工厂配电设计

邯郸职业技术学院目录前言一机加工的荷算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1二短路流及其算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6三配与路型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10四器型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11五保⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13六机加工接地与防雷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14束参照顾1页邯郸职业技术学院前言毕业设计是检验我们三年来学习的情况的一项综合测试，它要求我们把过去所学的知识所有合用，贯通融会的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发掘自己的潜力，开拓思路设计出合理合用的自动控制系统。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源。电能即易于由其他形式的能量变换而来，又易于变换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调治、测量。有利于实现生产过程自动化。而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配。工厂供电设计要达到为工业生产服务，保障工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必定做到：安全、可靠、优负、经济。我本次设计的课题为：“XX厂机加工车间变配电所和动力配电系统”。我所设计的属于二级电力负荷。若是中断供电造成的结果十分严重，因此在高压侧采用双电源互为备用自动投入式的设计方案，在低压侧采用单母线分段控制、交流低压配电柜和无功补偿柜都采用的是GGD型，为了实现系统的可靠性，在高压侧有线路和变压器保护等继电保护，还有工厂接地保护和变配电所避雷保护，但工厂接地保护和变配电所避雷保护是互相独立的。总之，经过此次设计应该可以成立正确的设计思想和严肃认真的工作态度，成立正确的生产看法，经济意识的全面看法。从工厂亲自利益经济情况等因素出发进行合理的设计。2页邯郸职业技术学院第一章机加工车间的负荷计算供电系统要可以在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必定选择合适，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。经过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称之为计算负荷依照负荷选择电气设备和电缆。负荷统计1-1车间设备的负荷统计编号名称单台容量（kw）数量（台）1一般车床3.2412一般车床423一般车床4.62524一般车床4.12575一般车床7.9626一般车床7.62527一般车床4.188螺栓套丝机3.12519铣端面钻中心孔机床13.32513页邯郸职业技术学院10回轮式六角车床4.04111管螺纹车床7.925112一般车床7.84113一般车床11.225214一般车床7.5215一般车床7.84116一般车床10.425217一般车床7.5218一般车床5.75119一般车床10.425720转塔式六角车床13.93121单自动转塔车床13122一般车床12.16323一般车床12.19124一般车床12.19125一般车床23.65126单柱立式车床31.7127双柱立式车床70.7128龙门刨床60129单臂刨床67.75130落地车床32.8131龙门铣床58132卧式锁床14.2133卧式锁床9.2234插床9.125135牛头刨床8.25436牛头刨床8.25237插床4.16138插床3139摇臂钻床5.34140摇臂钻床11.39141摇臂钻床8.625142摇臂钻床1.5143圆柱立式钻床3.125244卧起落式台铣床1514页邯郸职业技术学院45全能辗转头铣床9.125146全能降式台铣床9.125147全能降式台铣床5.225148卧起落式台铣床5.4149全能铣床17.175150立起落式台铣床13.128151立起落式台铣床9.125152锥齿轮刨齿机4.625153滚齿机7.27154插齿机9.5155弧齿锥齿铣床5.65156滚齿机17.4157卧轴矩台平面磨床24.14158精美轴钜台平面磨床7.672159外圆磨床19.8160全能工具磨床1.6161内圆磨床4.725162内圆磨床8.55163全能外圆磨床9.525264牛头刨床3265虎钳166钳式桌167台式钻床0.6268砂轮机1.5369砂轮机3370滑线平台171滑线平台172电动双桥式起重机45.5173电动双桥式起重机45.5174电动双桥式起重机20.32合计949.99117负荷计算5页表1-2公式及参数列表名称公式用电设备组的容量PePn用电设备组有功计算P30KKLpe负荷ewlKddelP30Pe需要系数KdKKLewlP30KdPe无功计算负荷Q30P30tan视在计算负荷S30P30cos计算电流I30S30UN3有功负荷的同时系数Kp0.80~0.90无功负荷的同时系数Kq0.85~0.95总的有功计算负荷'KpP30,iP30总的无功计算负荷Q'30KqQ30,i总的视在计算负荷S30'2Q'2P3030由表1-2中的公式的以下结论：车间的总的容量为：1249kw。车间的计算电流为：1389.1A。

