機(jī)械廠機(jī)修加工車間配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電氣與信息工程學(xué)院工廠供電課程設(shè)計(jì)說明書題 目：某機(jī)修廠機(jī)械加工車間配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者：汪煒、藍(lán)愛玲、陳浩、徐廣琪專業(yè)班級(jí)：14級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化1班指導(dǎo)教師：姜春娣職稱：講師2017 年06月22日摘要電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉?，工廠供電設(shè)計(jì)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(gè)用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù) 的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也 日益提高，供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消 耗量，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和 人身安全等

2、是密切相關(guān)的。 遵循安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本原則，提出工廠廠區(qū)供 電的設(shè)計(jì)方案。本次設(shè)計(jì)是關(guān)于機(jī)修廠車間變電所及機(jī)械加工一車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 其中包括對(duì)車間進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，變壓器和變電所高壓進(jìn)線和出線的選擇，以及主接線 等。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括機(jī)修廠機(jī)加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的電氣一次 主接線的確定以及圖紙的繪制。首先，進(jìn)行車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，確定主變壓器；在技術(shù)方面 和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選擇經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的主接線一次方案。其次，進(jìn)行短路參 數(shù)的計(jì)算。然后，進(jìn)行設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。設(shè)計(jì)結(jié)果可以滿足供電的可靠性，保證各車 間電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；變電所主接線；配電線

3、路主接線；繼電保護(hù)目錄概論工廠供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì) 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容車間配電系統(tǒng)接線方案設(shè)計(jì)常用的工廠低壓線路的基本接線方式 機(jī)械加工車間配電系統(tǒng)接線方案 動(dòng)力配電箱的負(fù)荷分配方案 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì) 第2章機(jī)械加工車間負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的負(fù)荷計(jì)算的方法機(jī)械加工車間的負(fù)荷計(jì)算 各臺(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷配電箱的負(fù)荷計(jì)算整個(gè)車間的負(fù)荷計(jì)算 第3章機(jī)械加工車間低壓配電線路的選擇 配電線路的選擇導(dǎo)線和電纜截面選擇的方法配電箱進(jìn)線導(dǎo)線和電纜截面的選擇與敷設(shè) 各設(shè)備導(dǎo)線、電纜截面的選擇與敷設(shè) 低壓母線的選擇第4章機(jī)械加工車間低壓配電設(shè)備的選擇與校驗(yàn)

4、低壓開關(guān)設(shè)備的選擇低壓斷路器的選擇低壓刀熔開關(guān)選擇與校驗(yàn)配電箱的選擇第5章設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)第1章概論1.1 工廠供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)1.1.1 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須遵循以下原則。（1）工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須遵循國家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案須符合國家 標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)做到保障人身和設(shè)備安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格， 技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。（2）應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān) 系，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。（3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地 區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案，以滿

5、足供電的要求。1.1.2 車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容工廠供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)包括變配電所設(shè)計(jì)、 配電線路設(shè)計(jì)和電氣照明設(shè)計(jì)等。1. 變配電所設(shè)計(jì)無論工廠總降壓變電所或車間變電所， 其設(shè)計(jì)的內(nèi)容都是相同的。 工廠高壓 配電所，則除了沒有主變壓器的選擇外， 其余部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變配電所基本 相同。變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：變 （配） 電所負(fù)荷的計(jì)算及無功功率的補(bǔ)償； 變（配）電所所址的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型式的確定；變 （ 配） 電所 主接線方案的選擇； 進(jìn)出線的選擇； 短路電流計(jì)算和開關(guān)設(shè)備的選擇； 二次回路 方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定； 防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)； 變（ 配） 電所

6、 電氣照明的設(shè)計(jì)等。 最后需編制設(shè)計(jì)說明書、 設(shè)備材料清單及工程概預(yù)算， 繪制 變（配）電所主接線圖、平剖面圖、二次回路圖及其他施工圖紙。2. 配電線路設(shè)計(jì)工廠配電線路設(shè)計(jì)分廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)和車間配電線路設(shè)計(jì)。 廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計(jì)及車間外部低壓配電線路 的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式 （ 架空線路還是電纜線 路）的確定；線路的導(dǎo)線或電纜及其配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線路桿位 的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，架空線路的防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)等。 最后需編制設(shè)計(jì)說明書、 設(shè)備材 料清單及工程概預(yù)算、 繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、 電桿總裝圖

