某机修厂机加工车间低压配电系统设计

1、.西南科技大学电气专业方向设计报告设计名称： 某机修厂机加工车间低压配电系统设计 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 西南科技大学信息工程学院制:18方 向 设 计 任 务 书学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 某机修厂机加工车间低压配电系统设计 起止日期： 指导教师： 设计要求：（一） 设计的具体任务与要求1、进行车间的负荷计算及无功补偿(要求列表)；2、确定车间变电所主变压器型式、容量和数量；3、车间变电所主结线方案的设计（要求组成23个不同的方案，进行技术、经济方面的比较，选择最佳方案）；4、进行短路计算；5、车间变电所一次设备的选择与校验；7、车间变电所高低压

2、进出线的选择与校验；8、确定车间低压配电系统布线方案；9、选择低压配电系统的导线及控制保护设备；8、绘制相关图纸，图中注明所选设备名称、型号等内容。（二） 设计应提交的文件1、设计计算说明书，应包含l 对各种设计方案的比较；l 完整的电路图，计算的原始公式，详细的计算过程；l 计算数据汇总表；2、设计图纸l 车间变电所主结线图；l 车间低压平面布线图；（设计图纸用计算机完成，本次设计对图纸尺寸不作要求。没有条件的同学可以手工完成，要求字迹工整，作图规范。）方 向 设 计日 志时间设计内容2012/10/19搜集资料2012/10/28画厂区CAD平面图2012/11/1负荷计算与短路计算201

3、2/11/8计算并确定母线、通往各车间线路、车间干线的线宽与选型2012/11/9计算并确定各配电箱和布线内容某机修厂机加工车间低压配电系统设计摘要（150-250字）电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。现在除个别大型工业联合企业有自备

4、电厂外，绝大多数工厂都是从国家电力系统取得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2、可靠应满足能用户对供电可靠性的要求。3、优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济供电系统的投资要少，运行费用低，并尽可能工节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局

5、和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。关键词（35个）车间计算负荷 短路电流 断路器选择 电缆选择 英文摘要（150-250字）Electrical energy is the main motivate part of the industrial production. Factories supply power design duty to obtain power source from the electrical power system, pass through the reasonable transmission, tr

6、ansformation, and assigns to the factory workshop in on each current collector. Along with the industry electricity automation technology development, factories with the electric quantity rapid growth, to the electrical energy quality, the power supply reliability as well as the technology economic

7、indicator and so on the request also day by day enhances .The power supply designs whether consummates, not only affects the factory the capital investment, the operating cost and the non-ferrous metal consumption, moreover also reflected to the factory power supply reliability and in the factory sa

8、fety in production ,it and enterprises economic efficiency ,the equipment and so on is the close correlation .Now has besides the individual major industry integrated enterprise supplies for oneself the power plant, the majority factory all is obtains the electrical energy from the country electrica

9、l power system. Therefore, the factory industry load is the electrical power system main user, the factory power supply system also is an electrical power system constituent, guarantees the safe power supply and the economical movement, not only relates the enterprise the benefit, also relates the e

10、lectrical power system the security and the economical movement as well as the reasonable use energy .The factory power supply design must follow nation each general and specific policies, the design proposal must conform to in the nation standard related stipulation ,simultaneously must satisfy fol

11、lowing several basic requests:1、Securities-in the electrical energy supply ,assignment and should not have the accident causing personal injury and the equipment accident .2、Reliable-should satisfy the electrical energy user to the power supply reliable request . 3、High qualityshould satisfy the ele

12、ctrical energy user to quality the and so on voltage and frequency request .4、Economies-power supply system investment must be few, low operating cost ,and saves the electrical energy and the reduced non-ferrous metal consumption as far as possible .In addition, in the power supply work, should reas

13、onably process the bureau and the overall situation, current and is long term and so on the relations, both must consider partial and the current benefit, and must have the total view, can take the entire situation into account, adaptation development. This instruction booklet repairs a vehicle the

14、low electrical power distribution systems for some mechanical factory electricity and the workshop transformer substation design explanation. This workshop main transformer capacity is 630kVA,various voltages rank respectively is 10kV and 0.4kV, the workshop load is three kinds of loads. According t

