某机修厂车间配电系统设计

前言众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转化而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送和分配简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于生产自动化小型化变电所的建设方案，是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的，与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显区别。无论是主接线方式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式，都形成了一种新的格局，从而使小型化变电所无法按已有规程进行设计。机修厂的电力系统由变电，输电，配电三个环节组成，由此也决定了此电力系统的特殊性，在确保供电正常的前提下，这三个环节环环相扣。其次，还电力系统一次设备较为简单，二次系统相对复杂。本设计对整个系统作了详细的分析，各参数计算，以及电网方案的可靠性作了初步的确定。全厂总降压变电所（或总配电所）及配电系统的设计，是根据各个车间的负荷数量，性质及生产工艺对对用电负荷的要求，以及负荷布局，结合电网的供电情况，解决对全厂可靠，经济的分配电能。车间供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，车间供电设计的质量直接影响到的产品生产及公司的发展。1.车间供电设计的任务：车间供电设计的任务是保障电能从电源安全、可靠、经济、优质地送到车间的各个用电部门。（1）安全。在电能供应分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠。根据可靠性的要求，工厂内部的电力负荷分为一级负荷、负荷、三级负荷三种。一级负荷为因突然停电会造成设备损坏或造成人身伤亡，因此必须有两个独立源供电；二级负荷突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱，因此必须有两回路供电，但当去两回线路有困难时，可容许有一回专用线路供电；三级负荷由于突然停电造成的影响或损失不大，对供电电源工作特殊要求。（3）优质。应满足用户对电压、频率、波形不畸变等电能质量要求。（4）经济。在满足以上要求的前提下，供电系统尽量要接线简单，投资要少，运行费用要低，并考虑尽可能地节约点能和有色金属的消耗量。2.车间供电设计应遵循的一般原则：（1）车间供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。（2）必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案。（3）车间供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。（4）应根据整个工程的特点、规模和发展规划，正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近期为主，远近结合，适当考虑扩建的可能性。工厂供电系统是电力系统的一个组成部分，必然受到电力系统工况的影响和制约，因此供电系统应该遵守电力部门制定的法规，评价分析可以应用电力系统中采用的分析、计算方法。目录第一章设计任务第二章负荷计算和无功功率补偿第三章确定车间变电所主变压器形式、容量和数量及主结线方案第四章短路计算第五章选择车间变电所高底压进出线。第六章选择短路计算电源进线的二次回路方案及整定继电保护。第七章车间变电所防雷变化及接地装置的设计第八章设计总结参考文献附录某车间制造厂降压变电所主接线电路图（A1图纸)第一章设计任务1.1设计要求（一）、论文应结合所学知识，内容应具有先进性和创造性，主体突出，立论有据，层次分明，条理清晰。论文字数要求15000字以上(含图)，采用打字稿（A4纸五号字），标点符号正确，文字符合“简化字总表”。附图应简明、清晰，图中法定计量单位用符号标出。按规范列出主要参考资料。（二）、设计题目某车间制造厂变配电所及低压配电系统设计1.2设计依据1.车间平面布置图、附图（或注明参看某资料）2.车间生产任务及产品规格（可具体给出，或注明参看某资料）a．工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过电流保护装置的整定时间tp见表3。b．车间最大负荷时功率因数不得低于0.92。c．在车间变电所10kV侧进行计量。d．供电贴费为700元/kVA，每月电费按两部电价制：基本电费为18元/kVA，动力电费为0.4元/kWh，照明电费为0.5元/kWh。3.车间电气设备明细表（可具体给出，或注明参看某资料）表1某车间用电设备明细表设备代号设备名称台数单台容量（kW）效率功率因数启动倍数备注1~3普通车床C630-137.60.880.8164内圆磨床M212017.250.880.8365，16砂轮机S3SL-30021.50.920.826.56平面磨床M713017.60.880.8267~9牛头刨床B6050340.870.82611，12普通车床C614026.1250.890.81613~15普通车床C61634.60.900.81617，18单臂龙门刨床B1012267.80.860.812.519龙门刨床B2016166.80.860.812.520，21普通车床C630210.1250.880.81622立式钻床Z53514.6250.900.80623立式车床C534J11800.860.80324摇臂钻床Z3518.50.870.825.525~28镗床T6849.80.860.655.529~33插床B5032540.870.8634~37普通车床C630-345.6250890.8264.车间变电所的供电范围（可具体给出，或注明参看某资料）序号转供负荷名称计算负荷转供距离（km）Pc（kW）Qc（kvar）Sc（kVA）1机修车间回路152270.15回路26832回路359292加工车间回路147180.1回路23822回路341273汽车库回路136140.2回路22911回路320244泵站回路1102600.25回路27048回路35照明回路（三相）回路1170.2回路210回路395.