7、及其他施 工圖紙。車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括： 車間配電線路布線方案的確定； 線路導(dǎo)線 及其配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇等。 最后編制設(shè)計(jì)說明書、 設(shè)備材料清單及工程概預(yù)算、繪制車間配電線路系統(tǒng)圖和平面圖及其他施工圖紙。3. 電氣照明設(shè)計(jì)工廠電氣照明設(shè)計(jì)， 包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和車間 ( 建筑) 內(nèi)照明系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)。其內(nèi)容均應(yīng)包括： 照明光源和燈具的選擇； 燈具布置方案的確定和照度 計(jì)算；照明線路導(dǎo)線的選擇；保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。 最后也編制設(shè)計(jì)說明書、 設(shè)備材料清單及工程概預(yù)算，繪制照明系統(tǒng)圖和平面圖及其他施工圖紙。1.1.3 車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容車間配電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括：車間配

8、電線路布線方案的確定；線路導(dǎo)線 及其配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇等。 最后編制設(shè)計(jì)說明書、 設(shè)備材料清單及工程 概預(yù)算、繪制車間配電線路系統(tǒng)圖和平面圖及其他施工圖紙。1.2 車間配電系統(tǒng)接線方案設(shè)計(jì)1.2.1 常用的工廠低壓線路的基本接線方式工廠低壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形等幾種基本接線方式。1. 放射式圖為低壓放射式接線。 它的特點(diǎn)是：發(fā)生故障時(shí)互不影響， 供電可靠性較高， 但在一般情況下， 其有色金屬消耗較多， 采用開關(guān)設(shè)備也較多， 且系統(tǒng)靈活性較 差。這種線路多用于供電可靠性要求較高的車間， 特別適用于對(duì)大型設(shè)備的供電。 2. 樹干式圖為低壓樹干式接線。樹干式接線的特點(diǎn)正好與放射式相反，其

9、系統(tǒng)靈活性 好，采用開關(guān)設(shè)備少，有色金屬消耗也少；但干線發(fā)生故障時(shí)，影響范圍大，所 以供電可靠性較低。 低壓樹干式接線在工廠的機(jī)械加工車間、 機(jī)修車間和工具車 間中應(yīng)用相當(dāng)普遍，因?yàn)樗容^適用于供電容量小， 且分布較均勻的用電設(shè)備組， 如機(jī)床、小型加熱爐等，見圖 (a) 。圖(b)為變壓器-干線式。這種接線省去了整套低壓配電裝置， 使變電所結(jié)構(gòu) 簡化，投資降低。圖為一種變形的樹干式接線， 即鏈?zhǔn)浇泳€。 鏈?zhǔn)浇泳€的特點(diǎn)與樹干式接線相 同，適用于用電設(shè)備距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)而彼此相距很近，容量很小的次要用電設(shè)備。 但鏈?zhǔn)较噙B的用電設(shè)備，一般不宜超過 5 臺(tái)，總?cè)萘坎怀^ 10kW。3. 環(huán)形供電圖為一臺(tái)變

10、壓器供電的低壓環(huán)形接線。 一個(gè)工廠內(nèi)所有車間變電所的低壓側(cè)， 可以通過低壓聯(lián)絡(luò)線互相接成環(huán)形。環(huán)形接線供電可靠性高， 任一段線路發(fā)生故障或檢修時(shí)， 都不至于造成供電 中斷，或者只是暫時(shí)中斷供電，只要完成切換電源的操作，就能恢復(fù)供電。環(huán)形 供電可使電能損耗和電壓損耗減少，既能節(jié)約電能，又容易保證電壓質(zhì)量。但其保護(hù)裝置及其整體 配合相當(dāng)復(fù)雜，如配合不當(dāng)，易發(fā)生誤動(dòng)作，擴(kuò)大故障范圍。實(shí)際上，低壓環(huán)形 接線通常采取“開口”運(yùn)行方式（a）母線放射式配電的樹干式（b）為變壓器-干線式樹干式圖低壓放射式接線圖低壓樹干式接線圖低壓鏈?zhǔn)浇泳€圖低壓環(huán)形接線在工廠的低壓配電系統(tǒng)中，往往是幾種接線方式的有機(jī)組合，依具

