工厂配电设计

/目录前言机加工车间的负荷计算……1短路电流及其计算…………6配电设备与线路选型………10变压器选型…………………11继电保护……………………13机加工车间接地与防雷……1４结束语参考资料前言毕业设计是检验我们三年来学习的情况的一项综合测试,它要求我们把以往所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定,它要求我们充分发掘自身的潜力,开拓思路设计出合理适用的自动控制系统.众所周知，电能是现代工业生产的主要能源.电能即易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节、测量.有利于实现生产过程自动化.而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配.工厂供电设计要达到为工业生产服务,保障工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作，就必须做到：安全、可靠、优负、经济.我本次设计的课题为：“XX厂机加工车间变配电所和动力配电系统".我所设计的属于二级电力负荷。如果中断供电造成的后果十分严重，因此在高压侧采用双电源互为备用自动投入式的设计方案，在低压侧采用单母线分段控制、交流低压配电柜和无功补偿柜都采用的是GGＤ型，为了实现系统的可靠性,在高压侧有线路和变压器保护等继电保护,还有工厂接地保护和变配电所避雷保护,但工厂接地保护和变配电所避雷保护是互相独立的.总之,通过这次设计应该能够树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度,树立正确的生产观念,经济意识的全面观念。从工厂切身利益经济状况等因素出发进行合理的设计.第一章机加工车间的负荷计算供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外,最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算.通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称之为计算负荷根据负荷选择电气设备和电缆。负荷统计表1—1车间设备的负荷统计编号名称单台容量（ｋw）数量(台）1普通车床3。24１２普通车床4２3普通车床4.6２5２4普通车床４．1２57５普通车床7.９62６普通车床7。625２7普通车床4。１8８螺栓套丝机３．１2519铣端面钻中心孔机床13.32511０回轮式六角车床4.04１11管螺纹车床7。925112普通车床7。84１13普通车床1１。22５21４普通车床７.5２15普通车床7.8４11６普通车床10．4２５217普通车床7。5２18普通车床５.７511９普通车床１0.425720转塔式六角车床13．９3１21单自动转塔车床１31２2普通车床12．１６３2３普通车床１２。191２4普通车床1２.191２5普通车床２３。６5126单柱立式车床３1.712７双柱立式车床70．7１28龙门刨床６0129单臂刨床6７。75130落地车床32。８1３１龙门铣床５813２卧式锁床14。2133卧式锁床９。2２3４插床9.１25135牛头刨床8．25４36牛头刨床8．25２３7插床4。16138插床３139摇臂钻床5.34140摇臂钻床11。3９1４1摇臂钻床8.62514２摇臂钻床1。5１４3圆柱立式钻床3．１２5244卧升降式台铣床1514５万能回转头铣床9。125146万能降式台铣床9．１2514７万能降式台铣床5。225１48卧升降式台铣床５．4１４９万能铣床17.1７51５0立升降式台铣床13.1２8１51立升降式台铣床9．125１5２锥齿轮刨齿机４.6251５3滚齿机7。2715４插齿机９。51５5弧齿锥齿铣床5.6５156滚齿机1７。415７卧轴矩台平面磨床24。14１５8精密轴钜台平面磨床7.6７２１５9外圆磨床1９．８160万能工具磨床1.61６１内圆磨床4.725162内圆磨床8。55１63万能外圆磨床9.５２５264牛头刨床３265虎钳１６6钳式桌167台式钻床0。６2６8砂轮机1.5369砂轮机３370滑线平台１７1滑线平台172电动双桥式起重机4５。５173电动双桥式起重机４５。51７4电动双桥式起重机20.３2合计9４9．9９11７负荷计算表1-2公式及参数列表名称公式备注用电设备组的容量—设备的额定容量-设备组的同时系数-设备组的负荷系数-设备组的平均效率—配电线路的平均效率－对应用电设备组的正切值 —用电设备组的平均功率因数-用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷由表１－２中的公式的以下结论：车间的总的容量为：１24９kw.车间的计算电流为：１389.1A。总的有功计算负荷为：530.8ｋw。总的无功计算负荷为:7４７．5kvaｒ。总的视在计算负荷为：9１6。8ｋv．A。表１－3配电箱资料统计表配电箱序号动力负荷（kw）功率因数计算电流(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母线负荷表母线序号母线负荷(kw)计算电流（A)WL1244586.8WL21423４1。5WＬ3275661．４WL４2２６5４3．５WＬ59422６。1WL６13５３２4。7短路电流及其计算工厂供电系统要求正常地不简断地用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行.但是由于种种原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路.短路就是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。短路后，短路电流比正常电流大得多；在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安.如此大的电流可对供电系统产生极大的危害.因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算,以便正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性,以保证在发生可能有的最大电流时不致损坏.为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等,也必须计算短路电流。表2—1电力线路每相的单位长度电抗平均值线路结构线路电压６~10KV2２0/380V架空线路0.380.32电缆线路０。080。