某機修廠機加工車間低壓配電系統(tǒng)設計

1、.西南科技大學電氣專業(yè)方向設計報告設計名稱： 某機修廠機加工車間低壓配電系統(tǒng)設計 姓 名： 學 號: 班 級： 指導教師： 起止日期： 西南科技大學信息工程學院制:18方 向 設 計 任 務 書學生班級： 學生姓名： 學號： 設計名稱： 某機修廠機加工車間低壓配電系統(tǒng)設計 起止日期： 指導教師： 設計要求：（一） 設計的具體任務與要求1、進行車間的負荷計算及無功補償(要求列表)；2、確定車間變電所主變壓器型式、容量和數(shù)量；3、車間變電所主結線方案的設計（要求組成23個不同的方案，進行技術、經濟方面的比較，選擇最佳方案）；4、進行短路計算；5、車間變電所一次設備的選擇與校驗；7、車間變電所高低壓

2、進出線的選擇與校驗；8、確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案；9、選擇低壓配電系統(tǒng)的導線及控制保護設備；8、繪制相關圖紙，圖中注明所選設備名稱、型號等內容。（二） 設計應提交的文件1、設計計算說明書，應包含l 對各種設計方案的比較；l 完整的電路圖，計算的原始公式，詳細的計算過程；l 計算數(shù)據(jù)匯總表；2、設計圖紙l 車間變電所主結線圖；l 車間低壓平面布線圖；（設計圖紙用計算機完成，本次設計對圖紙尺寸不作要求。沒有條件的同學可以手工完成，要求字跡工整，作圖規(guī)范。）方 向 設 計日 志時間設計內容2012/10/19搜集資料2012/10/28畫廠區(qū)CAD平面圖2012/11/1負荷計算與短路計算201

3、2/11/8計算并確定母線、通往各車間線路、車間干線的線寬與選型2012/11/9計算并確定各配電箱和布線內容某機修廠機加工車間低壓配電系統(tǒng)設計摘要（150-250字）電能是工業(yè)生產的主要動力能源，工廠供電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經過合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中每一個用電設備上，隨著工業(yè)電氣自動化技術的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益提高，供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產上，它與企業(yè)的經濟效益、設備和人身安全等是密切相關的?，F(xiàn)在除個別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備

4、電廠外，絕大多數(shù)工廠都是從國家電力系統(tǒng)取得電能的，因此，工廠工業(yè)負荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個組成部分，保證安全供電和經濟運行，不僅關系到企業(yè)的利益，也關系到電力系統(tǒng)的安全和經濟運行以及合理利用能源。工廠供電設計必須遵循國家的各項方針政策，設計方案必須符合國家標準中的有關規(guī)定，同時必須滿足以下幾項基本要求：1、安全在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。2、可靠應滿足能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。4、經濟供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用低，并盡可能工節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局

5、和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部和當前和利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。關鍵詞（35個）車間計算負荷 短路電流 斷路器選擇 電纜選擇 英文摘要（150-250字）Electrical energy is the main motivate part of the industrial production. Factories supply power design duty to obtain power source from the electrical power system, pass through the reasonable transmission, tr

6、ansformation, and assigns to the factory workshop in on each current collector. Along with the industry electricity automation technology development, factories with the electric quantity rapid growth, to the electrical energy quality, the power supply reliability as well as the technology economic

7、indicator and so on the request also day by day enhances .The power supply designs whether consummates, not only affects the factory the capital investment, the operating cost and the non-ferrous metal consumption, moreover also reflected to the factory power supply reliability and in the factory sa

8、fety in production ,it and enterprises economic efficiency ,the equipment and so on is the close correlation .Now has besides the individual major industry integrated enterprise supplies for oneself the power plant, the majority factory all is obtains the electrical energy from the country electrica

9、l power system. Therefore, the factory industry load is the electrical power system main user, the factory power supply system also is an electrical power system constituent, guarantees the safe power supply and the economical movement, not only relates the enterprise the benefit, also relates the e

10、lectrical power system the security and the economical movement as well as the reasonable use energy .The factory power supply design must follow nation each general and specific policies, the design proposal must conform to in the nation standard related stipulation ,simultaneously must satisfy fol

11、lowing several basic requests:1、Securities-in the electrical energy supply ,assignment and should not have the accident causing personal injury and the equipment accident .2、Reliable-should satisfy the electrical energy user to the power supply reliable request . 3、High qualityshould satisfy the ele

12、ctrical energy user to quality the and so on voltage and frequency request .4、Economies-power supply system investment must be few, low operating cost ,and saves the electrical energy and the reduced non-ferrous metal consumption as far as possible .In addition, in the power supply work, should reas

13、onably process the bureau and the overall situation, current and is long term and so on the relations, both must consider partial and the current benefit, and must have the total view, can take the entire situation into account, adaptation development. This instruction booklet repairs a vehicle the

