工厂供电课程设计.docx
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工厂供电课程设计
工厂供电课程设计报告
专业名称：
电气工程及其自动化
班级：
*********
姓名：
**********
学号：
**********
2013年12月27日
1主要内容：
对金工实习车间进行分析，采用220/380v电压，在金工实习车间内有，6台车床，两台铣床，一台电焊机，一台砂轮机，14个中型风扇，42个照明电灯。
根据各项负荷指标分析其电线的选择。
金工车间设备明细表如下：
用电设备清单
序号
功率
名称
数量
1
8kw
车床
6
2
60kw
电焊机
1
3
1kw
砂轮机
1
4
100w
中型风扇
14
5
100w
照明灯
42
6
10kw
铣床
2
7
7kw
钻床
1
2、金工车间负荷运算及输电线路电线的选择
1、根据表中电力负荷清单，按需要系数法计算出金工车间的计算负荷，用电设备总容量Pe值时不含备用设备容量。
①加车床组设备容量
P1=（8×6+10×2+7×1）kw=75kw
对于小批生产的金属加工机床电动机，其需要系数：
Kd=0.2cosφ=0.5，tanφ=1.73
有功计算负荷：
P30=Kd×P1=（0.2×75）kw=37.5kw
无功计算负荷：
Q30=P30×tanφ=（37.5×1.73）kvar=64.875kvar
②电焊机组容量
P2=60×1kw=60kw
对于点焊机，其需要系数：
Kd=0.35，cosφ=0.6，tanφ=1.33
有功计算负荷：
P30=Kd×P2=0.35×60kw=21kw
无功计算负荷：
Q30=P30×tanφ=21×1.33kvar=27.93kvar
③金工车间照明
车间照明灯总数为42盏
设备总容量为P3=42×0.1kw=4.2kw
对于生产厂房及办公室、阅览室、实验室照明，其需要系数：
Kd=1，cosφ=1，tanφ=0
有功计算负荷：
P30=Kd×P3=1×4.2kw=4.2kw
无功计算负荷：
Q30=P30×tanφ=0×4.2kvar=0kvar
④金工车间风扇
车间中型风扇数量为14台，则：
P4=14×0.1kw=1.4kw
通风机、水泵、空气机及电动发电机组电动机，其需要系数：
Kd=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75
有功计算负荷：
P30=Kd×P4=0.8×1.4kw=1.12kw
无功计算负荷：
Q30=P30×tanφ=1.12×0.75kw=0.84kvar
⑤砂轮机组
P5=1×1kw=1kw
对于非连锁的连续运输机械及铸造车间整砂机械，其需要系数：
Kd=0.6，cosφ=0.75，tanφ=0.88
有功计算负荷：
P30=Kd×P5=1×0.6kw=0.6kw
无功计算负荷：
Q30=P30×tanφ=0.88×0.6kw=0.528kvar
2、车间总计算负荷（对于车间干线，取K∑P=0.95，K∑q=0.97）
P30（6）=P30
（1）+P30
（2）+P30（3）+P30（4）+P30（5）
=37.5kw+21kw+4.2kw+1.12kw+0.6kw
=64.42kw
Q30（5）=Q30
（1）+Q30
（2）+Q30（3）+Q30（4）+Q30（5）
=64.875kvar+27.93kvar+0kvar+0.84kvar+0.528kvar
=94.173kvar
总的有功计算功率：
P30（总）=K∑P×P30（6）=0.95×64.42kw=61.199kw
总的无功计算功率：
Q30（总）=K∑q×Q30（5）=0.97×94.173kvar=91.34781kvar
总的视在计算负荷：
S30=√[（P30（总）^2）+（Q30（总）^2）]
=109.9kvA
总的计算电流：
I30=S30/（√3×Un）=167A
3、导线的选择
为保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：
（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度不应超过其正常运行时的最高允许温度。
（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。
（3）经济电流密度35kV及以上的高压线路及35kV以下的长距离、大电流线路例如较长的电源进线和电弧炉的短网等线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。
按经济电流密度选择的导线（含电缆）截面，称为“经济截面”。
工厂内的10kV及以下线路，通常不按经济电流密度选择。
（4）机械强度导线（含裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，如附录表14和表15所列。
对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。
母线则应校验其短路的动稳定度和热稳定度。
对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。
根据设计经验，一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。
低压照明线路，因它对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。
对长距离大电流线路和35kV及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。
按上述经验来选择计算，通常容易满足要求，较少返工
二.按发热条件选择导线和电缆的截面
（一）三相系统相线截面的选择
电流通过导线（包括电缆、母线，下同）时，要产生电能损耗，使导线发热。
裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，最终可发展到断线。