066表２-2公式及参数列表名称公式备注电力系统的电抗-高压馈电线的短路计算电压—系统出口短路器的断流容量300ＭＶAI=５00MVAIＩ７50MVAIII电力线路的电抗—系统电缆的单位长度的电抗—线路长度变压器的电抗—变压器短路电压百分比—变压器的额定容量求k－１点的三相短路电流和短路容量()注解:短路计算电压取值要比线路额定电压高5%。计算短路电流中各元件的电抗及总电抗。电力系统的电抗:由表3-1可知SN1０—10I型短路器的短流容量,因此。架空电路的电抗：由表3－2得，因此。K-１点短路的等效电路如图所示,其计算总电抗如下:计算三相短路电流和短路容量。三相短路电流周期分量有效值:。三相短路次暂态电流和稳态电流:。三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：三相短路容量:求k—2点的三相短路电流和短路容量（Ｕｃ２=0.４KV）计算短路电流中各元件的电抗及总电抗。电力系统的电抗:。架空电路的电抗：。电力变压器的电抗：。因此:所以：=1.８4=２4。38KＡ=１．09＝14．34KＡ=＝9.18ＭV•Ａ表2—３常用高压断路器的主要技术参数类别型号额定电压ＫＶ额定电流A开断电流KA断流容量MV·A动稳定电流峰值kA热稳定电流kＡ少油户内ＳN10-10I106301６3004016(2s)100０16３004016（2ｓ）第三章配电设备与线路选型高压侧设备选型根据实际情况和第一章的负荷计算,选用了６台高压配电柜。各柜型号及其柜内的元气件选型见图纸2号。交流低压配电柜的选型根据实际情况和第一章的负荷计算，采用ＧＧD型交流配电柜。它的柜体采用通用柜的形式;设计时充分考虑到柜体运行中的散热问题；按照现代工业要求设计的，使整体美观大方;柜体的顶盖在需要时可以拆除，便于现场主母线的装配和调整。根据上图的参数选用ＧＧD２型,具体规格见图纸1号.线路的选型根据实际情况和第一章的负荷计算，线路的详细选择见各图纸上所标注。第四章变压器选型负荷统计由《车间设备材料表》统计的：计算时参数选择:有功功率：无功功率:取同时系数:取0。8５取０．90所以，总的有功功率:总的无功功率：变电所的视在计算负荷为：主变压器容量选择条件为，因此未进行无功补偿时,主变压器应选为1000KV．A。变电所低压侧的功率因数为：无功补偿容量按规定，变电所高压侧的，因此。.取补偿后的变压器容量因此无功补偿后的变压器容量可选为630KV.A.第五章继电保护供电系统及电气设备在运行中,往往会因电气设备的绝缘损坏、操作失误等种种原因,造成短路事故或进入异常运行状态。尤其是短路事故，会给供电系统及电气设备带来严重的危害.这些危害主要有：①短路电流通过电气设备，使电气设备直接受到损害并造成停电事故；②由于短路使电力系统的电压和频率下降，影响用户的正常生产；③如果系统发生震荡，同步遭到破坏时,将引起系统解列，造成大面积停电。因此,为了迅速而有效地排除供电系统及电气设备发生的事故，防止造成严重的后果，需采用继电保护装置加以保护.继电保护装置是指供电系统或电气设备出现异常运行或故障时，能够及时发出预告信号或作用于开关跳闸并发出报警信号,以达到缩小故障范围，保证系统安全运行的自动装置。对于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统的单相接地及电气设备过负荷等现象,继电保护装置能及时发出预告信号。通知运行值班人员进行处理，而当供电系统及电气设备发生事故时,它能够自动地将事故切除。这样,通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性和保护电气设备的安全.第六章机加工车间接地与防雷接地与防雷是工厂供电设计的一个重要部分。电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接,称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体，或接地极。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体,称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接闪的金属杆称为避雷针。避雷针的功能实质上是引雷作用,它能对雷电场产生一个附加电场，使被保护物免受直接雷击.下面根据机加工车间的实际需求来计算接地体的选择和确定避雷针的高度。确定接地电阻因为进线为１0KＶ,属1KV以上电流接地系统及与１KV以下系统共用的接地装置，选(≤且≤１０Ω),同时又满足与总容量在1００ＫV·A以上的发电机或变压器相联的接地装置得：，所以确定次变电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：≤∴故此变电所的接地电阻为.接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四周距变电所2－３米打入一圈直径５0mｍ，长2５m的钢管接地体,每隔5ｍ打入一根,管间用的扁钢焊接。计算单根钢管接地电阻查表6-１得砂质粘土的=100Ω·ｍ∴单根钢管接地电阻确定接地管数和最后方案根据，但考虑到管间屏蔽效应,初选15根直径50ｍm，长2。5m的钢管作为接地体.以n=1５和去查手册（取n=10和n=20，在时的值的中间值）可得，因此，但是要考虑到接地体的均匀对称布置以及实际需要,选18根直径为50mm,长2.5m的钢管作接地体,用40×4mm的扁钢连接,根据厂房需要，适宜单排布置，而且南北两排,共36根。=SUＭ（）SＵＭ（2）CＯUＮT(）表６-1土壤电阻率参考值土壤名称电阻率/（Ω·m）土壤名称电阻率/(Ω·ｍ）陶粘土泥炭、泥灰岩、沼泽地捣碎的木炭黑土、田园土、陶土粘土10２0405０６0砂质粘土、可耕地黄土含砂粘土、砂土多石土壤砂、砂砾1０02０030０4001000避雷器的高度选定查表6-2得机加工车间是第三类防雷建筑滚求半径hｒ＝60m,变电所高ｈx=4ｍ，避雷器高为h在hｘ=4ｍ的高度上最远一角距离避雷针的水平距离为r==17。2m。∴避雷器的保护半径最少为17.2m取18ｍ。 hx＝-=１8mh=14。85m≈15m∴选择高度为2m的避雷针，其塔架为13m。如下图所示。表6－2按建筑物防雷类别确定滚球半径建筑物防雷类别滚球半径hr／ｍ，第一类防雷建筑物30第二类防雷建筑物４5第三类防雷建筑物60结束语通过这一段时间的毕业设计,我经过长期的核实并进行了深入的调查研究,经过一段时间的工厂实习和社会调查，使我得到了很多的经验,并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。达到了由学生向工程技术人员的过渡，为进一步成为优秀的技术