5.4.3 相关参数计算及元器件选择
1.用电负荷计算
车间供电负荷在计算时要考虑，在系统中，并不是所有用电设备都同时运行，即使同时运行的设备也不一定每台都达到额定容量，因此不能用简单地把所有用电设备的容量相加的方法来确定计算负荷。
1）计算负荷的估算法
在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，只需要估算。
（1）单位产品耗电量法：已知车间的生产量及每一单位产品电能消耗量，计算年电能需要量。
（2）车间生产面积负荷密度法：当已知车间生产面积负荷密度指标时，求车间的平均负荷。
2）计算负荷的方法
（1）对单台。供电线路在30 min内出现的最大平均负荷即计算负荷。
（2）多组用电设备的负荷计算。
第一种是需要系数法，具体步骤如下：①将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。②查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。③用需要系数法求车间或全厂计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数。
第二种是利用系数法，具体步骤如下：①将用电设备分组，求出各用电设备组的总额定容量。②查出各组用电设备的利用系数及对应的功率因数，求出平均负荷。③由平均负荷乘以形状系数，求计算负荷的有效值。
在负荷计算基础上，确定线路工作时的最大电流并以最大电流为选用依据，且预留有20%的余量。
2.导线选择
导线的选择应根据现场实际的特点和用电负荷的性质、容量等合理选择导线型号、规格。目前列入国家标准的导线型号和名称如表5.4.1所示。
表5.4.1 导线型号和名称
导线型号由导线的材料、结构和载流截面积组成，并分别用中文字母和数字来表示。前一部分用汉语拼音第一个字母表示：如t表示铜；l—表示铝；j—表示多股绞线或加强型；q—表示轻型；h—表示合金；g—表示钢；f—表示防腐。拼音字母横线后面的数字表示载流部分的标称截面积（mm2）：如标称截面积为240 mm2的铝绞线表示为lj-240GB1179—2017；标称截面积为铝300 mm2、钢50 mm2的钢芯绞线，表示为lgj-300／50GB1179—2017，或简写为lgj—300／50。
导线的规格是按照载流部分的标称截面积来区分的，我国常用的导线系列主要有16 mm2、25 mm2、35 mm2、50 mm2、70 mm2、95 mm2、120 mm2、150 mm2、185 mm2、210 mm2、240 mm2、300 mm2、400 mm2、500 mm2、630 mm2、800 mm2等。
此外，对于相线L、零线N和保护零线PE应采用不同颜色的导线。国内标准规定：黄色A相（L1）、绿色B相（L2）、红色C相（L3）、黑色为零线（N），黄和绿的双色线为接地保护线。如果是纯三相负载的三相电线路，黑色线也可以作为接地保护线使用。
3.三相电源插座
三相电源插座，即三相插座，供电电压一般为380 V交流电，主要用于动力设备的插座，多为工业中大部分交流用电设备提供便捷电源。
三相电源插座，包括底座及固定在其上的带有端子的金属触头和开有与每个触头相对应插孔的外壳，其特征在于设有两个插入座位，对应的触头由导电片相连构成一种两个互补的插入座位，且外壳内侧各插孔之间设有隔离板。当三相插头插入一个插入座位，发现相序不符时，则插入另一个插入座位，其相序就可相符，不需打开插头或设备进行翻线。
三相电源插座外观如图5.4.1所示，一般为四孔插座，有L1、L2、L3三条相线加地线，没有零线。如果用电设备需要零线，需把四孔插座改为五孔插座（3根相线、1根地线和1根零线）。依照黄、绿、红的顺序分别接L1、L2、L3，如相序与用电设备不符，将任意两相对调即可。
三相电源插座
图5.4.1 三相电源插座外观
（a）正面图；（b）背面图
图5.4.1（a）图中，插座下方三个孔为火线，分别是：黄线（L1线）对应插座右侧接口（背面L1口）、绿线（L2线）对应插座下侧接口（背面L2口）、红线（L3线）对应插座左侧接口（背面L3口）、黄绿双色线（PE线）对应插座上方接口（地线）。
插座的形式有固定式和移动式两种。固定式插座就是将插座整体固定在墙面上或其他不须移动的物体表面上，有两种安装形式：
