2015年第12期“电梯供配电设计相关问题探讨”一文的讨论

入门者

   需要系数法和利用系数法是《工业与民用配电设计手册》提供的两种计算方法，两种方法的结果，Pe值为2：1，按其结果两个不同的Pe计算出的计算电流值 Ijs 也是2：1。

   实际中，同一电路真会有两种电流产生吗？难道可以用不同计算方法控制实际电流的大小吗？

   客观事实的真相是什么呢？

树欲静而风不止

实际中，同一电路真会有两种电流产生吗？
这怎么会，只有计算值更接近实际值

入门者

   从该文举例可看出，不懂电梯的计算电流与配套电动机额定电流之间的内在必然关系的基本常识。

   电流有连续性特点，流过线路的电流等于流过电动机的电流。超过额定电流，就意味电动机过载了，正常运行时是不允许的。所以当电梯的计算电流大于电动机额定电流时，要想一想计算电流计算过程有否错了。如果计算没错，那配套电机没满足需要，要选择更大功率的电动机，也就是说电梯生产厂错配了电动机。电梯生产厂会犯这种重大的低级错误吗？。

   回过来看一看该文的例子。额定功率11.7kW，按需要系数法算出的Pe=23.4kW，按作者推荐的公式（3）并按参考文献〔5〕取cosφ'=0.55，代入公式计算，得：
        Ijs=Pe/（√3Uecosφ'）=23.4/（√3x0.38x0.55）=64.46A。实际电流会这样大吗？
   配套电动机的额定电流为27A，超载倍数为64.46/27=2.39。若按64.46A选择电缆，是典型的大马拉小车，造成极大的浪费，违背了国家节能降耗政策。也说明目前电梯配电有很大节能潜力可挖。

入门者

   需要系数法用到了负载持续率ε，所以必须了解负载持续率物理本质。以下引入电力拖动理论专家的一些观点：

   “一台电动机温升决定了额定功率和额定电流，负载持续率ε为100%时意味着不停运行，即连续工作制。连续工作制的额定电流值用在其它低负载持续率时，由于电动机有断续停止运行，在一段较长时段内（0.5h）引起发热的电流平均值变小，电动机温升也变低。为了充分利用电动机的带载能力，在电动机温升承受力范围内，在低负载持续率可加大电流值，同时增大了能输出的额定功率。”
   “同一台电动机，负载持续率不同时，其额定功率大小也不同，只是在各自的负载持续率上，输出各自不同功率，其最后达到的温升都等于电动机的允许温升。FS%（负载持续率）值大的，额定功率小；FS%（负载持续率）值小的，额定功率大。”

   以上两段论述清楚地表明：同一台电动机，负载持续率不同时，其额定功率大小也不同，各自的发热效应都是相同的，等于连续工作制的发热效应。

   以上是电动机发热校验的理论依据。配电导线或电缆，也是温升（最高温度）决定了持续载流量允许值。断续电流值的发热效应与持续电流（长期连续工作电流）的发热效应，肯定不一样。因此，周期断续工作制的断续电流值也必须转换成负载持续率ε为100%时的电流。

入门者

   需要系数法要将电动机铭牌上功率（额定功率）统一换算到负载持续率ε为25%下的功率。

   负载持续率ε为25%，功率和电流只在一个周期内25%时间段存在，75%的时间段是不存在的，或者说其值等于零，功率和电流都是间断量，不是连续量。配电设计时，如何选择电缆截面呢？一般我们常用的，是长期连续量的持续载流量表的数据。
   间断出现的量与连续出现的量有很大的区别，正如不能以正弦波的峰值电流，用来选择电缆截面和进行热稳定校验一样，也如脉冲占空比0.25（相当25%持续载流量）周期脉冲的幅值不能作为持续的电流有效值一样，也如不能用电动机尖峰电流选择电缆一样。

   比0.25（相当25%持续载流量）周期脉冲的幅值不能作为持续的电流有效值一样，也如不能用电动机尖峰电流选择电缆一样。持续载流量数据表选择电缆截面。

   另一方法，按负载持续率ε为25%下功率计算出的电流，也是负载持续率ε为25%下的断续电流，直接从《工业与民用配电设计手册》第三版P768 “导线和电缆在断续负荷和短时负载下的允许载流量”几个表，选择电缆截面。表中没有负载持续率ε为25%这一项，必须将25%转换成相近的20%持续率，再查表。

   就单台客梯配电计算来说，利用计算法比需要系数法精确、简便得多了。利用计算法的功率换算到ε为100%下的功率，其电流也处于100%持续率下，也就是说在不是断续状态，而是持续状态，与我们常用电缆持续载流量表条件相附合。

入门者

   该文提到的文献〔4〕--《建筑电气》1012年第10期“电梯负荷计算”一文的有些论述要引起重视

   “......目前单台配电的计算存在两个问题，......二是计算电流也偏大，多台电梯也如此，设计取值比实际的结果都要大，......这无疑会造成资源极大的浪费。”