14、low electrical power distribution systems for some mechanical factory electricity and the workshop transformer substation design explanation. This workshop main transformer capacity is 630kVA,various voltages rank respectively is 10kV and 0.4kV, the workshop load is three kinds of loads. According t

15、o designs the project description the request, this design main content includes: The workshop load computation and the idle work compensate; definite workshop transformer substation institute site and pattern; Workshop transformer substation host electric coil plan; Short-circuit current computatio

16、n; mainly current collector choice and verification; Workshop transformer substation setup UPS and anti-radar protection and grounding design and so on英文關鍵詞（35個）Workshop computational load Short-circuit current Breaker selection Cable Select 一、設計目的和意義電能是工業(yè)生產的主要動力能源。工廠供電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經過合理的傳輸、變換，分配到

17、工廠車間中每一個用電設備上。隨著工業(yè)電氣自動化技術的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長，對電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益提高。供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產上。它與企業(yè)的經濟效益、設備和人生安全等是密切相關的。工廠廠區(qū)供電設計是整個工廠建設設計中的重要組成部分。供電設計質量,會直接影響到日后工廠的生產與發(fā)展。尤其對那些工業(yè)生產自動化程度很高的大型現(xiàn)代化工廠,如果能有一個高質量的供電系統(tǒng),那么,就有利于企業(yè)的快速發(fā)展。穩(wěn)定可靠的供電系統(tǒng),有助于工廠增加產品產量,提高產品質量,降低生產成本,增加企業(yè)經

18、濟效益。如果供電系統(tǒng)設計質量不高,將會給企業(yè),給國家造成不可估量的損失。本次課程設計針對某機修廠機械加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計，涉及到工廠電力負荷及其計算，短路電流及其計算，工廠配電所及其一次設備，工廠電力線路，工廠供電系統(tǒng)的過電流保護和二次回路還有電氣照明等方面入手按照國家的一些技術標準設計。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的意義。二、基礎資料1 車間平面布置圖2 車間生產任務 本車間承擔

19、機修廠機械修理的配件生產。3 車間設備明細表機加工一車間設備明細表設備代號設備名稱型號臺數(shù)單臺容量（kW）總容量（kW)設備代號設備名稱型號臺數(shù)單臺容量（kW）總容量（kW)123456789101112131415161718車床C630M萬能工具磨床M5M普通車床C620-1普通車床C620-1普通車床C620-1普通車床C620-3普通車床C620普通車床C620普通車床C620普通車床C620普通車床C618普通車床C616螺旋套絲機S-8139普通車床C630管螺紋車床Q119搖臂鉆床Z35圓柱立式鉆床Z5040圓柱立式鉆床Z504011111111111111111110.1252

20、.0757.6257.6257.6255.6254.6254.6254.6254.6254.6254.6253.12510.1257.6258.53.1253.12510.1252.0757.6257.6257.6255.6254.6254.6254.6254.6254.6254.6253.12510.1257.6258.53.1253.12519202122232425262728293031323334355t單梁吊車立式砂輪牛頭刨床B665牛頭刨床B665萬能銑床X63WT立式銑床X52K滾齒機Y-36插床B5032弓鋸機G72立式鉆床Z512電極式鹽浴電阻爐并式回火電阻爐箱式加熱電阻爐

21、車床CW6-1立式車床C512-1A臥式鏜床J68單臂刨床B10101111111111111111110.21.7533139.1254.141.70.620（單相380V）244531.935.7107010.21.7533139.1254.141.70.620244531.935.71070總計4 車間變電所的供電范圍 本車間變電所設在機加工一車間的東南角，除為機加工一車5 間供電外，尚需為機加工二車間和鑄造、鉚焊、電修等車間供電。其它車間的負荷計算表如下表所示。機加二車間和鑄造、鉚焊等車間的負荷計算表序號車間名稱供電回路代號設備容量（kW）計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30

22、(kVA)I30(A)1機加工二車間No.1 供電回路15546.554.4No.2 供電回路1203642.1No.3 供電回路10802鑄造車間No.4 供電回路1606465.3No.5 供電回路1405657.1No.6 供電回路1807273.4No.7 供電回路86.403鉚焊車間No.8 供電回路1504589.1No.9 供電回路17051101No.10 供電回路75.604電修車間No.11 供電回路1504578No.12 供電回路1464465No.13 供電回路1080總計6 車間負荷性質 車間為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為3500h，屬于三級負荷。7 供電

