楊玲

摘? 要? 傳統(tǒng)汽車行業(yè)工藝設(shè)備部門提供的焊機(jī)主要電氣技術(shù)參數(shù)與焊機(jī)實(shí)際運(yùn)行的電氣狀態(tài)相脫節(jié);而《民用與建筑電氣 設(shè)計(jì)手冊(cè)》及相關(guān)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中強(qiáng)調(diào)的大多是通用電氣設(shè)備，而對(duì)兩相電的焊接設(shè)備敘述較少，使得汽車行業(yè)焊 接電氣設(shè)備的選用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行。筆者根據(jù)汽車行業(yè)焊裝車間的實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)汽車 行業(yè)一般焊接設(shè)備提供了通用的設(shè)計(jì)方式。既利于減少建設(shè)規(guī)劃的投資，也有利于實(shí)際運(yùn)行的節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞? 暫載率? 校正載流量? 斷續(xù)負(fù)載

1 前言

電氣設(shè)計(jì)一般采用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法等進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。而各工業(yè)設(shè)計(jì)院大多采用需要系數(shù)法。我公司一期、二期焊裝車間均采用此設(shè)計(jì)方式，而實(shí)際上在達(dá)到生產(chǎn)線規(guī)劃產(chǎn)能的情況下，電氣實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷）。

2 問題的提出

焊接工藝及設(shè)備部門提供的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都是設(shè)備供應(yīng)商提供的，而設(shè)備供應(yīng)商在提供設(shè)備的電氣負(fù)荷時(shí)，都會(huì)留有較大的備用余量。例如焊裝廠常用的懸掛電焊機(jī)，設(shè)備部門會(huì)提供其主要電氣參數(shù)如下：

額定容量：200KVA; 額定初級(jí)電壓：單相 AC380V，50HZ; 額定初級(jí)電流：526A; 負(fù)荷持續(xù)率：50%;

若對(duì)焊機(jī)設(shè)備不是很熟悉的電氣設(shè)計(jì)師，就會(huì)按照工藝提供的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。那焊裝廠若采用400～500 臺(tái)這樣的電焊機(jī)，那累加計(jì)算出的負(fù)荷將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行負(fù)載，同時(shí)造成大量額外投資。這個(gè)現(xiàn)象在很多汽車行業(yè)多次出現(xiàn)過。

為此，根據(jù)焊裝廠實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)焊接設(shè)備做出如下分析：

3 設(shè)計(jì)分析：

3.1焊機(jī)斷路器整定計(jì)算

經(jīng)詢問了焊機(jī)相關(guān)專家，也查閱了該電阻焊控制器的說明書。該焊機(jī)的負(fù)荷持續(xù)率不會(huì)大于20%（有的設(shè)計(jì)院甚至將焊接負(fù)荷持續(xù)率取15%），現(xiàn)按20%的負(fù)荷持續(xù)率進(jìn)行計(jì)算。

3.1.1 如公司焊裝廠常用的DN3-200型一體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)

該點(diǎn)焊機(jī)為電阻焊機(jī)類，單相 380V，200KVA。

焊機(jī)的額定電流：Ie=Se/Ue=200/0.38=526（A）

斷路器長延時(shí)脫扣器計(jì)算：

Iz≥Izd=Kz1×Ie×=1.1×526×=259（A）

斷路器長延時(shí)脫扣器整定：

0.8×（0.63×Ie）=0.8×（0.63×526）=265（A）

即：斷路器長延時(shí)Io為6位初調(diào)選擇整定，Ir為8位微調(diào)選擇整定。

斷路器瞬時(shí)脫扣器計(jì)算： Is≥Isd=Kz2×Izd=1.1×265=583（A） 即：斷路器瞬時(shí)脫扣器可取4le整定，為4Ie=4×526A=2.1KA。

若斷路器無整定，200KVA點(diǎn)焊機(jī)可取額定電流為315A塑殼斷路器

3.1.2 如公司焊裝廠常用的DN3-160型一體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)