11、體情況而 定。不過在正常環(huán)境的車間或建筑內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備容量不大且無特殊要求 時(shí)，宜采用樹干式配電，這主要是因?yàn)闃涓墒脚潆娸^放射式配電經(jīng)濟(jì)且有成熟的 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明，低壓樹干式配電在一般正常情況下能夠滿足生產(chǎn)要求。122機(jī)械加工車間配電系統(tǒng)接線方案本次設(shè)計(jì)的是某機(jī)修廠機(jī)械加工車間的配電系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，綜合 以上各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合機(jī)械加工車間的實(shí)際平面圖， 我們選擇母線 放射式配電的樹干式接線，機(jī)械加工車間由工廠變電所低壓配電室用一回路干線 供電，再通過6臺(tái)配電箱給36臺(tái)設(shè)備供電。1.3 動(dòng)力配電箱的負(fù)荷分配方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，并結(jié)合機(jī)械加工車間的實(shí)際平面圖，按照設(shè)備

12、的擺放位 置，根據(jù)就近原則，選擇6臺(tái)配電箱供電。車間配電箱的負(fù)荷分配方案如表所示，具體分配見第3章的節(jié)。表車間配電箱的負(fù)荷分配方案表序號(hào)配電箱代號(hào)設(shè)備代號(hào)A129、30、31A225、26、27、28A319、20、21、22、23、24A414、15、16、17、18A57、8、9、10、11、12、13、33、34、35A61、2、3、4、5、6、321.4 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)圖參見工廠供電 P116-P126第2章機(jī)械加工車間負(fù)荷計(jì)算計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影 響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。計(jì)算負(fù)荷確定過

13、大，將增加供電設(shè)備的容量，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；計(jì)算負(fù)荷確定過小，設(shè)計(jì)出的供電系 統(tǒng)的線路和電氣設(shè)備承受不了實(shí)際的負(fù)荷電流， 使電能損耗增大，使用壽命降低， 甚至影響到系統(tǒng)正?？煽康倪\(yùn)行。因此正確確定計(jì)算負(fù)荷具有重要的意義。 但是 由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定規(guī)律 可循，但準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷卻十分困難。實(shí)際上，負(fù)荷也不可能是一成不變的， 它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織以及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)，因此負(fù)荷計(jì) 算也只能力求接近實(shí)際。2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的計(jì)算負(fù)荷,是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中的各元 件的負(fù)荷值。按計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備

14、和導(dǎo)線電纜，如以計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行， 其發(fā)熱溫度不致超出允許值，因而也不會(huì)影響其使用壽命。由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為 （34）， 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。 而截面在16mm2及以上的導(dǎo)體的 約為10min以上，故載流導(dǎo)體約經(jīng)30min后可 達(dá)到穩(wěn)定溫升值。因此計(jì)算負(fù)荷通常取半小時(shí)最大負(fù)荷。本設(shè)計(jì)用半小時(shí)最大負(fù) 荷來表示有功計(jì)算負(fù)荷，用p30、S30和130分別表示無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì) 算負(fù)荷和計(jì)算電流。2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法我國目前普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，主要是簡便實(shí)用的需要系數(shù)法和 二項(xiàng)式系數(shù)法。用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷，其特點(diǎn)是簡單方便，計(jì)算結(jié)果比較符合實(shí)際，而且長期以來已積累

15、了各種設(shè)備的需要系數(shù)，因此是世界各國均普遍采用的基本方法。但是，把需要系數(shù)看作與一組設(shè)備中設(shè)備的多少及容量是否相差懸殊等都 無關(guān)的固定值，這就考慮不全面。實(shí)際上只有當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、總?cè)萘孔銐虼蟆?沒有特大型用電設(shè)備時(shí)，表中的需要系數(shù)的值才較符合實(shí)際。 所以，需要系數(shù)法 普遍應(yīng)用于求全廠和大型車間變電所的計(jì)算負(fù)荷。而在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，且容量差別懸殊的分支干線或支線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用另一種方法一一二項(xiàng)式系數(shù)法。我國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-1992民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范也規(guī)定：“用電 設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，各臺(tái)設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法”。綜上所訴，比較兩種計(jì)算方法的特點(diǎn)，我們采取的是二項(xiàng)式系數(shù)