15、o designs the project description the request, this design main content includes: The workshop load computation and the idle work compensate; definite workshop transformer substation institute site and pattern; Workshop transformer substation host electric coil plan; Short-circuit current computatio

16、n; mainly current collector choice and verification; Workshop transformer substation setup UPS and anti-radar protection and grounding design and so on英文关键词（35个）Workshop computational load Short-circuit current Breaker selection Cable Select 一、设计目的和意义电能是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换，分配到

17、工厂车间中每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上。它与企业的经济效益、设备和人生安全等是密切相关的。工厂厂区供电设计是整个工厂建设设计中的重要组成部分。供电设计质量,会直接影响到日后工厂的生产与发展。尤其对那些工业生产自动化程度很高的大型现代化工厂,如果能有一个高质量的供电系统,那么,就有利于企业的快速发展。稳定可靠的供电系统,有助于工厂增加产品产量,提高产品质量,降低生产成本,增加企业经

18、济效益。如果供电系统设计质量不高,将会给企业,给国家造成不可估量的损失。本次课程设计针对某机修厂机械加工一车间低压配电系统及车间变电所设计，涉及到工厂电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂配电所及其一次设备，工厂电力线路，工厂供电系统的过电流保护和二次回路还有电气照明等方面入手按照国家的一些技术标准设计。做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的意义。二、基础资料1 车间平面布置图2 车间生产任务 本车间承担

19、机修厂机械修理的配件生产。3 车间设备明细表机加工一车间设备明细表设备代号设备名称型号台数单台容量（kW）总容量（kW)设备代号设备名称型号台数单台容量（kW）总容量（kW)123456789101112131415161718车床C630M万能工具磨床M5M普通车床C620-1普通车床C620-1普通车床C620-1普通车床C620-3普通车床C620普通车床C620普通车床C620普通车床C620普通车床C618普通车床C616螺旋套丝机S-8139普通车床C630管螺纹车床Q119摇臂钻床Z35圆柱立式钻床Z5040圆柱立式钻床Z504011111111111111111110.1252

20、.0757.6257.6257.6255.6254.6254.6254.6254.6254.6254.6253.12510.1257.6258.53.1253.12510.1252.0757.6257.6257.6255.6254.6254.6254.6254.6254.6254.6253.12510.1257.6258.53.1253.12519202122232425262728293031323334355t单梁吊车立式砂轮牛头刨床B665牛头刨床B665万能铣床X63WT立式铣床X52K滚齿机Y-36插床B5032弓锯机G72立式钻床Z512电极式盐浴电阻炉并式回火电阻炉箱式加热电阻炉

21、车床CW6-1立式车床C512-1A卧式镗床J68单臂刨床B10101111111111111111110.21.7533139.1254.141.70.620（单相380V）244531.935.7107010.21.7533139.1254.141.70.620244531.935.71070总计4 车间变电所的供电范围 本车间变电所设在机加工一车间的东南角，除为机加工一车5 间供电外，尚需为机加工二车间和铸造、铆焊、电修等车间供电。其它车间的负荷计算表如下表所示。机加二车间和铸造、铆焊等车间的负荷计算表序号车间名称供电回路代号设备容量（kW）计算负荷P30(kW)Q30(kvar)S30

22、(kVA)I30(A)1机加工二车间No.1 供电回路15546.554.4No.2 供电回路1203642.1No.3 供电回路10802铸造车间No.4 供电回路1606465.3No.5 供电回路1405657.1No.6 供电回路1807273.4No.7 供电回路86.403铆焊车间No.8 供电回路1504589.1No.9 供电回路17051101No.10 供电回路75.604电修车间No.11 供电回路1504578No.12 供电回路1464465No.13 供电回路1080总计6 车间负荷性质 车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。7 供电

23、电源条件1）本车间变电所从本厂3510kv总降压变电所用架空线路引进10kv电源，如图所示。架空线路长300m。2) 工厂总降压变电所10kV母端上的短路容量按200MVA计。3) 工厂总降压变电所10kv配电出线定时限过流保护装置的整定时间top1.7s。4) 要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。5) 要求在车间变电所10kv侧计量。8 车间自然条件 (1)气象资料 1)车间内最热月的平均温度为30。 2)地中最热月的平均温度为20。 3)土壤冻结深度为1.10m。 4)车间环境，属正常干燥环境。 (2)地质水文资料 车间原址为耕地、地势平坦。地层以沙粘土为主，地下水位为2.85

