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1、包头职业技术学院毕业论文包头职业技术学院大专生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：某标准件厂冷镦车间 低压配电系统及车间变电所设计学生姓名：学 号：专 业：电气自动化班 级：指导教师：目 录第一章 工厂的计算负荷1第一节 冷镦车间设备组一各设备的计算负荷1第二节 冷镦车间设备组二各设备的计算负荷4第三节 冷镦车间各回路的计算负荷5第四节 工具车间和机修车间各线路上的计算负荷10第五节 低压系统总计算负荷11第二章 低压无功补偿的计算及补偿电容的选择13第一节 无功功率补偿的计算13第二节 补偿电容的选择14第三章 变压器台数和容量的选择15第四章 主接线方案的确定16第五章 低压配电屏的确定17

2、第六章 高低压进出线的选择18第一节 高低压进出线的选择18第二节 低压母线的选择20第七章 低压侧的显示装置21第八章 低压侧的断路器、开开关、电流互感器的确定22第一节 断路器和电流互感器的确定22第二节 低压刀开关的选择24第九章 防雷保护和接地保护的确定26第十章 总结27参考文献29第一章 工厂的计算负荷1.1 冷镦车间设备组一各设备的计算负荷 需要系数值与用电设备的类别和工作状态的关系极大，因此在计算时，首先要正确的判明用电设备的类别和工作状态，否则会造成错误。冷镦车间的电动机属于大批量生产的冷加工机床电动机,所以取 ，取，取，.依据计算负荷的基本公式：有功计算负荷为： ； 无功计

3、算负荷为： ； 视在计算负荷： ； 计算电流为：，冷镦机Z47-12的计算负荷为： 有功计算负荷为： ； 无功计算负荷为：=； 视在计算负荷： = ; 计算电流为： ,设备组一其余设备的计算负荷算法和冷镦机Z47-12计算负荷算法相同，因此，得出冷镦车间设备组一各设备的计算负荷 如表1设备代号名称台数设备容量/单台Pe/kW需要系数Kd计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A1冷镦机Z47-1216310.20.51.736.210.7312.418.842冷镦机GB-31+1（备）550.20.51.731119.032233.433冷镦机A1641280.20.51.7

4、35.69.6911.217.024冷镦机A1241280.20.51.735.66.6911.217.025冷镦机A1232200.20.51.7346.92812.156冷镦机A1631200.20.51.7346.92812.157冷镦机1691100.20.51.7323.4646.088冷镦机Z47-67150.20.51.7335.1969.129冷镦机82BA1110.20.51.732.23.814.46.6910冷镦机A12124.70.20.51.730.941.631.882.8611冷镦机A120230.20.51.730.61.041.21.8212切边机A23322

5、00.20.51.7346.920.812.1513切边机A2321140.20.51.732.84.845.64.2514压力机60t1100.20.51.7323.4646.0815压力机40t170.20.51.731.42.422.84.2516切边机A231470.20.51.731.42.422.84.2517切边机A23014.50.20.51.730.91.561.82.7318切边机(自制)130.20.51.730.61.041.21.8219搓丝机GWB162100.20.51.7323.4646.0820搓丝机1140.20.51.732.84.845.68.5121搓

6、丝机A2531+1（备）70.20.51.731.42.422.84.2522搓丝机A253470.20.51.731.42.422.84.2523双搓机1110.20.51.732.23.814.46.8924搓丝机GWB6525.50.20.51.731.11.92.23.3425搓丝机Z25-4130.20.51.730.61.31.21.8226铣口机（自制）170.20.51.731.42.422.82.1327铣口机（自制）15.50.20.51.731.11.92.23.3428车床C336130.20.51.730.61.041.21.8229车床1336M14.50.20.5

7、1.730.91.561.82.7330台钻7+1（备）0.60.20.51.730.120.210.240.3631清洗机（自制）4100.20.51.7323.4646.0832包装机3+1（备）4.50.20.51.730.91.561.82.7334车床C620-1170.20.51.731.42.422.82.1335车床C620-M170.20.51.731.42.422.82.1336车床C620170.20.51.731.42.422.82.1337车床C618K170.20.51.731.42.422.82.1338铣床X62W17.50.20.51.731.52.634.5