16、法。用二項(xiàng)式系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì) 算時(shí)，既要考慮用電設(shè)備組的平均負(fù)荷，又要考慮幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加 負(fù)荷。還需指出：二項(xiàng)式系數(shù)值與用電設(shè)備類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大，因此在計(jì)算時(shí)首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯(cuò)誤。例如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)，應(yīng)屬小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻饘偾邢骶褪?冷加工，而機(jī)修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機(jī)、拉絲機(jī)和鍛錘等，應(yīng)屬熱加工 機(jī)床。再如起重機(jī)、行車、電葫蘆、卷揚(yáng)機(jī)等，實(shí)際上屬于吊車類2 o需要系數(shù)法的基本公式1. 單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P30=KdPe式中，Kd稱為需要系數(shù)，Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；Kd cos、tan等值，見

17、教材工廠供電附表1。注意如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)少于教材 工廠供電附附表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備 臺(tái)數(shù)的2倍時(shí)，則其最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x也應(yīng)相應(yīng)減少。建議取x n/2，并按“四舍五入”取整規(guī)則。例如，某機(jī)床電動(dòng)機(jī)組有7臺(tái)電動(dòng)機(jī)，而附表 6中規(guī)定 x 5,但這里n 7 2x 10，建議取x 7/2 4來計(jì)算，即取其中4臺(tái)最大容 量電動(dòng)機(jī)容量來計(jì)算Px o只有12臺(tái)設(shè)備時(shí)，則可認(rèn)為P30 Pe。對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則P30 Pn/ ， 這里Pn為電動(dòng)機(jī)額定容量， 為電動(dòng)機(jī)效率。在設(shè)備臺(tái)數(shù)較少時(shí)， cos也宜適 當(dāng)取大o2. 多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法確定多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，同樣要考慮各組用電設(shè)備

18、的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素?？偟囊曉谟?jì)算負(fù)荷為S。二V?3 + ?3廳總的計(jì)算電流為130=?3C/( v3 x ?)2.3 機(jī)械加工車間的負(fù)荷計(jì)算2.3.1 各臺(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷以車床C630M為例：單臺(tái)容量為Pe =，額定功率因素cos書二-，額定效率 n =-3,額定電壓U設(shè)為380V,則,?12.65I 30=v3?n ? V3 x0.38x0.85x0.85其他設(shè)備的計(jì)算方法同上，各臺(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷如表所示表各臺(tái)設(shè)備計(jì)算負(fù)荷設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱、型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量(kW總?cè)萘?kWI 30 (A)1車床C630M12萬能工具磨床M5M13普通車床C620-114普通車床C20-215普通車床

19、C20-316普通車床C20-317普通車床C62018普通車床C62019普通車床C620110普通車床C620111普通車床C618112普通車床C616113螺旋套絲機(jī)S-8139114普通車床C630115管螺紋車床Q119116搖臂鉆床Z35117圓柱立式鉆床Z5040118圓柱立式鉆床Z50401195T單梁吊車（£=25%120立式砂輪121牛頭刨床B665122牛頭刨床B665123萬能銑床X63WT124立體銑床X52K125滾齒機(jī)Y-36126插床B5032127引鋸機(jī)G72128立式鉆床Z512129電極式鹽浴電阻爐130井式回火電阻爐1323231箱式加熱電阻

20、爐1454532車床CW6-1133立式車床C512-1A134臥式鏜床J681282835單臂刨床B101016767232配電箱的負(fù)荷計(jì)算以第1號(hào)配電箱A1為例：配電箱A1上接有電極式鹽浴電阻爐1臺(tái)，井式回 火電阻爐1臺(tái)32Kw箱式加熱電阻爐1臺(tái)45Kw共。由教材工廠供電附表 1查得，Kd=, cos書=,tan書=0其設(shè)備總?cè)萘繛椋篜e=+32+45=其計(jì)算負(fù)荷為：卩30= X =其無功計(jì)算負(fù)荷為：其視在計(jì)算負(fù)荷為：S其計(jì)算電流為：IQo=x 0=0Kvar30 ?30 75.25小小75.25? ? 1.0?3075.2530 ®? ®0.38其余配電箱也按照上面的

