通用用電裝置配電設計規範
gb 50055-93
條文說明
第一章總則 1
第二章電動機 1
第一節一般規定 1
第二節電動機的選擇 2
第三節電動機的起動 3
第四節低壓電動機的保護 5
第五節低壓交流電動機的主迴路 8
第六節低壓交流電動機的控制迴路 9
第三章起重運輸裝置 10
第一節起重機 10
第三節電梯和自動扶梯 13
第八章日用電器 14
第1.0.1條制訂本規範的目的、要求和指導思想。
第1.0.2條本規範的適用範圍。本條中的「工業與民用新建和擴建工程」是指「工業、交通、電力、郵電、財貿、文教及民用建築等各行各業的新建和擴建工程」。
第1.0.3條根據國家經委等四個部門頒發的《鼓勵推廣節能機電產品和停止生產淘汰落後產品的暫行規定》（經機（1986）366號文），國家機械委、國家計委等部門頒發的《關於下達機械工業第九批節能產品推廣專案的通知》（機委科（1987）97號文）和《關於下達機械工業第九批淘汰能耗高、落後產品的通知》（機委科（1987）70號文），基本建設、技術改造專案和更新裝置都應優先採用節能產品，並嚴禁採用國家己公布的能耗高、效能落後的機電產品，如設計部門在工程設計時仍採用國家己公布的淘汰產品，一律視為劣質設計。
第2.1.1條本章適用於一般用途的旋轉電動機；不適用於控制電動機、直線電動機及其他特殊電動機。
適用額定功率的下限是參照美國電氣法規，並結合我國的實際情況而定。美國電氣法規將這一功率定為1馬力，約合0.75kw，我國通用電動機的基本系列一y系列電動機額定功率的下限為0.
55kw，經多數設計單位同意，本規範將適用下限定為0.55kw。
本章各節的適用範圍是不同的，使用本規範時應予注意。條文中所稱「電動機」均指相應適用範圍的電動機。
第2.1.2.條本條明確了本規範與有關規範的分工。
第2.2.1條本條為選擇電動機電氣和機械引數的概述。
第2.2.2條本條的宗旨是，在滿足使用要求的前提下，盡量選用簡單、可靠、經濟、節能的電動機；即優先選用籠型電動機，其次為繞線轉子電動機，再次為其他型別，最後為直流電動機。
一、關於籠型電動機變頻調速問題參見本條第三款說明。本款包括多速籠型電動機，僅要求數種轉速時，應優先予以選用。
選用同步電動機，除個別情況是為穩速外，通常是為了提高功率因數。採用同步電動機是否合理，不僅與額定功率大小有關，還涉及同步轉速、執行方式、所在系統無功負荷的大小和分布、貨源和**情況等，規範中不宜對功率界限作出硬性規定，而應通過技術經濟比較確定。
二、過載起動的籠型電動機應按起動條件進行校驗，這在第2.2.3條一款中有明確規定。
當不能滿足要求或加大功率不合理時，則應按本款規定選用繞線轉子電動機。在起動過程中，堵轉轉矩（亦稱起動轉矩）、最小轉矩、最大轉矩共同起作用，均需校驗。能否克服靜阻轉矩決定於堵轉轉矩；能否順利加速則最小轉矩是關鍵；最大轉矩除影響起動過程外，還決定電動機的過載能力。
繞線轉子電動機的轉矩——轉差特性曲線可通過調節轉子迴路的電阻而改變，從而適應過載起動條件，並能在一定範圍內調節轉速。繞線轉子電動機配閘流體串級調速，已能獲得較好的調速質量，條文中不再強調這一方面；但在低速下執行時各項效能指標低，不宜時間過長，條文中補充了這一條件。
三、機械對起動、調速及制動有特殊要求時，有多種方案可供選擇，如交流換向器電動機、電磁調速電動機、直流電動機；機械調速、液壓調速、串級調速、變頻調速等。這些方案各有優缺點，並在一定條件下轉化。因此，電動機選擇涉及眾多因素，需結合拖動設計，通過技術經濟比較才能確定，規範中不能作出硬性規定。
採用直流電動機通常是為了滿足拖動方面的特殊要求，但還存在其他方面的需要，條文中「交流電源消失後，必須工作的應急機組」，主要是針對發電廠某些廠用電裝置而列入的。
關於風機和水幫浦出於節能目的而調速問題，2023年3月國家經委能源局召開的「交流電動機調速驅動節電座談會」介紹了許多有益的經驗。據稱，我國一些企業中變負荷執行的風機、幫浦類加裝調速裝置後，平均節電20％～30％；而風機、幫浦類裝置耗電量約佔全國發電量的31％，其中變負荷執行的佔70％，無論上述資料是否正確，這些措施具有很大效益還是應當肯定的。常用的風機、幫浦類調速方式有：
繞線轉子電動機配閘流體串級調速，籠型電動機配液力耦合器或變頻調速器等。目前，變頻調速技術和產品發展較快，方案選擇應根據電動機功率、流量變化範圍、裝置現狀、貨源情況等決定。
