工厂低压配电系统设计毕业设计.docx
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工厂低压配电系统设计毕业设计
毕业设计（论文）
说明书
毕业设计（论文）题目
工厂低压配电系统设
年级专业12级矿山机电
学生姓名杨志军
指导教师曹翾
平顶山工业职业技术学院
2014年5月20日
平顶山工业职业技术学院成人教育学院
毕业设计（论文）任务书
姓名杨志军
专业矿山机电三班
任务下达日期2021年3月2日
设计（论文）开始日期2021年3月10日
设计（论文）开始日期2021年5月20日
设计（论文）题目：
工厂低压配电系统设计
A．编制设计工厂低压配电系统设计
B．设计专题（毕业论文）工厂低压配电系统设计
指导教师曹翾
系（部）主任郭宗跃
2021年5月20日
平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语
第页
共页
学生姓名:
杨志军专业:
矿山机电三班年级:
2012级
毕业设计（论文）题目:
工厂低压配电系统设计
评阅人:
指导教师:
曹翾（签字）年月日
成绩:
系（院）主任:
郭宗跃（签字）年月日
毕业设计（论文）及答辩评语:
平顶山工业职业技术学院
毕业设计（论文）答辩委员会记录
电力工程学院矿山机电专业,学生杨志军于年月日
进行了毕业设计（论文）答辩。
设计（论文）题目：
工厂低压配电系统设计
专题（论文）题目:
工厂低压配电系统设计
指导教师:
曹翾
答辩委员会依照学生提交的毕业设计（论文）材料,依照学生答辩情形,经答辩委员会讨论评定,给予学生杨志军毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人
答辩委员会主任（签字）：
答辩委员会副主任（签字）：
答辩委员会委员：
，，
，，，
，，
摘要
工厂供电，确实是指工厂所需电能的供给和分派，亦称工厂配电。
电能是生产的要紧能源和动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供给用；电能的输送的分派既简单，又便于操纵、调剂和测量，有利于实现生产进程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为普遍。
在工厂里，电能尽管是工业生产的要紧能源和动力，可是它在产品本钱中所占的比重一样很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并非在于它在产品本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产进程自动化。
从另一方面来讲，若是工厂的电能供给突然中断，那么对工业生产可能造成严峻的后果。
因此，做好工厂供电工作关于工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约关于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，关于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
关键词：
工厂、供电、配电、平安
第一章绪论
供配电的意义和要求
工厂供电，确实是指工厂所需电能的供给和分派，亦称工厂配电。
在工厂里，电能尽管是工业生产的要紧能源和动力，可是它在产品本钱中所占的比重一样很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并非在于它在产品本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产进程自动化。
从另一方面来讲，若是工厂的电能供给突然中断，那么对工业生产可能造成严峻的后果。
因此，做好工厂供电工作关于进展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
工厂供电工作要专门好地为工业生产效劳，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必需达到以下大体要求：
1.平安在电能的供给、分派和利用中，不该发生人身事故和设备事故。
2.靠得住应知足电能用户对供电靠得住性的要求。
3.优质应知足电能用户对电压和频率等质量的要求
4.经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
另外，在供电工作中，应合理地处置局部和全局、当前和久远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能保全大局，适应进展。
设计中的工厂供电的大体情形
在金工车间的东侧1Km处有一室10Kv变电所，先用1Km架空线引至本厂，后该用电缆至本厂变电所，其出口断路器为SN10-10型，次断路器配有按时现过流爱惜和电流速断爱惜，按时限过流爱惜整按时刻1。
图1—1厂平面图如下
图1—2金工车间的负荷散布图
表1-1金工车间负荷统计表
序号
设备名称
设备容量/kw
台数
1~313~1623~25
3632~34
车床
7+
14
4
铣床
10+
1
52135
摇臂钻
+++
3
674142
铣床
7+
4
89
铣床
7+
2
10
砂轮机
1
1112
砂轮机
1
2
1718
磨床
7++
2
19
磨床
10++
1
2038
磨床
10++
2
2237
车床
10+
2
2627
磨床
14+1++
2
28
29
立车
55+7+1
1
37+
1
30