21、方法計(jì)算，各配電箱的計(jì)算負(fù)荷見表：2.3.3 整個(gè)車間的負(fù)荷計(jì)算1.各設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算以吊車組為例：由教材工廠供電附表 1查得tan書= 其計(jì)算負(fù)荷為?P30 =Pe=PN =PN=其無功計(jì)算負(fù)荷為:Q30= X =其他兩組（電阻爐組與機(jī)床組）計(jì)算方法也如上。2.車間母線的負(fù)荷計(jì)算此車間母線線路上總的計(jì)算負(fù)荷為：（取K藝P=, K2 q=） 其計(jì)算負(fù)荷為P30= X + + =其無功計(jì)算負(fù)荷為：Qo= X（ +0+） = Kvar其視在計(jì)算負(fù)荷為：S3o=v?3C2 + ?302= A其計(jì)算電流為：,?30I30=®?表 配電箱及車間母線選擇配電箱及母線P30 (kWQ30 (kva

22、r)s3o (kV A)130(A)配電箱A10配電箱A2配電箱A3配電箱A4配電箱A5配電箱A6車間母線第3章 機(jī)械加工車間低壓配電線路的選擇本章首先介紹配電線及電纜的選擇； 包括各設(shè)備的導(dǎo)線進(jìn)線選擇，配電箱的 進(jìn)線選擇，設(shè)備與線路等選擇得恰當(dāng)與否將影響到整個(gè)系統(tǒng)能否安全可靠地運(yùn)行。3.1 配電線路的選擇根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10kV及以下高壓線路和低壓動(dòng)力線路，對(duì)于車間 內(nèi)較短的線路，可不進(jìn)行電壓損耗的校驗(yàn)，所以通常按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線和電 纜截面。3.1.1 導(dǎo)線和電纜截面選擇的方法1. 三相系統(tǒng)相線截面的選擇電流通過導(dǎo)線 （包括電纜、母線，下同 ） 時(shí)，要產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)線發(fā)熱。 裸

23、導(dǎo)線的溫度過高時(shí)，會(huì)使接頭處的氧化加劇， 增大接觸電阻，使之進(jìn)一步氧化， 如此惡性循環(huán)， 最終可發(fā)展到斷線。 而絕緣導(dǎo)線和電纜溫度過高時(shí)， 可使其絕緣 加劇老化甚至燒毀，或引起火災(zāi)事故。按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時(shí)，應(yīng)使其允許載流量 Ial 不小于通 過相線的計(jì)算電流 I 30，即 I al I30所謂導(dǎo)線的允許載流量， 就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下， 導(dǎo)線能連續(xù)承受而 不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。 如果導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線 允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)， 則導(dǎo)線的允許載流量應(yīng)乘以以下溫度校正 系數(shù)：式中， al 為導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度； 0為導(dǎo)線允許載流量

24、所采用的環(huán)境溫度； 0' 為導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度。教材工廠供電附表 19 列出了絕緣導(dǎo)線明敷、穿鋼管和穿塑料管時(shí)的允 許載流量。必須注意：按發(fā)熱條件選擇的導(dǎo)線和電纜截面， 還必須用式 INFE KOLIal 或式lop KoLlal來校驗(yàn)它與其相應(yīng)的保護(hù)裝置（熔斷器或低壓斷路器的過流脫扣器）是否配合得當(dāng)。 如果配合不當(dāng)， 可能發(fā)生導(dǎo)線或電纜因過電流而發(fā)熱起燃但保護(hù) 裝置不動(dòng)作的情況，這當(dāng)然是不允許的 6 。2. 中性線和保護(hù)線截面的選擇（1）中性線（N線）截面的選擇 三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量， 不應(yīng)小于三相系統(tǒng)的最大不平衡

