機(jī)械加工廠的車間變電所及其低壓配電系統(tǒng)-論文

機(jī)械加工廠的車間變電所及其低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)者：XXX2021年05月29日1摘要該畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于機(jī)械加工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的思路是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求以及該廠三類負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求制定設(shè)計(jì)方案及供電措施。在該設(shè)計(jì)中，依據(jù)給定的設(shè)計(jì)范圍和根底資料，建立起適合自身生產(chǎn)和開展需要的供電系統(tǒng)。該車間變電所高壓側(cè)采用無母線的接線方式，低壓側(cè)那么采用單母線的接線方式。電源由一條10KV高壓電纜進(jìn)線提供。該設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)電容器的方法來補(bǔ)償無功功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。設(shè)計(jì)中表達(dá)了平安、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的原那么。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，繪制車間變電所的一次側(cè)系統(tǒng)連接圖。2引言工廠供電，就是指工廠所需電能的供給和分配，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。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供給用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品本錢中所占的比重一般很小〔除電化工業(yè)外〕。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供給突然中斷，那么對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。

3因此，做好工廠供電工作對(duì)于開展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(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，就必須到達(dá)以下根本要求：〔1〕平安在電能的供給、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故?！?〕可靠應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。〔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)的投資要少，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的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)開展。4設(shè)計(jì)說明書第1章設(shè)計(jì)任務(wù)書

1.1設(shè)計(jì)要求

1.2設(shè)計(jì)依據(jù)第2章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)第3章變電所的主接線方案第4章變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容5第1章設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)要求本文主要是設(shè)計(jì)一個(gè)車間變電所，為機(jī)加工車一車間供電，機(jī)加工一車間主要承擔(dān)機(jī)械修理廠的配件生產(chǎn)工作。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)加工一車間平面及設(shè)備布置圖機(jī)加工車間承擔(dān)機(jī)修廠的配件生產(chǎn)機(jī)加工一車間的用電設(shè)備明細(xì)表車間配電所的配電范圍〔本設(shè)計(jì)中車間配電所只承擔(dān)機(jī)加工一車間的配電〕車間變電所承擔(dān)機(jī)加工一車間配電任務(wù)，要求低壓側(cè)提供四路電源〔三條動(dòng)力干線和一條照明干線〕65.車間變電所承擔(dān)機(jī)加工一車間配電任務(wù)，要求低壓側(cè)提供四路電源〔三條動(dòng)力干線和一條照明干線〕6.負(fù)荷性質(zhì)：該車間的負(fù)荷屬于三級(jí)負(fù)荷，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)是3500h7.供電電源條件：〔1〕電源由35/10KV總降壓變電所采用架空線路受電，線路長300米〔2〕工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量Soc=200MVA計(jì)算〔3〕工廠總降壓變電所10KV配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的的整定時(shí)間為top=2〔4〕要求車間變電所的最大負(fù)荷功率因數(shù)不得低于0.9〔5〕要求在車間變電所10KV側(cè)進(jìn)行計(jì)量7t=2s10KV300m0.08Ω/kmSk(3)=200KVA電力電纜10KV10/0.4k車間變電所88、車間的自然條件：〔1〕氣溫：歷年最高：40.6℃歷年最低：-7.7℃一月最低：5.3℃七月最高：29.6℃〔2〕車間內(nèi)計(jì)算溫度：30℃9圖1-1機(jī)加工一車間的平面布置圖10第2章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

根據(jù)搜集的材料將機(jī)加工一車間的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列出在表2-1

表2-1機(jī)加工一車間的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱代號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量（KW）總?cè)萘浚↘W）1冷鐓機(jī)GB-3155552冷鐓機(jī)GB-3155553普通車床C620-117.6257.6254普通車床C620-117.6257.6255普通車床C620-117.6257.6256立式車床C512-1A135.735.77普通車床C620-114.6254.6258普通車床C620-114.6254.6259普通車床C620-114.6254.62510普通車床C620-114.6254.6251111普通車床C620-114.6254.62512普通車床C61614.6254.62513螺絲套絲機(jī)S-813913.1253.12514普通車床C630110.12510.12515管螺紋車床Q11917.6257.62516搖臂鉆床Z3518.58.517立式鉆床Z504013.1253.12518立式鉆床Z504013.1253.125195噸吊車110.210.220立式車床C512-1A135.735.721立式車床C512-1A135.735.722刨床B66513323萬能銑床X63WT1131324立式銑床X52K19.1259.1251225滾齒機(jī)Y-3614.14.126插床B503214427弓鋸機(jī)G7211.71.728立式鉆床Z51210.60.629電阻爐1202030電阻爐1242431電阻爐1454532車床CW6-1131.931.933立式車床C512-1A135.735.734臥式鏜床J681101035單臂刨床B10101707013第3章車間變電所主接線方案的設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的結(jié)構(gòu)，今后供電的可靠性以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都與變電所主接線有著密切的關(guān)系，因此要求設(shè)計(jì)的變電所主接線在滿足平安、可靠供電的前提下、盡可能使界限簡單經(jīng)濟(jì)，并考慮工廠今后的開展。

