工廠配電設(shè)計(jì)

1、邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院第25頁(yè) 目 錄前言機(jī)加工車間間的負(fù)荷荷計(jì)算 1短路電流及及其計(jì)算算 6配電設(shè)備與與線路選選型 110變壓器選型型 111繼電保護(hù) 113機(jī)加工車間間接地與與防雷 114結(jié)束語(yǔ)參考資料前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是是檢驗(yàn)我我們?nèi)昴陙韺W(xué)習(xí)習(xí)的情況況的一項(xiàng)項(xiàng)綜合測(cè)測(cè)試，它它要求我我們把以以往所學(xué)學(xué)的知識(shí)識(shí)全部適適用，融融會(huì)貫通通的一項(xiàng)項(xiàng)訓(xùn)練，是是對(duì)我們們能力的的一項(xiàng)綜綜合評(píng)定定，它要要求我們們充分發(fā)發(fā)掘自身身的潛力力，開拓拓思路設(shè)設(shè)計(jì)出合合理適用用的自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)。眾眾所周知知，電能能是現(xiàn)代代工業(yè)生生產(chǎn)的主主要能源源。電能能即易于于由其他他形式的的能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換而來來，又易易于轉(zhuǎn)換換為其他他形式的

2、的能量以以供應(yīng)用用。電能能的輸送送和分配配既簡(jiǎn)單單經(jīng)濟(jì)，又又便于控控制、調(diào)調(diào)節(jié)、測(cè)測(cè)量。有有利于實(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)過程自自動(dòng)化。而而工廠供供電就是是指工廠廠所需要要電能的的供應(yīng)和和分配。工工廠供電電設(shè)計(jì)要要達(dá)到為為工業(yè)生生產(chǎn)服務(wù)務(wù)，保障障工廠生生產(chǎn)和生生活用電電的需要要，并做做好節(jié)能能工作，就就必須做做到：安安全、可可靠、優(yōu)優(yōu)負(fù)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)。我本次設(shè)計(jì)計(jì)的課題題為：“XX廠廠機(jī)加工工車間變變配電所所和動(dòng)力力配電系系統(tǒng)”。我所所設(shè)計(jì)的的屬于二二級(jí)電力力負(fù)荷。如如果中斷斷供電造造成的后后果十分分嚴(yán)重，因因此在高高壓側(cè)采采用雙電電源互為為備用自自動(dòng)投入入式的設(shè)設(shè)計(jì)方案案，在低低壓側(cè)采采用單母母線分段段控制、交

3、交流低壓壓配電柜柜和無功功補(bǔ)償柜柜都采用用的是GGGD型型，為了了實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)的可可靠性，在在高壓側(cè)側(cè)有線路路和變壓壓器保護(hù)護(hù)等繼電電保護(hù)，還還有工廠廠接地保保護(hù)和變變配電所所避雷保保護(hù)，但但工廠接接地保護(hù)護(hù)和變配配電所避避雷保護(hù)護(hù)是互相相獨(dú)立的的?？傊?，通過過這次設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)該該能夠樹樹立正確確的設(shè)計(jì)計(jì)思想和和嚴(yán)肅認(rèn)認(rèn)真的工工作態(tài)度度，樹立立正確的的生產(chǎn)觀觀念，經(jīng)經(jīng)濟(jì)意識(shí)識(shí)的全面面觀念。從從工廠切切身利益益經(jīng)濟(jì)狀狀況等因因素出發(fā)發(fā)進(jìn)行合合理的設(shè)設(shè)計(jì)。第一章 機(jī)加工工車間的的負(fù)荷計(jì)計(jì)算供電系統(tǒng)要要能夠在在正常條條件下可可靠運(yùn)行行，則其其中各個(gè)個(gè)元件（包包括電力力變壓器器、開關(guān)關(guān)設(shè)備及及導(dǎo)線、電電纜等