25、電流， 同時(shí)應(yīng)考慮諧波電流 的影響。1） 一般三相四線制線路中的中性線截面A 應(yīng)不小于相線截面 民的50%即2）兩相三線線路及單相線路的中性線截面 A0 由于中性線電流與相線電流 相等，因此其中性線截面 A與相線截面 民相同，即Ao A3 ）三次諧波電流突出的三相四線制線路的中性線截面 A0 由于各相的三次 諧波電流都通過中性線， 使得中性線電流可能等于甚至超過相線電流， 因此中性 線截面A宜等于或大于相線截面 乓，即Ao A（2）保護(hù)線（PE線）截面的選擇保護(hù)線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時(shí)單相短路電流通過時(shí)的短路熱 穩(wěn)定度。根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求，保護(hù)線（PE線）截面ape,按GB500

26、54-1995低壓1配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)其材料與相線相同時(shí)，其最小截面應(yīng)滿足表的要求表PE線的最小截面相線芯線截面PE線最小截面保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇因?yàn)楸Ｗo(hù)中性線兼有PE線和N線的雙重功能，因此選擇截面時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足 上述PE線和N線的要求，取其中的最大截面。3.2配電箱進(jìn)線導(dǎo)線和電纜截面的選擇與敷設(shè)1.配電箱導(dǎo)線型號(hào)和截面的選擇以第1號(hào)配電箱A1的進(jìn)線導(dǎo)線選擇為例，采用 BLV型鋁芯塑料絕緣線穿鋼 管埋地敷設(shè)，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邷囟葹?5C。由第2章所計(jì)算數(shù)據(jù)得丨3。=,查教材工廠供電附表19，+25C時(shí)4根單芯線穿鋼管（SC）的BV-500型截面為70mm勺導(dǎo)線允許載流量lai

27、=127A>130=。因此選A =70mm保護(hù)線截面選擇：根據(jù)上表所示當(dāng)A > 35 mm時(shí)，選Ape= A =35mm所以該線路所選的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格可表示為BLV-500-（3 X 70+1X 35）。其他配電箱進(jìn)線導(dǎo)線算法如上：整理得表表各配電箱進(jìn)線導(dǎo)線選擇配電箱I 30(A)配電箱進(jìn)線選擇配電箱A1BLV-500-(3 X 70+1 X 35)配電箱A2BLV-500-(3 X 70+1 X 35)配電箱A3BLV-500-(3 X 50+1 X 25)配電箱A4BLV-500-(3 X 25+1 X 16)配電箱A5BLV-500-(3 X 150+1 X 95)配電箱A6B

28、LV-500-(3 X 16+1 X 10)3.3 各設(shè)備導(dǎo)線、電纜截面的選擇與敷設(shè)車間供電線路一般采用交流 220/380V、中性點(diǎn)直接接地的三相四線制供電 系統(tǒng)，包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。 室內(nèi)（即車間內(nèi)）配電線路的干線采用 裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線，特殊情況采用電纜；室外配電線路指沿車間外墻或屋檐敷設(shè)的低壓配電線路，均采用絕緣導(dǎo)線，也包括車間之間短距離的低壓架空線路。絕緣導(dǎo)線按線芯材料分為銅芯和鋁芯兩種，在易燃、易爆或其他特殊要求的 場所應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線。絕緣導(dǎo)線按外皮的絕緣材料分為橡皮絕緣和塑料絕緣 兩種，塑料絕緣導(dǎo)線絕緣性能良好，耐油和抗酸堿腐蝕，價(jià)格較低，在戶內(nèi)明敷 或穿管敷設(shè)時(shí)可

29、取代橡皮絕緣導(dǎo)線，但其在高溫時(shí)易軟化，在低溫時(shí)變硬變脆， 故不宜在戶外使用。車間內(nèi)的吊車滑觸線通常采用角鋼，但新型安全滑觸線的載流導(dǎo)體則為銅排， 且外面有保護(hù)罩。車間配電線路中還有一種封閉型母線， 適用于設(shè)備布置均勻緊 湊而又需要經(jīng)常調(diào)整位置的場合。電纜型號(hào)選擇，參考教材工廠供電附錄表19,工廠供電簡明手冊表ZL14-28。選擇電纜敷設(shè)路徑時(shí)，應(yīng)考慮以下原則：避免電纜遭受機(jī)械外力、過熱、腐 蝕等的危害；在滿足安全要求條件下應(yīng)使電纜較短； 便于敷設(shè)和維護(hù)；避開將要 挖掘施工的地方。工廠中常用電纜的敷設(shè)方式有直接埋地、電纜溝、電纜橋架。而在發(fā)電廠、 大型工廠和現(xiàn)代化城市中，還有采用電纜排管和電纜隧