8、639平面磨床M723017.620.20.51.731.522.643.044.6240牛头刨床130.20.51.730.61.041.21.8241立钻11.50.20.51.730.30.520.60.9142砂轮机60.60.20.51.730.120.210.240.36表1 冷镦车间设备组一各设备的计算负荷 1.2 冷镦车间设备组二各设备的计算负荷桥式起重机、电葫芦、吊车等均属于起重机类。要求容量统一换算到 , 因此可换算后得出设备的容量为 ,，不难得出设备组二各设备的容量 。 依据计算负荷的基本公式：有功计算负荷为： ； 无功计算负荷为： ； 视在计算负荷： ； 计算电流为：，

9、且，。 桥式吊车5t的计算负荷为：有功计算负荷为： ; 无功计算负荷为： 视在计算负荷： ; 计算电流为： .设备组二其余设备的计算负荷算法和桥式吊车5t的计算负荷算法相同，因此，得出冷镦车间设备组二各设备的计算负荷 如表2设备代号台数设备容量/单台kw需要系数Kd计算负荷P30/KWQ30/KVarS30/kAVI30/A45桥式吊车5t218.70.150.51.732.84.855.68.546梁式吊车3t1+1（备）8.20.150.51.731.232.132.463.7447电葫芦1.5t12.80.150.51.730.420.730.841.2848电葫芦1.5t11.10.1

10、50.51.730.170.290.340.52表2 冷镦车间设备组二各设备的计算负荷1.3 冷镦车间各回路的计算负荷 对于车间冷镦车间各回路可按干线上的计算负荷方法计算 依据干线上计算负荷基本公式： 总的有功计算负荷为：；总的无功计算负荷为：； 总的视在计算负荷为：；总的计算电流为： ；。且取 ，取 NO.7 回路计算负荷为： 总的有功计算负荷： 总的无功计算负荷： 总的视在计算负荷： 总的计算电流为： .其余回路计算负荷算法算法和NO.7回路的计算负荷算法相同，照明线路，无功计算负荷为零。因此，得出冷镦车间各回路的计算负荷 如表4供电回路计算负荷NO.7冷镦机Z47-1211.7820.8

11、223.9336.35冷镦机Z47-12NO.8冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.9冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.10冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.11冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.12冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.13冷镦机Z47-1211.7820.8223.9336.35冷镦机Z47-12NO.14冷镦机Z47-1211.7820.82

12、23.9336.35冷镦机Z47-12NO.15冷镦机GB-320.936.9242.4364.45冷镦机GB-3NO.16冷镦机A16410.6418.821.632.82冷镦机A124NO.17冷镦机A12313.323.52741.02冷镦机A123冷镦机A163冷镦机169NO.18冷镦机Z47-611.420.1423.1435.16冷镦机Z47-6冷镦机Z47-6冷镦机Z47-6NO.19冷镦机Z47-610.6418.821.632.83冷镦机Z47-6冷镦机Z47-6冷镦机82BANO.20冷镦机A1212.935.1769.03冷镦机A121冷镦机A120冷镦机A120NO.

13、21切边机A23312.1621.4824.6837.51切边机A233切边机A232切边机A232NO.22压力机40t5.329.410.816.41切边机A231切边机A231切边机A231NO.23切边机A2314.668.239.4614.37切边机A230切边机(自制)搓丝机GWB16NO.24搓丝机GWB167.2212.7514.6522.3搓丝机搓丝机A253搓丝机A253NO.25搓丝机A2535.329.410.816.41搓丝机A253搓丝机A253搓丝机A253NO.26双搓机4.758.649.8615搓丝机GWB65搓丝机GWB65搓丝机Z25-4NO.27铣口机

14、（自制）3.86.927.912铣口机（自制）车床C336车床1336MNO.28台钻0.460.820.941.42台钻台钻台钻NO.29台钻0.460.820.941.42台钻台钻台钻NO.30清洗机（自制）7.613.4315.4423.45清洗机（自制）清洗机（自制）清洗机（自制）NO.31包装机3.426.06710.64包装机包装机包装机NO.32车床C620-15.329.410.816.4车床C620-M车床C620车床C618KNO.33铣床X62W3.736.67.5811.52平面磨床M7230牛头刨床立钻NO.34砂轮机0.460.820.941.42砂轮机砂轮机砂轮机