4、）都都必須選選擇得當(dāng)當(dāng)，除了了應(yīng)滿足足工作電電壓和頻頻率的要要求外，最最重要的的就是要要滿足負(fù)負(fù)荷電流流的要求求。因此此有必要要對(duì)供電電系統(tǒng)中中各個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)的電電力負(fù)荷荷進(jìn)行統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算算。通過過負(fù)荷的的統(tǒng)計(jì)計(jì)計(jì)算求出出的、用用來按發(fā)發(fā)熱條件件選擇供供電系統(tǒng)統(tǒng)中各元元件的負(fù)負(fù)荷值，稱稱之為計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷根據(jù)負(fù)負(fù)荷選擇擇電氣設(shè)設(shè)備和電電纜。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1-1 車間間設(shè)備的的負(fù)荷統(tǒng)統(tǒng)計(jì)編號(hào)名稱單臺(tái)容量（kkw）數(shù)量（臺(tái)）1普通車床3.2412普通車床423普通車床4.625524普通車床4.125575普通車床7.9626普通車床7.625527普通車床4.188螺栓套絲機(jī)機(jī)3.125519銑端面鉆中中心

5、孔機(jī)機(jī)床13.3225110回輪式六角角車床4.04111管螺紋車床床7.9255112普通車床7.84113普通車床11.2225214普通車床7.5215普通車床7.84116普通車床10.4225217普通車床7.5218普通車床5.75119普通車床10.4225720轉(zhuǎn)塔式六角角車床13.933121單自動(dòng)轉(zhuǎn)塔塔車床13122普通車床12.166323普通車床12.199124普通車床12.199125普通車床23.655126單柱立式車車床31.7127雙柱立式車車床70.7128龍門刨床60129單臂刨床67.755130落地車床32.8131龍門銑床58132臥式鎖床14.21

6、33臥式鎖床9.2234插床9.1255135牛頭刨床8.25436牛頭刨床8.25237插床4.16138插床3139搖臂鉆床5.34140搖臂鉆床11.399141搖臂鉆床8.6255142搖臂鉆床1.5143圓柱立式鉆鉆床3.1255244臥升降式臺(tái)臺(tái)銑床15145萬能回轉(zhuǎn)頭頭銑床9.1255146萬能降式臺(tái)臺(tái)銑床9.1255147萬能降式臺(tái)臺(tái)銑床5.2255148臥升降式臺(tái)臺(tái)銑床5.4149萬能銑床17.1775150立升降式臺(tái)臺(tái)銑床13.1228151立升降式臺(tái)臺(tái)銑床9.1255152錐齒輪刨齒齒機(jī)4.6255153滾齒機(jī)7.27154插齒機(jī)9.5155弧齒錐齒銑銑床5.65156滾

7、齒機(jī)17.4157臥軸矩臺(tái)平平面磨床床24.144158精密軸鉅臺(tái)臺(tái)平面磨磨床7.6722159外圓磨床19.8160萬能工具磨磨床1.6161內(nèi)圓磨床4.7255162內(nèi)圓磨床8.55163萬能外圓磨磨床9.5255264牛頭刨床3265虎鉗166鉗式桌167臺(tái)式鉆床0.6268砂輪機(jī)1.5369砂輪機(jī)3370滑線平臺(tái)171滑線平臺(tái)172電動(dòng)雙橋式式起重機(jī)機(jī)45.5173電動(dòng)雙橋式式起重機(jī)機(jī)45.5174電動(dòng)雙橋式式起重機(jī)機(jī)20.32合計(jì)949.999117負(fù)荷計(jì)算表 1-22 公公式及參參數(shù)列表表名稱公式備注用電設(shè)備組組的容量量設(shè)備的額額定容量量設(shè)備備組的同同時(shí)系數(shù)數(shù)設(shè)備組的的負(fù)荷系系數(shù)設(shè)

