某機修廠機械加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計

1、西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄一 緒論21本課題設(shè)計的意義和目的22工廠供電課程設(shè)計的要求23工廠供電的發(fā)展趨勢3二 分組3三 負(fù)荷計算和無功功率補償41各組設(shè)備的有功計算負(fù)荷、無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)荷、電流42負(fù)荷計算53無功功率補償7四 設(shè)備選擇81根據(jù)分組選擇各動力箱82低壓配電屏8五 變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇91變電所主變壓器的選擇92變電所主結(jié)線方案的選擇9六 短路電流的計算及變電所一次設(shè)備的選擇校驗101短路電流的計算102變電所一次設(shè)備的選擇校驗13七 心得體會15八 參考文獻16 第 17 頁 共 17 頁一 緒論1本課題設(shè)計的意義和目的電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力能源。工

2、廠供電設(shè)計的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸、變換，分配到工廠車間中每一個用電設(shè)備上。隨著工業(yè)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長，對電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等的要求也日益提高。供電設(shè)計是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上。它與企業(yè)的經(jīng)濟效益、設(shè)備和人生安全等是密切相關(guān)的。工廠廠區(qū)供電設(shè)計是整個工廠建設(shè)設(shè)計中的重要組成部分。供電設(shè)計質(zhì)量,會直接影響到日后工廠的生產(chǎn)與發(fā)展。尤其對那些工業(yè)生產(chǎn)自動化程度很高的大型現(xiàn)代化工廠,如果能有一個高質(zhì)量的供電系統(tǒng),那么,就有利于企業(yè)的快速發(fā)展。穩(wěn)定可靠的供電系

3、統(tǒng),有助于工廠增加產(chǎn)品產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,增加企業(yè)經(jīng)濟效益。如果供電系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量不高,將會給企業(yè),給國家造成不可估量的損失。本次課程設(shè)計針對某機修廠機械加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計，涉及到工廠電力負(fù)荷及其計算，短路電流及其計算，工廠配電所及其一次設(shè)備，工廠電力線路，工廠供電系統(tǒng)的過電流保護和二次回路還有電氣照明等方面入手按照國家的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大

4、的意義。2工廠供電課程設(shè)計的要求按照安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的供配電基本原則,提出工廠車間供電的設(shè)計方案 。 本次電力工程課程設(shè)計主要是關(guān)于某機修廠機械加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計。其中包括對某機修廠機械加工一車間進行了負(fù)荷和短路電流計算，并對變壓器和車間變電所的高壓進線和出線的選擇，以及低壓母線，高壓一次設(shè)備、二次設(shè)備的選擇和校驗，并對整個車間供電系統(tǒng)進行了繼電保護的選擇。變電所應(yīng)建在靠近負(fù)荷中心位置，這樣可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計的一條重要原則。最后畫好車間主接線圖和車間配電系統(tǒng)圖。工廠供電是電力系統(tǒng)的一個組成部分， 必然受到電力系統(tǒng)工作情況的影響

5、和制約，也就是說，它應(yīng)該遵守電力部門制定的法規(guī)，可以應(yīng)用電力系統(tǒng)中采用的分析、計算方法。但工廠供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)不同，它要反映工廠用戶的特點和要求。因此，在確定工廠供電系統(tǒng)主接線、選擇設(shè)備、進行電力負(fù)荷計算、進行短路電流計算和繼電保護選擇等方面有其自身的特點。3工廠供電的發(fā)展趨勢由于電能易于由其他的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。因此，他是工廠的主要能源與動力。在工廠里，使用電能可以大大增加能量，提高勞動率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人勞動強度。根據(jù)統(tǒng)計資料，國家電力資源的50%-70%以上都為工廠耗用?？梢?，工廠是電能的主要用戶。因此，搞好工廠供電工作，不僅對電力工業(yè)是一種促進，而且，對

6、發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化也具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。二 分組由車間平面布置圖，按照容量接近和設(shè)備接近的原則，可把一車間的設(shè)備分成5組，分組如下：NO.1：29、30、31 配電箱的位置：D-靠墻放置NO.2：1428 配電箱的位置：C-靠墻放置NO.3：1、32、33、34、35 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配電箱的位置：B-靠柱放置三 負(fù)荷計

