機械加工車間配電-系統(tǒng)設(shè)計

機械加工車間配電系統(tǒng)設(shè)計PAGE18目錄1車間配電與敷設(shè)方式的確定 11.1. 車間概況 11.2. 配電方式的確定 11.3. 車間配電線路敷設(shè)方式確定與導(dǎo)體的選擇 22負(fù)荷計算 32.1電氣設(shè)備分組與支干線、干線回路數(shù)確定 32.1.1電氣設(shè)備分組 32.1.2支線、干線回路的確定 32.2分組、干線負(fù)荷計算 32.3車間總負(fù)荷計算 53主要電氣設(shè)備與線路截面選擇 73.1導(dǎo)線截面選擇 73.1.1車間干線導(dǎo)線的選擇 73.1.2車間支線導(dǎo)線的選擇 83.2變壓器的選擇 93.3開關(guān)電器與保護元件選擇 93.3.1低壓熔斷器的選擇 93.3.2低壓配電箱型號選擇 113.3.3低壓開關(guān)柜的選擇 114校核 134.1線路電壓損失校核 134.1.1車間一供電回路的電壓損失校核 134.1.2車間一供電回路電壓損失校核 134.1.3車間一供電回路電壓損失校核 144.1.4車間一供電回路電壓損失校核 144.2線路熱穩(wěn)定性校核 144.3保護接零可靠性校核 164.3.1干線阻抗的確定 164.3.2支線阻抗的確定 164.3.3零線阻抗的確定 164.3.4熔斷電流的確定 175結(jié)論 18參考文獻 19車間配電與敷設(shè)方式的確定車間概況（1）車間變電所配電范圍車間變電所設(shè)在東南角，除為機加一車間配電外，尚要為機加二、鑄造、鉚焊、電修等車間配電。（2）本車間的負(fù)荷性質(zhì)車間為三班工作制，年最大負(fù)載利用時數(shù)為5500小時。屬于三級負(fù)荷。（3）供電電源條件電源從35/10千伏廠總降壓變電所10千伏母線采用架空線路受電，線路長度為300米。配電系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)如附圖1。（4）自然條件車間內(nèi)最熱月份平均溫度為30C；地中最熱月份平均溫度為25C（當(dāng)埋入深度為0.5米以上），而埋入深度為1米以下是的平均溫度為配電方式的確定根據(jù)《電氣安全199007》可知，企業(yè)高壓供電及配電方式的安全可靠性決于負(fù)荷的性質(zhì)。負(fù)荷按生產(chǎn)性分為三種：Ⅰ級負(fù)荷、Ⅱ級負(fù)荷、Ⅲ級負(fù)荷。本次車間屬于Ⅲ級負(fù)荷，為一般的電力負(fù)荷，對于配電無特殊的要求。企業(yè)高壓配電方式有放射式、樹干式、環(huán)式等三種基本方式。放射式配電是經(jīng)一條母線給大型電動機、電爐變壓器、電力變壓器送電的配電方式。放射式配電的優(yōu)點是各線路上的故障不影響其他線路，可靠性好。各線路繼電保護整定完整，易于實現(xiàn)自動化。放射式配電適用于位置分散、大型負(fù)荷集中的企業(yè)。樹干式是由一條高壓配電干線引出若干直線，向用電負(fù)荷送電。其優(yōu)點是線路簡化，減少了線路有色金屬的消耗量。采用的高壓開關(guān)數(shù)量少，所以投資比較少。缺點是可靠性低，當(dāng)高壓干線發(fā)生故障時或維修時，接于干線的所有變電所都要停電。鏈?zhǔn)接捎趦蓚?cè)同期運行不易調(diào)節(jié)平衡且運行不方便。所以根據(jù)車間的實際情況，選擇干線放射式配電方式。這種配電方式提高了可靠性，從一方面來說相對降低了成本。從經(jīng)濟性、安全性來說，是最優(yōu)化的一個選擇。車間配電線路敷設(shè)方式確定與導(dǎo)體的選擇車間電纜的敷設(shè)方式可采用暗敷設(shè)在地面內(nèi)（fc）。暗管敷設(shè)的基本要求為：敷設(shè)于多塵和潮濕場所的電線管路、管口、管子連接處應(yīng)作密封處理；電線管路應(yīng)沿最近的路線敷設(shè)并盡量減少彎曲，埋入墻或混凝土內(nèi)的管子，離表面的凈距離不應(yīng)小于150對于車間線路均采用暗管敷設(shè)（穿管選擇水煤氣鋼管）。