   现在，我们这里 5层 住宅已有单台配套客梯了；通常高层每一楼梯单元都配有两台电梯，一台是兼消防的，另一台是普通客梯，所以必须各自单独供电，不能组成设备组，也是单台电梯配电。这种单台电梯配电越来越多，功率计算、计算电流计算，必须引起极大重视，这关系到节能降耗的节能大事，关系到降低铜资源消耗、持续发展的大事。

东海龙王

文章翻翻即可。

入门者

   回7楼龙王版主：文章翻翻即可。

   但从《建筑电气》《现代建筑电气》《智能建筑电气技术》上的论文，单台电梯配电计算电流，几乎都按需要系数法Pe得出的，这种错误设计，在建筑电气界大行其道。有概念性错误的“对电梯配电设计的见解”还在被大量下载，影响着电气界；“电梯供配电设计相关问题探讨”这种论文近期还出现在《建筑电气》上。科学在进步，技术必须与时俱进，我希望这个问题在我们这一代得到纠正。箭在弦上，不得不发。

   我认为，本人的观点，不一定正确，希望通过论坛，得到同仁批评指正，更希望提到的多篇论文的作者们参与辩论。

入门者

    回2楼树欲静而风不止：这怎么会，只有计算值更接近实际值

   直觉告诉：单台电梯用需要系数法配电，按25%负载持续率选择持续载流量的导线，是不合常理的。

   以负载持续率ε为60%为例。如负载持续率ε为60%时，对应的额定电流（如20A）。按20A选择允许长期通过的持续载流量，应该说已有一定的余量，或者说已有一定安全系数。道里很简单，负载持续率ε为60%，意味着60%的时间在通电发热，40%的时间不通电，不发热反而在散热，配电线温升肯定比负载持续率ε100%（即连续工作制）要小得多了。
   更过分的是，按需要系数法，功率要换算Pe=Pr√（ε/0.25），Pe=Pr√（0.6/0.25）=1.55Pr，随之电流也增至1.55倍，即20x1.55=31A，负载持续率ε为60%期间的需要额定电流20A，要按31A选择电缆的持续载流量了，也就是说要更大的余度，要更大的安全系数，结果是更大的浪费。实际电路中会有31A这么大电流吗？

   请教树欲静而风不止，这从20A变到31A，会发生只有计算值更接近实际值吗？

   这种按需要系数法计算出的电流，从物理本质上说：一个周期不同导体发热时间（如负载持续率ε为60%，即60%发热，40%散热。）换算成一个周期导体发热25%时间，75%散热的等效数，并以此来代替100%长期发热，选择导体的持续载流量。

   一个周期导体发热25%时间，能等同于发热100%时间的发热，是客观存在的话，那么家用的电热水器、电饭煲等电热设备都可采用断续供电了，可省掉一大笔电费。应大力推广！

   这种按需要系数法计算出的电流，不符合常理，是一种反科学的怪谲玄学。可悲的是，而这种设计理念和计算公式，即在建筑电气界大行其道。

入门者

   一些论文中，对需要系数法的Pr理解有误，或含糊不清，因此对计算电流大小影响很大。

   有论文认为：“Pr---电动机的长期工作制额定功率（kW）”；

   Pr按《工业与民用配电设计手册》第三版第2页第一行说法：“用电设备的额定功率......是指铭牌上的数据。对于不同负载持续率下的额定功率......”。“不同负载持续率下的额定功率”汉语意思，额定功率与负载持续率是有对应关系的，不同负载持续率有不同额定功率。

   一个直接简单的例子，铭牌0.5h或1h工作制额定电流，肯定不是长期工作制额定电流。如果是长期工作制额定电流的话，《通用用电设备配电设计规范》，计算电流取其90%与前一段叙述“连续工作制额定电流的140%”有矛盾，90%与140%是不相等的。所以铭牌标注的额定电流必与0.5h或1h工作制相对应的数据，从而推论出，铭牌标注的额定功率必与0.5h或1h工作制相对应的额定功率，不会是电动机的长期工作制额定功率。

   从众多文献和网上对“铭牌功率”的含义都指明，负载持续率换算公式中，Pr与Σr，同一下标r，表示Pr与Σr为同一运行状态下的数据。

   所以“Pr---电动机的长期工作制额定功率（kW）”是错误的。

   又如：《技术措施2009年版》P154表中YTD型电梯专用电动机参数中的额定功率和额定电流，数据是不详细的，根据其他文献，隐含的是 定额为S5-50%，每小时起动次数180下的额定功率和额定电流。YTD型电梯专用电动机参数中的额定功率和额定电流是负载持续率为50%的对应数据。

入门者

   现对该文电梯的计算电流一节的例子进行剖析。

   该文提供的电机参数：额定功率10.1kW，载重1000kg，额定速度1.5m/s，额定电压322V，额定电流22.9A，工作制为S3，负载持续率为40%。
   根据本帖10楼，上述参数，应是铭牌上的额定功率、额定电流，是负载持续率为40%时的对应数据，即在一周期内，满载40%运行时的额定功率、额定电流。