根據(jù)變壓器的容量，車間負(fù)荷的性質(zhì)及出線數(shù)量，確定變電所的主接線方案。該車間變電所僅為機(jī)加工一車間配電，負(fù)荷較少，是只有一臺(tái)變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線方式。根據(jù)高壓側(cè)的開關(guān)電器的不同，有以下三種比較典型的主接線方式可供選用。14高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的變電所主接線圖152、高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的變電所主接線圖163、高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器的變電所主接線圖17第4章變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容

根據(jù)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對(duì)各部門的平安可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其根本內(nèi)容有以下幾方面。1、負(fù)荷計(jì)算考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、顯示計(jì)算結(jié)果。2、一次系統(tǒng)圖根據(jù)負(fù)荷類別及對(duì)供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的根本要求，即要平安可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。3、電容補(bǔ)償按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出到達(dá)供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。184、變壓器選擇及變電所布置根據(jù)電源進(jìn)線方向，計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號(hào)及全廠供電平面圖。5、短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。6、高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn)參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。198、電力變壓器的保護(hù)由于該車間變電所的負(fù)荷較小所以只做了電力變壓器的保護(hù)。變電所的保護(hù)裝置包括變壓器的過流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。選用GL-15/5型電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，區(qū)分流跳閘操作方式。

20設(shè)計(jì)計(jì)算書第1章車間變電所的負(fù)荷計(jì)算第2章無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算第3章供電電壓選擇，確定變電所變壓器的臺(tái)數(shù)和容量第4章短路計(jì)算及變電所一次設(shè)備的選擇第5章變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇第6章車間配電線路的設(shè)計(jì)第7章變壓器的保護(hù)21第1章車間變電所的負(fù)荷計(jì)算

負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。

本設(shè)計(jì)將采用需要系數(shù)法予以確定。

所用公式有：有功功率無功功率視在功率計(jì)算電流22機(jī)加工一車間計(jì)算負(fù)荷見表1-2表1-2機(jī)加工一車間負(fù)荷計(jì)算干線代號(hào)配電箱設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱代號(hào)容量(Pe/kW)需要系數(shù)Kdcos∮tan∮計(jì)算負(fù)荷P30kWQ30kvarS30kV?AI30AWL1AP-1-12冷墩機(jī)GB-3550.180.51.739.917.127

