丰兴地安排改造毕业设计说明书

前言本次毕业设计是选择望城县雷锋镇丰兴电排改造的机电部分作为设计内容，拟拆除原立式泵房，新建卧室泵房，机组全部更新，对改造进行设计。丰兴电排改造毕业设计是本专业学习计划的最后一个重要的环节。作为对自己在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查我们在大学期间对基础知识及其专业知识的掌握情况，让我们学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，将电力工程类专业的继电保护 、 电气设备 、 电气识图 、 电气 CAD等课程所学的相关知识联系起来，综合运用，全面贯通，力争自己的设计成果达到较高水平。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页第一部分 设计说明书第一章 设计有关原始资料1、毕业设计选题选题望城县雷锋镇丰兴电排改造的机电部分做为设计内容，该设计将电力工程类专业的继电保护 、 电气识图 、 电气 CAD等课程所学的相关专业知识点联系起来，有利于培养学生独立分析处理问题的能力。2、毕业设计内容2.1 收集、分析原始资料本电排属于改选项目，原泵房为立式泵房，机组的运行、维护及调试较麻烦。本次拟拆除原立式泵房，新建卧室泵房，机组全部更新。工程项目主要包括水工及机电两部分：（1） 、水工部分：进水池、机房、机座及出水池等的新建、其中土方开挖及回填 200m3；工程 11.2 m3；浆砌石工程 122 m3；房屋面积 38 m3。（2） 、机电部分：水系、电机、配电屏、真空泵、闸阀、钢管等设计的采购、安装等项内容。水泵与电机直接传动，厂房内旋转水泵、电机、闸阀、真空泵、电机、闸阀、真空泵、配电屏各一台，厂房尺寸为：长宽=5m 6m。2.2 水泵、电机的选型设计2.2.1 排渍设计标准按十年一遇三日暴雨，三日排干至水稻耐淹尝确定。2.2.2 特征水位：设计出水池水位：取现有出水池水位，及 36.5m。排渍设计内湖水位：取一般低田地面高积为 29.50m，考虑一定的输水水头损失，取设计内水位 29.00m。即设计排渍净扬程 7.5m。抗旱设计内湖水位：取历年早季机组经常运行的水位，即 28.00m。即设抗西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页旱净扬程 8.5m。进出水管路布置成直线。管道全部采用 400 钢管，钢管总长度23.7m， 45弯头一个。水泵基础高程 30.50m，吸水管中心高程 31.325m，出水管出口中心高程 36.50m。2.2 其它资料：该机埠设计排渍面积：耕地面积 500 亩，旱地面积 600 亩。2.3 水泵流量计算按所给资料确定水泵流量 Q，水泵每日开机时间按 20h 计算。2.4 水泵及电机的型号选择根据所给资料要求及计算出流量，进行水泵的选择择和校验，及校核水泵的工作点，确定水泵的安装高程。3.电气部分设计内容电力供应通过应近的 10KV 高压线路接入，通过变压器变压到 400V 低压，经配电屏控制电动机运行。高压电气设备动行良好，本次设计暂不考虑。本部分具体内容如下：确定可行的低压电气类别组合及控制方式（至少两种） ，进行比较后，推荐其中一种根据所推荐举的组合形式，对丰兴电排设备进行总体布置进行低压电器设备及配电装置的选择和校验西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页第二章 水泵选型说明2.1 水泵选型计算的说明2.1.1 设计流量计算通过查找相关手册，可以按下面的公式确定设计流量 Q。tThCP hPQ36067.0 滞 蓄水设允 蓄设 旱稻 2102985.)5198(. /3.0sm式中：Q设计排水流量， m3/s水道田面积稻旱地面积旱蓄水面面积河 湖十年一遇三日暴雨量，198mm设PC时地暴雨径流系数，0.59水田允许滞蓄水深，50mn允 蓄h河、湖蓄水深，1000mm滞 蓄T排水天数T每天开机时数2.1.2 校核水泵工作点计算管道总沿程损失公式： 2QSh滞 蓄 3.5/8.10dLn沿 程式中：N沿程损失系数：钢管取 n=0.012。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页L管道长度（m）：其中进水钢管 8.1 米，出水钢管 15.6 米。D管道直径（m）：0.4 米Q管内流量（m 3/S）计算局部沿程损失，管道局部损失主要包括进口、弯头、闸阀、渐扩管、拍门及出口等部件的损失。公式： h 局部 =S 局部 Q2S 局部 =0.083/d4式中：局部损失系数根据管路的需要所程曲线方程，绘制扬程与流量（H-Q）曲线图；风附图1根据任务书上所提供的信息，此次丰兴电排改造设计中要求：a）设计排渍净扬程为 7.5mb）设计抗旱净扬程为 8.5m所以在考虑扬程曲线图时，为同时满足其两个设计要求，在绘制 H-Q 图时（H=H 净 +h沿程 +h 局部 ） ，其式中 H 应取 8.5m，即排渍扬程应包括在抗旱扬程内。2.2水泵选型说明水泵选型要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济值标，使之符文经济 安全 使用的原则 具体来说 有以下几个方面1 必须满足使用流量和扬程的要求2 所选择的水泵要体积小 重量轻 造价便宜 又要具有良好的特性和较高的效率3 具有良好的抗气蚀性能，这样技能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生气蚀，运行平稳，寿命长。