8、備組的的平均效效率配電線路路的平均均效率對(duì)應(yīng)用電電設(shè)備組組的正切切值用電設(shè)設(shè)備組的的平均功功率因數(shù)數(shù)用電設(shè)備備組的額額定電壓壓以上參數(shù)由由用電設(shè)設(shè)備組計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷直接相相加來計(jì)計(jì)算時(shí)取取。用電設(shè)備組組有功計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷需要系數(shù) 無功計(jì)算負(fù)負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)負(fù)荷計(jì)算電流有功負(fù)荷的的同時(shí)系系數(shù)無功負(fù)荷的的同時(shí)系系數(shù)總的有功計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷總的無功計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷總的視在計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷由表1-22中的公公式的以以下結(jié)論論：車間的總的的容量為為： 12449kww。車間的計(jì)算算電流為為： 13889.11A?？偟挠泄τ?jì)計(jì)算負(fù)荷荷為：5530.8kww?？偟臒o功計(jì)計(jì)算負(fù)荷荷為：7747.5kvvar?？偟囊曉谟?jì)計(jì)算負(fù)荷

9、荷為：9916.8kvv.A。表 1-33 配配電箱資資料統(tǒng)計(jì)計(jì)表配電箱序號(hào)號(hào)動(dòng)力負(fù)荷(kw)功率因數(shù)計(jì)算電流(A)No.1410.6398.6No.2290.6369.7No.3640.63153.99No.4460.63110.66No.5640.63153.99No.6410.6398.6No.7360.6386.6No.8650.63156.33No.9800.63192.44No.100710.63170.88No.111580.63139.66No.122660.63158.77No.133600.63144.33No.144680.63163.55No.155540.63129.

10、99No.166440.63105.88No.177720.63173.11No.188220.6352.9No.199750.63180.44No.200540.63129.99No.21160.6314.4表 1-33 母線負(fù)負(fù)荷表母線序號(hào)母線負(fù)荷(kw)計(jì)算電流(A)WL1244586.88WL2142341.55WL3275661.44WL4226543.55WL594226.11WL6135324.77短路電流及及其計(jì)算算工廠供電系系統(tǒng)要求求正常地地不簡(jiǎn)斷斷地用電電負(fù)荷供供電，以以保證工工廠生產(chǎn)產(chǎn)和生活活的正常常進(jìn)行。但但是由于于種種原原因，也也難免出出現(xiàn)故障障，而使使系統(tǒng)的的正常運(yùn)

11、運(yùn)行遭到到破壞。系系統(tǒng)中最最常見的的故障就就是短路路。短路路就是指指不同電電位的導(dǎo)導(dǎo)電部分分之間的的低阻性性短接。短短路后，短短路電流流比正常常電流大大得多；在大電電力系統(tǒng)統(tǒng)中，短短路電流流可達(dá)幾幾萬安甚甚至幾十十萬安。如如此大的的電流可可對(duì)供電電系統(tǒng)產(chǎn)產(chǎn)生極大大的危害害。因此此必須盡盡力設(shè)法法消除可可能引起起短路的的一切因因素；同同時(shí)需要要進(jìn)行短短路電流流的計(jì)算算，以便便正確的的選擇電電氣設(shè)備備，使設(shè)設(shè)備具有有足夠的的動(dòng)穩(wěn)定定性和熱熱穩(wěn)定性性，以保保證在發(fā)發(fā)生可能能有的最最大電流流時(shí)不致致?lián)p壞。為為了選擇擇切除短短路故障障的開關(guān)關(guān)電器、整整定短路路保護(hù)的的繼電保保護(hù)裝置置和選擇擇限制短短路電