（1）暗装插座。所谓暗装就是插座的表面与墙面基本平齐，暗装的插座主要是美观，大多用于宾馆、实验室等民用建筑内。
（2）明装插座。明装的三相插座大多用于生产车间，其优点是便于维护和检查。
移动式插座就是插座不固定在不可移动的物体表面，可方便移动作业。
4.断路器的选择和使用
断路器也称为自动空气开关，在项目二中已进行了相关介绍，在具体选择时，要遵循以下原则：
（1）断路器的额定电压、电流应大于或等于线路设备的正常工作电压和电流。
（2）线路应保护的漏电电流要小于或等于断路器的规定漏电保护电流。
（3）断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。
（4）过载脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。
（5）有较短的分断反应时间，能够起到保护线路和设备的作用。
断路器在使用过程中要注意以下几点：
（1）电路接好后，应检查接线是否正确，可通过试验按钮加以检查：如断路器能正确分断，说明漏电保护器安装正确，否则应检查线路，排除故障。在漏电保护器投入运行后，每经过一段时间，用户应通过试验按钮检查断路器是否正常运行。
（2）断路保护器的漏电、过载、短路保护特性是由制造厂设定的，不可随意调整，以免影响性能；试验按钮的作用在于断路器在新安装或运行一定时期后，在合闸通电的状态下对其运行状态进行检查。按动试验按钮，断路器能分断，说明运行正常，可继续使用；如断路器不能分断，说明断路器或线路有故障，需进行检修。
（3）断路器因被保护电路发生故障（漏电、过载或短路）而分断，则操作手柄处于脱扣位置（中位置），查明原因排除故障后，应先将操作手柄向下扳（即置于“分”位置），使操作机构“再扣”后，才能进行合闸操作（注意断路器操作手柄三个位置的不同含义）。
（4）断路器因线路短路断开后，需检查触头，若主触头烧损严重或有凹坑时，需进行维修。
（5）四极漏电断路器（某些特殊情况下采用）必须接入零线，以使电子线路正常工作。
（6）漏电断路器的负载接线必须经过断路器的负载端，不允许负载的任一相线或零线不经过漏电断路器，否则将产生人为“漏电”而造成断路器合不上闸，造成“误动”。此外，为了更加有效地保护线路和设备，可以将漏电断路器与熔断器配合使用。
5.三相异步电动机的接地
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接称为接地。埋入地中并直接与土壤相接的金属导体，称接地体或接地极，如埋地的钢管、角铁等。电气设备应接地部分与接地体（极）相连接的金属导体（线）称为接地线。接地线在设备正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地体与接地线总称接地装置，由若干接地体在大地中用接地线相互连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分接地干线和接地支线。
三相异步电动机在运行中，由于在任意时刻三相电的相量之和为零，即使接了零线也没有电流存在，所以三相电动机没有零线，且三相异步电动机工作时所需电压是380 V，即三相电动机要接三相电源线，而没有零线。所以对于三相电动机而言，接地保护显得尤为重要。
电动机外壳接地（或安装接地线）的作用是防止某些相绝缘破损使外壳带电导致人发生触电事故。对于电动机而言，目前一般采用的是TN-S系统（低压配电系统的保护接地按接地形式分为TN系统、TT系统和IT系统3种）。TN系统的电源中性点直接接地，并引出有中性线（N线）、保护线（PE线）或保护中性线（PEN线），属于三相四线制或五线制系统。如果系统中的N线与PE线全部合为PEN线，则此系统称为TN-C系统，如果系统中的N线与PE线全部分开，则此系统称为TN-S系统，用专门的保护接地线，电动机接地时可以直接通过电缆内部的接地线进行连接，电动机也有专门的接地接线端子。为了降低接触阻抗，禁止使用电动机的接线盒盖、风扇盖等可拆卸部件作为接地连接端。
使用变频器控制，可以采用变频专用电缆，变频器驱动电动机在电缆线上会产生感生电流，电动机外壳和变频器的PE线连接后，再通过配电柜的外壳连接至大地，这样导线上的感生电流就会沿PE连接线返回到变频器的直流母线，使干扰降到最低。