24、.3m三、设计步骤1. 分组 由车间平面布置图，按照容量接近和设备接近的原则，可把一车间的设备分成5组，分组如下：NO.1：29、30、31 配电箱的位置：D-靠柱放置NO.2：1428 配电箱的位置：C-靠墙放置NO.3：1、32、33 配电箱的位置：B-靠柱放置N0.4：34、35 配电箱的位置：B-靠柱放置NO.5：6、7、11、12、13 配电箱的位置：B-靠柱放置NO.6：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置：A-靠柱放置2负荷计算和无功功率补偿1）各用电设备组的需要系数及功率因数（如表1） 各用电设备组的需要系数及功率因数用电设备名称costan冷加工车间0.14-1.060

25、.51.73热处理车间0.4-0.60.65-0.71.17-1.02 表12）各个小组的负荷计算 (1)求出各组用电设备的总额定容量。 （2）查出各组用电设备相应的需要系数及相应的功率因数。a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数b)无功计算负荷（单位为kvar）= tanc)视在计算负荷（单位为kvA）=d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV） 计算：以NO1:29 30 31 为例，其他类似可得。（取冷加工车间为0.5、cos=0.5 tan为1.02，热处理车间为0.5、cos=0.7、tan为1.73） =0.5*（20+24+45）Kw=44.5Kw

26、 = tan=44.5*1.02=45.39Kw=63.57KVA=96.58A机加一、二车间和铸造、铆焊等车间的负荷计算表序号车间名称供电回路代号设备容量（kW）计算负荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1机加工一车间No.1 供电回路8944.545.3963.5796.58No.2 供电回路82.95741.4971.7782.98126.08No.3 供电回路77.72538.86367.2377.73118.10No.4 供电回路80.00040.00069.2080.00121.55No.5 供电回路19.4999.749516.8719.49929.62

27、No.6 供电回路38.82519.4133.5838.8358.992机加工二车间No.6 供电回路15546.554.471.6108.7No.7 供电回路1203642.155.484.2No.8 供电回路1080812.23铸造车间No.9 供电回路1606465.391.4138.9No.10 供电回路1405657.180121.5No.11 供电回路1807273.4102.8156.2No.12 供电回路86.406.49.74铆焊车间No.13 供电回路1504589.199.8151.7No.14 供电回1171.9No.15 供电回路75.605

28、.68.55电修车间No.16 供电回路150457890136.8No.17 供电回路146446578.5119.3No.18 供电回路1080812.2总计=()=1794.006545.21790.02959.891458.40是有功负荷同时系数，可取0.850.95,上表取0.8. 是无功负荷同时系数，可取0.90.97，在上表计算中取0.85.3）无功功率补偿由=，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.57。而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92

29、来计算380V侧所需无功功率补偿容量: Qc=P30(tan1- tan2)=545.21 tan(arccos0.57)- tan(arccos0.92)Kvar=553.65 Kvar无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.57545.21790.02959.891458.40380V侧无功补偿容量553.65380V侧补偿后负荷0.917545.21236.37594.24902.86主变压器功率损耗0.015S30=8.180.06S30=32.7110KV侧负荷总计0.935537.03203.66574.

30、3533.163. 短路电流的计算(4)1） 确定基准值：设Sd=100MVA，Ud1=10kV，低压侧Ud2=0.4kV，则 2) 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (a) 电力系统 (b) 架空线路 ，而线路长0.3km,故 (c) 电力变压器 有，故 因此绘等效电路，如图6-2所示。图6-2 等效电路3)计算k-1点（10kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a）总电抗标幺值 b）三相短路电流周期分量有效值 c）其他短路电流 d）三相短路容量 4) 计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 a）总电抗标幺值 b）三相短路电流周期分量有效值 c）其他短

31、路电流 d）三相短路容量 短路计算结果汇总表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI(3)k19.459.459.4524.1014.27162.87k219.719.719.738.0522.5414.36 4.配电箱和导线的选择1）动力配电箱参数选择计算举例（以No.5号干线动力配电箱设备编号为6的参数选择计算举例例） (a)设备的计算负荷No.1设备容量Pe5.625KW。则其计算电流为I305.625kw/(×380×0.5) 17.09A其起动电流：IqdKqd×Ie（57）Ie取Iqd7I307×17.09119.63AIqd/a1

