2023年汽車廠焊裝車間配電設(shè)計(jì)優(yōu)化

PAGEPAGE7汽車廠焊裝車間配電設(shè)計(jì)優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)一般采用需要系數(shù)法、單位指標(biāo)法等進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，而各工業(yè)設(shè)計(jì)院大多采用需要系數(shù)法。汽車工廠焊裝車間多采用此設(shè)計(jì)方式，而實(shí)際上在到達(dá)生產(chǎn)線規(guī)劃產(chǎn)能的情況下，電氣實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)負(fù)荷〔計(jì)算負(fù)荷〕，這就要求在計(jì)算焊機(jī)負(fù)荷時(shí)，負(fù)載持續(xù)率、需要系數(shù)的取值需要結(jié)合實(shí)際確定。問題的提出焊接工藝及設(shè)備部門提供的設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)據(jù)多是設(shè)備供給商反應(yīng)而來，而設(shè)備供給商在提供設(shè)備的電氣負(fù)荷時(shí)，都會留有較大的備用余量。例如焊裝車間常用的懸掛點(diǎn)焊機(jī)DN3-200參數(shù)：額定容量200kVA；額定初級電壓，單相AC380V，50Hz；額定初級電流526A；負(fù)載持續(xù)率50%。KR機(jī)器人參數(shù)：額定容量75kVA；額定初級電壓，三相AC380V，50Hz；額定初級電流，無；負(fù)載持續(xù)率10%。設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)時(shí)會按照工藝提供的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。焊裝車間假設(shè)采用200～300臺這樣的焊機(jī)，計(jì)算出的電氣負(fù)荷將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷，造成大量額外投資。這種現(xiàn)象在很多汽車工廠屢次出現(xiàn)。為此，本文以某大型汽車工廠焊裝車間的配電為例，其規(guī)劃生產(chǎn)節(jié)拍為30JPH〔JPH是JobsPerHour的縮寫，表示小時(shí)工作量或單位時(shí)間工作量〕，實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍根本在18~26JPH之間，結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)理論值,對焊機(jī)的需要系數(shù)取值、變壓器負(fù)荷情況進(jìn)行分析，供后續(xù)設(shè)計(jì)參考。負(fù)荷分析生產(chǎn)線負(fù)荷分配某焊裝車間規(guī)劃利用現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行改造，故焊接配電均利用現(xiàn)有4臺變壓器，重新分配負(fù)荷。具體分配區(qū)域如圖1所示。本次以15#、16#變壓器所帶負(fù)荷驗(yàn)證負(fù)載持續(xù)率、需要系數(shù)取值，其主要設(shè)備參數(shù)如表1、表2所示。工頻焊機(jī)的負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率〔又稱暫載率〕是指設(shè)備在一定電流下連續(xù)工作的能力，為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間t與工作周期T的百分比，用εn表示，即εn=t/T×100%。?工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊?〔4版，以下簡稱4版?手冊?〕表1.4-1提供了點(diǎn)焊機(jī)、焊接機(jī)器人的需要系數(shù)Kx、功率因數(shù)cosφ取值：DN3系列懸掛點(diǎn)焊機(jī)Kx=0.35，cosφ=0.6；焊接機(jī)器人Kx=0.2，cosφ=0.6；而對于汽車行業(yè)經(jīng)常使用的DN3-200、DN3-250等大容量懸掛點(diǎn)焊機(jī)的負(fù)荷持續(xù)率在4版?手冊?表12.4-4中并未列出。結(jié)合某汽車工廠焊裝車間白車身點(diǎn)焊參數(shù)推薦庫里鋼板的預(yù)壓時(shí)間、加壓時(shí)間、焊接時(shí)間、維持時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)值綜合計(jì)算，負(fù)載持續(xù)率均值εn=20%左右，詳見表3。針對每條生產(chǎn)線的鋼板的預(yù)壓時(shí)間、加壓時(shí)間、焊接時(shí)間、維持時(shí)間的實(shí)際值計(jì)算，主焊線、下部線、側(cè)圍線、后地板、發(fā)艙、門蓋、主線分裝的焊機(jī)負(fù)載持續(xù)率εn分別為18%、19.9%、19.57%、20.43%、19.9%、19.27%、18.66%。故懸掛點(diǎn)焊機(jī)、焊接機(jī)器人的負(fù)載持續(xù)率取值為εn=20%左右是比擬切合實(shí)際的，不建議按設(shè)備本身標(biāo)注的50%取值。15#、16#變壓器負(fù)荷理論計(jì)算首先將懸掛點(diǎn)焊機(jī)的兩相負(fù)荷換算為三相負(fù)荷，計(jì)算結(jié)果如表4、表5所示。