金工车间 毕业设计 方法

1金工车间毕业设计方法电能是现代工业生产的主要能源和动力，电能具有易于由其他形式的能量转换而来，以易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产自动化。因此，点能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。一般中小型金属加工车间的电源进线电压是6～10KV。电能先经车间配电所集中，车间变电所内装设有电力变压器，将6～10KV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（如220/380V）然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。本厂属于此类情况，采用10KV供电电源，经车间变电所将6～10KV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（如220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。其他各项设计，均应根据本车车间用电负荷的实际情况，并适当考虑到车间生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求进行设计。计算负荷是变配电界限设计计算的基本依据，计算负荷确定的是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否合理；变配电所主接线方案的确定直接影响供电系统的可靠性及安全性。合理的主接线方案可以使供电系统安全可靠的运行，且节省企业的投资；变压器将电力系统电压升高或降低再配送给用电设备，是变配电所中最关键的一次设备，合理选择变压器十分重要；低压侧提高功率因数进行无功补偿可节约电能，提高电压质量，可选择较小容量的供电设备和导线电缆，为供电系统和节省企业开支大有好处；因此做好供配电工作，对于保证企业生产和社会生活的正常运行和实现整个国民经济现代化具有十分重要的意义。2关键词：安全、可靠、节能目录一、摘要………………………………………………………………1二、计算负荷…………………………………………………………33一、负荷计算1、计算负荷的概念计算负荷：是指通过计算求出的、用来按照发热条件选择供配电系统各元件的负荷值。2、负荷计算的内容和目的计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。计算负荷包括所有设备总的有用功率、无功功率、视在功率、电流。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。3、负荷的计算方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷为：]1[30edPKP无功计算负荷为：]1[3030tanPQ视在计算负荷为：]1[3030cos/PS计算电流为：4]1[3030)3/(NUSI多组用电设备计算负荷的确定：在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负和无功负荷分别进入一个综合系数qPKK和对低压母线，由车间干线计算负荷直接相加来计算时取：]1[95.0~90.0pK]1[97.0~93.0qK总的有功计算负荷为：]1[.3030ipPKP总的无功计算负荷为：]1[.3030iqQKQ总的视在计算负荷为：]1[23023030QPS总的计算电流为：]1[30303NUSI计算负荷的确定根据上述公式及各车间负荷情况表计算得到各车间负荷计算情况，如下表所示：5编号名称数量设备容量KWPe/需要系数dKcostan计算负荷kWP/30var/30kQkVAS/30AI/301大型设备33300.250.51.7382.5142.75165250.72北干线车床组24536.60.250.51.73160.98278.5321.96489.173南干线车床组24536.60.250.51.73160.98278.5321.96489.174照明1530.81.002.40——总计(380V侧）66————406.86699.73——取95.0PK97.0qK0.49—386.74678.74781.1118.76总的]1[303049.01.781/52.386/cosSP6二、无功补偿计算在工厂有功功率不变的条件下，提高功率因数，无功功率将减少，视在功率也将减小。相应的负荷电流也得以减小，这将使系统电能损耗和典雅损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可以选择较小的容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。无功补偿可以节省企业的电费开支，提高设备的利用率，而且还改善电压质量。1、无功补偿方法：本设计采用低压侧补偿，低压侧补偿变电所低压母线以前包括变压器及其前面高压线路和电力系统的无功补偿，可以选择较小容量的变压器，可使工厂开支减少，因此比较经济。由于本设计要求cosf=0.85,而且由上面公式可知tanf=0.62,因此需要进行无功补偿。2、无功补偿计算装设无功补偿装置的容量为：Qc=)tan(tan''303030PQQ电容个数：n=]1[ccqQ注意：选择电容时，对单相电容器来说，应取为3的倍数，以便三相均衡分配。无功补偿后工厂计算负荷为：]1[30'30cQQQ7补偿后总的实在计算负荷为：]1[230230'30)(cQQPS补偿后的有功计算负荷：]1[3030sin.PP电容器集中装设在车间的低压配电室，选用PGJ1型抵押自动补偿屏。查表选用并联电容为BKMJ0.4-20-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）6台相组合，总共容量为120×6=720。因此无功补偿后车间380V侧和10KV侧的负荷计算如表2.1所示。