机械加工车间低压配电系统及车间变电所课程设计Word下载.doc
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普通车床C630
6
牛头刨床B665
7
管螺纹车床Q119
8
摇臂钻床Z35
8.5
9
圆柱立式钻床Z5040
10
5T单梁吊车
10.2
11
电极式盐阻电阻炉
20
12
井式回火电阻炉
24
机加工二、铸造、铆焊、电修等车间计算负荷表（按需要系数法计算）
表2：
序号
车间名称
容量
（千瓦）
计算负荷
P30（千瓦）
Q30（千乏）
S30（千伏安）
机加工二车间
NO1供电回路
NO2供电回路
NO3车间照明
200
120
46.5
36
54.4
42.2
铸造车间
NO3供电回路
NO4车间照明
160
140
180
64
56
72
65.3
57.12
73.4
铆焊车间
150
170
45
51
89
100
电修车间
43
77
三、车间的负荷性质
车间为三班工作制，年最大负荷利用时数为4500小时。
属于三级负荷。
四、供电电源条件
1、电源从66/35kV厂总降压变电所采用架空线路受电，线路长度为500米。
2、供电系统短路数据
该处最大运行状态时短路容量为250兆伏安，最小运行状态时短路容量为100兆伏安。
3、总降压变电所配出线路，定时限过流保护装置的整定时间为1.5秒。
A、要求车间变电所功率因数在0.9上。
B、在车间变电所35kV侧进行计量。
4、自然条件
A、车间内最热月份的平均气温为35摄氏度。
B、地中最热月份的平均温度为20摄氏度（当埋入深度为0.5米以上），而埋入深度为1米以下时平均温度为20摄氏度。
C、冻结深度为1.10米。
D、车间环境特征，正常干燥环境。
5、地质条件
根据工程地质勘探资料获悉，车间原地址为耕地，地势平坦。
地层以亚粘地、砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3米。
五、设计任务
1.设计说明书需包括
1）目录
2）前言及确定了赋值参数的设计任务书
3）负荷计算和无功功率补偿
4）车间主变压器台数、容量及主接线方案的选择
5）车间一次设备的选择与校验
6）车间低压线路的选择
7）继电保护的整定
8）附录及参考文献
9）收获和体会
2．设计图样
1）主要设备及材料表
2）变电所主接线
主要参考资料
1刘介才主编供配电技术北京：
机械工业出版社
2.张华主编电类专业毕业设计指导北京：
3王荣藩编著工厂供电设计与指导天津：
天津大学出版社
第24页
摘要
工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。
工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。
其基本内容有以下几方面：
进线电压的选择,变配电所位置的电气设计,短路电流的计算及继电保护,电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择,防雷接地装置设计等.
目
录
第一章绪论........................................................
（1）
第二章工厂负荷的的统计与计算..............................
（2）
2.1毛纺厂设计基础资料.................................
（2）
2.2各车间计算负荷.....................................
（2）
2.3工厂常用架空线路裸导线型号及选择...................（3）
2.4方案初定及经济技术指标的分析.......................（4）
第三章变配电所的电气设计...................................（7）
3.1变配电所所址选择的一般原则.........................（7）
3.2结合方案要求设计位置图.............................（7）
第四章短路电流的计算及继电保护.............................（8）
4.1短路电流的计算....................................（8）
4.2继电器保护的整定..................................（11）
第五章电气设备的选择......................................（12）
第六章车间变电所位置和变压器数量、容量的选择..............（13）
第七章防雷................................................（14）
7.1防雷设备.........................................（14）
7.2防雷措施...........................................（14）
第八章接地........................................................（15）
致谢......................................................（16）
参考文献.........................................................（16）
附图......................................................（17）
第一章绪论
工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电.
