教學(xué)樓照明及施工供電設(shè)計(jì)

緒論工廠供電是指工廠所需電能的供給與分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能的輸送分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。1〕在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，如果工廠的電能供給突然中斷，那么對(duì)工廠的生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電對(duì)開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。另外做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電要很好的為工業(yè)生產(chǎn)效勞，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須做到以下根本要求：1.平安在電能的公用分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備故障。2.可靠應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。3.優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4.經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。2〕按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原那么：1.遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；

必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。2.平安可靠、先進(jìn)合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的平安，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。3.近期為主、考慮開(kāi)展；應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和開(kāi)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期開(kāi)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。4.全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成局部。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及開(kāi)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。3〕通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以穩(wěn)固本課程理論知識(shí)，了解變電所設(shè)計(jì)的根本方法，了解變電所電能分配等各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算繪圖、編號(hào)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等方面得到訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定根底。第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)學(xué)校所能取得的電源及學(xué)校用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到學(xué)校生產(chǎn)的開(kāi)展，按照平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，選擇適當(dāng)容量的變壓器，計(jì)算供電干線導(dǎo)線的截面積，選擇配電箱設(shè)備，繪制臨時(shí)供電平面圖，列出臨時(shí)供電所需材料總表1.2設(shè)計(jì)依據(jù)學(xué)校施工圖1.2.21.2.31.2.4濾灰機(jī)一臺(tái)，電動(dòng)機(jī)為2.8kW；10馬力單簡(jiǎn)式卷?yè)P(yáng)機(jī)一臺(tái)；1.2.5上述電動(dòng)機(jī)均為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380/220V，塔式起重機(jī)各電動(dòng)機(jī)需要系數(shù)Kc=0.7，cos∮=0.75，η=0.86；其它電動(dòng)機(jī)Kc=0.9，cos∮=0.75，η1.2.6允許電壓損失ε第二章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償2.1負(fù)荷計(jì)算表2.1 負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計(jì)算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A1塔式起重機(jī)行走7.5×20.70.750.8810.59.241421.27起重220.70.750.8815.413.5520.5331.2回轉(zhuǎn)3.50.70.750.882.452.163.274.96合計(jì)70.5——————28.3524.9537.857.432卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)力7.50.90.750.886.755.94913.67小計(jì)7.5——————6.755.94913.673混凝攪拌機(jī)動(dòng)力100.90.750.8897.921218.23小計(jì)10——————97.921218.234濾灰機(jī)動(dòng)力2.80.90.750.882.522.223.365.1小計(jì)2.8——————2.522.223.365.15打夯機(jī)動(dòng)力1×30.90.750.882.72.383.65.47小計(jì)3——————2.72.383.65.476振搗器動(dòng)力2.8×40.90.750.8810.088.8713.4420.42小計(jì)11.2——————10.088.8713.4420.42總計(jì)動(dòng)力75——————59.452.2879.2120.32計(jì)入=0.8,=0.850.75——47.5244.4465.0698.85無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表2.1可知，該工地380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門(mén)要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：=(tan-tan)=47.52[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]=21.67kvar參照?qǐng)D2.1，選低壓電容器集中補(bǔ)償，并聯(lián)電容器BCMJ0.4-10-3型，總?cè)萘繛?0kvar×3=30kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷根本不變，而無(wú)功計(jì)算負(fù)荷=〔44.44-30〕kvar=14.44kvar，視在功率=49.67kVA，計(jì)算電流=75.46A,功率因數(shù)提高為在無(wú)功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為80kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無(wú)功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為63kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。無(wú)功補(bǔ)償后工地380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2.2所示。圖2.1 低壓電容器集中補(bǔ)償?shù)慕泳€方案表2.2 無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷工程cos計(jì)算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.7547.5244.4465.0698.85380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量————-30————380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.95747.5214.4449.6775.46主變壓器功率損耗——0.015=0.750.06=2.98————10KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.94148.2717.4251.3277.97第三章變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)學(xué)校的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，學(xué)校變電所的主變壓器選擇的方案：裝設(shè)一臺(tái)變壓器 型號(hào)為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=63KVA>=57.76KVA，即選一臺(tái)S9-63/10型低損耗配電變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0。3.2變電所主接線方案的選擇 主變壓器的主接線方案 圖3-2主變壓器的主接線方案第四章進(jìn)出線的選擇4.110kV高壓進(jìn)線選擇4.1.110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接10kV干線。a)按發(fā)熱條件選擇 由上公式查資料初選高壓進(jìn)線型號(hào)為：LGJ-16。b)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，最小允許截面積=16，而LGJ-16滿足要求，應(yīng)選它。此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。4.2380低壓出線的選擇1路〔北段與東段〕所帶用電設(shè)備的總功率為：a)按導(dǎo)線的允許電流選擇

