电度表接线采用三相星形接线，这种接线中的三个电流线圈，正好反映各相电流，用在负荷可能不平衡的三相四线制系统中，作为电能测量。系统中电流表侧电流为5A，总电流为221.2A，型号为LQZ6-0.38的电流互感器的电压为0.38KV，额定电流比300/5，满足电路要求，故选择该型号电流互感器。而电度表侧电流也为5A，总电流为221.2A。所以也选用型号为LQZ6-0.38的电流互感器。3.4.2断路器图3-2 DZ20型塑料外壳式断路器低压断路器具有控制电路通断保护装置的功能，这里我们选用DZ20型塑料外壳式断路器。这种断路器常用于低压配电开关柜中，作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源控制开关及保护，用于线路转换及各种泵的电动机的启动，注意操作不能太频繁。系统中共用九个断路器，其中电源动力柜中有四个，包括总断路器（10QF1），循环泵控制柜支路断路器（10QF2），补水、冷凝和污水泵控制柜支路断路器（10QF3），备用电源（10QF4）。循环泵控制柜中只有一个断路器（20QF1），而补水、冷凝、污水泵控制柜因为带动三种不同类型的水泵，所以选择了四个断路器，其中一个总断路器（30QF1），补水泵支路的断路器（30QF2），冷凝泵支路的断路器（30QF3），污水泵支路断路器（30QF4）。断路器的选择如下所述：（1）电源动力柜 总断路器（10QF1）：DZ20H-225/3P(225A)型低压断路器过电流脱扣器的额定电流IN.OR=225AI30=221.2A，故初步选择DZ20H-225/3P(225A)型低压断路器，其IN.OR=225A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍，IOP=8225=1000A，KrelIpk=2.5225=562.5A，（式中，Krel为需要系数，选择DZ20型时取2.5）满足IOPKrelIpk的要求，可以躲过尖峰电流。循环泵控制柜支路（10QF2）：DZ20G-200/3P(160A)型低压断路器过电流脱扣器的额定电流IN.OR=160AI30=140.54A，故初步选择DZ20G-200/3P（160A）型低压断路器，其IN.OR=160A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，IOP=8160=1280A，KrelIpk=2.5200=500A，满足IopKrelIpk的要求，可以躲过尖峰电流。补水泵、冷凝泵和污水泵控制柜支路（10QF3）：DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器过电流脱扣器的额定电流IN.OR=80AI30=56.2A，所以初步选用DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器，其IN.OR=80A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=880=160A，KrelIpk=2.5200=500A，不满足IopKrelIpk的要求，因此增大脱扣电流，整定为12倍时，Iop=1280=960KrelIpk满足躲过尖峰电流的条件。备用电源选择（10QF4）：型号为DZ20G-200型的低压断路器。 （2）循环泵控制柜 总断路器（20QF1）：DZ20G-200/3P(160A)型低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR=160AI30=140.54A，故初步选择DZ20G-200/3P(160A)型低压断路器，其IN.OR=160A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=8160=1280A，KrelIpk=2.5200=500A，可以躲过尖峰电流。（3）补水泵、冷凝泵和污水泵控制柜 总的断路器（30QF1）：DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR=80AI30=56.2A，所以初步选择DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器，其IN.OR=80A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=880=160A，KrelIpk=2.5200=500A，不满足IopKrelIpk的要求，因此增大脱扣电流，整定为12倍时选择Iop=1280=960KrelIpk满足躲过尖峰电流的条件。补水泵支路断路器（30QF2）：DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR=80AI30=19A,故选择DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器，其IN.OR=80A。保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=880=160A，KrelIpk=2.5200=500A，不满足IopKrelIpk的要求，因此增大脱扣电流，整定为12倍时选择Iop=1280=960KrelIpk满足躲过尖峰电流的条件。