电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；
电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：
（1）安全：
在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2）可靠：
应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3）优质：
应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4）经济：
供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。
为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。
目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。
工厂供电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：
（1）遵守规程、执行政策；
必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）安全可靠、先进合理；
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）近期为主、考虑发展；
应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）全局出发、统筹兼顾。
按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。
工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。
工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。
作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要
第二章负荷计算
2.1毛纺厂设计基础资料
电源进线为10K两回线，上一级变电所出口短路容量最大运行方式为187MVA，最小运行方式为177MVA，输电线路为LJ-35,长度为0.5Km。
关系到变电所的地点可以在这里不考虑，只考虑配电所是否能与其他变电所合建。
表1：
负荷列表
设计容量/KW
车间变电所代号
制条车间
340
No.1
纺纱车间
饮水站
86
锻工车间
37
机修车间
296
幼儿园
12.8
仓库
38
织造车间
525
No.2
染整车间
490
浴室、理发室
食堂
40
单身宿舍
50
锅炉房
151
No.3
水泵房
118
化验室
油泵房
28
2.2各车间计算负荷和无功补偿
若要使供配电系统在正常条件下可以可靠地运行，必须正确的选择电力变压器、开关设备极道鲜、电缆等电力组件，这就需要对电力负荷进行计算。
因工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的工厂和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法，例如估算法、需要系数法、二项式法和单项负荷计算等。
估算法适用于做设计任务书或初步设计阶段；
需要系数法适用于求多组三相用电设备的计算负荷；
二项式法适用于确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷；
每个工厂都不可避免的有单相负荷。
综合以上适用条件及划线毛纺厂的负荷容量，本厂的负荷计算适合用需要系数法。
（一）No.1车变所辖各车间的负荷计算
（1）制条车间
已知：
Pe=340KW，Kd=0.78，tanφ=0.75
故：
P30=Pe*Kd=340*0.78=265.2（KW）Q30=P30*tanφ=265.2*0.75=198.9（Kvar）
S30==331.40（KVA）
（2）纺纱车间
Pe=340KW，Kd=0.80，tanφ=0.78
P30=Pe*Kd=340*0.80=272（KW）Q30=P30*tanφ=272*0.78=212.16（Kvar）
S30==345.23（KVA）
（3）饮水站
Pe=86KW，Kd=0.70，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=86*0.70=60.2（KW）Q30=P30*tanφ=60.2*0.75=45.15（Kvar）
S30==75.25（KVA）
（4）锻工车间
Pe=37KW，Kd=0.75，tanφ=1.02
P30=Pe*Kd=37*0.75=27.75（KW）Q30=P30*tanφ=27.75*1.02=28.31（Kvar）
S30==39.51（KVA）
（5）机修车间
Pe=296KW，Kd=0.15，tanφ=1.73
P30=Pe*Kd=296*0.15=44.4（KW）Q30=P30*tanφ=44.4*1.73=76.81（Kvar）
S30==88.72（KVA）
（6）幼儿园
Pe=12.8KW，Kd=0.80，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=12.8*0.80=10.24（KW）Q30=P30*tanφ=10.24*0.75=7.68（Kvar）
S30==12.80（KVA）
（7）仓库
Pe=38KW，Kd=0.70，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=38*0.70=26.6（KW）Q30=P30*tanφ=26.6*0.75=19.95（Kvar）
S30==33.25（KVA）
（二）No.2车变所辖各车间的负荷计算
（1）织造车间
Pe=525KW，Kd=0.78，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=525*0.78=409.5（KW）Q30=P30*tanφ=409.5*0.75=307.13（Kvar）
S30==511.88（KVA）
（2）染整车间
Pe=490KW，Kd=0.75，tanφ=0.70
P30=Pe*Kd=490*0.75=367.5（KW）Q30=P30*tanφ=367.5*0.70=257.25（Kvar）