負(fù)荷計算電氣設(shè)備分組與支干線、干線回路數(shù)確定電氣設(shè)備分組根據(jù)車間內(nèi)各種電氣設(shè)備的布置情況，依據(jù)設(shè)備性質(zhì)相近、容量相近的原則結(jié)合設(shè)備平面分布將車間內(nèi)設(shè)備劃分為十一組：第一組：02、03、04、05第二組：08、09、10第三組：06、07、11、12、13第四組：14、15、16第五組：17、18第六組：19、20、21第七組：22、23第八組：24、25第九組：26、27第十組：28、29、30第十一組：01、31、32、33、34支線、干線回路的確定本次設(shè)計采用的是干線放射式配電方案，根據(jù)電氣設(shè)備的位置與工作性質(zhì)、負(fù)荷，所以共劃分四個供電回路，分別為：供電回路：第一組、第二組、第三組供電回路：第十一組供電回路：第四組、第五組、第六組、第七組供電回路：第八組、第九組、第十組分組、干線負(fù)荷計算根據(jù)設(shè)計的要求，對于負(fù)荷計算采用“ABC”算法，其特點是：運用概率論的基本原理找出計算容量與設(shè)備負(fù)荷之間的關(guān)系；利用單元功率的概念和“AB”列表法，將復(fù)雜的功率運算簡化為臺數(shù)的計算，使運算簡單準(zhǔn)確，適宜于工廠設(shè)計利用?！癆BC”算法的公式為：（式2.1）式中：D—單臺等值功率（kw），D可取任意值，一般取D=3kw；—改組用電設(shè)備的利用系數(shù)式中的系數(shù)“A”可按下式求得：（式2.2）（式2.3）式中：—改組用電設(shè)備中某一單臺設(shè)備額定功率；—對應(yīng)于改功率設(shè)備的臺數(shù)式中的系數(shù)“B”由下式求得：（式2.4）式中“C”由下式求得：（式2.5）其中可查表求得。下面以供電回路為例進行“ABC”負(fù)荷計算：供電回路的設(shè)備及容量和臺數(shù)參數(shù)如下表所示：表2-1供電回路設(shè)備具體參數(shù)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?萬能工具磨床M5M12.0752.0753普通車床C620-117.6257.6254普通車床C620-117.6257.6255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C61614.6254.62513螺旋套絲機S-823913.1253.125根據(jù)《工廠供電1980》表1-9，機械加工車床：；１.機械加工車床設(shè)備負(fù)荷計算：，，，。。2.供電回路的負(fù)荷計算車間總負(fù)荷計算利用“ABC”算法計算加些加工一車間的其它供電回路，見表2-2表2-2機加一車間用電設(shè)備負(fù)荷具體參數(shù)名稱（kw）（kw）（kw）備注回路293445-回路7397121-回路233139-回路149174151-274336--機加一車間的總負(fù)荷為。表2-3其他車間負(fù)荷計算序號車間名稱容量（千瓦）計算負(fù)荷備注P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）1機加工二車間No1供電回路No2供電回路15512046.53654.442.12226.355.41——2鑄造車間No1供電回路No2供電回路No3供電回路16014018064567265.357.1273.4491.4380102.85——3鉚焊車間No1供電回路No2供電回路150170455189.1100.9899.82101.1——4電修車間No1供電回路No2供電回路150146.24543.8579.8977.8591.6989.35——————459.35640.2——機加二車間、鑄造車間、鉚焊車間、電修車間的總負(fù)荷為：。主要電氣設(shè)備與線路截面選擇導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)線的選擇要求必須滿足安全、可靠的條件，在本次設(shè)計中，我們選擇按允許載流量選擇導(dǎo)線的截面的方法。在導(dǎo)線通過正常最大負(fù)荷電流（即計算電流）時，導(dǎo)線發(fā)熱不應(yīng)超過正常運行時的最高允許溫度，以防止因過熱而引起導(dǎo)線絕緣損壞或加速老化。具體方法按公式3.1計算：（式3.1）其中：——線路的計算電流；——線路負(fù)荷；——設(shè)備額定電壓計算支線導(dǎo)線電流時，要將額定功率由式3.2轉(zhuǎn)化為有功功率，（式3.2）其中：—設(shè)備的效率，設(shè)備越大其效率越高，通常取0.9～0.95，本設(shè)計中所有。視在功率：（式3.3）其中：為設(shè)備的功率因數(shù)，一般取0.75~0.92，本次設(shè)計中取0.9。計算電流：(式3.4)求出計算電流之后，根據(jù)導(dǎo)線的周圍環(huán)境溫度進行導(dǎo)線的選擇。