课题1：车间变电所设计

1、设计题目车间变电所供配电系统设计1：设计任务及要求1） 确定10/0.4KV变电所的计算负荷。2） 确定高低压接线方式3） 短路电流计算4） 变压器台数及容量的选择计算5） 高低压电器设备的初步选择2设计任务的具体要求1） 编制设计计算说明书一份。2） 高低压电气设备布置图一份3） 高低压电气接线图一份资料：1：工厂简介河南新开源石化管道有限公司，位于中国重工业生产基地洛阳的西郊-河南省政府首批批准的175家省级产业集聚区之一的洛阳市洛新产业集聚区，专业生产高、中、低压钢制弯头、三通、异径管、封头、法兰、承插件等承压管道配件，是国内外大型管件生产企业之一。产品广泛应用于石油、化工、天然气输送、

2、电力、治金、轻工、纺织、核电站、船舶及供热等行业的管道工程。2#车间是其主要生产车间，主要生产设备有弯管推制机（弯管机）、液压机、电辅助加热炉、热处理炉、坡口机、抛光机、焊接烘干设备及各种车床、天车机等。生产流程为：利用中频电加热设备对钢管(包括低合金钢管、不锈钢管等)进行加热，中频弯管的过程是在钢管待弯部分套上感应圈，用机械转臂卡住管头，在感应圈中通入中频电流加热钢管，当钢管温度升高到塑性状态时，在钢管后端用机械推力推进，使加热部分的钢管沿预设的具有一定曲率半径和角度轨道行走进行弯制，弯制出的钢管部分迅速用冷却剂冷却, 这样边加热、边推进、边弯制、边冷却， 不断将弯管弯制出来。冷却后再对产品

3、进行抛光、研磨、修整。主要生产设备有弯管推制机（弯管机）、液压机、电辅助加热炉、热处理炉、焊接烘干设备以及坡口机、抛光机，各种加工车床、天车等。车间生产流程简单，效率高，生产连续性不强。中频加热弯管推制机是其主要的大功率用电设备，用电量大，对供电的稳定性要求比较高。一般采用专用变压器供电。2：中频弯管机及中频加热电源简介1：中频弯管机：中频弯管机是采用中频电感应加热，将工件在局部加热的条件下进行弯曲。与一般冷态弯管机相比，不仅不需要成套的专用模具，而且机床体积也只占同样规格的冷态弯管机的1/31/2。中频热弯管工艺是现有各种弯管工艺中最为经济有效的一种。2：中频加热电源感应加热利用导体处于交变

4、的电磁场中产生感应电流，即涡流，所形成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺的要求，感应加热采用的电源的频率有工频（50HZ），中频（60-10000HZ），高频（高于10000HZ）。感应加热本身的物体必须是导体，感应加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，容易实现整体均匀加热或局部加热。3：设计基础资料.电源情况（1）电源 工厂东北方向3公里处有新建110KV老井变电站，110/35/10kV，140MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或10kV中的一种电压向工厂供电。35kV厕系统的最大三相短路容量为1500MVA，最小三相短路容量为1000 MVA。1

5、0kV厕系统的最大三相短路容量为450MVA，最小三相短路容量为200 MVA。（2）功率因数 供电部门对功率因数的要求为当以35kV供电时，cos0.85，以10kV供电时，cos0.90。（3）电价计算供电部门实行两部电价制。1:基本电价：按变压器安装容量每1kVA，20元/月计费；2:电度电价：供电电压为35kV时，=0.62元/（kWh）；供电电压为10kV时，=0.65元（kWh）。（4）建设期用电：建设初期用电取自红山乡坡地村0.4kv低压配电线路， 建设后期及生产调试用电取自2#车间变电所，变压器容量统筹考虑。： 车间概况及设备平面布置图 新开源2#车间为全框架钢结构车间，长 米

6、、宽 米、高 米，车间内共四跨，每跨宽 米全通透，每跨配有行车四台，2台16T，2台5T。共16台。车间内用电设备主要为中频电加热设备、电辅助加热气体加热炉 以及冲压、锻压设备，其余设备为一般机加工及焊接设备。设备按照生产工艺要求摆放，同类设备多在同一区域，车间分区比较明确。如图1-1： 图1-1 车间平面简图 ：负荷情况简介车间的用电设备（所在位置见附1）情况如下：序号名称规格型号台数 单台容量 总容量1推弯机21912402402推弯机D42612002003液压机B315122224液压机X500164645液压机B315122226热处理炉160607加热炉RX12011501508天