15、NO.35砂轮机0.971.7223砂轮机电葫芦1.5t电葫芦1.5tNO.36桥式吊车10.2318.0620.7631.54桥式吊车梁式吊车梁式吊车NO.37照明10.800.84.62照明2照明3照明4表4 冷镦车间各回路的计算负荷1.4 工具车间和机修车间各线路上的计算负荷 结合附录三，工具车间和机修车间的有功计算负荷和无功计算负荷已给出，需要计算工具车间和机修车间的视在计算负荷和计算电流。 依据负荷计算基本公式： 视在计算负荷为：； 计算电流为： ；。NO.1供电回路的计算负荷为： 视在计算负荷为： 计算电流为： 设备组三其余供电回路计算负荷算法和NO.1供电回路计算负荷算法相同，因

16、此，得出工具车间和机修车间各回路的计算负荷 如表3 序号车间名称供电回路设备容量/KW计算负荷P30/KWQ30/KVarS30/kAVI30/A 1工具车间NO.150181422.834.65NO.267201625.6239NO.346151722.734.45NO.430101316.424.922 机修车间NO.5NO.6（备用路）160524770.1106.5表3 工具车间和机修车间各线路上的计算负荷1.5 低压系统总计算负荷对于低压母线，分为以下两种情况：1）由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取=0.800.90, =0.850.95。 2）由车间干线计算负荷直接相加来计

17、算时 =0.850.95, =0.900.97。 本设计取 ，取。 依据总计算负荷公式： 总有功计算负荷为: ；总无功计算负荷为 : ；总的视在功率为 : ;总计算电流为 : ;.低压系统总计算计算负荷为：总有功计算负荷为: 总无功计算负荷为 : 总的视在功率为 : 总计算电流为: 低压系统的总计算负荷为 如表5名称计算负荷冷镦车间各回路总计算负荷240.73424.44 工具车间和机修车间总计算负荷167154总计407.73578.44387.34561.1681.811035.9表5 低压系统的总（冷镦、工具、机修车间总）计算负荷第二章 低压无功补偿的计算及补偿电容的选择2.1 无功功率

18、补偿的计算工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电葫芦等，还有感性的电力变压器，从而使工厂的功率因数降低。如果在充分发挥设备的潜力、改善运行性能、提高自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需要考虑增设无功补偿装置。 1.补偿前的变压器低压侧的视在计算负荷为： = 功率因数为： = 2.按规定，变电所高压侧的 考虑到变压器本身的无功损耗远大于其有功损耗, 一般=(45)，因此，在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应高于，这里取,要使压侧功率因数又提高到，低压侧需并联电容器容量为 3.补偿后的变压器容量和功率因数 补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为： 补偿后变压

19、器低压侧的电流： 变压器损耗： ) 变压器高压侧的计算负荷为： 补偿后工厂的功率因数为 ,满足要求。无功补偿后工厂的计算负荷 如表6项目计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvarI30/A380V侧补偿前负荷0.57387.34561.1681.811035.9380V侧无功补偿容量-393380V侧补偿后负荷387.34168.1421.85640.93变压器功率损耗=4.22=21.0910kV侧负荷总计0.902391.56189.19434.4425.08表6 无功补偿后工厂的计算负荷 本设计采用的补偿方式是：低压集中补偿。2.2 补偿电容的选择 经计算要使变压器一次侧的功率

20、因数达到0.9以上需补偿的电容容量为为393Kvar，依据设计要求，在低压侧进行低压集中补偿，所以本设计选择补偿柜为PGJ2型低压自动补偿屏，电容器为BCMJ0.4-50-3型， ，四舍五入所以选择的电容器为8组。 采用型接线，一般利用220V，1525W的白炽灯丝电阻来放电，并且兼电容组正常运行的指示灯。如（图一）第三章 变压器台数和容量的选择 在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S9系列或S10系列。本设计选择S9系列三相油浸自冷电力变压器。由于本车间负荷性质：车间为三班工作制，年最大有功负荷应用小时为4500h，属于三级负荷，所以选择一台主变为宜，变压器的容量应大于 ,即， ,考

21、虑到冷镦车间增加设备，厂房的扩建，和照明线路所以本设计选远远大于，因此本设计选择的变压器为一台。第四章 主接线方案的确定变电所的主结线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。按上面对变压器的要求可设计两种主结线方案 如表7和表8 比较项目装设一台主变压器的方案装设两台主变压器的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些表7 技术指标的比较经济指标