車間干線導(dǎo)線的選擇由于車間內(nèi)最熱月份平均溫度為30C，地中最熱月份平均溫度為25C（當(dāng)埋入深度為0.5米以上），而埋入深度為1米以下是的平均溫度為20表3-1機加一車間干線導(dǎo)線參數(shù)名稱（千伏安）計算電流（A）允許截面流量（A）導(dǎo)線截面面積（）導(dǎo)線型號回路4568．4G25DA回路121183.895G50DA回路3959.36G15DA回路151229.4120G50DA車間支線導(dǎo)線的選擇車間支線線路導(dǎo)線選擇空氣中敷設(shè)方式，由于車間最熱月份工作環(huán)境溫度為30℃具體數(shù)值見下表：表3-2機加一車間設(shè)備導(dǎo)線型號設(shè)備代號計算電流（A）允許截面流量（A）導(dǎo)線截面面積（）導(dǎo)線型號119192G15DA23.89161G15DA314.3161G15DA414.3161G15DA514.3161G15DA610.5161G15DA78.68161G15DA88.68161G15DA98.68161G15DA108.68161G15DA118.68161G15DA128.68161G15DA135.68161G15DA1419192G15DA1514.3161G15DA1616181.5G15DA175.86161G15DA185.86161G15DA193.28161G15DA205.64161G15DA215.64161G15DA2224.4282.5G15DA2317.1192G15DA247.69161G15DA257.51161G15DA263.18161G15DA271.12161G15DA281.12161G15DA2945466G15DA3084.510020G32DA3159.96310G20DA32678216G25DA3318.7192G15DA34131.316050G50DA變壓器的選擇根據(jù)公式可以計算變壓器的視在功率，然后根據(jù)《工廠常用電氣設(shè)備手冊》可以選擇變壓器型號。根據(jù)視在功率可以選擇35級S7系列S7—800/35型號的變壓器。開關(guān)電器與保護元件選擇低壓熔斷器的選擇低壓熔斷器的選擇根據(jù)如下公式：（式3.5）本次設(shè)計中取，所以我們可以得到熔斷器的熔體電流，從而選擇低壓熔斷器的型號，詳情見表3-3：表3-3低壓熔斷器型號序號計算電流（A）熔斷器熔體電流（A）熔斷器型號11938RT0—100/5023.897.78RL1—15/10314.328.6RL1—60/30414.328.6RL1—60/30514.328.6RL1—60/30610.521RL1—60/2578.6817.36RL1—60/2088.6817.36RL1—60/2098.6817.36RL1—60/20108.6817.36RL1—60/20118.6817.36RL1—60/20128.6817.36RL1—60/20135.6817.36RL1—60/20141938RL1—60/401514.328.6RL1—6030161632RL1—60/35175.8611.72RL1—15/15185.8611.72RL1—15/15193.286.56RL1—15/10205.6411.28RL1—15/15215.6411.28RL1—15/152224.448.8RL1—60/502317.134.2RL1—60/35247.6915.38RL1—60/20257.5125.02RL1—60/30263.186.36RL1—15/10271.122.24RL1—15/4281.122.24RL1—15/4294590RL1—100/1003084.5169RL1—200/2003159.9119.8RT0—200/1203267134RT0—200/1503318.737.4RT0—100/4034131.3262.6RT0—400/300低壓配電箱型號選擇低壓配電箱的選擇查《工廠常用電氣設(shè)備手冊》可知，要根據(jù)低壓熔斷器的型號和分組情況進行選擇，每組選擇一個型號的低壓配電箱，具體型號見下表：表3-4低壓配電箱型號序號配電箱型號方案編號1XL—21—RL6-60102XL—21—RL6-20103XL—21—RL6-60104XL—21—RL6-60105XL—21—RL6-15346XL—21—RL6-15347XL—21—RL6-60108XL—21—RL6-60109XL—21—RL6-153410XL—21—RL6-153411XL—21—RT0-40032低壓開關(guān)柜的選擇低壓開關(guān)柜的選擇根據(jù)《常用配電設(shè)備選型手冊》，首先計算出線路的計算電流，根據(jù)計算電流選擇低壓開關(guān)柜的型號，下面以架空進線為例：，根據(jù)計算電流我們選擇型低壓開關(guān)柜，方案編號為04，額定電流為，主要電氣設(shè)備DW5-1500型自動空氣開關(guān)和LMZJ1-0.5型電流互感器。