S30==448.59（KVA）
（3）浴室、理发室
Pe=5KW，Kd=0.50，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=5*0.50=2.5（KW）Q30=P30*tanφ=2.5*0.75=1.88（Kvar）
S30==3.13KVA）
（4）食堂
Pe=40KW，Kd=0.50，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=40*0.50=20（KW）Q30=P30*tanφ=20*0.75=15（Kvar）
S30==25.00（KVA）
（5）单身宿舍
Pe=50KW，Kd=0.80，tanφ=0（仅电热设备）
P30=Pe*Kd=5*0.80=40（KW）Q30=0
S30==40.00（KVA）
（三）No.3车变所辖各车间的负荷计算
（1）锅炉房
Pe=151KW，Kd=0.75，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=151*0.75=113.25（KW）Q30=P30*tanφ=113.25*0.75=84.94（Kvar）
S30==141.56（KVA）
（2）水泵房
Pe=118KW，Kd=0.80，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=118*0.80=94.4（KW）Q30=P30*tanφ=94.4*0.75=70.8（Kvar）
S30==118.00（KVA）
（3）化验室
Pe=50W，Kd=0.70，tanφ=0.70
P30=Pe*Kd=50*0.7=35（KW）Q30=P30*tanφ=94.4*0.75=70.8（Kvar）
S30==42.72（KVA）
（4）油泵房
Pe=28，Kd=0.85，tanφ=0.75
P30=Pe*Kd=28*0.85=23.8（KW）Q30=P30*tanφ=23.8*0.75=17.85（KW）
S30==29.75（KVA）
各车间的计算负荷统计表
P30
/KW
Q30
/Kvar
S30
/KVA
265.2
198.9
331.40
272
212.16
345.23
60.2
45.15
75.25
27.75
28.31
39.51
44.4
76.81
88.72
10.24
7.68
12.80
26.6
19.95
33.25
409.5
307.13
511.88
367.5
257.25
448.59
2.5
1.88
3.13
15
25.00
40.00
113.25
84.94
141.56
94.4
70.8
118.00
35
24.5
42.72
23.8
17.85
29.75
第三章车间变电所位置和变压器数量、容量的选择
车间变电所的位置、变压器数量和容量，可根据厂区平面布置图提供的车间分布情况及车间负荷的中位置、负荷性质、负荷大小等，结合其他各项选项择原则，与工艺、土建有关方面协商确定。
本厂拟设置3个车间变电所，每个车间变
配电系统设计规范
电所装设一台变压器，其位置附如图1-1所示，变压器容量见表10。
（一）No.1变电所的变压器台数及容量选择
（1）No.1变电所的供电负荷统计
同时系数取：
K∑P=0.9,K∑Q=0.95
∑P30=K∑P（P30制+P30纺+P30饮+P30锻+P30机+P30幼+P30仓）
=0.9*（265.2+272+60.2+27.75+44.4+10.24+26.6）
=0.9*706.39
=635.75（KW）
∑Q30=K∑Q（Q30制+Q30纺+Q30饮+Q30锻+Q30机+Q30幼+Q30仓）
=0.95*（198.9+212.16+45.15+28.31+76.91+7.68+19.95）
=0.95*588.96
=559.51（Kvar）
（2）No.1变电所的无功补偿
根据相关规定，功率因数要提高到0.9以上
无功补偿试取QC=300Kvar
补偿以后：
Q30=559.51-300=259.51（Kvar）
Cosφ=∑P30/[∑P30*∑P30+（∑Q30-QC）*（∑Q30-QC）]
=635.75/686.68=0.93>
0.9所以符合标准
S1=∑P30*∑P30+（∑Q30-QC）*（∑Q30-QC）
=686.68（KVA）
（3）No.1变电所的变压器选择
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）
SNT1=0.7*S1=0.7*686.68=480.68（KVA）
选择变压器型号为S9-500/10系列，额定容量为500KVA，两台。
查表得出变压器的各项参数
空载损耗ΔPo=0.96KW负载损耗ΔPk=5.1KW
阻抗电压Uk%=4空载电流Io%=1.1
（4）计算每台变压器的功率损耗
S30=S1=*686.68=343.34（KVA）
ΔPT=nΔPo+ΔPk（）=0.96+5.1*（）=0.96+5.1*0.47=3.36（KW）
ΔQT=nSN+SN（）=*500+*500*0.47=9.92（Kvar）
（一）No.2变电所的变压器台数及容量选择
∑P30=K∑P（P30织+P30染+P30浴+P30食+P30单）
=0.9*（409.5+367.5+2.5+20+40）
=0.9*839.5
=755.55（KW）
∑Q30=K∑Q（Q30织+Q30染+Q30浴+Q30食+Q30单）
=0.95*（307.13+257.25+1.88+15+0）
=0.95*581.26
=552.20（Kvar）
（2）No.2变电所的无功补偿
Q30=552.20-300=252.20（Kvar）
=755.55/796.53=0.95>
=796.53（KVA）
（3）No.2变电所的变压器选择
SNT2=0.7*S2=0.7*796.53=557.57（KVA）
选择变压器型号为S9-630/10系列，额定容量为630KVA，两台。
空载损耗ΔPo=1.2KW负载损耗ΔPk=6.2KW
阻抗电压Uk%=4.5空载电流Io%=1.1
S30=S2=*796.53=398.27（KVA）
ΔPT=nΔPo+ΔPk（）=1.2+6.2*（）=1.2+5.1*2.48=3.68（KW）
ΔQT=nSN+SN（）=*630+*630*0.63*0.63=18.26（Kvar）
（二）No.3变电所的变压器台数及容
升级会员 