22、电力变压器的综合投资额查表得S9630/10单价为7.47万元，查表得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为万元=14.94万查表得S315/10单价为4.3万元，因此两台综合投资为=17.2万元。电力变压器和高压开关柜的年运行费查表计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为4.89万元主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为7.067万元。交供电部门的一次性供电贴费按800元/kVA计，贴费为万元=50.4贴费为2×315×0.08万元=50.4万元，和一台主变压器相同 表8 经济指标的比较从上表中的数据对比，不难看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案

23、略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案。本设计系统采用TN-C系统，母线采用单母线分段制，线路采用树干式接线，如图一第五章 低压配电屏的确定 PGL型低压配电屏是我国80年代统一设计的结构比较合理、性能比较优越的产品，目前主要分为1、2型即PGL1 . PGL2型，但是PGL1型低压配电屏中已有电器被淘汰因此现在主要用PGL2。 GGD型低压开关柜是继PGL型低压配电屏之后有能源部联合设计的新产品，较PGL型配电屏的密封性好，可防止小动物进入，且美观，分段能力高。 此次选择有两种型号的开关柜供选择，但为了考虑经济性，可靠性好。本设计采用PLG

24、2型开关柜，所用的低压配电屏 如表9。序号元器件名称型号单位数量1补偿柜PGJ1-02台82计量柜PGL2-05台13母联柜PGL2-07台14低压配电屏PGL2-27台205低压配电屏PGL2-29台56低压配电屏PGL2-30台27低压配电屏PGL2-40台1表9 低压配电屏第六章 高低压进出线的选择6.1 高低压进出线的选择 1. 由于车间最热月温度为，地中最热月平均温度为20，土壤冻结深度为1.1m；车间环境属于干燥环境，考虑到节约铜资源，以铝代铜的原则。节约成本，经济合理的布局导线，避免浪费，本设计冷镦车间均采用BLV（铝芯聚氯乙烯缘导线）明敷导线，耐压为0.5KV.工具车间和机修车

25、间采用VLV22（铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内钢带铠装电力电缆）的电力电缆。2.3.中性线的截面积应大于1/2倍的相线截面积本设计选择绝缘导线穿硬塑料管敷设，线路选择按允许载流量选择截面。综上所述至3#机的导线选择为： ,所以选择导线为：BLV-500-(3×10+1×6)。耐压为：500V。温度为30时，穿管导线的最大载流流为：。至其余设备的导线选择方法和至3#机的导线选择方法相同，因此，得出至各设备的导线 如表10线路名称电流/A导线或电缆线的型号规格路数高压进线25.08YJL22-10000-3×25交联聚乙烯（直埋）高压进线和380V低压出线高压进线和

26、380V低压出线至1#机18.84VLV22-1000-(3×10+1×6)(四芯电缆)16路至2#机33.43VLV22-1000-(3×10+1×6)(四芯电缆)2路至3#机17.02BLV-500-(3×10+1×6) (四芯)1路至4#机17.02BLV-500-(3×10+1×6) (四芯)1路至5#机12.15BLV-500-(3×6+1×4) (四芯)2路至6#机12.15BLV-500-(3×6+1×4) (四芯)1路至7#机6.08BLV-500-(3

27、15;4+1×4) (四芯)1路至8#机9.12BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)7路至9#机6.69BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)1路至10#机2.86BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)2路至11#机1.82BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)2路至12#机12.15BLV-500-(3×6+1×4) (四芯)2路至13#机4.25BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)1路至14#机6.08BLV-500-(3

28、15;4+1×4) (四芯)1路至15#机4.25BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)1路至16#机4.25BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)4路至17#机2.73BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)1路至18#机1.82BLV-500-(3×4+1×4 ) (四芯)1路至19#机6.08BLV-500-(3×4+1×4) (四芯)2路至20#机8.51BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）1路至21#机4.25BLV-500-(3&

29、#215;4+1×4) （四芯）2路至22#机4.25BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）4路至23#机6.89BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）1路至24#机3.34BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）2路至25#机1.82BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）1路至26#机2.13BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）1路至27#机3.34BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）1路至28#机1.82BLV-500-(3

30、×4+1×4) （四芯）1路至29#机2.73BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至30#机0.36BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）8路至31#机6.08BLV-500-(3×4+1×4) （四芯）4路至32#机2.73BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）4路至34#机2.13BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至35#机2.13BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至36#机2.13BLV-500-(3