第2.2.3條作為定額一部分的額定輸出功率（簡稱額定功率）是以工作制為基準的。
不同工作制的機械應選用相應定額的電動機。根據現行國家標準《旋轉電機基本技術要求》中的定義，「定額」是「由製造廠對符合指定條件的電機所規定的，並在銘牌上標明電量和機械量的全部數值及其持續時間和順序」。「工作制」是「電機承受負載情況的說明，包括起動、電制動、空載、斷能停轉以及這些階段的持續時間和順序」。
電動機的工作制分為9類：
1.連續工作制——s1；
2.短時工作制——s2；
3.斷續週期工作制——s3；
4.包括起動的斷續週期工作制——s4；
5.包括電制動的斷續週期工作制——s5；
6. 連續週期工作制——s6；
7.包括電制動的連續週期工作制——s7；
8.包括變速負載的連續週期工作制——s8；
9.負載和轉速非週期變化工作制——s9。
按此分類，連續工作制（s1）為恆定負載（執行時間足以達到熱穩定）；連續週期工作制（包括s6～s8）則為可變負載。請注意這些用語的含義。
電動機的定額分為5類：
1.最大連續定額（cont或s1）；
2.短時定額（例如s2—60min）——持續執行時間為10、30、60或90min；
3.等效連續定額（equ）——製造廠為簡化試驗而作的規定，與s3～s9工作制之一等效；
4.週期工作定額（例如s3—40%）——工作制符合s3～s8之一，負載持續率為15％、25％、40％或60％，每一週期為10min；
5.非週期定額（s9）。
一、關於按起動條件校驗問題，參見第2.2.2條說明。
三和四、關於在不同負載持續率之間進行負載換算問題，過去用的方法誤差較大。近似公式忽略了旋轉電機在不同轉速下散熱能力的明顯差別，亦未考慮固定損耗和可變損耗的不同變化。起動次數越多，換算誤差越大。
此外，不同額定功率、同步轉速、冷卻方式的電動機，其發熱和冷卻效能的資料亦不同（參見現行國家標準《起重機設計規範》的附錄）。除改進換算方法外，最好是製造廠根據基準工作制（通常為s3—40％）下的實際溫公升，給出電動機在不同負載持續率、不同起動次數下的允許輸出功率。現行《冶金及起重用電動機標準》對此己有規定；某些產品樣本（如yzr系列）己列有這類資料。
因此，條文推薦按製造廠資料選用的做法。
六、當電動機使用地點的海拔和冷卻介質溫度與規定的條件不同時，製造標準中只規定了對溫公升值的校正，未規定對輸出功率的校正。考慮到設計工作的需要，建議製造部門提供功率校正的資料。
第2.2.4條直流電動機的電壓主要由功率決定。
交流電動機的電壓選擇涉及電機本身和配電系統兩個方面。一般情況下，中小型電動機為380v，大中型電動機為6kv，選定電壓並不困難，但電動機額定功率在200～300kw附近時需比較高低壓的優劣。當前，我國製造的低壓電動機除常用的380v外，還發展了660v電動機及配套電器，其應用範圍正由礦井擴充套件到地面；千伏級（如1140v）電動機亦已引進。
高壓電動機雖以6kv為主，但3kv電動機仍有應用，10kv電動機亦在製造。因此，在某些情況下，電壓選擇對電動機的造價和配電系統的投資有很大影響，需要根據技術經濟比較確定。
第2.2.5條我國有關電工產品環境條件的標準正在修訂，尚未在各類產品標準中貫徹，對各類場所進行綜合劃分和定級，並規定相應的電氣裝置防護型式，條件尚未成熟。
本條對電動機防護形式問題只作原則規定，這與高低壓電器等部分的做法是一致的。關於**和火災危險、化工腐蝕等特殊環境條件，另有專用規範。
第2.2.6條關於電動機的結構及安裝形式（用代號「im」後加字母和數字或只加數字來表示），詳見現行國家標準《電機結構及安裝型式代號》。
第2.3.2條關於電動機起動時電壓下降的容許值問題，歷來存在兩種意見：
一是規定電源母線電壓；一是規定電動機端子電壓。原規範採取規定電動機端子電壓的做法雖能控制住配電系統各級母線的電壓，但其要求顯然偏高。如僅規定母線電壓，則電動機端子電壓可能低於容許值。
為解決這一矛盾，本規範採取了兩方面兼顧的做法。
電動機起動對系統各點電壓的影響，包括對其他電氣裝置和對電動機本身兩個方面。第一方面：應保證電動機起動時不妨礙其他電氣裝置的工作。
為此，理論上應校驗其他用電裝置端子的電壓，但在實踐上極不方便。在工程設計中我們可以校驗流過電動機起動電流的各級配電母線的電壓，其容許值則視母線所接的負荷性質而定。這方面的要求列入了本條文的一款和二款。