23、電源條件1）本車間變電所從本廠3510kv總降壓變電所用架空線路引進10kv電源，如圖所示。架空線路長300m。2) 工廠總降壓變電所10kV母端上的短路容量按200MVA計。3) 工廠總降壓變電所10kv配電出線定時限過流保護裝置的整定時間top1.7s。4) 要求車間變電所最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。5) 要求在車間變電所10kv側計量。8 車間自然條件 (1)氣象資料 1)車間內最熱月的平均溫度為30。 2)地中最熱月的平均溫度為20。 3)土壤凍結深度為1.10m。 4)車間環(huán)境，屬正常干燥環(huán)境。 (2)地質水文資料 車間原址為耕地、地勢平坦。地層以沙粘土為主，地下水位為2.85

24、.3m三、設計步驟1. 分組 由車間平面布置圖，按照容量接近和設備接近的原則，可把一車間的設備分成5組，分組如下：NO.1：29、30、31 配電箱的位置：D-靠柱放置NO.2：1428 配電箱的位置：C-靠墻放置NO.3：1、32、33 配電箱的位置：B-靠柱放置N0.4：34、35 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.5：6、7、11、12、13 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.6：2、3、4、5、8、9、10 配電箱的位置：A-靠柱放置2負荷計算和無功功率補償1）各用電設備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)（如表1） 各用電設備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)用電設備名稱costan冷加工車間0.14-1.060

25、.51.73熱處理車間0.4-0.60.65-0.71.17-1.02 表12）各個小組的負荷計算 (1)求出各組用電設備的總額定容量。 （2）查出各組用電設備相應的需要系數(shù)及相應的功率因數(shù)。a)有功計算負荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)b)無功計算負荷（單位為kvar）= tanc)視在計算負荷（單位為kvA）=d)計算電流（單位為A） =, 為用電設備的額定電壓（單位為KV） 計算：以NO1:29 30 31 為例，其他類似可得。（取冷加工車間為0.5、cos=0.5 tan為1.02，熱處理車間為0.5、cos=0.7、tan為1.73） =0.5*（20+24+45）Kw=44.5Kw

26、 = tan=44.5*1.02=45.39Kw=63.57KVA=96.58A機加一、二車間和鑄造、鉚焊等車間的負荷計算表序號車間名稱供電回路代號設備容量（kW）計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1機加工一車間No.1 供電回路8944.545.3963.5796.58No.2 供電回路82.95741.4971.7782.98126.08No.3 供電回路77.72538.86367.2377.73118.10No.4 供電回路80.00040.00069.2080.00121.55No.5 供電回路19.4999.749516.8719.49929.62

27、No.6 供電回路38.82519.4133.5838.8358.992機加工二車間No.6 供電回路15546.554.471.6108.7No.7 供電回路1203642.155.484.2No.8 供電回路1080812.23鑄造車間No.9 供電回路1606465.391.4138.9No.10 供電回路1405657.180121.5No.11 供電回路1807273.4102.8156.2No.12 供電回路86.406.49.74鉚焊車間No.13 供電回路1504589.199.8151.7No.14 供電回1171.9No.15 供電回路75.605

28、.68.55電修車間No.16 供電回路150457890136.8No.17 供電回路146446578.5119.3No.18 供電回路1080812.2總計=()=1794.006545.21790.02959.891458.40是有功負荷同時系數(shù)，可取0.850.95,上表取0.8. 是無功負荷同時系數(shù)，可取0.90.97，在上表計算中取0.85.3）無功功率補償由=，該廠380V側最大負荷時的功率因素只有0.57。而供電部門要求該廠10KV進線最大負荷時的功率因素不應地于0.90。考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時的功率因素應稍大于0.90，暫取0.92

29、來計算380V側所需無功功率補償容量: Qc=P30(tan1- tan2)=545.21 tan(arccos0.57)- tan(arccos0.92)Kvar=553.65 Kvar無功補償后工廠的計算負荷項目cos計算負荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側補償前負荷0.57545.21790.02959.891458.40380V側無功補償容量553.65380V側補償后負荷0.917545.21236.37594.24902.86主變壓器功率損耗0.015S30=8.180.06S30=32.7110KV側負荷總計0.935537.03203.66574.

30、3533.163. 短路電流的計算(4)1） 確定基準值：設Sd=100MVA，Ud1=10kV，低壓側Ud2=0.4kV，則 2) 計算短路電路中各元件的電抗標幺值 (a) 電力系統(tǒng) (b) 架空線路 ，而線路長0.3km,故 (c) 電力變壓器 有，故 因此繪等效電路，如圖6-2所示。圖6-2 等效電路3)計算k-1點（10kV側）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a）總電抗標幺值 b）三相短路電流周期分量有效值 c）其他短路電流 d）三相短路容量 4) 計算k-2點（0.4kV側）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 a）總電抗標幺值 b）三相短路電流周期分量有效值 c）其他短