該點(diǎn)焊機(jī)為電阻焊機(jī)類，單相 380V，160KVA。

焊機(jī)的額定電流：Ie=Se/Ue=200/0.38=421（A）

斷路器長延時(shí)脫扣器計(jì)算：

Iz≥Izd=Kz1×Ie×=1.1×421×=207（A）

斷路器長延時(shí)脫扣器整定：

0.8×（0.63×Ie）=0.8×（0.63×421）=212（A）

即：斷路器長延時(shí)Io為6位初調(diào)選擇整定，Ir為8位微調(diào)選擇整定。

斷路器瞬時(shí)脫扣器計(jì)算： Is≥Isd=Kz2×Izd=1.1×212=466（A）

即：斷路器瞬時(shí)脫扣器可取4le整定，為4Ie=4×421A=1.7KA。

若斷路器無整定，160KVA點(diǎn)焊機(jī)可取額定電流為250A塑殼斷路器

3.2 斷續(xù)負(fù)載下的允許載流量計(jì)算

絕緣導(dǎo)線和電纜在斷續(xù)負(fù)載下的允許載流量，應(yīng)為長期負(fù)載下允許載流量乘以校正系數(shù)，校正后的載流量，應(yīng)不小于所取焊機(jī)持續(xù)率下的計(jì)算電流。

斷續(xù)負(fù)載下的校正系數(shù)計(jì)算：

焊裝車間的點(diǎn)焊機(jī)均為單相380V，cosφ=0.6，ε=20%。

3.2.1 如焊裝廠常用的DN3-200型一體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)。

該點(diǎn)焊機(jī)為電阻焊機(jī)類，單相380V，200KVA。焊機(jī)的額定電流：Ie=Se/Ue=200/0.38=526A

若采用BV型70mm2導(dǎo)線時(shí)，查的τ=18.67

查表得：BV-70mm2導(dǎo)線在環(huán)境溫度為40℃時(shí)，穿鋼管敷設(shè)允許的載流量為178A。

Kj×Ip=2.17×178=386（A）≥Izd=315A，故200KVA/臺(tái)的點(diǎn)焊機(jī)電源采用BV型，70mm2導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè)滿足要求。

即200KVA的點(diǎn)焊機(jī)電纜敷設(shè)方式采用BV-500-2×70+1×35-SC50。

3.3 點(diǎn)焊機(jī)母線配電的最大供電能力計(jì)算：

3.3.1 點(diǎn)焊機(jī)容量換算：

如公司焊裝廠常用的DN3-200型一體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)。

該點(diǎn)焊機(jī)為電阻焊機(jī)類，單相 380V，200KVA。

Pe=Se=2006=53.7（KW）

3.3.2 單相負(fù)荷的分配和等效三相負(fù)荷計(jì)算表

電力負(fù)荷計(jì)算：

另一種算法：

即等效負(fù)荷按三相最大相的3倍計(jì)算：

Pd=354×3=1062（KW）? ?Qd=475×3=1425（Kvar）

同期系數(shù)分別取 0.78、0.92

Ps=1062×0.78=828.36（KW）? Qs=1425×0.92=1311（Kvar）

Ss=1550.7（KW）

Is=Ss/U=2356（A）

由計(jì)算電流Is<2500A可知，該段焊裝生產(chǎn)線可由2500A插接母線進(jìn)行供配電。即2500A插接母線最多可供給66臺(tái)200KVA點(diǎn)焊機(jī)電源，最多可供給13200KVA的焊機(jī)容量。

根據(jù)焊機(jī)的負(fù)荷計(jì)算，斷路器及母線最大負(fù)荷配置表如下：

4.小結(jié)

實(shí)際上，汽車行業(yè)焊裝車間負(fù)荷計(jì)算主要是根據(jù)需要系數(shù)、負(fù)荷持續(xù)率、功率因數(shù)、同期系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。而這些數(shù)據(jù)不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)（連續(xù)運(yùn)行與否）、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率、線路損耗 等原因有關(guān)，而且與設(shè)備的運(yùn)行頻繁程度、供電組織等多種因素有關(guān)。所以焊裝廠負(fù)荷計(jì)算也只是根據(jù)焊裝車間實(shí)際工況進(jìn)行大致的計(jì)算，要使得計(jì)算負(fù)荷與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)很貼近，還需不斷深入一線，并了解焊機(jī)動(dòng)作、控制的原理、物流路線、工作節(jié)拍、工藝產(chǎn)能及生產(chǎn)狀況等一系列相關(guān)知識(shí)。在此，僅提供焊裝車間單相負(fù)荷計(jì)算的理念與設(shè)計(jì)方式，也為提高汽車行業(yè)的專業(yè)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

1.《建筑電氣設(shè)計(jì)與施工》 中國建筑工業(yè)出版社出版

2.《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版） 中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司? 組編