其次，按設(shè)計(jì)手冊中同期系數(shù)建議值考慮，有功功率同期系數(shù)K∑p可取0.8~0.9，無功功率同期系數(shù)K∑p可取0.93~0.97，此處按低值計(jì)算，15#、16#變壓器的負(fù)荷率為57%、72%。15#、16#變壓器理論計(jì)算結(jié)果如表6、表7所示。因焊裝車間是改造工程，變壓器為利舊，負(fù)荷率較低；變壓器實(shí)際運(yùn)行中，負(fù)荷率宜在75%~85%之間，長期負(fù)荷率不宜大于85%。15#、16#變壓器負(fù)荷現(xiàn)狀分析15#、16#變壓器容量均為2000kVA,供電由5#開閉所同一臺10kV饋電柜接入，饋電柜的電流互感器變比為150/5、電壓互感器變比為10000/100，可知計(jì)量表記倍率為3000。此焊裝車間生產(chǎn)節(jié)拍為23JPH時(shí)，選取2021年不同日期的不同時(shí)間段，統(tǒng)計(jì)用電量信息如下：a.12月13日生產(chǎn)時(shí)間為8：00-17：30，電力負(fù)荷根本曲線如圖2所示，取12：30-13：30統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量為〔1094.27-1094.14〕×3000=390kWh。b.12月14日生產(chǎn)時(shí)間為8：00-16：30，電力負(fù)荷根本曲線如圖3所示，取9：00-10：00統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量為(1094.91-1094.8)×3000=330kWh。c.12月15日生產(chǎn)時(shí)間為8：00-16：30，電力負(fù)荷根本曲線如圖4所示，取9：00-10：00統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量為〔1096.05-1095.93〕×3000=360kWh。d.12月26日生產(chǎn)時(shí)間為16：00-24：00，電力負(fù)荷根本曲線如圖5所示，取20：30-21：30統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量為〔1100.71-1100.59〕×3000=360kWh。生產(chǎn)節(jié)拍為26JPH，2021年7月21日生產(chǎn)時(shí)間為00：30-16：30時(shí)，取1：00-2：00統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量為1516080-1515630=450kWh。生產(chǎn)節(jié)拍為19.6JPH,2021年12月份選取2個(gè)時(shí)間段，統(tǒng)計(jì)小時(shí)段電量如下：2021年12月13日9:00-10:00,耗電量：883830-883500=330kWh；2021年12月16日9:00-10:00，耗電量：901530-901200=330kWh。由以上數(shù)據(jù)可知：生產(chǎn)節(jié)拍為19.6JPH時(shí)，15#、16#變壓器最大平均負(fù)荷率為Pj/Pn=330/〔4000×0.8〕=10.3%；生產(chǎn)節(jié)拍為23JPH時(shí)，15#、16#變壓器最大平均負(fù)荷率為Pj/Pn=390/〔4000×0.8〕=12.2%；生產(chǎn)節(jié)拍為26JPH時(shí)，15#、16#變壓器最大平均負(fù)荷率為Pj/Pn=450/〔4000×0.8〕=14%。圖6是不同生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)變壓器負(fù)荷情況。15#、16#變壓器負(fù)荷全面計(jì)算分析需要系數(shù)計(jì)算法實(shí)際是源于負(fù)荷曲線的分析，配電設(shè)計(jì)手冊中對懸掛點(diǎn)焊機(jī)、焊接機(jī)器人的需要系數(shù)理論值有規(guī)定，但設(shè)計(jì)手冊中亦明確說明，為保持通用性，所列系數(shù)通常偏大，尤其是缺乏實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)。由以上記錄的變壓器負(fù)荷率數(shù)據(jù)或即使按焊機(jī)需要系數(shù)Kx=0.1計(jì)算可知〔如表8、表9所示〕，電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)，焊機(jī)的需要系數(shù)值遠(yuǎn)沒有這么大。以上由搜集整理，更多關(guān)于“汽車廠焊裝車間配電設(shè)計(jì)優(yōu)化〞等建筑方面知識可以關(guān)注行業(yè)欄目?！耙稽c(diǎn)建設(shè)通，中標(biāo)很輕松〞。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕汽車廠焊裝車間配電設(shè)計(jì)優(yōu)化

電氣設(shè)計(jì)一般采用需要系數(shù)法、單位指標(biāo)法等進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，而各工業(yè)設(shè)計(jì)院大多采用需要系數(shù)法

〔2〕額定初級電壓，三相AC380V，50Hz

〔3〕因焊裝車間是改造工程，變壓器為利舊，負(fù)荷率較低

內(nèi)容總結(jié)

（1）汽車廠焊裝車間配電設(shè)計(jì)優(yōu)化

電氣設(shè)計(jì)一般采用需要系數(shù)法、單位指標(biāo)法等進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，而各工業(yè)設(shè)計(jì)院大多