31、15;4+1×4)（四芯）1路至37#机2.13BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至38#机4.56BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至39#机4.62BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至40#机1.82BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至41#机6.91BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至42#机0.36BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）6路至45#机11.36BLV-500-(3×6+

32、1×4)（四芯）2路至46#机5BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）2路至47#机1.7BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至48#机0.67BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）1路至照明4.62BLV-500-(3×4+1×4)（四芯）4路至NO.1回路33.2VLV22-1000-(3×10+1×6)-DB(四芯) 直埋1路至NO.2回路37.3VLV22-1000-(3×10+1×6)-DB(四芯) 直埋1路至NO.3回路33.112VL

33、V22-1000-(3×10+1×6)-DB 直埋1路至NO.4回路24VLV22-1000-(3×10+1×6)-DB 直埋1路至NO.5回路102.14VLV22-1000-(3×50+1×25)-DB 直埋2路表10 至各设备的导线6.2 低压母线的选择 车间内以采用LMY型硬铝母线最为普遍，本车间环境属于干燥环境，适用于本车间。所以本车间变电所选用LMY硬铝母线。 LMY-× L:铝 M:母线 Y:硬 方框1：母线宽度（单位为mm） 方框2：母线厚度（单位为mm） 本车间变压器二次侧的计算电流 ， 母线的电流要远远大

34、于变压器二次侧的计算电流。因此，本车间低压母线选择LMY-3×(60×6)+1×(40×4) 即相母线尺寸为60mm×6mm，中性母线为40mm×4mm。第七章 低压侧的显示装置 1.380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装设一只电流表，在380V电源进线装设电度表。2.低压动力线上每相都装设电流表。低压联络线上装电流表，无功补偿柜上每相装电流表。 第八章 低压侧的断路器、开开关、电流互感器的确定 2.本设计刀开关均采用HD13型，级数为3级，额定电流有：100、200、400、600、1000四个等级， 3.本设计互感器均采用LM

35、ZJ1-0.5型, 4.本设计选择的开关、保护等等的选择均按电流的大小选择，其电流大于该路的计算电流。8.1 断路器和电流互感器的确定 本设计低压侧几乎所有的断路器为DZ20型。本设计低压侧所有的电流互感器为LMZJ1-0.5型。 以1#机为例 ： , ,所以选择的断路器为：DZ20-100/3。 ， ，所以选择的电流互感器为：LMZJ1-0.5 30/5。低压断路器和互感器的选择型号为 表11线路名称电流/A断路器互感器路数低压进线柜640.93DW15-1000/3LMZJ1-0.5 1000/5高压进线和380V低压出线高压进线和380V低压出线至1#机18.84DZ20-100/3LM

36、ZJ1-0.5 30/516路至2#机33.43DZ20-100/3LMZJ1-0.5 50/52路至3#机17.02DZ20-100/3LMZJ1-0.5 30/51路至4#机17.02DZ20-100/3LMZJ1-0.5 30/51路至5#机12.15DZ20-100/3LMZJ1-0.5 30/5 2路至6#机12.15DZ20-100/3LMZJ1-0.5 30/51路至7#机6.08DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/51路至8#机9.12DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/57路至9#机6.69DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/51路至10#机2.

37、86DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/52路至11#机1.82DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/52路至12#机12.15DZ20-100/3LMZJ1-0.5 30/52路至13#机4.25DZ20-100/3LMZJ1-0.5 10/51路至14#机6.08DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/51路至15#机4.25DZ20-100/3LMZJ1-0.5 10/51路至16#机4.25DZ20-100/3LMZJ1-0.5 10/54路至17#机2.73DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至18#机1.82DZ20-100/3LMZJ1-0.5

38、5/5 1路至19#机6.08DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/52路至20#机8.51DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/51路至21#机4.25DZ20-100/3LMZJ1-0.5 10/52路至22#机4.25DZ20-100/3LMZJ1-0.5 10/54路至23#机6.89DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/51路至24#机3.34DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/52路至25#机1.82DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至26#机2.13DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至27#机3.34DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至28#机1.82DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至29#机2.73DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至30#机0.36DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/58路至31#机6.08DZ20-100/3LMZJ1-0.5 15/54路至32#机2.73DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/54路至34#机2.13DZ20-100/3LMZJ1-0.5 5/51路至35#机2.13DZ20-100/