7、算和無功功率補償1各組設(shè)備的有功計算負(fù)荷、無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)荷、電流NO.1：29、30、31 配電箱的位置：D-靠墻放置NO.2：1428 配電箱的位置：C-靠墻放置NO.3：1、32、33、34、35 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配電箱的位置：B-靠柱放置 (): NO.1：17.8kw NO.2：16.595kw NO.3：31.545kw NO.4：4.525kw NO.5：7.765kw:NO.1：30.794kw NO.2：28.709kw NO.3：54.573kw NO.4

8、：7.828 kw NO.5：13.433kwNO.1： 178kw NO.2：165.95kw NO.3：315.45kw NO.4：45.25kw NO.5：77.65kwNO.1： 270.45A NO.2：252.14A NO.3：479.29A NO.4：68.75A NO.5：117.98A2負(fù)荷計算(1)單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式a)有功計算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)b)無功計算負(fù)荷（單位為kvar）= tanc)視在計算負(fù)荷（單位為kvA）=d)計算電流（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）(2)多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式a)有功計算負(fù)荷（單位為

9、KW）=式中是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.850.95b)無功計算負(fù)荷（單位為kvar）=，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.90.97c)視在計算負(fù)荷（單位為kvA）=d)計算電流（單位為A）=經(jīng)過計算，得到各車間的負(fù)荷計算表，如表4-1、4-2所示（額定電壓取380V）。表4-1 機加工一車間用電設(shè)備名稱、型號及臺數(shù)明細(xì)表設(shè)備代號設(shè)備名稱、型號臺數(shù)單臺容量(千瓦）總?cè)萘浚ㄇ撸﹤渥?馬鞍車床C630M110.12510.1252萬能工具磨床M5M12.0752.0753普通車床C620-117.6257.6254普通車床C629-117.6257.

10、6255普通車床C620-117.6257.6256普通車床C620-315.6255.6257普通車床C62014.6254.6258普通車床C62014.6254.6259普通車床C62014.6254.62510普通車床C62014.6254.62511普通車床C61814.6254.62512普通車床C61814.6254.62513螺絲套絲機S-813913.1253.12514普通車床C630110.12510.12515管螺紋車床Q19917.6257.62516搖臂鉆床Z3518.58.517圓柱立式鉆床Z504013.1253.12518圓柱立式鉆床Z504013.1253.

11、125195T單梁吊車110.210.220立式沙輪S38L35011.751.7521牛頭刨床B66513322牛頭刨床B66513323萬能升降臺銑床X63WT1131324立式升降臺銑床X-52K19.1259.12525滾齒機 Y-3614.14.126插床B503214427弓鋸機G7211.71.728立式鉆床Z51210.60.629電極式鹽浴電阻爐120（單相380伏）20RYD-20-1330井式回火電阻爐12424RJJ-24-6A31箱式加熱電阻爐14545RJX-45-932普通車床CW6-1，100131.931.933單柱立式車床C512-1A135.735.734

12、臥式鏜床J681101035單臂刨床B101017070小計35371.15391.15表4-2 機加工二、車間、鑄造、鉚焊、電修等車間計算負(fù)荷表（按需要系數(shù)法計算）車間名稱回路及編號設(shè)備容量()計算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kV·AI30/A一車間No1供電150.4530.0952.055300.9457.18No2供電157.72531.54554.573315.45479.29No3照明82.97516.59528.709165.95252.14二車間No1供電15546.554.471.6108.7No2供電1203642.155.484.2No3照明1080

13、812.2鑄造車間No1供電1606465.391.4138.9No2供電1405657.180121.5No3供電1807273.4102.8156.2No4照明86.406.49.7鉚焊車間No1供電1504589.199.8151.7No2供1171.9No3照明75.605.68.5電修車間No1供電150457890136.8No2供電146446578.5119.3No3照明1080812.2總計1627.6571.5693.8898.91365.7變壓器低壓側(cè)總計算負(fù)荷542.9673864.71313.8380v側(cè)無功補償容量542.9480576.2