12、流流的元件件等，也也必須計(jì)計(jì)算短路路電流。表21電電力線路路每相的的單位長(zhǎng)長(zhǎng)度電抗抗平均值值線路結(jié)構(gòu)線 路路 電 壓壓610KKV220/3380VV架空線路0.380.32電纜線路0.080.0666表22公公式及參參數(shù)列表表名稱公式備注電力系統(tǒng)的的電抗高壓饋電電線的短短路計(jì)算算電壓系統(tǒng)出口口短路器器的斷流流容量300 MVVA I= 5000 MVAA III750 MVVA IIII電力線路的的電抗系統(tǒng)電纜纜的單位位長(zhǎng)度的的電抗線路長(zhǎng)度度變壓器的電電抗變壓器短短路電壓壓百分比比變壓器的的額定容容量求k點(diǎn)點(diǎn)的三相相短路電電流和短短路容量量（）注解：短路路計(jì)算電電壓取值值要比線線路額定定電壓

13、高高5%。計(jì)算短路電電流中各各元件的的電抗及及總電抗抗。電力系統(tǒng)的的電抗：由表331可知知SN110110I型型短路器器的短流流容量，因因此。架空電路的的電抗：由表332得得，因此此。K1點(diǎn)短短路的等等效電路路如圖所所示，其其計(jì)算總總電抗如如下：計(jì)算三相短短路電流流和短路路容量。三相短路電電流周期期分量有有效值：。三相短路次次暫態(tài)電電流和穩(wěn)穩(wěn)態(tài)電流流：。三相短路沖沖擊電流流及第一一個(gè)周期期短路全全電流有有效值： 三相短路容容量：求k2點(diǎn)點(diǎn)的三相相短路電電流和短短路容量量（cc2=00.4KKV）計(jì)算短路電電流中各各元件的的電抗及及總電抗抗。電力系統(tǒng)的的電抗 ： 。架空電路的的電抗 ： 。電力變

14、壓器器的電抗抗：。因此：所以： =1.844=244.388 KAA=1.099=144.344 KAA =9.18 MVA表2-3 常常用高壓壓斷路器器的主要要技術(shù)參參數(shù)類別型號(hào)額定電壓KKV額定電流AA開斷電流KKA斷流容量MMVA動(dòng)穩(wěn)定電流流峰值kkA熱穩(wěn)定電流流kA少油戶內(nèi)SN10-10II10630163004016（2ss）1000163004016（2ss）第三章 配電電設(shè)備與與線路選選型高壓側(cè)設(shè)備備選型根據(jù)實(shí)際情情況和第第一章的的負(fù)荷計(jì)計(jì)算，選選用了66臺(tái)高壓壓配電柜柜。各柜柜型號(hào)及及其柜內(nèi)內(nèi)的元?dú)鈿饧x型型見圖紙紙2號(hào)。交流低壓配配電柜的的選型根據(jù)實(shí)際情情況和第第一章的的負(fù)荷

15、計(jì)計(jì)算，采采用GGGD型交交流配電電柜。它它的柜體體采用通通用柜的的形式；設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)充分考考慮到柜柜體運(yùn)行行中的散散熱問題題；按照照現(xiàn)代工工業(yè)要求求設(shè)計(jì)的的，使整整體美觀觀大方；柜體的的頂蓋在在需要時(shí)時(shí)可以拆拆除，便便于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)主母線線的裝配配和調(diào)整整。根據(jù)上圖的的參數(shù)選選用GGGD2型型，具體體規(guī)格見見圖紙11號(hào)。線路的選型型根據(jù)實(shí)際情情況和第第一章的的負(fù)荷計(jì)計(jì)算，線線路的詳詳細(xì)選擇擇見各圖圖紙上所所標(biāo)注。第四章 變壓壓器選型型負(fù)荷統(tǒng)計(jì)由車間設(shè)設(shè)備材料料表統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的： 計(jì)算時(shí)參數(shù)數(shù)選擇： 有功功率： 無功功率： 取同時(shí)系數(shù)數(shù)： 取取0.885 取0.90所以，總的的有功功功率： 總的無功功功率：

