工廠配電設(shè)計

/目錄前言機(jī)加工車間的負(fù)荷計算……1短路電流及其計算…………6配電設(shè)備與線路選型………10變壓器選型…………………11繼電保護(hù)……………………13機(jī)加工車間接地與防雷……1４結(jié)束語參考資料前言畢業(yè)設(shè)計是檢驗我們?nèi)陙韺W(xué)習(xí)的情況的一項綜合測試,它要求我們把以往所學(xué)的知識全部適用，融會貫通的一項訓(xùn)練，是對我們能力的一項綜合評定,它要求我們充分發(fā)掘自身的潛力,開拓思路設(shè)計出合理適用的自動控制系統(tǒng).眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源.電能即易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)、測量.有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化.而工廠供電就是指工廠所需要電能的供應(yīng)和分配.工廠供電設(shè)計要達(dá)到為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù),保障工廠生產(chǎn)和生活用電的需要,并做好節(jié)能工作，就必須做到：安全、可靠、優(yōu)負(fù)、經(jīng)濟(jì).我本次設(shè)計的課題為：“XX廠機(jī)加工車間變配電所和動力配電系統(tǒng)".我所設(shè)計的屬于二級電力負(fù)荷。如果中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重，因此在高壓側(cè)采用雙電源互為備用自動投入式的設(shè)計方案，在低壓側(cè)采用單母線分段控制、交流低壓配電柜和無功補(bǔ)償柜都采用的是GGＤ型，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性,在高壓側(cè)有線路和變壓器保護(hù)等繼電保護(hù),還有工廠接地保護(hù)和變配電所避雷保護(hù),但工廠接地保護(hù)和變配電所避雷保護(hù)是互相獨立的.總之,通過這次設(shè)計應(yīng)該能夠樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,樹立正確的生產(chǎn)觀念,經(jīng)濟(jì)意識的全面觀念。從工廠切身利益經(jīng)濟(jì)狀況等因素出發(fā)進(jìn)行合理的設(shè)計.第一章機(jī)加工車間的負(fù)荷計算供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運(yùn)行，則其中各個元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外,最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計計算.通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱之為計算負(fù)荷根據(jù)負(fù)荷選擇電氣設(shè)備和電纜。負(fù)荷統(tǒng)計表1—1車間設(shè)備的負(fù)荷統(tǒng)計編號名稱單臺容量（ｋw）數(shù)量(臺）1普通車床3。24１２普通車床4２3普通車床4.6２5２4普通車床４．1２57５普通車床7.９62６普通車床7。625２7普通車床4。１8８螺栓套絲機(jī)３．１2519銑端面鉆中心孔機(jī)床13.32511０回輪式六角車床4.04１11管螺紋車床7。925112普通車床7。84１13普通車床1１。22５21４普通車床７.5２15普通車床7.8４11６普通車床10．4２５217普通車床7。5２18普通車床５.７511９普通車床１0.425720轉(zhuǎn)塔式六角車床13．９3１21單自動轉(zhuǎn)塔車床１31２2普通車床12．１６３2３普通車床１２。191２4普通車床1２.191２5普通車床２３。６5126單柱立式車床３1.712７雙柱立式車床70．7１28龍門刨床６0129單臂刨床6７。75130落地車床32。８1３１龍門銑床５813２臥式鎖床14。2133臥式鎖床９。2２3４插床9.１25135牛頭刨床8．25４36牛頭刨床8．25２３7插床4。16138插床３139搖臂鉆床5.34140搖臂鉆床11。3９1４1搖臂鉆床8.62514２搖臂鉆床1。5１４3圓柱立式鉆床3．１２5244臥升降式臺銑床1514５萬能回轉(zhuǎn)頭銑床9。125146萬能降式臺銑床9．１2514７萬能降式臺銑床5。225１48臥升降式臺銑床５．4１４９萬能銑床17.1７51５0立升降式臺銑床13.1２8１51立升降式臺銑床9．125１5２錐齒輪刨齒機(jī)４.6251５3滾齒機(jī)7。2715４插齒機(jī)９。51５5弧齒錐齒銑床5.6５156滾齒機(jī)1７。415７臥軸矩臺平面磨床24。14１５8精密軸鉅臺平面磨床7.6７２１５9外圓磨床1９．８160萬能工具磨床1.61６１內(nèi)圓磨床4.725162內(nèi)圓磨床8。55１63萬能外圓磨床9.５２５264牛頭刨床３265虎鉗１６6鉗式桌167臺式鉆床0。６2６8砂輪機(jī)1.5369砂輪機(jī)３370滑線平臺１７1滑線平臺172電動雙橋式起重機(jī)4５。５173電動雙橋式起重機(jī)４５。51７4電動雙橋式起重機(jī)20.３2合計9４9．9９11７負(fù)荷計算表1-2公式及參數(shù)列表名稱公式備注用電設(shè)備組的容量—設(shè)備的額定容量-設(shè)備組的同時系數(shù)-設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)-設(shè)備組的平均效率—配電線路的平均效率－對應(yīng)用電設(shè)備組的正切值 —用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)-用電設(shè)備組的額定電壓以上參數(shù)由用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加來計算時取。