冷凝泵支路断路器（30QF3）：DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR=80AI30=31.34A，故初步选择DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器，其IN.OR=80A保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=880=160A，KrelIpk=2.5200=500A，不满足IopKrelIpk的要求，因此增大脱扣电流，整定为12倍时选择Iop=1280=960KrelIpk满足躲过尖峰电流的条件。污水泵支路断路器（30QF4）：DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR=80AI30=31.34A，故初步选择DZ20G-200/3P(80A)型低压断路器，其IN.OR=80A保护电机用，瞬时脱扣器整定电流为8倍时，Iop=880=160A，KrelIpk=2.5200=500A，不满足IopKrelIpk的要求，因此增大脱扣电流，整定为12倍时选择Iop=1280=960KrelIpk满足躲过尖峰电流的条件。3.4.3熔断器图3-3 RTO型有填料管式熔断器低压配电系统中熔断器起安全保护作用的作用。当电流超过一定值一定时间后，以它自身产生的热量使熔体熔化而分断电流，防止电器设备烧坏，防止事故恶化。熔断器广泛应用于低压配电系统、控制系统和一般用电设备中。所以系统在三个柜子中都选用了熔断器。本系统选用RTO型有填料管式熔断器，它灭弧能力强，能在短路电流未达到冲击值之前的0.01s内灭弧，十分灵敏。并具有“限流”的特性，有更强的保护性能。选择过程如下所述：（1）电源动力柜熔断器（10FU）选择熔体及熔断器的额定电流：IN.FEI30=221.2A，又IN.FEKIpk=0.352221.2=154.84A时（式中，K为计算系数，取值为0.35），选RTO-400型熔断器，其熔体电流IN.FE=250A，而IN.FU=400A。（2）循环泵控制柜熔断器（20FU）选择熔体及熔断器的额定电流：要求满足IN.FEI30=140.54A，IN.FEKIpk=0.352140.54=98.378，选RTO-200型，其IN.FE=150A，IN.FU=200A。（3）补水泵、冷凝泵和污水泵控制柜熔断器（30FU）选择熔体及熔断器的额定电流：要求满足IN.FEI30=31.34A，IN.FEKIpk=0.35231.34=21.94A，应选择RTO-100型熔断器，它的熔体电流IN.FE=60A， IN.FU=100A。3.4.4接触器图3-4 CJX1系列交流接触器接触器是用来接通和切断电动机或其他负载主电路的一种控制电器。接触器具有强大的执行结构，大容量的主接触头及迅速灭弧的能力。当系统发生故障时，能根据故障检测元件给出的动作信号，然后可以迅速可靠地切断电源，还具有低压释放的功能。与保护电器组合可构成各种电磁启动器，用于控制电动机。小型的接触器也经常被用作中间继电器配合主电路使用。柜内共安装二十六个接触器，利用主接点来通断电路，用辅助接点来执行控制指令。主触点只有常开触点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的触点 方承远. 实用供配电技术手册M. 北京: 机械工业出版社,2000:38-69. 。选择接触器型号时，以控制单台电机为例，由此再推出控制相同性质电机所用接触器的型号。选择过程如下：一台循环泵支路：这条支路是交流负载故选择交流接触器，其工作电压为380V，CJX1系列的接触器的额定绝缘电压为660V，在AC-3是额定工作电压为380V。所以满足条件。每条循环泵支路有两个接触器，这两个接触器不同时接通，则每个接触器接通的负载电路电流为70.27A，但是为了防止启动时电流过大造成主触点融化粘在一起，所以根据电动机的尖峰电流选择接触器的型号，循环泵的尖峰电流为计算电流的23倍，所以尖峰电流为140.54A。型号为CJX1-170的接触器的额定工作电流为170A，满足接触器额定工作电流大于等于电路负载尖峰电流的条件，所以初步选定为该型号。循环泵的最大功率为37kW，而CJX1-170接触器可控电机功率为90kW，仍然满足条件。所以选择型号为CJX1-170的接触器。循环泵主电路中共有七个接触器，第一个接触器（20KM1）控制变频器与泵通断，每次只有一台泵接入支路，故这个接触器的型号与其他接触器的型号相同。其他六个接触器每两个控制一台泵，分别控制变频和工频运行。根据上面的选择所以循环泵主电路的接触器型号全部是CJX1-170。一台补水泵支路：这条支路是交流负载故选择交流接触器，其工作电压为380V，CJX1系列的接触器的额定绝缘电压为660V，在AC-3时额定工作电压为380V。所以满足条件。每条补水泵支路有两个接触器，这两个接触器不同接通，则每个接触器接通的负载电路电流为9.5A，同样为了防止启动时电流过大造成主触点融化粘在一起，所以由电动机的尖峰电流选择接触器的型号，补水泵的尖峰电流为计算电流的23倍，所以尖峰电流为19A。而型号为CJX1-22的接触器的额定工作电流为22A，满足接触器额定工作电流大于等于电路负载尖峰电流的条件，故初步选定为该型号。补水泵的最大功率为5kW，CJX1-22接触器满足条件，其可控电机功率为11kW。补水泵主电路中共有五个接触器，第一个接触器（30KM1）是控制变频器与泵接通的，每次只有一台泵接入支路，故这个接触器的型号与其他接触器的型号相同。其他四个每两个控制一台泵，分别控制变频和工频运行。根据上面的选择所以补水泵主电路的接触器型号全部是CJX1-22。一台冷凝泵支路：这条支路是交流负载故选择交流接触器，其工作电压为380V，CJX1系列的接触器的额定绝缘电压为660V，在AC-3时额定工作电压为3