30、道等敷設(shè)方式。 車間電纜 進(jìn)線采用電纜溝敷設(shè)。實(shí)際敷設(shè)電纜時(shí)，一定嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定和設(shè)計(jì)的要求，竣工 以后，要按規(guī)定的手續(xù)和要求進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，確保線路的質(zhì)量。電纜應(yīng)遠(yuǎn)離爆炸性氣體釋放源。電纜溝的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到防火和防水 。表各設(shè)備導(dǎo)線選擇設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱、型號(hào)1 30 (A)導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格1車床C630MBLV-500-(3 X 4+1 X -SC15-F2萬能工具磨床M5MBLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F3普通車床C620-1BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F4普通車床C20-2BLV-500-(3X 16+1 X10)-SC25-F5普通車

31、床C20-3BLV-500-(3 X 10+1 X6)-SC25-F6普通車床C20-3BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F7普通車床C620BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F8普通車床C620BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F9普通車床C620BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F10普通車床C620BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F11普通車床C618BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F12普通車床C616BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F13螺旋套絲機(jī)S-8

32、139BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F14普通車床C630BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F15管螺紋車床Q119BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F16搖臂鉆床Z35BLV-500-(3 X 10+1 X6)-SC25-F17圓柱立式鉆床Z5040BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F18圓柱立式鉆床Z5040BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F195T單梁吊車（£=25%BLV-500-(3X 6+1 X4)-SC20-F20立式砂輪BVL-500-(3X 6+1 X4)-SC20-F2

33、1牛頭刨床B665BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F22牛頭刨床B665BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F23萬能銑床X63WTBLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F24立體銑床X52KBLV-500-(3X 16+1 X10)-SC25-F25滾齒機(jī)Y-36BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F26插床B5032BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F27引鋸機(jī)G72BLV-500-(3 X 10+1 X6)-SC25-F28立式鉆床Z512BLV-500-(3X 10+1 X6)-SC25-F29電極式鹽

34、浴電阻爐BLV-500-(3X 25+1 X16)-SC32-F30井式回火電阻爐BLV-500-(3X 35+1 X25)-SC40-F31箱式加熱電阻爐BLV-500-(3X 50+1 X25)-SC50-F32車床CW6-1BLV-500-(3X 25+1 X16)-SC32-F33立式車床 C512-1ABLV-500-(3X 35+1 X25)-SC40-F34臥式鏜床J68BLV-500-(3X 25+1 X16)-SC32-F35單臂刨床B1010BLV-500-(3X 95+1 X50)-SC70-F3.4 低壓母線的選擇由于該車間選用LMY型硬鋁母線，而該車間的總的計(jì)算電流為

35、，若按發(fā)熱條件選擇母線，則有:(1 )相線截面A的選擇查工廠供電附錄表17表可知：2LMY型硬鋁母線平放時(shí)母線的尺寸為 40X 5mm的相線的載流量 扁=542人 其大于130=,滿足發(fā)熱條件，因此低壓母線選擇3條LMY-3(40X 5) +1 (40 X 4)。第4章機(jī)械加工車間低壓配電設(shè)備的選擇與校驗(yàn)4.1 低壓開關(guān)設(shè)備的選擇低壓開關(guān)設(shè)備的選擇，主要指低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、低壓刀熔開關(guān)和低 壓負(fù)荷開關(guān)的選擇與校驗(yàn)。下面重點(diǎn)介紹低壓斷路器的選擇、 整定。其他低壓開 關(guān)設(shè)備的選擇比較簡單，參照教材工廠供電技術(shù) P121表的要求進(jìn)行，此處 不再贅述5。4.1.1 低壓斷路器的選擇低壓斷路器的文

