成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究毕业设计(编辑修改稿)

成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

响力的地标性建筑物，将引进数百个中西部最具代表性的商铺，其中包括世界上最出名的国际名牌、港澳名牌，再加上其九龙仓本身之马哥孛罗酒 店等，有望成为中国西部今后最具影响力的国际商贸金融中心。 本设计中国金中心地下负 5 层制冷机房，为负 5 层到负 3 层制冷系统提供了动力。 主要任务 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 （ 1）收集相关资料，查阅中外文献。 学习相关知识，了解国金中心项目的基本情况，做好前期准备。 （ 2）请教校外导师学习、掌握国金中心负 5 层的解制冷机房的电机启动类型、启动方式、启动速率，研究其中各个电机与电气控制装置之间是如何协调工作的，系统的电气设备及其主回路工作原理，探究其中存在的节能环保效应。 （ 3）利用 Somachine 编程软件 VijeoDesigner 触摸屏开发软件实现电机的转动。 （ 4）利用 AutoCAD 等绘图软件，绘制施工平面图，系统图，及各个原理图等。 （ 5）实地实习，了解现场施工的程序等。 本章小结 现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂，电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。 建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的电气设计，从广义上讲应该包括工业建筑、构筑物和道路、广场等户外工程。 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 2. 现场采用的电机启动方式 现场电机的控制流程 不同的电机对应自己的控制柜，有不同的启动方式，实现不同的功能。 在总控柜的控制下相互协调运作。 成都国际金融中心地下负 5 层各电机的控制，系统图如下 图 现场电机控制系统图 现场电机分布 成都国际经融中心地下负 5层的电机位置分布见附件 1，其电机作用及其型号如下： （ 1）制冰机溶液泵 5 台（四用一备） 制冰机溶液泵160KW/380V 双工况冷水机组1357KW/10KV 冷却机 377KW/380V 一次冷却水泵 30KW/380KV 一次冷冻水泵 90KW/380KV 一次冷却水泵 160KW/380KV 冷水机组 1314KW/10KV 冷却水泵 160KW/380V 冷却水泵 55KW/380V 冷却水泵 160KW/380V 星三角型启动柜 直接启动柜 PLC 控制启动柜 变频器启动柜 软启动柜 总控柜 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 三相异步电动机 编号 GWPPB501~GWPPB505 160KW/380V 转数 1480r/min H=100mm，自重 =2607kg 长 =2500mm，宽 =1200mm 控制柜：三相五线制，上进下出， 2X(4X120+1X70) 作用：将水通过 蒸发器 由制冷系统制冷剂冷却后生成冰。 （ 2）双工况冷水机组 4台 编号 WCCPB501~WCCPB504 1357KW/10KV H=100mm，自重 =36338kg 长 =6700mm，宽 =3800mm 控制柜：三相五线制，上进下出 作用： 通过压缩或热吸收方式制除去液体蒸气达到制冷循环。 （ 3）冷却机 4台 编号 WCCPB507~WCCPB510 377KW/380V H=100mm，自重 =12285kg 长 =4300mm，宽 =2700mm 控制柜：三相五线制，上进下出 作用：通过蒸汽压缩或吸收式循环达到制冷效果。 （ 4）冷却水泵 5 台（四用一备） 编号 CWPPB501~CWPPB505 160KW/380V H=100mm，自重 =2134kg 长 =2300mm，宽 =1100mm 控制柜：三相五线制，上进下出， 2X(4X120+1X70) 作用：适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压之用。 （ 5）冷却水泵 5 台（四用一备） 编号 CWPPB509~CWPPB513 55KW/380V H=100mm，自重 =942kg 长 =1800mm，宽 =800mm 控制柜：三相五线制，上进下出， 4X95+1X50 作用：适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压之用。 （ 6）冷却水泵 3 台（二用一备） 编号 CWPPB506~CWPPB508 160KW/380V H=100mm，自重 =2134kg 长 =2300mm，宽 =1100mm 控制柜：三相五线制，上进下出， 2X(4X120+1X70) 作用：适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循 环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压之用。 （ 7）冷水机组 2 台 编号 WCCPB505~WCCPB506 1314KW/10KV H=100mm，自重 =28950kg 控制柜：三相五线制，上进下出 作用： 通过压缩或热吸收方式制除去液体蒸气达到制冷循环。 （ 8）一次冷却水泵 5 台（四用一备） 编号 PCHWPPB513~PCHWPPB509 30KW/380KV 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 H=100mm，自重 =583kg 控制柜：三相五线制，上进下出， 4X35+1X16 作用： 适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压之用。 （ 9）一次冷却水泵 3 台（二用一备） 编号 PCHWPPB508~PCHWPPB506 90KW/380KV H=100mm，自重 =1500kg 控制柜：三相五线制，上进下出， 4X120+1x70 作用： 适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压 之用。 （ 10）一次冷冻水泵 5台（四用一备） 编号 PCHWPPB501~PCHWPPB505 160KW/380KV H=100mm，自重 =2539kg 控制柜：三相五线制，上进下出， 2X(4X120+1X70) 作用： 适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，消防系统等输送或管道增压之用。 现场各电机启动方式 直接启动 直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低 [4]。 电动机 直接启动的电流是正常运行的 5 倍左右，经常启动的 电动机 ，提供电源的线路或 变压器 容量应大于 电动机容量的 5 倍以上；不经常启动的电动机，向电动机提供电源的线路或 变压器 容量应大于电动机容量的 3 倍以上。 这一要求对于小容量的电 动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要 降压启动。 对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和 变压器 容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的 启动电流 冲 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 击电网 和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网稳定运行不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用 降压启动。 直接启动可以用 胶木 开关、铁壳开关、 空气开关 （ 断路器 ）等实现电动机的近距离操作、 点动控制 ，速度控制、正反转控制等，也可以用 限位开关 、 交流接触器 、 时间继电器 等实现电动机的远距离操作、 点动控制 、速度控制、正反转控制、 自动控制 等。 系统图见附件 B，电源指示回路原理图见附录 C，直接启动控制回路原理图见附件 D。 星 三角型启动 当负载对电动机启动力矩无严格要求 又要限制电动机启动电流，电机满足 380V/Δ接线条件，电机正常运行时定子绕阻接成三角形才能采用星三角启动方法； 该方法是：在电机启动时将电机接成星型接线 ,当电机启动成功后再将电机改接成三角型接线（通过双投开关迅速切换）； 因电机启动电流与电源电压成正比 ,此时电网提供的启动电流只有全电压启动电流的 1/3，但启动力矩也只有全电压启动力矩的 1/3[5]。 星三角启动，属降压启动他是以牺牲功率为代价来换取降低启动电流来实现的。 所以不能一概而以电机功率的大小来确定是否需采用星三角启动，还要看是什么样的负载 ，一般在需要启动时负载轻运行时负载重尚可采用星三角启动，一般情况下鼠笼型电机的启动电流是运行电流的 5— 7倍，而对电网的电压要求一般是正负 10%，为了不形成对电网电压过大的冲击所以要采用星三角启动，一般要求在鼠笼型电机的功率超过变压器额定功率的 10%时就要采用星三角启动。 在实际使用过程中 ,发现需星三角降压启动的电机从 11KW 开始就有需要的 ,如风机、在启动时 11KW 电流在 79 倍 (100)A 左右 ,按正常配置的热继电器根本启动不了 ,（关风门也没用）热继电器配大了又起不了保护电机的作用，所以建议用降压启动。 系统 图见附件 B，电源指示回路原理图见附录 C，星三角启动控制回路原理图见附件E。 软启动 软启动器（ soft starter）是一种集 电机软起动 、软停车、多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为 Soft Starter。 它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路 [6]。 运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 软起动器 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 和变频器是两种完全不同用途的产品。 变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率 [7]。 变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多 [8]。 电动机软起动器是运用串接于电源与被控电机之间的软启动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至启动结束，赋予 电机全电压，即为软启动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。 系统图见附件 B，电源指示回路原理图见附录 C，软启动控制回路原理图见附件 F。 变频器启动 变频启动就是通过变频器调整频率让 电机 平稳启动，减少电机启动瞬间的大电流对电网的冲击，以及符合工业生产现场的需要 [9]。 变频器 控制电机，在调速时使电机 保持恒转矩，当频率向上调整时，电压也随着向上调节，当到达最高频率时，电压和供电电压相仿。 系统图见附件 B，电源指示回路原理图见附录 C，变频启动控制回路原理图见附件 G。 PLC 控制启动 可编程逻辑控制器（ Programmable Logic Controller， PLC），它采用一类可 编程 的存储器 ，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程 [10]。 其编程最终目的是控制输出对象，输出对象的问题解决了，基本的编程任务就完成了。 所以可以通过程序控制电机启动和运行。 本章小结 成都国际金融中心负 5 层制冷机房的电机启动方式有：直接启动 、 星三角启动、软启动、变频启动、 PLC 控制启动五种方式。 各电机在总控柜的控制下运行实现不同的制冷任务。 本章展示了现场各电机及其控制柜摆放位置，及各电机型号、功率、接线方式、功能等。 同时，利用 CAD 软件绘制了各种启动方式的系统图、电源指示回路原理图、控制回路原理图。 3. PLC 控制电机的运转 中北大学 20xx 届毕业设计说明书 第 I 页 共 II 页 电机正反转 电机要实现正反转控制，将其电源的相序中任意两相对调即可（我们称为换相），通常是 V 相不变，将 U 相与 W 相对调节器，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相 [11]。 由于将两相相序对调，故须确保二个 KM 线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。 为安全起见，常采用按钮联锁（机械）与接触。