16、變電所的視視在計(jì)算算負(fù)荷為為：主變壓器容容量選擇擇條件為為，因此此未進(jìn)行行無功補(bǔ)補(bǔ)償時(shí)，主主變壓器器應(yīng)選為為10000KVV.A。變電所低壓壓側(cè)的功功率因數(shù)數(shù)為：無功補(bǔ)償容容量按規(guī)定，變變電所高高壓側(cè)的的，因此此。取 補(bǔ)償后的變變壓器容容量因此無功補(bǔ)補(bǔ)償后的的變壓器器容量可可選為6630KKV.AA 。第五章 繼電電保護(hù)供電系統(tǒng)及及電氣設(shè)設(shè)備在運(yùn)運(yùn)行中，往往往會(huì)因因電氣設(shè)設(shè)備的絕絕緣損壞壞、操作作失誤等等種種原原因，造造成短路路事故或或進(jìn)入異異常運(yùn)行行狀態(tài)。尤尤其是短短路事故故，會(huì)給給供電系系統(tǒng)及電電氣設(shè)備備帶來嚴(yán)嚴(yán)重的危危害。這這些危害害主要有有：短路電電流通過過電氣設(shè)設(shè)備，使使電氣設(shè)設(shè)備直

17、接接受到損損害并造造成停電電事故；由于短短路使電電力系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓和頻率率下降，影影響用戶戶的正常常生產(chǎn)；如果系系統(tǒng)發(fā)生生震蕩，同同步遭到到破壞時(shí)時(shí)，將引引起系統(tǒng)統(tǒng)解列，造造成大面面積停電電。因此，為了了迅速而而有效地地排除供供電系統(tǒng)統(tǒng)及電氣氣設(shè)備發(fā)發(fā)生的事事故，防防止造成成嚴(yán)重的的后果，需需采用繼繼電保護(hù)護(hù)裝置加加以保護(hù)護(hù)。繼電電保護(hù)裝裝置是指指供電系系統(tǒng)或電電氣設(shè)備備出現(xiàn)異異常運(yùn)行行或故障障時(shí)，能能夠及時(shí)時(shí)發(fā)出預(yù)預(yù)告信號(hào)號(hào)或作用用于開關(guān)關(guān)跳閘并并發(fā)出報(bào)報(bào)警信號(hào)號(hào)，以達(dá)達(dá)到縮小小故障范范圍，保保證系統(tǒng)統(tǒng)安全運(yùn)運(yùn)行的自自動(dòng)裝置置。對(duì)于于中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地或經(jīng)消消弧線圈圈接地的的系統(tǒng)的的單相接接地

18、及電電氣設(shè)備備過負(fù)荷荷等現(xiàn)象象，繼電電保護(hù)裝裝置能及及時(shí)發(fā)出出預(yù)告信信號(hào)。通通知運(yùn)行行值班人人員進(jìn)行行處理，而而當(dāng)供電電系統(tǒng)及及電氣設(shè)設(shè)備發(fā)生生事故時(shí)時(shí)，它能能夠自動(dòng)動(dòng)地將事事故切除除。這樣樣，通過過預(yù)防事事故或縮縮小事故故范圍來來提高系系統(tǒng)運(yùn)行行的可靠靠性和保保護(hù)電氣氣設(shè)備的的安全。第六章 機(jī)加加工車間間接地與與防雷接地與防雷雷是工廠廠供電設(shè)設(shè)計(jì)的一一個(gè)重要要部分。電電氣設(shè)備備的某部部分與大大地之間間做良好好的電氣氣連接，稱稱為接地地。埋入入地中并并直接與與大地接接觸的金金屬導(dǎo)體體，稱為為接地體體，或接接地極。連連接接地地體與設(shè)設(shè)備、裝裝置接地地部分的的金屬導(dǎo)導(dǎo)體，稱稱為接地地線。接接地線在