而绝缘导线和电缆的温度过高时，还可使其绝缘加速老化甚至烧毁，或引发火灾事故。
因此，导线的正常发热温度一般不得超过附录表13所列的额定负荷时的最高允许温度。
按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即
所谓导线的允许载流量（allowablecurrent-carryingcapacity），就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。
如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采取的环境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以以下温度校正系数：
式中为导线额定负荷时的最高允许温度；为导线的允许载流量所采用的环境温度；为导线敷设地点实际的环境温度这里所说的“环境温度”，是按发热条件选择导线所采用的特定温度：
在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温；在室内，则取当地最热月平均最高气温加5℃。
对土中直埋的电缆，则取当地最热月地下0.8～1m的土壤平均温度，亦可近似地取为当地最热月平均气温。
附录表16列出了LJ型铝绞线和LGJ型钢芯铝绞线的允许载流量，附录表17列出了LMY型矩形硬铝母线的允许载流量，附录表18列出了10kV常用三相电缆的允许载流量及校正系数，附录表19列出了绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量，供参考。
按发热条件选择的导线和电缆截面，还必须用后面的式（6-4）或式（6-15）来校验它与其相应的保护装置（熔断器或低压断路器的过流脱扣器）是否配合得当。
如果配合不当，则可能发生导线或电缆因过电流而发热起燃但保护装置不动作的情况，这当然是不允许的
（二）中性线和保护线截面的选择
1.中性线（N线）截面的选择
三相四线制中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此中性线的允许载流量，不应小于三相系统的最大不平衡电流，同时应考虑系统中谐波电流的影响。
（1）一般三相四线制系统中的中性线截面它不应小于相线截面的50%，即
（2）两相三线线路及单相线路的中性线截面由于其中性线电流与相线电流相等，因此其中性线截面应与相线截面相同，即
（3）三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电流可能甚至超过相线电流，因此中性线截面宜等于或大于相线截面，即
2.保护线（PE线）截面的选择
保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。
根据短路热稳定度的要求，保护线（PE线）的截面APE，按GB50054-1995《低压配电设计规范》规定
（1）当
mm2时
（2）当16mm2<
≤35mm2时
（3）当
>35mm2时
注意：
GB50054-1995还规定：
当PE线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，有机械保护的PE线，不应小于2.5mm2；无机械保护的PE线，不应小于4mm2。
3.保护中性线（PEN线）截面的选择
保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此保护中性线截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中的最大截面。
注意：
按GB5004-1995规定：
当采用单芯导线作PEN线干线时，铜芯截面不应小于10mm2，铝芯截面不应小于16mm2；采用多芯电缆芯线作PEN线干线时，其截面不应小于4mm2
4．计算过程
本地年最低气温0°，最高气温40°，最热月平均最高气温为+30°。
1明敷导线的选择：
因为金工车间电线为明敷，查绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管的载流量。
设采用BV铜芯塑料绝缘线。
2检验发热条件：
在气温+30°明敷时，BV铜芯塑料绝缘线A=50mm2的Ia=199A>167A,满足发热条件，因此相线截面积选为50mm2。
3.中性线和保护线截面的选择
3.1中性线（N线）截面的选择
相截面
=50mm2
中性线截面：
A0=25mm2
保护线截面：
Ape=25mm2
所选导线型号可表示为：
BV-500-（3*50+1*25+PE25）
绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时允许载流量
心得体会
这次的课程设计，自己也得到了各方面的锻炼，对工厂里供电和相关器件的选择及其方法有了整体的了解。
虽然感觉理论上已经大概掌握了，但在运用到时间的过程中让有意想不到的困惑，使我学到了许多课堂上学不到的只是，也解决了一些课堂上发现不了的的问题。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，在这次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多指导书和相关的专业书，。
通过这次课程设计，我更好地理解了学习的重要性，更何况是我们的专业知识，了解理论与实践相结合的意义，更重要的是如何把自己平时所学的东西运用到实际中去，并且巩固了我的专业知识。
虽然自己对这门课懂得并不多，但感觉好室友很多还没有很好的掌握，解决实际问题是还需要先理解书本才能够将其运用，因此在这门学科上自己还是有很多的知识需要补充。
参考图
参考文献
刘介才《工厂供电》第五版机械工业出版社
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