家庭用电线路的设计

cos 1
cos 1
一般情况下很难做到完全补偿 （即： cos 1）
功率因数补偿成感性好，还是容性好？
IC
U

I
欠 补 偿 过 补 偿
I 'C
C 较大
I
U
I RL
I RL 感性（ I
C 较小）
容性（
I 'C 较大）
结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容 容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。
1.3无功功率的补偿


目前市场上的大功率家用电器，大致分为电阻 性和电感性两大类。电阻性负载的家用电器以 纯电阻为负载参数，电流通过时会转换成光能、 热能，如白炽灯、电水壶、电炒锅、电饭煲、 电熨斗等。电感性负载的家用电器电能转变为 机械能或其他形式的能量，如以电动机作动力 的洗衣机、电冰箱、抽油烟机、电风扇、空调 器等。 由于感性负载的功率因数有时较低，使家庭用 电的总功率因数达不到要求的0.85以上，需进 行功率因数的提高，称为无功功率的补偿。





照明开关必须接在火线上，如果将照明开关装设在零线上，虽然 断开时电灯也不亮，但灯头的相线仍然是接通的，而人们以为灯 不亮，就会错误地认为是处于断电状态。而实际上灯具上各点的 对地电压仍是220伏的危险电压。如果灯灭时人们触及这些实际 上带电的部位，就会造成触电事故。所以各种照明开关或单相小 容量用电设备的开关，只有串接在火线上，才能确保安全。 （１）白炽灯，因为其寿命短、光效低，建议用在点燃时间短， 开关频繁的场所。比如，楼梯或洗手间； （２）日光灯作为显色指数高、寿命长、节能、高效的光源，可 以在不影响附近电子设备正常工作，满足环境要求及装修格调的 基础上，作为首选光源； （３）新型高效节能灯虽然寿命长，高效节能，显色指数高，但 是其价格比较昂贵，可用在长期连续照明的场所使用； （４）当使用一种光源不能满足光色要求时，可采用多种混光的 办法。另外，住宅电气照明应根据辨别颜色的不同要求，合理选 择光源的显色性。及考虑今后发展的可能性选取的， 每户用电量为4kW~5kW，电表为5(20)A，进户线为 BV一3×10mm²;每户用电量6kW~8kW，电表为 15(60)A，进户线为BV一3×16mm²，每户用电量为 10kW，电表为20(80)A，进户线为BV一 2×25+1×16。这样选择既可满足要求又留有一定的 裕量。户配电箱各支路导线为：照明回路为BV2×2.5mm²，普通插座回路为BV一3×2.5mm²，厨 房回路、空调回路均为BV一3×40 mm²。 铜芯线电流密度一般环境下可取4~5A/mm²。
P UI RL cos L
P UI cos
IC U XC U C
IC
U
I
I RL
L

P P UC sin L sin U cos L U cos
P P UC sin L sin U cos L U cos
i


住宅内常用的电线截面1.5m㎡、2.5 m㎡、4 m㎡、 6 m㎡、10 m㎡、16 m㎡ 、25 m㎡、35 m㎡、50 m㎡等。另外住宅电气电路一定选用铜导线，因使用 铝导线会埋下众多的安全隐患，住宅一旦施工完毕， 很难再次更换导线，因此，不安全的隐患会持续多年。 居民家庭用的保险丝应根据用电容量的大小来选用。 如使用容量为5安的电表时，保险丝应大于6安小于10 安；如使用容量为10安的电表时，保险丝应大于12安 小于20安，也就是选用的保险丝应是电表容量的 1.2~2倍。选用的保险丝应是符合规定的一根，而不 能以小容量的保险丝多根并用，更不能用铜丝代替保 险丝使用。
常用家用电器的容量范围大致如下：
微波炉为600-1500瓦；电饭煲为500~1700瓦；电磁 炉为300瓦~1800瓦；电炒锅为800-2000瓦；电热水器为 800-2000瓦；电冰箱为70~250瓦；电暖器为800-2500 瓦；电烤箱为800~2000瓦；消毒柜为600-800瓦；电熨 斗为500-2000瓦；空调器为600-5000瓦。 考虑到远期用电发展，每户的用电量应按最有可能同时 使用的电器最大功率总和计算，所用家用电器的说明书上都 标有最大功率，可以根据其标注的最大功率，计算出总用电 量。 一定要按照电能表的容量来配置家用电器。如果电能表 容量小于同时使用的家用电器最大使用容量，则必须更换电 能表，并同时考虑入户导线的端面积是否符合容量的要求。
2.1照明电路


一般商品房，仅将楼梯间灯具选用带玻璃罩的吸顶式灯具。住户 内均用普通灯座、吸顶式安装。这样选型是出于住户装修时，将 开发商选用的灯具、开关拆掉，换装上住户自己选用的灯具及开 关。客厅开关的选择，宜采用多联开关，有条件也可用调光开关 或用单联开关及电子开关来控制客厅灯。楼梯间开关用节能延时 开关，其种类较多，通过几年的使用，已不宜用声控开关，因为 不管在室内或室外有声音达到其动作值时，开关动作，灯亮，而 这时楼梯间无人，不需灯亮。现在大多采用的是“神箭牌”， GYZ系列产品，该产品是灯头内设有一特殊的开关装置，夜间有 人走入其控制区(7m)内，灯亮，经过延时3分钟灯自息。比常规 方式省掉了一个开关和灯至开关间电线及其布管，经使用效果不 错，做为楼梯间照明是值得选用。 照明用断路器一般可选DZ12系列塑料外壳式断路器，其体积小 巧，结构新颖、性能优良可靠。装在照明配电箱中，用于宾馆、 公寓、高层建筑、广场、航空港、火车站和工商企业等单位的交 流50hz单相230v及以下的照明线路中，作为线路的过载，短路 保护以及在正常情况下作为线路的不频繁转换之用。