諸如此類算法，可選擇動力配電方案，見下表：表3-5低壓開關(guān)柜型號序號車間名稱方案編號額定電流（安培）主要電器設(shè)備1機加工二車間BFC-2-10200DW5-200型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器2鑄造車間BFC-2-04400DW5-400型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器3鉚焊車間BFC-2-04400DW5-400型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器4電修車間BFC-2-04400DW5-400型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器5機加工一車間No1供電回路BFC-2-50100RL6—200型熔斷器LMZJ1-0.5型電流互感器6No2供電回路BFC-2-04400DW5-400型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器7No3供電回路BFC-2-50100RT6—200型熔斷器LMZJ1-0.5型電流互感器8No4供電回路BFC-2-04400DW5-400型自動空氣開關(guān)LMZJ1-0.5型電流互感器校核線路電壓損失校核對線路電壓進行校核時，如果線路電壓損失不超過，則可以認(rèn)為線路設(shè)計負(fù)荷設(shè)計要求，對于線路電壓的校核，我們采用《李友文工廠供電2001》中提供電壓損失校核的方法，對4個供電回路進行校核：線路相電壓損失：（式4.1）由于電流，線路線電壓可以轉(zhuǎn)化為下式：。即：（式4.2）其中：—負(fù)載額定線電壓；P—三相有功功率，；Q—三相無功功率，；車間一供電回路的電壓損失校核根據(jù)《工廠供電1980》可知，供電回路，，根據(jù)式4.2，對供電回路電壓損失校核。符合設(shè)計要求。車間一供電回路電壓損失校核供電回路，根據(jù)式4.2對供電回路電壓損失進行校核：符合設(shè)計要求。車間一供電回路電壓損失校核供電回路，根據(jù)式4.2對供電回路電壓損失進行校核：符合設(shè)計要求。車間一供電回路電壓損失校核供電回路，根據(jù)式4.2對供電回路電壓損失進行校核：符合設(shè)計要求。線路熱穩(wěn)定性校核導(dǎo)線應(yīng)有足夠的強度來保證，所以對于導(dǎo)線需要有一個最小截面，以此保證能夠承受電流的熱效應(yīng)而不被擊穿，最小截面為：（式4.3）式中：—導(dǎo)線芯線最小截面積，㎜2；I—短路電流有效值，A；t—短路電流可能持續(xù)的時間，s；K—計算系數(shù)，聚氯乙烯銅芯導(dǎo)線取115。EE內(nèi)阻Z線阻XL變壓器XB設(shè)備Xj圖4.1三相短路電流等效圖短路電流的有效值為：（式4.4）式中：—三相短路電流，A；—三相對稱電路的相電壓，V；注：本次設(shè)計中把三相對稱短路電流的計算可以轉(zhuǎn)化為單相短路電流的計算。將所得的短路電流代入式4.3，持續(xù)時間取，，可得：由于干線導(dǎo)線截面應(yīng)大于最小截面，所以我們所選擇的供電回路的導(dǎo)線截面和供電回路的導(dǎo)線截面不符合要求，需要進行重新選擇，對供電回路選擇G210型號的導(dǎo)線，對供電回路選擇G210型號的導(dǎo)線。保護接零可靠性校核接零系統(tǒng)保護可靠性校核根據(jù)系統(tǒng)的電流要不小于任何熔斷器的熔斷電流，而接零系統(tǒng)中阻抗我們可以分為干線阻抗、支線阻抗和零線阻抗。我們求出三線的阻抗，進而求出系統(tǒng)的校核電流。以31號設(shè)備為例：干線阻抗的確定由表3-1可知，供電回路的干線型號的截面為，根據(jù)《李宗綱工廠供電設(shè)計》,，供電回路干線估算長，所以干線阻抗可以確定為：。支線阻抗的確定由表3-2可知，31號設(shè)備所選型號的截面為，根據(jù)《李宗綱工廠供電設(shè)計》，可知導(dǎo)線截面為時，。由平面圖可以確定其長度約為，因此我們可以計算支線的阻抗：零線阻抗的確定本次設(shè)計中采用水煤氣鋼管敷設(shè)，鋼管內(nèi)徑分別為d=50mm和