19、在設(shè)備、裝裝置正常常運(yùn)行情情況下是是不載流流的，但但在故障障情況下下要通過過接地故故障電流流。接閃的金屬屬桿稱為為避雷針針。避雷雷針的功功能實(shí)質(zhì)質(zhì)上是引引雷作用用，它能能對(duì)雷電電場(chǎng)產(chǎn)生生一個(gè)附附加電場(chǎng)場(chǎng)，使被被保護(hù)物物免受直直接雷擊擊。下面根據(jù)機(jī)機(jī)加工車車間的實(shí)實(shí)際需求求來計(jì)算算接地體體的選擇擇和確定定避雷針針的高度度。確定接地電電阻因?yàn)檫M(jìn)線為為10KKV，屬屬1KVV以上電電流接地地系統(tǒng)及及與1KKV以下下系統(tǒng)共共用的接接地裝置置，選（且10 ），同時(shí)又滿足與總?cè)萘吭?00KVA以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)的接地裝置得: ，所以確定次變電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 故此變電所所

20、的接地地電阻為為。接地裝置初初步方案案現(xiàn)初步考慮慮圍繞變變電所建建筑四周周距變電電所2-3米打打入一圈圈直徑550mmm，長(zhǎng)225m的的鋼管接接地體，每每隔5mm打入一一根，管管間用的的扁鋼焊焊接。計(jì)算單根鋼鋼管接地地電阻查表6-11得砂質(zhì)質(zhì)粘土的的=1000m單根鋼管管接地電電阻 確定接地管管數(shù)和最最后方案案根據(jù),但考考慮到管管間屏蔽蔽效應(yīng),初選115根直直徑500mm,長(zhǎng)2.5m的的鋼管作作為接地地體.以以n=115和去去查手冊(cè)冊(cè) (取取n=110和nn=200,在時(shí)時(shí)的值的的中間值值)可得得,因此此,但是是要考慮慮到接地地體的均均勻?qū)ΨQ稱布置以以及實(shí)際際需要,選188根直徑徑為500mm

21、,長(zhǎng)2.5m的的鋼管作作接地體體,用4404mmm的扁鋼鋼連接,根據(jù)廠廠房需要要,適宜宜單排布布置,而而且南北北兩排,共366根。 =SUM() SUM(2) COUNT() 表6-1 土土壤電阻阻率參考考值土 壤 名名 稱電阻率/(m)土 壤 名名 稱電阻率/(m)陶粘土泥炭、泥灰灰?guī)r、沼沼澤地?fù)v碎的木炭炭黑土、田園園土、陶陶土粘土1020405060砂質(zhì)粘土、可可耕地黃土含砂粘土、砂砂土多石土壤砂、砂礫1002003004001000避雷器的高高度選定定查表6-22得機(jī)加加工車間間是第三三類防雷雷建筑滾求半徑hhr=660m, 變電電所高h(yuǎn)hx=44m,避避雷器高高為h在在hx=4m的的高

22、度上上最遠(yuǎn)一一角距離離避雷針針的水平平距離為為r=17.2m。避雷器的的保護(hù)半半徑最少少為177.2mm取188m。hx=18mm hh=144.855m15mm選擇高度度為2mm的避雷雷針，其其塔架為為13mm。如下下圖所示示。表6-2 按按建筑物物防雷類類別確定定滾球半半徑建筑物防雷雷類別滾球半徑hhr/mm,第一類防雷雷建筑物物30第二類防雷雷建筑物物45第三類防雷雷建筑物物60結(jié)束語(yǔ)通過這一段段時(shí)間的的畢業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)，我我經(jīng)過長(zhǎng)長(zhǎng)期的核核實(shí)并進(jìn)進(jìn)行了深深入的調(diào)調(diào)查研究究，經(jīng)過過一段時(shí)時(shí)間的工工廠實(shí)習(xí)習(xí)和社會(huì)會(huì)調(diào)查，使使我得到到了很多多的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，并且且鞏固和和加深以以及擴(kuò)大大了專業(yè)業(yè)知識(shí)面面，鍛煉煉綜合及及靈活運(yùn)運(yùn)用所學(xué)學(xué)知識(shí)的的能力，正正確使用用技術(shù)資資料