邯郸职业技术学院备注Pn—设备的额定容量K－设备组的同时系数KL－设备组的负荷系数－设备组的平均效率e－配电线路的平均效wl率－对应用电设备组的正切值cos－用电设备组的平均功率因数UN－用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。6页邯郸职业技术学院总的有功计算负荷为：530.8kw。总的无功计算负荷为：747.5kvar。总的视在计算负荷为：。表1-3配电箱资料统计表配电箱序号动力负荷(kw)功率因数计算电流(A)No.1410.6398.6No.2290.6369.7No.3640.63153.9No.4460.63110.6No.5640.63153.9No.6410.6398.6No.7360.6386.6No.8650.63156.3No.9800.63192.4No.10710.63170.8No.11580.63139.6No.12660.63158.7No.13600.63144.3No.14680.63163.5No.15540.63129.97页邯郸职业技术学院No.16440.63105.8No.17720.63173.1No.18220.6352.9No.19750.63180.4No.20540.63129.9No.2160.6314.4表1-3母线负荷表母线序号母线负荷(kw)计算电流(A)WL1244586.8WL2142341.5WL3275661.4WL4226543.5WL594226.1WL6135324.7第二章短路电流及其计算工厂供电系统要求正常地不简断地用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是由于各样原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行碰到损坏。系统中最常有的故障就是短路。短路就是指不同样电位的导电部分之间的低阻性短接。短路后，短路电流比正常电流大得多；在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。这样大的电流可对供电系统产生极大的危害。因此必定全力想法除掉可能引起短路的所有因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确的选择电气设备，使设备拥有足够的动牢固性和热牢固性，以保证在发生可能有的最大电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必定计算短路电流。表2－1电力线路每相的单位长度电抗平均值8页邯郸职业技术学院线路结构线路电压6～10KV220/380V架空线路0.380.32电缆线路0.080.066表2－2公式及参数列表名称电力系统的电抗电力线路的电抗变压器的电抗电源G(1)

公式备注UC—高压馈电线的短路计算电压2Soc—系统出口短路器的断流容量XSUcSOC300MVAISoc=500MVAII750MVAIIIXWLXOLXo—系统电缆的单位长度的电抗L—线路长度2UK%—变压器短路电压百分比XTUK%Uc100SNSN—变压器的额定容量k-1k-2架空线路SL7-630l=10KMSN10-10Ⅰ(2)页(3)第910KV380V邯郸职业技术学院3.求k－１点的三相短路电流和短路容量（U10.5KV）c1解说：短路计算电压取值要比线路额定电压高5%。1）计算短路电流中各元件的电抗及总电抗。电力系统的电抗：由表3—1可知SN10－10I型短路器的短流容量Soc300MVA，因此X1Uc1Soc0.37。架空电路的电抗：由表3－2得X0.38km，因此0X2LX00.38km10km3.8。K－1点短路的等效电路以以下图，其计算总电抗以下：XK1XX0.370.384.1712X1X2k-1a)10页邯郸职业技术学院2）计算三相短路电流和短路容量。（3）三相短路电流周期重量有效值：Ik1UC13XK11.45KA。''(3)(3)（3）1.43KA。三相短路次暂态电流和稳态电流：IIIk1三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：(3)''(3)(3)''(3)ish2.55I3.71KAIsh1.51I2.19KA(3)（3）三相短路容量：Sk13UclIk126.37MVA4.求k－2点的三相短路电流和短路容量（Ｕc2=0.4KV）X'1X'2X3k-2b)1）计算短路电流中各元件的电抗及总电抗。电力系统的电抗：X1uc225.3104。Soc架空电路的电抗：X2X0Luc225.5103。uc111页邯郸职业技术学院电力变压器的电抗：uk%4.5。因此：X3X4uk%uc2211.4103100sn因此：XK2X1X2X317.43103IK32uc213.25A3XK2I3I3IK3213.25Ai(3sh)=1.84I''(3)=24.38KA(3)''(3)Ish=1.09I=14.34KA(3)=(3)=9.18MV?ASk23uc2Ik2表2-3常用高压断路器的主要技术参数种类额定电额定电开断电断流容动牢固电流热牢固电型号流A流KA量MV·A峰值kA流kA压KV少油SN10-10I10630163004016（2s）户内1000163004016（2s）12页邯郸职业技术学院第三章配电设备与线路选型高压侧设备选型依照实质情况和第一章的负荷计算，采用了

6台高压配电柜。各柜型号及其柜内的元气件选型见图纸

2号。交流低压配电柜的选型依照实质情况和第一章的负荷计算，采用GGD型交流配电柜。它的柜体采用通用柜的形式；设计时充分考虑到柜体运行中的散热问题；依照现代工业要求设计的，使整体雅观大方；柜体的顶盖在需要时可以拆掉，便于现场主母线的装置和调整。邯郸职业技术学院依照上图的参数采用GGD2型，详细规格见图纸1号。线路的选型依照实质情况和第一章的负荷计算，线路的详细选择见各图纸上所注明。第四章变压器选型负荷统计由《车间设备资料表》统计的：Pe1249KW计算时参数选择：Kd0.5cos0.63tan1.33有功功率：P30KdPe624.5KW14页邯郸职业技术学院无功功率：Q30P30tan830.6kvar取同时系数：Kp0.80~0.90取0.85K0.85~0.95取0.90q因此，总的有功功率：P'总的无功功率：Q'