3普通車床C620-17.6250.180.51.731.3732.374

4普通車床C620-17.6250.180.51.731.3732.374

5普通車床C620-17.6250.180.51.731.3732.374

6立式車床C512-1A35.70.180.51.736.42611.117

7普通車床C6204.6250.180.51.730.8331.44

總計(jì)(380)118.2

20.21435.70241.02759.21723WL1AP-1-28普通車床C6204.6250.180.51.730.8331.44

9普通車床C6204.6250.180.51.730.8331.44

10普通車床C6204.6250.180.51.730.8331.44

11普通車床C6204.6250.180.51.730.8331.44

12普通車床C6164.6250.180.51.730.8331.44

13螺絲套絲機(jī)S-81393.1250.180.51.730.5630.973

總計(jì)(380)26.25

4.4927.9289.11213.152AP-1-335單臂刨床B1010700.180.51.7312.621.798

總計(jì)(380)70

11.9721.14424.29735.0724WL2AP-2-129電阻爐200.710140

30電阻爐240.71016.80

31電阻爐450.71031.50

總計(jì)(380)89

59.185059.18585.426WL3AP-3-11冷墩機(jī)GB-3550.180.51.739.917.127

14普通車床C63010.1250.180.51.731.8233.153

15管螺紋車床Q1197.6250.180.51.731.3732.374

16搖臂鉆床Z358.50.180.51.731.532.647

17立式鉆床z50403.1250.180.51.730.5630.973

18立式鉆床z50403.1250.180.51.730.5630.973

32車床CW6-131.90.180.51.735.7429.934

25WL333立式車床C512-1A35.70.180.51.736.42611.117

總計(jì)(380V)155.1

26.52446.84953.83677.706AP-3-219５噸吊車10.20.120.51.731.2242.118

20立式車床C512-1A35.70.180.51.736.42611.117

21立式車床C512-1A35.70.180.51.736.42611.117

22刨床B66530.180.51.730.540.934

23萬能銑床X63WT130.180.51.732.344.048

24立式銑床X52K9.1250.180.51.731.6432.842

34臥式鏜床J68100.180.51.731.83.114

總計(jì)(380)116.725

19.37934.23139.33656.77626WL3AP-3-325滾齒機(jī)Y-364.10.180.51.730.7381.277

26插床B503240.180.51.730.721.246

27弓鋸機(jī)G721.70.180.51.730.3060.529

28立式鉆床Z5120.60.180.51.730.1080.187

總計(jì)(380)10.4

1.77843.1423.615.211WL113臺(tái)冷加工機(jī)床214.45

38.60166.77777.131111.329WL23臺(tái)電阻爐89

62.3062.389.922WL318臺(tái)冷加工機(jī)床１臺(tái)吊車282.225

47.6884.22296.782139.69327WL4車間照明10

80811.547一車間總計(jì)

595.675

148.75146.469208.795301.31828第2章無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算

1、補(bǔ)償前的變壓器的容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的是在計(jì)算負(fù)荷：

主變壓器容量的選擇要滿足的條件是,因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)選擇主變壓器容量為此時(shí)車間變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)2、無功補(bǔ)償容量變電所的高壓側(cè)的功率因數(shù)，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)大于其有功功率的損耗,一般，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)要略微高于0.9，這里取。要是低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.713提高到0.93，低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為

29取3、補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)

補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的容量可以改選為

。比補(bǔ)償前減少了變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷如下：補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)是已經(jīng)滿足高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9的要求。30無功補(bǔ)償選擇方案見表2-1表2-1無功補(bǔ)償方案無功補(bǔ)償容量95kvar總無功電流137.121ABCMJ0.4-16-3型電容器6HD13BX-400/3刀開關(guān)1LMZ2-0.66/200/5型電流互感器3aM3-32型熔斷器18FYS-0.22型避雷器3CJ16-32/23型接觸器6JR16-60/32型熱繼電器6柜寬（mm）800柜深（mm）60031第3章供電電壓選擇，確定變電所變壓器的臺(tái)數(shù)和容量

選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)按照其負(fù)荷的性質(zhì)要求為：三班工作制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)是3500h，為三級(jí)負(fù)荷。1、供電電源的條件：〔1〕電源由總降壓變電所采用電纜受電，電纜線路長度是?！?〕工廠總降壓變電所母線上的短路容量按照計(jì)?！?〕工廠總降壓變電所配電出線定時(shí)時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間。〔4〕要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9.322、變壓器的選擇：由于該車間負(fù)荷較小故可以只選擇一臺(tái)變壓器，根據(jù)補(bǔ)償后一次側(cè)的容量為,且留有一定的余量，

因此選擇變壓器的額定容量為

，型號(hào)為型的環(huán)氧樹脂澆注干式銅線配電變壓器，聯(lián)結(jié)組別

，即33第4章短路計(jì)算及變電所一次設(shè)備的選擇

利用標(biāo)幺制法求短路電流1/0.5等效短路電路圖1/0.021/20k-1k-234各短路電流計(jì)算結(jié)果見表4-1

表4-1短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KA）電壓三相短路容量IkishIshUN（KV）Sk（MV.A）K-111.10428.32516.76710192.308K-27.03412.9427.6670.44.8731號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)17.03217.93210.6180.44.8722號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)27.03317.93410.6210.44.8733號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)37.03317.93410.6210.44.8734號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)47.03317.93410.6210.44.8735號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)57.03317.93410.6210.44.8736號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)67.03317.93410.6210.44.8737號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)77.03317.93410.6210.44.8738號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)87.03317.93410.620.44.8739號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)97.03317.93410.620.44.87310設(shè)備短路點(diǎn)107.03317.93410.620.44.87311號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)117.03317.93410.620.44.8733512號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)127.03317.93410.620.44.87313號(hào)設(shè)備短路點(diǎn)137.03317.9