基于PLC的燃油鍋爐自動化控制系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備的參數(shù)計(jì)算及選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32343基于PLC的燃油鍋爐自動化控制系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備的參數(shù)計(jì)算及選型分析案例 113601.1主電機(jī)的型號參數(shù)計(jì)算及選型 1193371.2交流接觸器的參數(shù)計(jì)算及選型 271421.3斷路器的參數(shù)計(jì)算及選型 3257011.4熱繼電器的參數(shù)計(jì)算及選型 5138471.5電纜線的選型 6306251.6電流互感器的選型 798761.7電流變送器、壓力變送器的選型 7145151.7.1電流變送器 7308141.7.2電壓變送器 71.1主電機(jī)的型號參數(shù)計(jì)算及選型電機(jī)型號的選擇尤為重要，應(yīng)根據(jù)需驅(qū)動的負(fù)載來選擇合適的電機(jī)容量，若所選電力功率過大，投資不經(jīng)濟(jì)，且電機(jī)將長期運(yùn)行于欠載狀態(tài)，電機(jī)的工作效率和功率因數(shù)都會比較低；若所選電機(jī)功率過小，電機(jī)將長期工作于過載狀態(tài)，嚴(yán)重影響電機(jī)的使用壽命。交流異步電動機(jī)選擇時(shí)應(yīng)注意：電機(jī)的機(jī)械特性需根據(jù)負(fù)荷特性進(jìn)行選擇，以達(dá)到生產(chǎn)要求。根據(jù)負(fù)載大小選擇電機(jī)的額定功率根據(jù)線路電源大小選擇電機(jī)的額定電壓電機(jī)的工作環(huán)境也是考慮因素之一三相交流異步電動機(jī)的額定功率計(jì)算公式為：4-1由公式4-1可得出交流異步電動機(jī)額定電流計(jì)算公式：4-2燃油鍋爐的水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和油泵都選用三相交流異步電動機(jī)。Y系列交流異步電動機(jī)適用于驅(qū)動沒有特殊要求的設(shè)備，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)等，有效力高、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。而10噸燃油鍋爐所用鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率一般為21KW左右，引風(fēng)機(jī)的功率一般為45KW左右，比鼓風(fēng)機(jī)功率稍大一些。水泵電機(jī)功率一般為18KW左右，本次設(shè)計(jì)使用兩臺水泵，且水泵2會作為水泵電機(jī)1故障時(shí)的備用電機(jī)，因此兩臺水泵會選用相同功率。油泵電機(jī)一般為3KW左右。根據(jù)Y系列電機(jī)參數(shù)表對電機(jī)型號進(jìn)行選擇。表4-1電機(jī)型號選擇結(jié)果鍋爐電機(jī)電機(jī)型號額定功率（KW）額定電流（A）轉(zhuǎn)速（r/min）效率（%）功率因素cosφ鼓風(fēng)機(jī)Y180L-42242.5147091.50.86引風(fēng)機(jī)Y225M-44581.2148092.30.88水泵1Y180M-418.535.91470910.86水泵2Y180M-418.535.91470910.86油泵Y100L2-436.8142082.50.81鼓風(fēng)機(jī)額定電流：；引風(fēng)機(jī)額定電流：；水泵1、水泵2額定電流：；油泵額定電流：。1.2交流接觸器的參數(shù)計(jì)算及選型在本次設(shè)計(jì)中，交流接觸器主要用于控制三相交流異步電動機(jī)啟停和正反轉(zhuǎn)，屬于三相負(fù)荷，交流接觸器選擇原則為：根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)進(jìn)行選擇，接觸器的電壓等級要按照負(fù)載電壓等級進(jìn)行選擇。