表2.1无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷kWP/30var/30kQkS/30VAAI/30380V侧补偿前负荷0.49386.52678.74781.11186.76380V侧无功补偿容量——720——380V侧补偿后负荷0.89386.52198.74434.6660.3变压器功率损耗—0.01565.030S0.062630S——10KV0.87393.02224.74452.7426无功补偿后低压侧功率因数COS=0.870.85,因此符合设计8要求。三、变电所主变压器台数和容量的选择1、变电所主变压器容量的选择（1）．装有一台主变压器的变电所的变电所主要变压器容量SNT应不小于总计算负荷S30,即：30SSNT（2）．装有两台主变压器的变电所每台主变压器容量STN.不应小于总计算负荷s30的60%-70%，即：]1[30.)7.06.0(SSTN同时每台主变压器容量STN.不应小于全部，一、二级负荷之和S)(30，即STN.S)(30（3）、主变压器单台容量上限单台10(6)/0.4的配电变压器容量一般不宜大于1250KVA。当用电设备容量较大、负荷集中运行合理时，亦可选用1600-2000KVA的变压器。生活区变电所的单台主变压器容量一般不宜大于630KVA。变电所主变压器台数和容量的选择，还应结合变电所主接线的设计方案的设计来综合考虑。9综合各方面因素考虑：本设计选用容量为500KV变压器。变压器选择表露天变电所型号台数/台额定容量/kVA额定电压/kV联接组标号高压低压一S11-M.R-500150010.50.4Dyn11四、变电所主接线图方案的设计1、变电所主接线方案的选择于该厂的负荷属于三级负荷，对于电源的供电可靠性要求不高，所以只采用一台变压器。该配电所只有一条进线，其电源进线，其电源电压为10KV。高压配电所的高压母线，由于只有一路电源进线，因此采用一次侧无母线、二次侧为单母线的主接线，一次侧采用高压断路器做主开关。如果工作电源发生故障或检修时，在切除进后线，整个变电所将要停电。如图所示:10车间变电所是将10KV电压降为一般用电设备所需低压220/380V的降压变电所，主接线方案通常比较简单。车间变电所变压器的负荷均为三级，因此采用一次侧无母线、二次侧为单母线的主接线，一次侧采用高压断路器作主开关，其特点是简单经济，但供电可靠性不高，只适用于三级负荷的企业。2、车间平面布线图车间平面布线图如下图所示：11馈电给大型设备1、2、3、的线采用BV-500-（30×185＋1×95）-PC75馈电给每台车床的支线采用BV-500-(3×85＋1×50)-PC40电力配电箱引线采用BV-500-(3×85＋1×50)-PC40五、短路计算1、有关断路的概念电力系统的断路是指三相系统中相与相之间或与地不正常的连接，以中性点直接接地系统中相与地（N）及相与地线（PE）直接的非正常连接。2、短路计算的方法进行短路计算首先绘出电路图，表示元件额定参数，确定短路计算点，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，12并计算电路中主要元件的阻抗，然后将等效电路化简，求出其等效总阻抗，最后计算短路电流和短路容量。短路计算的方法有欧姆法利用欧姆法及标幺制法等几种3、短路电路中各元件阻抗计算（1）、电力系统（电源）阻抗计算电力系统的电阻对于电抗来说很小，一般不予考虑电力系统的电抗为：]1[2occsSUX（2）、电力变压器的阻抗计算电力变压器的电阻为：TR△]1[2NcKSUP电力变压器电抗为：]1[2100%NcZTSUUX(3）、电力线路阻抗计算线路的电阻为：]1[0lRRwl线路电抗为：]1[0lXXwl13在计算短路电路的阻抗时，假如电路为含有电力变压器时，电路内各元件的阻抗都应统一换算到短路点的短路点的短路计算电压，阻抗等，换算条件是元件功率损耗不变。阻抗等效换算公式为：]1[2''CcUURR]1[22'ccUUXX（4）．三相短路电流和短路容量计算三相短路电流周期分量有效值为：]1[22)3(33XRUZUIcck在高压电路短路计算中，通常总电抗远比总电阻大，所以一般只计电抗不计电阻。因此：]1[)3(3XUIck三相短路次暂态电流和稳态电流为：]1[)3()3()3(kIII三相短路冲击电流为：]1[2IKishsh三相短路冲击电流有效值为：]1[2)1(21IKIshsh14在高压电路发生三项短路时，一般可取8.1shK，因此：]1[55.2Iish]1[51.1Iish三相短路容量为：]1[)3()3(3kckIUS4、车间变电所三相短路计算（1）．短路计算电路图与短路计算点的确定车间变电所短路计算点如下图所示：（2）、车间变电所短路等效电路图如下图所示：15（3）．车间变电所短路计算结果根据上述公式及短路计算图和等效电路图计算车间变电所的短路点的三相短路电流及三相短路容量，如下表所示：短路计算点三相短路计算电流/kA三相短路容量/MVA)3(kI)3(I)3(I)3(shi)3(shI)3(kSK-115．9515．9515．9540．6724．08290K-218．9218．9218．9234．8120．613．1六、变电所一次设备的选择效验161、10KV侧一次设备的选择效验如下表所示选择效验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其他装置地点条件参数NU30I)3(kI)3(shiimatI2)3(数据10kV28.8A15.95kA40.67kA1.1787.095.152设备型号规格额定参数eNUeNIocImaxitIt2高压少油断路器SN10-10II10kV1000A31.5kA80kA__高压隔离开关GN6-10/20010kV200A--25.5kA--高压隔离开关GN8-10/20010kV200A--25.5kA--高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA--电流互感器LQJ-1010kV100/5A--31.8kA811)1.090(2二次负荷6.0电压互感器JDJ-1010/0.1kV—————172、变压器侧低压电气设备的选择效验如图所示；选择效验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装置地点条件参数NU30I)3(kI)3(shiimatI2)3(-数据380V660.3A18.92KA34.81KA18.922*0