14、875.4變壓器的功率損耗8.634.6補償后變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷551.5227.6596.634.43無功功率補償由表1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因素只有0.64。而供電部門要求該廠10KV進線最大負(fù)荷時的功率因素不應(yīng)地于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因素應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量:Qc=P30(tan1- tan2)=468.9tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)Kvar=361.1 Kvar選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用主

15、屏1臺與輔屏4臺相組合，總?cè)萘?4Kvar×5=420Kvar。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計算如下表：表4-3 無功補償后工廠的計算負(fù)荷項目cos計算負(fù)荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補償前負(fù)荷0.64468.9558.3729.51108.3380V側(cè)無功補償容量-420380V側(cè)補償后負(fù)荷0.96468.9138.3488.9742.8主變壓器功率損耗0.015S30=7.30.06S30=29.310KV側(cè)負(fù)荷總計0.94476.2167.6504.829.1四 設(shè)備選擇1根據(jù)分組選擇各動力箱查閱手冊，根據(jù)分組設(shè)備電流、容量、

16、支路數(shù)確定動力箱（表4-1）表4-1 機械加工一車間動力箱選擇情況表組號動力箱型號方案編號主要設(shè)備NO.1GML113CNH-630(1) LMG-40/0.66(2) CM1-100(3)NO.2GBL222aQP-30(1) C45N(16) Vigic45（16）NO.3GML109ANH-630(1) LMG-40/0.66(2) CM1-100(5)NO.4GML109ANH-630(1) LMG-40/0.66(2) CM1-100(5)NO.5GML122ANH-630(1) LMG-40/0.66(2) CM1-100(8)2低壓配電屏根據(jù)計算所得的車間一的電流和額定電壓，結(jié)合

17、環(huán)境條件，低壓配電屏選擇JDK-1-1型，該配電屏適用于電力、交通等行業(yè)，在低壓總變電所、車間變電所和干燥環(huán)境的廠房、車間配電室內(nèi)，作為交流額定頻率50HZ、額定電壓380V變壓器變壓器中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中的進饋照明、電容器無功補償?shù)膽魞?nèi)配電設(shè)備使用，同時也可與JDT型電動機控制配電屏配套使用。其結(jié)構(gòu)特點為：采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型剛組裝而成，整個配電屏無需焊接，配電屏前面操作，前、后面檢修，主電路電源隔離開關(guān)的操作把手裝在前門面板外面，與開關(guān)間采用插接連接，門可以自由打開，同時，開關(guān)操作機構(gòu)采用貯能結(jié)構(gòu)，使開關(guān)速度與開關(guān)斷開速度無關(guān)。在配電屏的前門裝有電器儀表和操作按鈕，便于觀察主電路的運行

18、狀態(tài)和停、送電操作。根據(jù)車間負(fù)荷表和回路數(shù)，計算電流值及其它因素的考慮，選擇5個低壓配電屏為工廠配電，分別為：PGL2-30四個、PGL2-291個。五 變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇1變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器 型式采用S9，而容量根據(jù)SN。T=630KVA>S30=504.8KVA選擇，即選一臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器 型式也采用S9，每臺容量按式SN·T（0.60.7）S30選擇，即SN

19、·T（0.60.7）×504.8kVA=(302.9353.36)kVA因此選兩臺S9-400/10型低損耗配電變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。2變電所主結(jié)線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計下列兩種主結(jié)線方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器的主結(jié)線方案。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器的主結(jié)線方案。（3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較（表5-1）。表5-1 兩種主結(jié)線方案的比較 比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，

20、靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由表2-8差得S9-630的單價為7.47萬元，而由表41查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2×7.47萬元14.94萬元由表2-8差得S9-400的單價為5.31萬元，因此兩臺綜合投資為4×5.31萬元21.24萬元，比一臺主變方案多投資6.3萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查表4-10得GG-1A(F)型柜按每臺3.5萬元計，查表得其綜合投資按設(shè)備價1.5倍計，因此其綜合投資約為4×1.5×3.5萬元21萬元本方案采用6臺GG-1A(F