交流接觸器的額定電流不能小于負(fù)載的實(shí)際電流。本次設(shè)計(jì)的負(fù)載為電機(jī)，故交流接觸器的額定電流不能小于所驅(qū)動負(fù)載的啟動電流。要滿足線路短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)。交流接觸器的額定電流要比負(fù)荷的額定電流大，一般大1.25倍左右?？筛鶕?jù)電機(jī)的額定電流計(jì)算出交流接觸器的額定電流。計(jì)算公式如下：（4-3）鼓風(fēng)機(jī)的交流接觸器KM1、KM2、KM3額定電流計(jì)算：引風(fēng)機(jī)的交流接觸器KM4、KM5、KM6額定電流計(jì)算水泵1、2的交流接觸器KM7、KM8、KM9、KM10、KM12、KM13的額定電流計(jì)算：油泵的交流接觸器KM14的額定電流計(jì)算：圖4-2交流接觸器選型指南CJ2010產(chǎn)品型號額定電流代號交流接觸器10、46、25、40、63、100、160、250、400、630根據(jù)交流接觸器額定的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合圖4-1的交流接觸器選型指南，對交流接觸器型號進(jìn)行選擇，結(jié)果匯總于表4-3。表4-3交流接觸器選型結(jié)果表名稱鼓風(fēng)機(jī)的交流接觸器引風(fēng)機(jī)的交流接觸器水泵1、2的交流接觸器油泵的交流接觸器接觸器型號CJ20-100CJ20-160CJ20-40CJ20-101.3斷路器的參數(shù)計(jì)算及選型低壓斷路器（也稱空氣開關(guān)）用于電路的接通和分?jǐn)?，會對線路起保護(hù)作用，主要是短路保護(hù)、電源欠壓保護(hù)、過載保護(hù)等。它的型號選擇一般要滿足以下要求：額定電壓要根據(jù)線路額定電壓等級進(jìn)行選擇，不能低于線路的額定電壓。額定電流要根據(jù)負(fù)載額定電流進(jìn)行選則，不能低于負(fù)載的額定電流。燃油鍋爐系統(tǒng)工作交流50HZ、380V電源，控制線路為220V。查閱相關(guān)資料得到，DZ15系列塑殼斷路器適用該燃油鍋爐的主電路控制系統(tǒng)。DZ15系列斷路器能很好的實(shí)現(xiàn)線路的電能分配，線路保護(hù)以及控制線路通斷。選擇斷路器時(shí)，斷路器額定電流一般需大于線路電流的1.2~2倍，本次設(shè)計(jì)中選用1.5倍計(jì)算斷路器額定電流計(jì)算公式為：（4-4）鼓風(fēng)機(jī)斷路器QF1的額定電流計(jì)算：引風(fēng)機(jī)斷路器QF2的額定電流計(jì)算：水泵1、2斷路器QF3、QF4的額定電流計(jì)算：油泵斷路器QF5的額定電流計(jì)算：表4-4DZ10系列斷路器型號及參數(shù)表型號殼架等級額定電流額定工作電壓（V）額定頻率（Hz）DCAC額定電流220VTms380VcosφDZ10-100100交流3805010560.715、20、30、40、50、60、80、100DZ10-100100交流38050105100.5DZ10-100100交流38050105120.3DZ10-250250交流380502010200.3100、120、140、170、220DZ10-600600交流380502515250.25表4-5DZ15系列斷路器型號及參數(shù)型號殼架額定電流/A額定電壓/V極數(shù)脫扣器額定電流/ADZ15-40/1DZ15-40/2DZ15-40/3DZ15-40/44022016.10.16.20.25.32.40380234DZ15-63/1DZ15-63/2DZ15-63/3DZ15-63/463220110.16.20.25.32.40.50.63380234DZ15-100/3DZ15-100/4100380380.1004根據(jù)斷路器額定電流整定結(jié)果，結(jié)合表4-4和表4-5的DZ系列斷路器型號參數(shù)，我對燃油鍋爐自動控制系統(tǒng)主電路的斷路器進(jìn)行了型號選擇，結(jié)果如下表：表4-6斷路器選型結(jié)果名稱型號名稱型號QFDZ10-250/4QF3DZ15-63/3QF1DZ15-63/3QF4DZ15-63/3QF2DZ15-100/3QF5DZ15-40/31.4熱繼電器的參數(shù)計(jì)算及選型熱繼電器是通過其內(nèi)部熱元件受熱形變來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)電路的斷路控制，電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量超過其允許的最大值熱繼電器才會動作。