31、路電流 d）三相短路容量 短路計算結果匯總表短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAI(3)k19.459.459.4524.1014.27162.87k219.719.719.738.0522.5414.36 4.配電箱和導線的選擇1）動力配電箱參數(shù)選擇計算舉例（以No.5號干線動力配電箱設備編號為6的參數(shù)選擇計算舉例例） (a)設備的計算負荷No.1設備容量Pe5.625KW。則其計算電流為I305.625kw/(×380×0.5) 17.09A其起動電流：IqdKqd×Ie（57）Ie取Iqd7I307×17.09119.63AIqd/a1

32、19.63÷2.547.85A(查建筑電氣設計手冊332頁表15-3為了計算方便故選取a值為2.5。下面計算取值相同)(b)確定熔斷器參數(shù)熔體的額定電流Ia.l應滿足下列要求：Ia.lI30，Ia.lIqd/a，所以選取熔體的額定電流Ie.r50A，熔管的額定電流為100A。(c)選擇導線截面和型號根據(jù)允許溫升選擇截面，則應滿足：IaxI3017.09A查電氣工程基礎附錄表11，選取S=4平方毫米即可。配電箱的選擇配電箱編號設備編號配電箱內編號額定容量計算參數(shù)（安）熔斷器電流（安）電纜截面mm2斷路器I30Iqd/aIe.r（kw）AAA12912043.41121.5513010C

33、M1-60M3022452.09145.8615010CM1-60M3134597.67273.4830035CM1-60M214110.12530.7786.1510010CM1-60M1527.62523.1764.886510CM1-60M1638.525.8372.3210010CM1-60M1743.1259.5026.60304CM1-60M1853.1259.5026.60304CM1-60M19610.230.9986.7810010CM1-60M2071.755.3214.90154CM1-60M21839.1225.54304CM1-60M22939.1225.54304C

34、M1-60M23101339.50110.6112010CM1-60M24119.12527.7377.6410010CM1-60M25124.112.4634.88354CM1-60M2613412.1534.03354CM1-60M27141.75.1714.46154CM1-60M28150.61.825.1064CM1-60M31110.12530.7786.1510010CM1-60M32231.996.93271.4230035CM1-225H/3220 160A33335.7108.48303.7532035CM1-225H/3220 160A43441030.3985.0810

35、010CM1-60M35570212.71595.58600120NSC2505615.62517.0947.86504CM1-60M724.62514.0539.35404CM1-60M1134.62514.0539.35404CM1-60M1244.62514.0539.35404CM1-60M1354.62514.0539.35404CM1-60M6212.0756.3117.65204CM1-60M327.62523.1764.886510CM1-60M437.62523.1764.886510CM1-60M547.62523.1764.886510CM1-60M854.62514.0

36、539.35404CM1-60M964.62514.0539.35404CM1-60M1074.62514.0539.35404CM1-60M5.車間變電所低壓側主出線P1的選擇按IUxI30=1458.40A，查電氣工程基礎附表9，選矩形鋁導體導體尺寸為100×8(mm×mm).該導體允許載流量為：平放1547A、豎放1682 >1458.40滿足要求。6斷路器的選擇 1)0.4KV側總斷路器的選擇總線路中電壓為380V電流為1458.40A，查電氣工程基礎附表16，選ZN12-10/1600.校驗：a) 校驗額定電壓U.C=10KV>UC=380Vb) 校驗

37、額定電流I.C=1600A>I30=1458.40Ac)校驗斷開電流 IOC=31.5KA>Ish(3)= 22.54KA所以選擇ZN12-10/1600滿足要求。2)各車間總斷路器（以最大負荷車間一為例） 車間一的總線路中電壓為380V電流為550.92A，查電氣工程基礎附表16，選ZN5-10/1000.校驗：a)校驗額定電壓U.C=10KV>UC=380Vb) 校驗額定電流I.C=1000A>I30=550.92Ab) 校驗斷開電流 IOC=25KA>Ish(3)= 22.54KA2） 車間一各干線斷路器選擇（以No.2為例）No.2干線額定電壓為380V額

38、定電流為126.08。選CM1-225H/3220 160A. 校驗：a)校驗額定電壓U.C=400V>UC=380Vb) 校驗額定電流I.C=160A>I30=126.08Ac) 校驗斷開電流 IOC=225KA>Ish(3)= 22.54KA7.通往各車間的電纜選擇（以負荷最大的一車間為例） 各干線電纜需選擇0.6/1KV聚乙烯絕緣及護套鎧裝電力電纜截面240(mm×mm)a)校驗發(fā)熱條件30時允許載流量：IUX=615A> I30=550.92Ab)校驗額定電壓U.oc=600V> U c =380Vc)校驗短路熱穩(wěn)定度Amin=(I(3)×tim)/c=(19.7×103×0.02)/115mm2=24 mm2<4>校驗滿足電壓損耗全部設備cosØ=0.5, tgØ=0.75，P155.21K