7、然气加热炉RX12019天然气加热炉RX120110挤压三通液压机4000T113213211挤压三通液压机114T152.552.512照明组13电动坡口机Q1260-13144214电动坡口机 STPG-8001181815电动坡口机D4261151516电动坡口机D2701101017车床C630-137.522.518车床C620-1B1101019车床6181101020牛头刨床B65017.57.521钻床ZX50C-II14422天车5T11518023天车16T42510024电焊机ZX7-50084032025空气压缩机V0.6/12.51404026等离子切割机120020

8、027焊条烘干机1303028电焊机BX1-400A1303029整口机219-27317.57.530整口机325-37717.57.531整口机406-42617.57.532整口机480-6301101033自动抛光机Q3761282834自动抛光机Q37B112124. 设计遵循的一般原则及设计依据：1设计应遵循以下原则： （1） 必须遵循有关国家标准，认真执行国家的技术经济政策，并应作到保障人身和设备安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和合理。 （2） 应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期和远期发展的关系，作到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能。 （3） 必须从全

9、局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案，满足供电要求。2设计依据:本设计依照国标GB50052-2009供配电系统设计规范；GB50054-2011低压配电设计规范；GB50053-9410kV及以下变电所设计规范；等规范设计。5. 设计要求：规范的电气原理设计图；计算过程、步骤及结果；规范的设计说明书；安全可靠的操作规程；、确定车间低压配电系统布线方案1、车间配电电压的选择一般应采用220/380V中性点直接接地的三相4线制系统。具体是采用TN-C、TN-S还是TT配电系统。一般的生产车间，宜采用TN-C的配电系统，其PE线与N线合为PEN线，投资

10、较省，能满足一般用电设备的要求。对于有电脑控制的高精度机床设备及其它有数据处理、抗电磁干扰要求较高的场合，宜采用TN-S的配电系统或TT配电系统。TN-S系统的PE线与N线是分开的，在其中某设备发生单相接地故障时，对其它设备产生的电磁干扰小。TT系统中各设备的PE线与电源的PE线互无电气联系，抗干扰性更好。对环境比较恶劣、安全要求较高的场合，也宜采用TN-S或TT配电系统。本设计采用TN-C配电系统2、车间配电级数的选择低压配电系统，由变压器二次侧至用电设备点一般不宜超过3级。3、低压配电线路的选择低压线路的作用是从车间变电所或建筑物变电所以380/220V的电压向车间或建筑物各用电设备或负荷

11、点配电。低压配电线路也有放射式、树干式和环形等接线方式。实际低压配电系统的接线，也往往是上述几种接线的综合，根据具体情况而定。一般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求时，宜采用树干式配电。4、车间配电系统接线方案的选择车间配电系统接线方案的选择原则在正常环境的车间内，当大部分用电设备为中小容量、且无特殊要求时，宜采用树干式配电。当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间内，宜采用放射式配电。当部分用电设备距供电点较远，而批次相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电；但每一回露环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10kW。容量较小用电设备的插座

12、，采用链式配电时，每一条环链回路的设备数量可适当增加。在高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电。在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用Dyn11联结组别的三相变压器作为配电变压器。但单相不平衡负荷引起的中性线电流未超过变压器低压绕组额定电流的25%时，可选用Yyn0联结组别的配电变压器。2、车间低压配电系统主接线的选择配电所起接收和分配电能的作用，其位置应当尽量靠近负荷中心，配电所一般为单

13、母线制，根据负荷的类型及进出线数目可考虑将母线分段。单母线不分段接线当只有一路电源进线时，常采用这种接线。这种接线可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户单母线分段接线当有双电源供电时，常采用单母线分段接线，单母线分段可以分段单独运行，也可以并列同时运行。本设计采用树干式接线方式。九、选择低压配电系统的导线及控制保护设备1、低压配电系统的导线选择导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择得合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全经济运行。选择导线和电缆以前应贯彻以铝代铜的技术政策，尽量采用铝心导线，目前提倡采用铜线，宜减少损耗，节约电能，而在易爆、腐蚀严重的场所，以及用于移动设备、监测仪表、配电盘的二次接线等，必须采用铜线。导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。导线和电缆的选择包括两方面的内容：型号选择；截面选择。导线和电缆型号的选择原则常用型号及选择原则