天车
20+
1
31
摇臂钻
10+
1
3940
龙门刨
75++++1+1+
2
434445
铣床
7+
3
46
镗床
+
1
47
铣床
7+
1
48
桥式起重机（ε=25%）
11+5+5+
1
4950
桥式起重机（ε=25%）
16+5+5+
2
另外全厂照明密度为：
12W/m2
表1-2其他车间负荷统计
序号
车间
有功计算负荷kw
无功计算负荷kvar
1
冷作车间
100
110
2
装配车间
80
90
3
仓库
20
20
4
厂区照明
20
15
第二章负荷的计算和补偿
依照工艺设计提供的各厂房的负荷清单，全厂都是三级负荷。
按需用系数法别离计算出各厂房的及全厂的计算负荷。
金工车间
金属切削机床组
1.设备容量：
pe=×14+++×4+×2++2+×2++×2+×2+×2++×3+++
=
查《工厂供电》附表中“大量量生产设备的金属冷加工机床电动机”项可得：
2.需用系数Kd=（取，功率因数cosØ=,tanØ=
3.有功功率Pca1=Kd×Pe=×kw=
4.无功功率Qc1=Pca1×tanØ=×=
起重机类
1.设备容量：
Pe=+×2）kw=
查《工厂供电》附表中“锅炉和机加、机修、装配等类车间的的起重机”可得：
2.需用系数Kd=功率因数cosØ=,tanØ=
3.有功功率Pca2=Kd×Pe=×kw=
4.无功功率Qc2=Pca2×tanØ=×=kw
天车类
1.设备容量：
Pe=63++=kw
查《工厂供电》附表中“天车类”得：
2.需用系数Kd=功率因数cosØ=,tanØ=
3.有功功率Pca3=Kd×Pe=×kw=kw
4.无功功率Qc3=P×tanØ=×=kw
照明类
1.车间面积：
（24×60）㎡=1440㎡
2.设备容量Pe=（12×1440）W=17280W=
查《工厂供电》附表中“生产厂房及办公室照明”得：
3.需用系数Kd=（取1），cosØ=，tanØ=0
4.有功功率Pca4=Kd×Pe=（1×）KW=KW
5.无功功率Q=0
全厂总负荷
（取有功同时系数K=，无功同时系数K=）
有功计算负荷
P∑=×+100+80+20+20）=369.50KW
无功计算负荷
Q∑=+110+90+20+15）×=
视在计算负荷
S∑=
KVA=
功率因数：
cosØ=P/S=
变压器的功率损耗：
△PT=∑=×KVA=
△QT=Q∑=×KVA=
因为算出的变压器的损耗相较其功率很小,此设计中忽略其损耗选变压器。
由于要求工厂的功率因数不低于。
而目前只有，因此要进行无功功率人工补偿。
在低压母线上装电容器进行补偿，考虑到变压器的无功功率补偿损耗远大于有功功率损耗。
补偿的无功功率量：
QC=P∑（tanØ-tanØ’）=×（）kVA＝kva
补偿后变电所低压侧的视在功率负荷：
S∑=
=
变压器的选择
考虑到尔后进展的要求增加余量15%-20%,又因厂区负荷是三类负荷，因此采纳单电源供电，因此选S9-500KVA变压器一台变压器一次侧
I（0）=S/
UN=500KVA/（
×10）V=
电容补偿柜的选择
因厂区是低压供电，补偿电容器采纳三角形接线，接在二次侧母线进行集中补偿，选电容器屏型号为BW0.，单屏容量14Kvar，
电容器台数：
N=
=
＝
每相所需电容器台数为：
n=
=（取整数8）
24×14=336
S∑’=
=KVA
cosØ=P/S∑’=
功率因数符合要求。
第三章金工车间的电力系统的确信
纵观全厂散布，均匀地分为四个车间，如图1-1所示，在金工车间的东侧1Km处有一室10Kv变电所，先用1Km架空线引至本厂，后接电缆至本厂变电所，因此把厂变电所设在金工车间与装配车间的中间。
金工车间配电系统方比较
企业变电所担负着从电力系统同意电能、变换电压和分派电能的任务，它是工矿企业供电的枢纽，正确选择变电所的结线方式，对工矿企业供电系统的合理布局及提高供电靠得住性、经济性和供电质量都是相当重要的。
因金工车间所需电能大，从变电所应拉8根电缆到金工车间。
考虑到拉线的方便，咱们把1-9号机械用一根电缆，那么
P1=×3+++×2+×2=kw
P=
UIcosθ
I=P/
Ucosθ=××=
车间导线面积及配电箱的选择
选择电缆的截面积
导线截面积的选择的方式有:
1、按长时许诺电流选择,2、按许诺电压损失选择,3、按
经济电流密度选择,4、按机械强度选择,5、按短路热稳固条件选择。
因本厂的导线选择用的是按长时许诺电流选择
如1号电缆的选择：
上面的计算的电流为
查《工矿企业供电》165页表7-12中500V以下的铜芯电缆的电流对应的导线面积为70mm2，咱们选铜芯电缆而不选铝芯，是因为铜芯电缆与铝芯比较，不发烧，不易老化。
与上同，计算出其他七根线的截面积。
如表（3-1）所示。
表3-1
电缆
编号
供给设备编号
设备容量/kw
载流量
导线截面/mm
1
1-9
237．33
70
2
10-22
301．42
95
3
23-27、48
237．01
70
4
28、29
316．84
95
5
30、39
328．84
95
6
32-38、50
275．25
70
7
31、40
298．77
95
8
41-47、49
293．78
95
车间配电箱的选择
依照目前的电器设备的操纵用的配电箱中通常采纳自动空气开关的操纵，而少选熔断器很少用刀执开关，因此设计中的低压配电箱中的操纵用自动空气开关。
依照各路的设备容量可选出各路空气开关整定电流值。
过流整定值，以躲开启动电流的4-7倍为宜，一样选电流的5倍。
各个配电箱接负荷及导线截面情形如表：
表3-21号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