一般应根据用电线路的相数（单相电路还是三相线路）、额定电 压、负载电流、漏电动作电流、预期的短路电流、负载类型等选 择漏电断路器的相应合适的额定值。一般家用的漏电断路器应选 用漏电动作电流为３０毫安及以下快速动作的产品。例如， DZL18-20系列家用漏电开关，适用于交流50Hz，额定电压 220V，额定电流至20A及以下的单相线路中，作为人身触电保 护，也可作为线路、设备的过载、过压保护及用于防止因设备绝 缘损坏，产生接地故障电流而引起的火灾危险等。 购买的漏电断路器应该有安全认证标志。目前，漏电断路器只要 带有长城认证标志（ＣＣＥＥ）或ＣＣＣ认证标志，均认为符合 规定要求。从抗干扰角度来说，应尽量避免使用微处理器等数字 集成电路的漏电断路器，因为漏电继电器工作环境处于强电包围 之中，是典型的弱电控制强电的电子设备，很容易受到干扰而造 成误动。 不要以为装了漏电断路器就绝对安全。
常用电路的功率因数
纯电阻电路 纯电感电路或 纯电容电路 R-L-C串联电路
COS 1
( 0)
COS 0 ( 90)
0 COS 1 (90 90)
电动机 空载
满载
日光灯 （R-L-C串联电路）
COS 0.2 ~ 0.3 COS 0.7 ~ 0.9
2.配线结构


住宅小区低压0.4/0.23kV配电系统。 低压配电系统，应接线灵活，保护可靠。采用放射式馈电，由配 电房引出YJV22型电缆埋地敷设到每栋楼。每栋楼在三个单元或 以下有一个供电电源。若每栋楼有四个单元，则采用两路电源， 从两端供电，可降低进线电缆截面，减少低压供电线路长度。之 所以选用YJV型电缆，是由于该型电缆在整个温度范围内有优良 的电气性能，具有优异的热稳定性和老化稳定性，工作寿命可长 达40年，但价格较高。若用架空线路，价格虽低，但影响小区的 美观。出线开关应选用性能优良、质量稳定可靠、经国家认证的 名优产品。出线开关的数量应考虑要有一定数量的备用回路。馈 电电缆的选择，应考虑负荷、发展、裕量、电压等级、敷设方式、 环境等因素，还要考虑出线开关与电缆的保护配合。 空调用电、照明与插座、厨房和卫生间的电源插座应该分别设置 独立的回路。除了空调电源插座外，其他电源插座应加装漏电保 护器，卫生间应作局部等电位连接。
模块2
家庭用电线路的设计
问题：家电的功率是多少？导线如何选择？怎样更节能？ 1.家庭用电负荷的计算 1.1家庭用电负荷的计算: 90年代，按每平方米建筑面积25瓦标准设计供电设 施，两居室用户的用电量不超过1400瓦，三居室用户不 超过1700瓦。现行国家标准规定，一般两居室住宅用电 负荷为4000瓦，进户铜导线截面不应小于10平方毫米。 这满足了大多数住户的要求，但对于电热设备多的住户宜 按6kW-12kW/户考虑。
P C (tg L tg ) 2 U u
R
L
uR
uL
C
问题与讨论
功率因素补偿问题（一）
功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿
成以下三种情况:
IC
0
U
I
IC
0
U
IC
0

I U
I RL
I
I RL
呈电阻性
IRL
呈电感性
呈电容性。
cos 1
COS 0.5 ~ 0.6
提高功率因数的措施:
i
并电容
R
uR
uL
u
C
L
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cos L，要求补偿到 cos 须并联多大电容？（设 U、P 为已知）
i
R
IC
uR
uL
u
C
U
L
I
I RL
L

分析依据：补偿前后 P、U 不变。
由相量图可知：
I C I RL sin L I sin
4.电度表（电能表）的选择

（1）．看懂产品铭牌标识 选购首电能表先要注意型 号和各项技术数据。在电能表的铭牌上都标有一些字 母和数字，如“DD862，220V，50HZ，5(20)A， 1950r／KWh……”，其中DD862是电能表的型号， DD表示单相电能表，数字862为设计序号。一般家庭 使用就需选用DD系列的电能表，设计序号可以不同。 220V、50Hz是电能表的额定电压和工作频率，它必 须与电源的规格相符合。就是说，如果电源电压是 220伏，就必须选用这种220伏电压的电能表，不能 采用110伏电压的电能表。5（20）A是电能表的标定 电流值和最大电流值，括号外的5表示额定电流为5安 培，括号内的20表示允许使用的最大电流为20安培。 这样，我们可以知道这只电能表允许室内用电器的最 大总功率为P＝UI＝220伏×20安＝4400瓦。