3030

KK

pP30,i530.8KWqQ30,i747.5kvar变电所的视在计算负荷为：S30'2'2916.8KVAP30Q30主变压器容量选择条件为SN.TS30，因此未进行无功补偿时，主变压器应选1000KV.A。变电所低压侧的功率因数为：cos0.63无功补偿容量按规定，变电所高压侧的cos0.90，因此cos0.93。QcP'30tanarccos0.63tanarccos0.93kvar535.7kvar。15页邯郸职业技术学院取Qc540kvar3.补偿后的变压器容量2Q30Qc2S30P30569.9KV.A因此无功补偿后的变压器容量可选为630KV.A。16页邯郸职业技术学院第五章继电保护供电系统及电气设备在运行中，经常会因电气设备的绝缘损坏、操作失误等各样原因，造成短路事故或进入异常运行状态。特别是短路事故，会给供电系统及电气设备带来严重的危害。这些危害主要有：①短路电流经过电气设备，使电气设备直接碰到损害并造成停电事故；②由于短路使电力系统的电压和频率下降，影响用户的正常生产；③若是系统发生震荡，同步碰到损坏时，将引起系统解列，造成大面积停电。因此，为了迅速而有效地消除供电系统及电气设备发生的事故，防范造成严重的结果，需采用继电保护装置加以保护。继电保护装置是指供电系统或电气设备出现异常运行或故障时，可以及时发出预告信号或作用于开关跳闸并发出报警信号，以达到减小故障范围，保证系统安全运行的自动装置。对于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统的单相接地及电气设备过负荷等现象，继电保护装置能及时发出预告信号。通知运行值班人员进行办理，而当供电系统及电气设备发惹祸故时，它可以自动地将事故切除。这样，经过预防事故或减小事故范围来提高系统运行的可靠性和保护电气设备的安全。17页邯郸职业技术学院第六章机加工车间接地与防雷接地与防雷是工厂供电设计的一个重要部分。电气设备的某部分与大地之间做优秀的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或接地极。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要经过接地故障电流。接闪的金属杆称为避雷针。避雷针的功能实质上是引雷作用，它能对雷电场产生一个附加电场，使被保护物免受直接雷击。下面依照机加工车间的实质需求来计算接地体的选择和确定避雷针的高度。确定接地电阻由于进线为10KV，属1KV以上电流接地系统及与1KV以下系统共用的接地装置，选（RE≤120V且RE≤10Ω），同时又满足与总容量在100KV·A以上的发IE电机或变压器相联的接地装置得:RE4，因此确定次变电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：18页邯郸职业技术学院RE≤120VRE4IE∴IIUL架35L架3501010350.1350A0.386AECN120V0.386A310.9RE故此变电所的接地电阻为R4。E接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四周距变电所2-3米打入一圈直径50mm，长25m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用404m的扁钢焊接。计算单根钢管接地电阻查表6-1得砂质粘土的=100Ω·m1002.540∴单根钢管接地电阻RE(1)l确定接地管数和最后方案RE(1)4010依照RE4,但考虑到管间障蔽效应,初选15根直径50mm,长2.5m的钢管作为接地体.以n=15和al2去查手册(取n=10和n=20,在al2时的E19页邯郸职业技术学院nRE(1)40160.645E0.664值的中间值)可得E,因此,但是要考虑到接地体ER的平均对称部署以及实质需要,选18根直径为50mm,长2.5m的钢管作接地体,用40×4mm的扁钢连接,依照厂房需要,合适单排部署,而且南北两排,共36根。表6-1土壤电阻率参照值土壤名称电阻率土壤名称电阻率/(Ω·m)/(Ω·m)陶粘土泥炭、泥灰岩、10砂质粘土、可耕地100沼泽地20黄土200捣碎的木炭40含砂粘土、砂土300黑土、田园土、50多石土壤400陶土60砂、砂砾1000粘土避雷器的高度选定查表6-2得机加工车间是第三类防雷建筑滚求半径hr=60m,变电所高hx=4m,避雷器高为h在hx=4m的高度上最远一角r=（1222距离避雷针的水平距离为5）2.5=17.2m。20页邯郸职业技术学院∴避雷器的保护半径最少为17.2m取18m。hx=h（h）（）≈15m2hr－hx2hrhx=18mh=14.85m∴选择高度为2m的避雷针，其塔架为13m。以以下图所示。表6-2按建筑物防雷种类确定滚球半径建筑物防雷种类滚球半径hr/m,第一类防雷建筑物30第