21、)柜，其綜合投資約為6×1.5×3.5萬元31.5萬元，比一臺主變方案多投資10.5萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費參照表4-2計算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為3.706萬元（其余略）主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為6.752萬元，比一臺主變方案多耗3.046萬元交供電部門的一次性供電貼費按800元/kVA計，貼費為630×0.08萬元50.4萬元貼費為2×400×0.08萬元64萬元，比一臺主變方案多交13.6萬元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟指標(biāo)，則裝設(shè)

22、一臺主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。（備注：如果工廠負(fù)荷近期有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案）。六 短路電流的計算及變電所一次設(shè)備的選擇校驗1短路電流的計算（1）繪制計算電路（圖6-1）圖6-1 短路計算電路（2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低壓側(cè)Ud2=0.4kV，則 （3）.計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值a）電力系統(tǒng) b）架空線路 由LGJ-150的，而線路長0.3km,故 c）電力變壓器 有，故 因此繪等效電路，如圖6-2所示。圖6-2 等效電路（4）計算k-1點（10.5kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和

23、短路容量 a）總電抗標(biāo)幺值 b）三相短路電流周期分量有效值 c）其他短路電流 d）三相短路容量 （5）計算k-2點（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 a）總電抗標(biāo)幺值 b）三相短路電流周期分量有效值 c）其他短路電流 d）三相短路容量 以上計算結(jié)果綜合如表6-1所示。表6-1 短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAI(3)k19.29.29.223.513.9167.2k218.718.718.734.420.413.02變電所一次設(shè)備的選擇校驗（1）10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗（表6-2）表6-2 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷

24、流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度臺數(shù)裝置地點條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)10kV36.4A (I1N·T)9.2kA235kA9.22×1.9=160.8一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kV40kA162×2=5122高壓隔離開關(guān)GN-10/20010kV200A25.5kA102×5=5005高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA2電壓互感器JDJ-1010/0.1kV1電壓互感器JDJZ-10/kV1電流互感器LQJ-1010kV100/5A31.8KA813避雷器FS4-1

25、010kV2戶外式高壓隔離開關(guān)GW4-15G/20015kV200A1表6-2所選設(shè)備均滿足要求。（2）380側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗（表6-3）表6-3 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度臺數(shù)裝置地點條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)380V總742.8A18.7kA34.4kA18.72×0.7=244.8一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt低壓斷路器DW151500/3380V1500A40kV1低壓斷路器DZ20630380V630A(大于I30)一般30kA12低壓斷路器DZ20200380V200A(大于I30)一般25kA3低

26、壓刀開關(guān)HD131500/30380V1500A1電流互感器LMZJ10.5500V1500/5A1電流互感器LMZ10.5500V160/5A100/5A1表6-3所選設(shè)備均滿足要求。（3）高低壓母線的選擇 查表得，10KV母線選LMY3（40×4），即母線尺寸為40mm×4mm；380V母線選LMY3（80×6）+50×5，即相母線尺寸為80mm×6mm，中性母線尺寸為50mm×5mm。（4）設(shè)備的選擇及整定值（熔芯）的選擇 設(shè)備的選擇詳見車間配電系統(tǒng)接線圖。 什么是整定電流？整定電流和額定電流什么關(guān)系？ 首先說額定電流這個一般是指設(shè)備在正常情況下通常是指額定電壓下流過設(shè)備的電流。也就是說對于一個設(shè)備額定電流是他的一個性能參數(shù)，設(shè)備確定的這個設(shè)備的額定電流也就確定了都有標(biāo)的。而整定電流是指人們?yōu)榱四撤N目的設(shè)定的電流，就是人來決定的。通常情況這個詞用在繼電保護領(lǐng)域，你根據(jù)額定電流及具體情況設(shè)置一個閥值，高于或低于這個閥值繼電器就動作，這個閥值就是你設(shè)定的整定電流。七 心得體會通過這次設(shè)計，讓我了解了進行一個設(shè)計項目的過程和要注意的事項，設(shè)計是一個比較繁瑣的過程，許多的細(xì)節(jié)問題還要聯(lián)系實