熱繼電器的額定電流值按電機(jī)額定電流值選擇，整定電流值為電機(jī)電流的0.95~1.05倍。計(jì)算公式為：（4-5）D啟動的電機(jī)，熱繼電器按1/倍電機(jī)額定電流進(jìn)行選擇。計(jì)算公式為：（4-6）鼓風(fēng)機(jī)線路熱繼電器QF1額定電壓計(jì)算：引風(fēng)機(jī)線路熱繼電器QF2額定電流計(jì)算：水泵1、2熱繼電器QF3、QF4額定電流計(jì)算：油泵熱繼電器QF5額定電流計(jì)算：圖4-1JR20系列熱繼電器的型號及參數(shù)根據(jù)上文對熱繼電器電流的計(jì)算，在結(jié)合我對交流接觸器的選擇，我參考了圖4-3中的參數(shù)，對本次設(shè)計(jì)中電機(jī)的熱繼電器進(jìn)行了選擇。選擇結(jié)果如表4-5。表4-5熱繼電器選型結(jié)果電機(jī)名稱鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)水泵1水泵2油泵熱繼電器型號JR20-160JR20-160JR20-63JR20-63JR20-101.5電纜線的選型選擇電纜線需根據(jù)電路連接方式和所流通電流來選擇。本次設(shè)計(jì)中的電源為380V的三相電源，電機(jī)采用Y-D的接線方式，因此選擇兩根以上三芯電纜線。電纜線的截面積需根據(jù)線路流通的電機(jī)額定電流來確定。通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合所選電機(jī)的額定電流，我對電纜線進(jìn)行了選擇，結(jié)果如下表：表4-7電纜線選擇結(jié)果電機(jī)名稱鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)水泵1、2油泵電纜線型號BLX-3×16mm2BLX-3×70mm2BLX-3×16mm2BLX-3×3mm21.6電流互感器的選型電流互感器用于將線路電流降為小電流方便測量與檢。因此在選擇時(shí)要注意，電流互感器的額定電壓必須大于裝設(shè)點(diǎn)線路的額定電壓。變比的選擇應(yīng)根據(jù)線路實(shí)際流過的電流與測量、檢測要求進(jìn)行選擇。型號額定一次電流（A）準(zhǔn)確級組合額定短時(shí)熱電流（Ith）（kA）額定短時(shí)熱電流（Ith）（kA）額定動穩(wěn)定電流（Idyn）(kA)0.20.510P10LA-10LA-10Q30/5、50/5、100/5、75/5、50/5、200/50.5/10P105101590160300/522.540.5400/53055500/5600/5800/540721000/55090圖4-8LA型電流互感器型號參數(shù)根據(jù)上文電機(jī)的額定電流的大小，電流互感器選擇LA-10Q型，其二次額定電流為5A，適用于50HZ、10KV以下線路的電路測量與保護(hù)。詳細(xì)參數(shù)見圖4-4。1.7電流變送器、壓力變送器的選型1.7.1電流變送器電流變送器接于電流互感器二次側(cè)，將二次側(cè)的交流電流信號轉(zhuǎn)化為AD數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入電流范圍內(nèi)的電流或電壓信號，以便進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。本次設(shè)計(jì)使用的是FX2N-4AD型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它的輸入電流范圍為直流的-20mA~20mA，而上文中所選電流互感器二次側(cè)輸出電流為5A。經(jīng)過查閱資料以及結(jié)合電流變送器上