用電設(shè)備組有功計算負(fù)荷需要系數(shù)無功計算負(fù)荷視在計算負(fù)荷計算電流有功負(fù)荷的同時系數(shù)無功負(fù)荷的同時系數(shù)總的有功計算負(fù)荷總的無功計算負(fù)荷總的視在計算負(fù)荷由表１－２中的公式的以下結(jié)論：車間的總的容量為：１24９kw.車間的計算電流為：１389.1A?？偟挠泄τ嬎阖?fù)荷為：530.8ｋw?？偟臒o功計算負(fù)荷為:7４７．5kvaｒ。總的視在計算負(fù)荷為：9１6。8ｋv．A。表１－3配電箱資料統(tǒng)計表配電箱序號動力負(fù)荷（kw）功率因數(shù)計算電流(A）No。1410.639８.6Ｎｏ。２2９0．636９．7No.36４0.６315３。9No。4４60.63110。6No.564０。631５3．9Ｎｏ．64１0．6398.6Ｎo．7360．6386．６Nｏ。8650.６3１５6。3Ｎo.9８00.６３19２。４Nｏ。１071０。6317０。8No．115８0。６31３９．6Ｎo．1２660．６3158.7Nｏ．13６00。6３144.3No．14680。63163．5Ｎo．１5540.6３129.９No.16440.63105．８No。１7720。６317３．１Ｎo．１８220.6３5２.９No.197５0。6３１80。4No.205４0．63129。9Nｏ。2１60。６３14。4表1-3母線負(fù)荷表母線序號母線負(fù)荷(kw)計算電流（A)WL1244586.8WL21423４1。5WＬ3275661．４WL４2２６5４3．５WＬ59422６。1WL６13５３２4。7短路電流及其計算工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡斷地用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行.但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路.短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安.如此大的電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害.因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進(jìn)行短路電流的計算,以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,以保證在發(fā)生可能有的最大電流時不致?lián)p壞.為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等,也必須計算短路電流。表2—1電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結(jié)構(gòu)線路電壓６~10KV2２0/380V架空線路0.380.32電纜線路０。080。066表２-2公式及參數(shù)列表名稱公式備注電力系統(tǒng)的電抗-高壓饋電線的短路計算電壓—系統(tǒng)出口短路器的斷流容量300ＭＶAI=５00MVAIＩ７50MVAIII電力線路的電抗—系統(tǒng)電纜的單位長度的電抗—線路長度變壓器的電抗—變壓器短路電壓百分比—變壓器的額定容量求k－１點的三相短路電流和短路容量()注解:短路計算電壓取值要比線路額定電壓高5%。計算短路電流中各元件的電抗及總電抗。電力系統(tǒng)的電抗:由表3-1可知SN1０—10I型短路器的短流容量,因此。架空電路的電抗：由表3－2得，因此。K-１點短路的等效電路如圖所示,其計算總電抗如下:計算三相短路電流和短路容量。三相短路電流周期分量有效值:。三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:。三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：三相短路容量:求k—2點的三相短路電流和短路容量（Ｕｃ２=0.４KV）計算短路電流中各元件的電抗及總電抗。電力系統(tǒng)的電抗:。架空電路的電抗：。電力變壓器的電抗：。因此:所以：=1.８4=２4。38KＡ=１．09＝14．34KＡ=＝9.18ＭV?Ａ表2—３常用高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)類別型號額定電壓ＫＶ額定電流A開斷電流KA斷流容量MV·A動穩(wěn)定電流峰值kA熱穩(wěn)定電流kＡ少油戶內(nèi)ＳN10-10I106301６3004016(2s)100０16３004016（2ｓ）第三章配電設(shè)備與線路選型高壓側(cè)設(shè)備選型根據(jù)實際情況和第一章的負(fù)荷計算,選用了６臺高壓配電柜。各柜型號及其柜內(nèi)的元氣件選型見圖紙2號。交流低壓配電柜的選型根據(jù)實際情況和第一章的負(fù)荷計算，采用ＧＧD型交流配電柜。它的柜體采用通用柜的形式;設(shè)計時充分考慮到柜體運(yùn)行中的散熱問題；按照現(xiàn)代工業(yè)要求設(shè)計的，使整體美觀大方;柜體的頂蓋在需要時可以拆除，便于現(xiàn)場主母線的裝配和調(diào)整。根據(jù)上圖的參數(shù)選用ＧＧD２型,具體規(guī)格見圖紙1號.線路的選型根據(jù)實際情況和第一章的負(fù)荷計算，線路的詳細(xì)選擇見各圖紙上所標(biāo)注。第四章變壓器選型負(fù)荷統(tǒng)計由《車間設(shè)備材料表》統(tǒng)計的：計算時參數(shù)選擇:有功功率：無功功率:取同時系數(shù):取0。8５?。埃?0所以，總的有功功率:總的無功功率：變電所的視在計算負(fù)荷為：主變壓器容量選擇條件為，因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時,主變壓器應(yīng)選為1000KV．A。變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的，因此。.