該路的工作電流為：由題可知，選用橡皮絕緣鋁線時(shí)需要截面為2.5。選用橡皮絕緣銅線時(shí)也需要截面為2.5。b)按允許電壓降選擇

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把全部負(fù)荷集中在1路的末端來(lái)考慮。由變壓器總配電盤(pán)到濾灰池的線路長(zhǎng)度約為L(zhǎng)＝160m；允許相對(duì)電壓損失＝8%。當(dāng)采用鋁線作380/220V三相四線供電時(shí)，C＝46.3，導(dǎo)線的截面為：當(dāng)采用銅線作380/220V三相四線供電時(shí)，C＝77，導(dǎo)線的截面為： c)按機(jī)械強(qiáng)度選擇

由資料可知，橡皮絕緣鋁線架空敷設(shè)時(shí)，其截面不得小于10mm2。橡皮絕緣銅線架空敷設(shè)時(shí)，其截面不得小于4。為了滿足上述三者要求，1路導(dǎo)線選用BLX型橡皮絕緣鋁導(dǎo)線，其截面應(yīng)選用10。2路導(dǎo)線截面的選擇：此路由于主要負(fù)荷是塔式起重機(jī)，故2路導(dǎo)線可按西段和南段考慮，南段此段需考慮到2路的全部負(fù)荷量；西段只要考慮卷?yè)P(yáng)機(jī)、振搗器以及打夯機(jī)等用電量即可。a)西段導(dǎo)線截面的選擇

由于這段線路所帶負(fù)荷的設(shè)備功率僅為ΣP〔3〕=7.5＋1×3＋2.8×4＝21.7kW，再加上這些機(jī)具的需要系數(shù)并不很高，線路電流就不會(huì)很大，且線路并不太長(zhǎng)，線路的電壓降也不是主要矛盾，因此按照導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度選擇10的橡皮絕緣鋁線。自2路分支桿到塔式起重機(jī)配電盤(pán)這段支線的導(dǎo)線是專門(mén)供給塔式起重機(jī)用電的，所以它的截面即可按塔式起重機(jī)的需要進(jìn)行選擇。由知，導(dǎo)線選應(yīng)為10的橡皮絕緣導(dǎo)線。b)南段導(dǎo)線截面的選擇由于這段線路較短，而負(fù)荷量較大，顯然其主要矛盾將表現(xiàn)在導(dǎo)線的容許電流方面。因此只要計(jì)算出線路上的工作電流，按表34-44中導(dǎo)線的持續(xù)容許電流來(lái)選即可。2路所帶用電設(shè)備的總功率為：假設(shè)K0按0.9考慮，且仍取COSΦ＝0.75，那么其總工作電流為`由表資料查得，選截面為50的橡皮絕緣鋁線，中線那么選用小1號(hào)25或選截面為35的橡皮絕緣銅線，中線也選用35即可滿足要求。第五章一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)按工作電壓選那么設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV，=11.5kV，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘浚椿驅(qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，那么為，為最大負(fù)荷電流。隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或、分別為開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，、分別為開(kāi)關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件對(duì)于上面的分析，如表5-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表5-110kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV6.34A一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器SN10-10I10kV630kA16kA-16kA高壓隔離開(kāi)關(guān)GN19-10/630GN19-10/40010kV10kV63400A50A31.5A20A12.5A電壓互感器LQJ-1010/0.1kV----續(xù)表5-1電流互感器LQJ-10LMZJ1-0.510kV10kV100/5A600/5A---避雷器FS4-1010kV----電壓互感器JDZ-1010/0.15kV----5.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表5-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表5-2380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V總1800A25.7kA47.3kA462.3一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DZ10-250/3380V240kA--低壓斷路器DZX10-100/3380V6030kA--電流互感器LMZ1-0.5□/5A500V1500/5A---電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A---5.3臨時(shí)供電設(shè)備清單表5-3 臨時(shí)供電設(shè)備清單設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)數(shù)量設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)數(shù)量高壓斷路器ZN3-10I1變壓器S9-631高壓隔離開(kāi)關(guān)GN19-10/630GN19-10/40012低壓斷路器DZ10-250/3DZX10-100/323高壓電流互感器LQJ-10LMZJ1-0.511低壓電流互感器LMZ1-0.5LMZ1-0.5□/5A21高壓電壓互感器JDJ-10JDZ-1011低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-100/313高壓熔斷器RN2-10/0.51高壓母線LMY2避雷器FS4-102 設(shè)計(jì)總結(jié)這次的工廠供電課程設(shè)計(jì)是這學(xué)期知識(shí)的總結(jié)與提升，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)不僅讓我了解到自己知識(shí)點(diǎn)的漏洞。在通過(guò)作設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)并分析解決問(wèn)題，同時(shí)也讓我提高了自己分析理解能力，當(dāng)然所有的這些收獲都比不上在做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候與同組隊(duì)員的溝通能力的提高，作為一個(gè)組隊(duì)的一員，在實(shí)現(xiàn)某個(gè)共同目標(biāo)，大家經(jīng)過(guò)磨合最終一起完成任務(wù)這種感覺(jué)很好，讓我深切的領(lǐng)會(huì)到什么叫做“團(tuán)隊(duì)的靈魂”這些都是平時(shí)上課不可能學(xué)習(xí)接觸到的東西。很喜歡這次的課程設(shè)計(jì)，從一開(kāi)始的慌亂不