36、字符號(hào)為 QF圖形符號(hào)為低壓斷路器又稱低壓自動(dòng) 空氣開關(guān)，是一種能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷、欠壓或失壓的情況 下自動(dòng)跳閘的一種開關(guān)設(shè)備。目前廣泛用于生產(chǎn)現(xiàn)場的塑殼式(DZ系列)和萬能式(DW系列)低壓斷路器。目前常用的塑殼式低壓斷路器主要有 DZ20 DZI5，DZXI0 系列及引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)的H系列、S060系列、3VE系列、TO和TG系列。以車床C630M為例，選擇低壓斷路器，尖峰電流為 45倍的啟動(dòng)電流：查工廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊得，DZ10-100型低壓斷路器的過流脫扣器額定電 流=80A丨3。=，初步選擇DZ10-100/40型低壓斷路器。瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定。瞬時(shí)

37、過電流脫扣器動(dòng)作電流Iop(0)應(yīng)躲過線路的尖峰電流 *k，DZ型斷路器宜取2，由式'op(0) KrelIpk可知：因此瞬時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流可整定為 3倍的脫扣器額定電流，即：%(0)3 80A 240A，滿足躲過尖峰電流的要求，長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和時(shí)間的整定。 長延時(shí)過電流脫扣器一般用于 過負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作電流IoP(l)僅需躲過線路的計(jì)算電流，式中， Krel為可靠系數(shù)， 取，即卩因此長延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流可整定為1倍的脫扣器額定電流，即其他斷路器的選擇方法同上4，具體型號(hào)見表。4.1.2 低壓刀熔開關(guān)選擇與校驗(yàn)低壓刀熔開關(guān)的文字符號(hào)為 FU-QK圖形符號(hào)為 k，低

38、壓刀熔開關(guān)又 稱熔斷器式刀開關(guān)，是低壓刀開關(guān)與低壓熔斷器組合而成的開關(guān)電器， 具有刀開 關(guān)和熔斷器的雙重功能。采用這種組合型開關(guān)電器，可以簡化配電裝置的結(jié)構(gòu)， 目前已廣泛用于低壓動(dòng)力配電屏中 。HR3-400刀熔開關(guān)的校驗(yàn)(1) 校驗(yàn)刀熔開關(guān)的斷流能力Ioc=50kA I"斷流能力滿足要求。(2) 導(dǎo)線與刀熔開關(guān)的保護(hù)配合校驗(yàn)設(shè)刀熔開關(guān)只做短路保護(hù)，導(dǎo)線與刀熔開關(guān)的配合條件為絕緣導(dǎo)線時(shí)應(yīng)滿 足：1 N?FE 1 alIn?fe=150A Ial滿足要求其他刀熔開關(guān)的校驗(yàn)方法同上查工廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊 P409-P412,表ZL9-20,得各配電箱的低壓斷路器 的明細(xì)表見表。4.2 配

39、電箱的選擇XL(F) 31型動(dòng)力配電箱的一次線路方案和主要電氣設(shè)備。本型動(dòng)力配電箱是應(yīng)用較廣的產(chǎn)品，除裝有低壓斷路器、磁力啟動(dòng)器及接觸器等方案外，還配有平民頻敏變阻器的方案，可用于控制中小型籠型、繞線型電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，從而 在某些情況下可取代專用控制箱，節(jié)省一次投資，還可與其他動(dòng)力配電箱并列安 裝。XL-21型動(dòng)力配電箱系戶內(nèi)裝置，全部采用新型電氣元件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、 檢測方便、線路方案可以靈活組合等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣的一種電氣控制設(shè)備， 適用于民用建筑及工礦企業(yè)，交流頻率 50Hz,交流電壓380V,三相三線、三相 四線電力系統(tǒng)，作動(dòng)力、照明配電及控制之用。符合GB725J97低壓成套開關(guān)設(shè)備國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上特點(diǎn)，選取 TN-C系統(tǒng)。按照設(shè)計(jì)任務(wù)要求，根據(jù)車間設(shè)備的臺(tái)數(shù)，選擇 XL-21型動(dòng)力配電箱，查工 廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊P409,表ZL9-20,各配電箱的型號(hào)明細(xì)表見表。表各配電箱的型號(hào)明細(xì)表配電箱代號(hào)配電箱型