取補(bǔ)償后的變壓器容量因此無功補(bǔ)償后的變壓器容量可選為630KV.A.第五章繼電保護(hù)供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備在運(yùn)行中,往往會因電氣設(shè)備的絕緣損壞、操作失誤等種種原因,造成短路事故或進(jìn)入異常運(yùn)行狀態(tài)。尤其是短路事故，會給供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備帶來嚴(yán)重的危害.這些危害主要有：①短路電流通過電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備直接受到損害并造成停電事故；②由于短路使電力系統(tǒng)的電壓和頻率下降，影響用戶的正常生產(chǎn)；③如果系統(tǒng)發(fā)生震蕩，同步遭到破壞時,將引起系統(tǒng)解列，造成大面積停電。因此,為了迅速而有效地排除供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備發(fā)生的事故，防止造成嚴(yán)重的后果，需采用繼電保護(hù)裝置加以保護(hù).繼電保護(hù)裝置是指供電系統(tǒng)或電氣設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行或故障時，能夠及時發(fā)出預(yù)告信號或作用于開關(guān)跳閘并發(fā)出報警信號,以達(dá)到縮小故障范圍，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的自動裝置。對于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)的單相接地及電氣設(shè)備過負(fù)荷等現(xiàn)象,繼電保護(hù)裝置能及時發(fā)出預(yù)告信號。通知運(yùn)行值班人員進(jìn)行處理，而當(dāng)供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備發(fā)生事故時,它能夠自動地將事故切除。這樣,通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和保護(hù)電氣設(shè)備的安全.第六章機(jī)加工車間接地與防雷接地與防雷是工廠供電設(shè)計的一個重要部分。電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接,稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體,稱為接地體，或接地極。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體,稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。接閃的金屬桿稱為避雷針。避雷針的功能實質(zhì)上是引雷作用,它能對雷電場產(chǎn)生一個附加電場，使被保護(hù)物免受直接雷擊.下面根據(jù)機(jī)加工車間的實際需求來計算接地體的選擇和確定避雷針的高度。確定接地電阻因為進(jìn)線為１0KＶ,屬1KV以上電流接地系統(tǒng)及與１KV以下系統(tǒng)共用的接地裝置，選(≤且≤１０Ω),同時又滿足與總?cè)萘吭?００ＫV·A以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)的接地裝置得：，所以確定次變電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：≤∴故此變電所的接地電阻為.接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周距變電所2－３米打入一圈直徑５0mｍ，長2５m的鋼管接地體,每隔5ｍ打入一根,管間用的扁鋼焊接。計算單根鋼管接地電阻查表6-１得砂質(zhì)粘土的=100Ω·ｍ∴單根鋼管接地電阻確定接地管數(shù)和最后方案根據(jù)，但考慮到管間屏蔽效應(yīng),初選15根直徑50ｍm，長2。5m的鋼管作為接地體.以n=1５和去查手冊（取n=10和n=20，在時的值的中間值）可得，因此，但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實際需要,選18根直徑為50mm,長2.5m的鋼管作接地體,用40×4mm的扁鋼連接,根據(jù)廠房需要，適宜單排布置，而且南北兩排,共36根。=SUＭ（）SＵＭ（2）CＯUＮT(）表６-1土壤電阻率參考值土壤名稱電阻率/（Ω·m）土壤名稱電阻率/(Ω·ｍ）陶粘土泥炭、泥灰?guī)r、沼澤地?fù)v碎的木炭黑土、田園土、陶土粘土10２0405０６0砂質(zhì)粘土、可耕地黃土含砂粘土、砂土多石土壤砂、砂礫1０02０030０4001000避雷器的高度選定查表6-2得機(jī)加工車間是第三類防雷建筑滾求半徑hｒ＝60m,變電所高ｈx=4ｍ，避雷器高為h在hｘ=4ｍ的高度上最遠(yuǎn)一角距離避雷針的水平距離為r==17。2m?！啾芾灼鞯谋Ｗo(hù)半徑最少為17.2m取18ｍ。 hx＝-=１8mh=14。85m≈15m∴選擇高度為2m的避雷針，其塔架為13m。如下圖所示。表6－2按建筑物防雷類別確定滾球半徑建筑物防雷類別滾球半徑hr／ｍ，第一類防雷建筑物30第二類防雷建筑物４5第三類防雷建筑物60結(jié)束語通過這一段時間的畢業(yè)設(shè)計,我經(jīng)過長期的核實并進(jìn)行了深入的調(diào)查研究,經(jīng)過一段時間的工廠實習(xí)和社會調(diào)查，使我得到了很多的經(jīng)驗,并且鞏固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。達(dá)到了由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡，為進(jìn)一步成為優(yōu)秀的技術(shù)