第二方面：應保證電動機的起動轉矩滿足其所拖動的機械的要求。為此，在必要時，應校驗電動機端子的電壓。
這方面的要求反映在本條文的三款中。
一、本款適用於「一般情況下」即母線接有照明或其他對電壓較敏感的負荷時。至於對電壓質量有特殊要求的用電裝置，應對其電源採取專門措施，例如為大中型電子計算機配置ups或cvcf；這已超出本規範的內容。母線電壓不低於額定電壓的90％（頻繁起動時）或85％（不頻繁起動時），是沿用多年的資料並被廣泛採用，所謂「頻繁」是指每小時起動數十次以至數百次。
二、母線電壓不低於額定值的80％的條件，是參照《火力發電廠廠用電設計技術規定》和許多部門的實際經驗而列入的。本款適用於3～10kv、1140v和660v電動機，以及不與照明和其他對電壓較敏感的負荷合用配電變壓器或共用配電線路的情況。
三、配電母線上未接其他負荷時，保證電動機的起動轉矩是唯一的條件。不同機械所要求的起動轉矩相差懸殊；不同型別電動機起動轉矩與端子電壓的關係亦不相同。因此，不可能規定電動機端子電壓的下限。
原規範規定電動機端子電壓的容許值，是為了控制配電系統各點的電壓，對電動機本身亦未給出下限。例如「不致妨礙其他用電裝置的工作時，可低於85％」，低到什麼程度則「按生產機械要求的起轉矩確定」。各類機械要求的起動轉矩資料，可在有關的手冊、資料中得到。
關於接觸器的釋放電壓，現行製造標準規定「不應高於75％，在觸頭磨損的情況下，不應低於20％」。這個上限值偏高，不宜在條文中引用，設計中可根據具體產品的資料進行校驗。
最後，還應指出，僅在電動機功率達到電源容量的一定比例（例如20％或30％）或配電線路很長時，才需要校驗配電母線的電壓，而不必對各個系統的各級母線進行校驗。同樣，僅在電動機末端線路很長且過載起動時，才需要校驗起動轉矩；需考慮接觸器釋放電壓的情況更少遇到。
第2.3.3條本條的重點是正確選擇全壓起動或降壓起動。
必須指出，一款所列的全壓起動條件是充分條件，除此以外，別無他項。許多手冊、導則甚至規程中，往往把「電動機繞組的溫公升不超過允許值」亦列為乙個條件。這種提法似是而非。
問題不在於這句話本身，而在於不能將這一條件與籠型電動機和同步電動機的起動方式聯絡起來。可以證明，寵型電動機和同步電動機降壓起動時繞組發熱比全壓起動更嚴重。因此，這類電動機起動時的溫公升問題，不能採用降壓起動方式解決，只能正確選擇電動機型別和定額解決。
為此，本規範已明確規定：「籠型電動機和同步電動機的額定功率應按起動條件校驗」（第2.2.
3條一款）；「選用籠型電動機不能滿足起動要求或加大功率不合理時，宜採用繞線轉子電動機」（第2.2.2條二款）。
某些構造特殊的電動機，如鑄鋼轉子籠型電動機，全壓起動時，轉子表面可能過熱。在這類情況下，應按製造廠規定的方式起動。
當不符合全壓起動的條件時，應優先採用降壓起動方式，包括切換繞組接線。串接阻抗、自耦變壓器起動等。應該指出，除降壓起動外，還可能採用其他適當的起動方式。
如某些機械帶有盤車用的小電動機可以利用；某些變流機組可利用其直流發電機作為直流電動機來起動；某些有調速要求的電動機，可利用調速裝置來起動。
第2.3.4條繞線轉子電動機採用頻敏變阻器起動，且有接線簡單、起動平滑、成本較低、維護方便等優點，應優先選用；但在某些情況下尚不能取代電阻器，特別是在需要調速的場合。
繞線轉子電動機配閘流體串級調速時，因調速範圍的限制，通常仍需接起動電阻。
根據《冶金及起重用繞線轉子三相非同步電動機》產品標準的規定：「電動機起動時，轉子必須串入附加電阻或電抗，以限制起動電流的平均值不超過各工作制的額定電流的2倍」。對有具體型號及規格的電動機，可按製造廠的資料確定起動電流的限值。
第2.3.5條直流電動機起動電流不僅受機械的調速要求和溫公升的制約，而且受換向器火花的限制。
根據現行國家標準《旋轉電機基本技術要求》的規定，一般用途的直流電機在偶然過電流或短時過轉矩時，火花應不超過兩級。直流電機和交流換向器電動機的偶然過電流為1.5倍額定電流，歷時不小於lmin（大型電機經協議可縮短為30s）。
上述資料偏於安全，尤其是小型直流電機可能容許較高的偶然過電流。對有具體型號及規格的電動機，可按製造廠的資料或實際經驗確定最大允許電流。
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