4 按所选水泵站，工程投资少，运行费用低综合以上所述，选择 400HW20A 型混流泵功率 kw流量m/s扬程M转速r/min 轴功 电机 效率所需汽蚀进出口径泵质量西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页率 功率 100% 余量mmMm Kg1340 15.1 990 69.4 75 79.5 4 400 500校核水泵安装高程H= -h 允-h 吸损-pg大 气 pg汽=10.3 4 - 0.5 - 0.44=5.356 m满足要求式中：P 大气/pg 大气压头，10.3 米h 允 允许汽蚀余量，查产品样本，4 米h 吸损 吸水管路损失，S 吸损* =0.5 米2Qp 汽/pg 工作水温下的饱和汽化压头，0.44 米第三章 电气部分说明3.1电动机选型电动机的选型应与水泵相匹配，该泵站采用三项异步电动机，所以我们选择额定功率为 75KW 转速 980/min 功率因数 0.9 的电动机。 满载时 型号额定功率KW 各电流 A转转速 r/min效效率 %功功率因数Y-315s-6 75 141 980 92.8 0.9西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页启 动 电 流额 定 电 流 启 动 转 矩额 定 转 矩 最 大 转 矩额 定 转 矩外行尺寸（长*宽*高）mm.6.5 1.6 2.0 1190*780*7603.2低压电气设备选型低压电气选择是电排机电改造设计的主要内容之一，正确的选择电器是使电气主接线和配置打到安全，经济运行的重要条件，在进行电器选择时，应根据工程情况，在确保安全，可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统种各系统电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对他们的基本要求却是一致的。低压电器要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行悬着，并校验热稳定和动稳定。1 按正常条件工作选择电器额定电压和最高工作电压电气设备所在的电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高工作电压不得地狱所接电网的最高电压。因此在电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压 不低于装置地点电网额NU定电压 的条件选择。即 NSUNUS额定电流电气设备的额定电流 是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。I应不小于在各种合理运行方式下的最大持续工作电流NI maxI即 1.05NImaxI2 效验热稳定和动稳定电压电器的热稳定和动稳定以下的情况才需要进行常规效验预期短路电流超过 10KA 且未收到充分的有效限流保护有延时整定的 DW 型自动开关保护的设备，应效验热稳定。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页3.3降压启动方式的选择直接启动即在启动时加载电动机定子绕组上的电压为额定电压，三相异步电动机直接启动的条件容量在 7.5KW 以下的电动机均可以采用，但不适合丰兴电排改造。该电排站电动机采用降压启动，笼型电动机常用的降压启动方式有：自耦变压器降压启动、Y-启动、电阻降压启动、软启动器降压启动。降压启动即在电动机启动时降低定子绕组上的电压，启动结束时加载额定电压的启动方式，降压启动能起到降低电动机启动电流的目的，但由于转矩与电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的转矩要减小很多，顾适合空载或轻载启动。降压启动方式选择 启动方式 优点 缺点自耦变压器降压启动 可按允许的启动电流和所需启动转矩来选择自耦变压器不同抽头实现降压启动，定子绕组采用 Y 或设备体积大投资高电阻降压启动 设备简单，价格低，一般用于轻载启动的笼型电动机启动方式的启动转矩较小，启动过程种消耗的电能比较大，体积成本大。Y-降压启动 设备简单 成本低 只用于正常运行时为三角形方法，降压比较固定。软启动器降压启动 启动平稳，对电网冲击小，不必考虑对启动电动机的加强设计，启动装置功率合适，允许启动次数较高造价高延边三角形启动 启动时，每相绕组所承受的电压比接成全星型接法时大，启动转矩较大绕组复杂 应用受限制综合上述采用 Y-降压启动，QX4-75Y-减压启动器西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页QX4-75Y-减压启动器技术数据型号 380V时控制电机功率（KW）380V时最大工作电流（A）自耦变压器容量（kV.A）QX4-757515075电流互感器的电流比 热继电器的整定电流（A） 最大启动时间总和（S）150/5 165 603.4GCL配电屏选择低压配电柜：GCL 型是 PGL 型交流低压配电柜的改进产品，它适用于变电站，发电厂，工矿厂等。是交流 50HZ，额定电压 380V 的配电系统作为动力，照明及配电的电能转换及控制之用，该产品具有分断能力强，动热稳定性好，电气方案灵活，组合方便，系列性，实用性强，结构新颖等特点。根据结构方式，低压 装置有现场装配式与成套式。前者用于临时性施工现场，具有经济，简单，灵活，适用等有点，但不正规。可靠性差，后者由工厂分块定型生产，每块屏按各种规定的一次接线方式布置闸刀开关，自动开关，熔断器，仪用互感器等一次电器，并相应配备控制，测量和信号等二次元件，用户可根据低压电气主接线图选择所需接线方案，组合成为整套的低压配电装置，并加以合理布置，根据丰兴排灌站的低压电气接线图选用型号为 GCL-04 屏，组合成为整套的低压配电装置。GCL-04屏内设备表元件名称 型号 数量 符号西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页自动开关 DZ20-200 1 QF刀开关 HH15-250 1 QS电流互感器 LMZB1-10 3 TA电缆 ZRYJV 1电流表 T2 3 A电压表 PZ88/5 1 V转换开关 LW5 1 SA3.5