车间负荷性质a)车间采用三班制b)车间年最大有功负荷利用小时数。设计题目序号总降压变电所车间变电所地区环境最热日平均气温（oC）车间最大负荷利用小时数Tmax（h）土壤情况自然接地电阻（Ω）二次母线短路容量（MVA）保护动作时限tp（s）电源进线电压（kV）电阻率SkmaxSkmin长度l（km）导线类型U1NU2N地上地下架空电缆103002501.10.5√100.43225400040030c)根据已知机械加工车间负荷均为三级负荷，对供电可靠性要求不高，因此可采用线路-变压器组接线方式。它的优点是接线简单、使用设备少和建设投资省；其缺点是供电可靠性比较差。当供电线路，变压器及其低压母线上发生短路或任何高压设备检修时，全部负荷均要停止供电。这种接线适用于三级负荷的变电所，为保证对少量二级负荷供电，可在变压器低压侧引入其他变电所联络线作为备用电源。6、供电电源（1）从本厂35/10kV总降压变电所用架空县引进10kV电源，该变电所距本车间南0.3km。线路首端高压断路器为RTO-50/40型。该线路装设定时限过流保护，动作时限为1.1s。（2）要求车间变电所最大负荷时功率因数不低于0.92。（3）在车间变电所10kV侧进行计量。.7、车间自然条件（1）气象资料。年最高气温38oC，年平均气温35oC，年最低气温8oC，年最热月平均最高气温30oC，年最热月地下0.7~1m处平均温度20oC，常年主导风向为南风；年雷暴日180天；土壤冻结深度1.10m。（2）地质水文资料。平均海拔200m，地层以沙质黏土为主，地下水位3~5m，地耐压力为20t/m2。第二章负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）30P=dKeP，dK为系数b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=30Ptanc)视在计算负荷（单位为kvA）30S=cos30Pd)计算电流（单位为A）30I=NUS330,NU为用电设备的额定电压（单位为KV）2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）30P=ipPK30式中iP30是所有设备组有功计算负荷30P之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.90~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30，iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97c)视在计算负荷（单位为KVA）30S=230230QPd)计算电流（单位为A）30I=NUS3301.采用需要系数法对车间用电设备进行负荷计算（1）各支线负荷计算及熔断器和导线截面积选择以设备序号1为例说明计算过程：查表11-1，序号1设备单位容量7.6kw，效率η=0.88，启动倍数Kst=6计算电流：)(2.1688.081.038.036.7cos330AUPeIN启动电流：)(2.972.16630AIKstIst1）选择支线熔断器。INFEI30=16.2A，INFEKIST=0.497.2=38.88(A)。式中INFE为熔体额定电流，K为选择熔体的计算系数，轻载启动取0.25~0.4。选INFE=30A，INFU=50A，查表5-10，选择结果为RT0-50/40。2）选支线截面积。按允许载流量选择，根据IalI30，查表8-37，根据实际环境温度，选3根单芯塑料导线穿钢管Sc=15mm埋地敷设。当截面积A=2.5mm2，Ө=25o时，Ial=18A.I30=16.2A，选择结果为BLV-32.5-18A-SC15mm(钢管管径)。同理可选择出所有电动机支线的熔断器和导线截面积如表2.1所示表2.1各支线负荷、熔断器、导线截面积选择结果设备代号设备名称计算电流单台容量（kW）启动电流熔断器选择导线截面积允许载流量穿钢管管径备注温度25o1~3普通车床C630-116..27.60.4*97.2RTO-50/402.518154内圆磨床M212015.17.250.4*90.6RTO-50/402.518155，16砂轮机S3SL-3003.01.50.4*19.5RTO-50/102.518156平面磨床M7130167.60.48*96RTO-50/402.518157~9牛头刨床B60508.540.4*51RTO-50/302.5181510~12普通车床C614012.96.1250.4*77.4RTO-50/302.5181513~15普通车床C6169.584.60.4*57.48RTO-50/302.5181517，18单臂龙门刨床B1012147.8867.80.4*369.7RTO-200/150951705019龙门刨床B2016145.766.80.4*364.25RTO-200/150951705020，21普通车床C63021.5810.1250.4*129.48RTO-100/604241522立式钻床Z5359.764.6250.4*58.56RTO-50/302.5181523，38立式车床C534J1176.67800.4*530RTO-400/2501201955024摇臂钻床Z3518.108.50.4*99.55RTO-50/404241525~28镗床T6826.639.80.4*146.465RTO-100/606321529~33插床B50328.7340.4*52.38RTO-50/302.5181534~37普通车床C630-311.715.6250.4*70.26RTO-50/302.51815（2）干线负荷计算及截面积选择机加车间用电设备从低压配电屏引出三个回路WL1、WL2、WL3.各回路所接配电箱及用电设备如下表机加车间三个回路负荷计算结果车间的转供负荷计算结果如下表车间的转供负荷计算结果转供负荷名称车间回路号计算负荷P30Q30S30I30cosφ机修车间WL417988199.46303.060.90加工车间WL512667142.71216.830.88汽车库WL6854998.11149.070.87泵