工厂配电设计

目录前言一机加工车间的负荷计算……………………………………1二短路电流及其计算…………………………………………6三配电设备与线路选型………………………………………10四变压器选型…………………………………………………11五继电保护……………………………………………………13六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。1.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949.991172.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Pn—设备的额定容量K－设备组的同时系数KL－设备组的负荷系数e－设备组的平均效率wl－配电线路的平均效率tan－对应用电设备组cos的正切值cos－用电设备组的平均功率因数UN－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。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第二章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UC—高压馈电线的短路计算电压Soc—系统出口短路器的断流容量300MVAISoc=500MVAII750MVAIII电力线路的电抗Xo—系统电缆的单位长度的电抗L—线路长度变压器的电抗%UK—变压器短路电压百分比SN—变压器的额定容量3.求k－１点的三相短路电流和短路容量（KVUc5.101）注解：短路计算电压取值要比线路额定电压高5%。b)k-2X3X'2X'11）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AMVSoc300，因此37.011SUXocc。架空电路的电抗：由表3－2得kmX38.00，因此8.31038.002kmkmLXX。K－1点短路的等效电路如图所示，其计算总电抗如下：2）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：KAKXUICk45.113131）（。三相短路次暂态电流和稳态电流：KAIIIk43.131)3()3(''）（。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：AMVIUSkclk37.26331)3(1）（4.求k－2点的三相短路电流和短路容量（Ｕc2=0.4KV）1）计算短路电流中各元件的电抗及总电抗。电力系统的电抗：4221103.5occSuX。架空电路的电抗：312202105.5ccuuLXX。电力变压器的电抗：5.4%ku。因此：32243104.11100%ncksuuXX所以：332121043.17XXXXKish)3(=1.84I)3(''=24.38KAIsh)3(=1.09I)3(''=14.34KASk)3(2=Iukc)3(223=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1.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。2.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。3.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1.负荷统计由《车间设备材料表》统计的：KWPe1249计算时参数选择：5.0Kd63.0cos33.1tan有功功率：KWPKPed5.62430无功功率：var6.830tan3030kPQ取同时系数：90.0~80.0Kp取0.8595.0~85.0Kq取0.90所以，总的有功功率：KWPKPip8.530',3030总的无功功率：var5.747',3030kQKQiq变电所的视在计算负荷为：AKVQPS8.916''23023030主变压器容量选择条件为SSTN30.，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：63.0cos2.无功补偿容量按规定，变电所高压侧的90.0cos，因此93.0cos。var7.535var93.0arccostan63.0arccostan'30kkPQc。取var540kQc3.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