   从各种文献可得出额定功率两种转化公式：
   
   第一种，是多数文献所采用的，按Pe=2Pr√εr式计算，再计算计算电流，本文就是按这种转化公式得出的计算值 Ijs=25.5A。

   第二种，是按规范计算。《通用用电设备配电设计规范》3.3.4条：1  单台交流电梯供电导线的连续工作载流量应大于连续工作制额定电流的140%......。  即需换算到连续工作制额定电流〈负载持续率ε为100%下〉。为此，先将铭牌功率换算为连续工作制额定功率，再计算得连续工作制额定电流。
   
   负载持续率εr对应的铭牌功率Pr换算到负载持续率ε为100%下的额定功率：Pe=Pr√（εr/100)=Pr√εr。将电机参数铭牌额定功率10.1kW，负载持续率为40%代入得：连续工作制额定功率Pe=10.1x√0.4=6.39kW。
   计算380V供电线上连续工作制额定的电流，Ie=Pe/（√3x380xcosφ）=6.39/（√3x380x0.9）=10.78A。按单台交流电梯供电导线的连续工作载流量应大于连续工作制额定电流的140%的要求得：计算电流 Ijs=1.4x10.78=15A。（为什么电压不采用322V，其原理，与10kV高压线的电流时的电压不能采用380V低压线电压一样。）

   第一种的计算电流为25.5A，与第二种的计算电流为15A相比，二者差别太大了。

入门者

   《通用用电设备配电设计规范》3.3.4条：......导线的连续工作载流量应大于连续工作制额定电流的140%。140%的解读。

   铭牌功率是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时，其输出端的机械功率，电机输入端的功率还应包刮电机本身损耗（线圈的铜损、铁芯的涡流损耗、轴端冷却风机等），要增大，就是电机效率，起重型电机效率约为85%，所以电机输入端的电功率为P=Pr/0.85=1.176Pr，电流也增至1.176倍。按供规，电机端电压容许降至0.95额定电压，所以电流又增至1.176/0.95=1.238倍，这是实际会出现的电流。再取余度系数1.13 ， 1 .238 x1.13=1.399≌1.4。

   

入门者

  单台电梯配电的计算电流偏大的另一重要原因，是对电动机功率因数认识错误，取值过小。

   多篇文献都提到：“......交流异步电机轻载时功率因数很低，只有0.2～0.3，综合考虑取0.5～0.6。”这种说法是错的。

   从一般交流异步电机工作特性曲线可知：当功率因数为0.55时候，其电机负载率对应值为0.2，即电机输出端的机械功率为额定功率的 0.2倍，远小于铭牌上额定功率（满载时功率）。或者说功率因数是“综合考虑”的，那么功率必须也要“综合考虑”的，这才符合正常的逻缉思维。

   电流的计算公式：I=P/（√3x380xcosφ），P与cosφ必须同步，即必须同一运行状态。如本文提到的参考文献〔5〕2013年1期“高层建筑电梯的电气设计”中，功率因数取0.55，那功率P必须用 0.2xPe 代入公式，这才有客观现实意义。

   客观现实中，没有一台交流异步电机，在满载运行时，cosφ会是0.55的。必须纠正这种不可能同时出现的数拧在一起变成“牛头不对马嘴”，违反自然法则、错误的计算理念。

   一台电动机，除启动时的尖峰电流和启动电流比较大外，在正常运行状态时，最大电流发生在满载（即负载率为1.0）时。其他各种轻载时（即负载率小于1.0），电流都要小。

   所以，电流计算时，如果取P为铭牌上额定功率Pr时，必须用交流异步电机工作特性曲线中所对应的功率因数，冶金起重电机的功率因数，如YTD型电梯专用电动机，YTD200型，铭牌上额定功率为11kW，cosφ=0.79；YT225型铭牌上额定功率为18.5kW，cosφ=0.88。

   cosφ=0.88，与cosφ=0.55相比，相差大的，0.88/0.55=1.6倍。即取cosφ=0.55时，意味着电流被七搞八弄的又虚增了0.6倍。

入门者

   关于超载，电梯制造厂有下述说法：

   摘自通力电梯样本：超载停梯功能，轿厢载重超过电梯承重的10%，电梯不能启动，电梯门开着，轿厢内的超载信号灯闪烁或报警器响，提示部分乘客离开轿厢。

   说明超载，除电气外还有其它保护系统。

入门者

   《通用用电设备配电设计规范》和设计手册，功率都取自电机的铭牌功率，这存在一个疑点，电梯满载运行时的功率会等于铭牌功率吗？

   回答是肯定，不。一般选择配套电机都会留有余量，即有0.1～0.2超载量。

   所以按铭牌功率计算出来的计算电流也有10%～20%超载量。也就是说，铭牌功率和铭牌电流在超载运行时不会超过实际运行值。

   所以按铭牌功率计算出来的计算电流也有0.1～0.2超载量。也就是说，铭牌功率和铭牌电流在超载运行时不会超过实际运行值。14楼140%中的余度系数1.13是保险后的再保险。