32、19.63÷2.547.85A(查建筑电气设计手册332页表15-3为了计算方便故选取a值为2.5。下面计算取值相同)(b)确定熔断器参数熔体的额定电流Ia.l应满足下列要求：Ia.lI30，Ia.lIqd/a，所以选取熔体的额定电流Ie.r50A，熔管的额定电流为100A。(c)选择导线截面和型号根据允许温升选择截面，则应满足：IaxI3017.09A查电气工程基础附录表11，选取S=4平方毫米即可。配电箱的选择配电箱编号设备编号配电箱内编号额定容量计算参数（安）熔断器电流（安）电缆截面mm2断路器I30Iqd/aIe.r（kw）AAA12912043.41121.5513010C

33、M1-60M3022452.09145.8615010CM1-60M3134597.67273.4830035CM1-60M214110.12530.7786.1510010CM1-60M1527.62523.1764.886510CM1-60M1638.525.8372.3210010CM1-60M1743.1259.5026.60304CM1-60M1853.1259.5026.60304CM1-60M19610.230.9986.7810010CM1-60M2071.755.3214.90154CM1-60M21839.1225.54304CM1-60M22939.1225.54304C

34、M1-60M23101339.50110.6112010CM1-60M24119.12527.7377.6410010CM1-60M25124.112.4634.88354CM1-60M2613412.1534.03354CM1-60M27141.75.1714.46154CM1-60M28150.61.825.1064CM1-60M31110.12530.7786.1510010CM1-60M32231.996.93271.4230035CM1-225H/3220 160A33335.7108.48303.7532035CM1-225H/3220 160A43441030.3985.0810

35、010CM1-60M35570212.71595.58600120NSC2505615.62517.0947.86504CM1-60M724.62514.0539.35404CM1-60M1134.62514.0539.35404CM1-60M1244.62514.0539.35404CM1-60M1354.62514.0539.35404CM1-60M6212.0756.3117.65204CM1-60M327.62523.1764.886510CM1-60M437.62523.1764.886510CM1-60M547.62523.1764.886510CM1-60M854.62514.0

36、539.35404CM1-60M964.62514.0539.35404CM1-60M1074.62514.0539.35404CM1-60M5.车间变电所低压侧主出线P1的选择按IUxI30=1458.40A，查电气工程基础附表9，选矩形铝导体导体尺寸为100×8(mm×mm).该导体允许载流量为：平放1547A、竖放1682 >1458.40满足要求。6断路器的选择 1)0.4KV侧总断路器的选择总线路中电压为380V电流为1458.40A，查电气工程基础附表16，选ZN12-10/1600.校验：a) 校验额定电压U.C=10KV>UC=380Vb) 校验

37、额定电流I.C=1600A>I30=1458.40Ac)校验断开电流 IOC=31.5KA>Ish(3)= 22.54KA所以选择ZN12-10/1600满足要求。2)各车间总断路器（以最大负荷车间一为例） 车间一的总线路中电压为380V电流为550.92A，查电气工程基础附表16，选ZN5-10/1000.校验：a)校验额定电压U.C=10KV>UC=380Vb) 校验额定电流I.C=1000A>I30=550.92Ab) 校验断开电流 IOC=25KA>Ish(3)= 22.54KA2） 车间一各干线断路器选择（以No.2为例）No.2干线额定电压为380V额

38、定电流为126.08。选CM1-225H/3220 160A. 校验：a)校验额定电压U.C=400V>UC=380Vb) 校验额定电流I.C=160A>I30=126.08Ac) 校验断开电流 IOC=225KA>Ish(3)= 22.54KA7.通往各车间的电缆选择（以负荷最大的一车间为例） 各干线电缆需选择0.6/1KV聚乙烯绝缘及护套铠装电力电缆截面240(mm×mm)a)校验发热条件30时允许载流量：IUX=615A> I30=550.92Ab)校验额定电压U.oc=600V> U c =380Vc)校验短路热稳定度Amin=(I(3)×tim)/c=(19.7×103×0.02)/115mm2=24 mm2<4>校验满足电压损耗全部设备cosØ=0.5, tgØ=0.75，P155.21K