1
2
3
4
4
配电箱到干线的导线
16
表3-32号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
5
6
7
8
9
配电箱到干线的导线
25
表3-43号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
13
14
15
16
17
配电箱到干线的导线
25
表3-54号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
18
19
4
20
4
21
配电箱到干线的导线
25
表3-65号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
22
23
24
25
配电箱到干线的导线
16
表3-76号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
26
6
27
6
48
10
配电箱到干线的导线
35
表3-87号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
31
49
16
配电箱到干线的导线
40
25
表3-98号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
32
33
34
35
配电箱到干线的导线
86
430
16
表3-109号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
36
37
38
4
配电箱到干线的导线
4
表3-1110号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
41
42
43
配电箱到干线的导线
86
430
16
表3-1211号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
44
45
46
47
配电箱到干线的导线
25
表3-1312号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
10
3．2
1
11
1
1
12
1
1
配电箱到干线的导线
5．2
79
表3-1413号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
28
63
25
表3-1514号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
29
38．7
588
25
表3-1615号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
30
20．15
表3-1716号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
39
85．4
70
表3-1817号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
40
85．4
70
表3-1918号配电箱
设备编号
Pe/KW
I30/A
过电流整定值
导线截面积
50
29．5
16
干线的选择
干线的分派，依照供电系统的方案确信的干线有12条干线。
各干线所连接的设备编号:
1号干线所接设备（一、二、3、4、五、六、7、八、9）号设备；
2号干线所接设备（10、1一、1二、13、14、1五、1六、17、1八、1九、20、2一、22）号设备；
3号干线所接设备（23、24、2五、2六、27、48）号设备；
4号干线所接设备（2八、29）号设备；
5号干线所接设备（30、39）号设备；
6号干线所接设备（3二、33、34、3五、3六、37、3八、50）号设备；
7号干线所接设备（3一、40）号设备；
8号干线所接设备（4一、4二、43、44、4五、4六、47）号设备；
9号干线所接设备冷作车间
10号干线所接设备仓库
11号干线所接设备装配车间
12号干线所接设备厂区照明
表3-19全厂干线的型号及规格
干线号
电流（A）
干线型号
1
BLX-500（3×70+1×25）-125
2
BLX-500（3×95+1×35）-125
3
BLX-500（3×70+1×25）-90
4
BLX-500（3×95+1×35）-125
5
BLX-500（3×95+1×25）-125
6
BLX-500（3×70+1×25）-90
7
BLX-500（3×95+1×35）-90
8
BLX-500（3×70+1×25）-90
9
BLX-500（3×95+1×35）-210
10
BLX-500（3×70+1×25）-210
11
BLX-500（3×10+1×6）-90
12
BLX-500（3×10+1×6）
第四章高压开关柜的选择
高压开关柜的作用
它用来同意和分派高压电能，对电路操纵、爱惜及检测的。
高压开关柜有五个方面的平安防护功能
1、避免误合、误分断路器
2、避免带负荷分、合隔离开关
3、避免带电挂接地线
4、避免带地线合闸
五、避免误入带电距离
本次设计，确信誉500KVA的变压器把10KV的高压降到动力设备所需要的电压。
可选用KGN-10型开关柜，它的柜体骨架由角钢或钢板弯制焊接而成，柜内以接地金属板分割成母线室2、断路器室7、操作机构室13、继电器室9及压力释放通道。
第五章低压配电屏的选择
依照前面所确信的车间配电系统及多路额定电流，从《电器设备选择.施工安装.设计应用手册》上选出相适应的固定式低压配电PGL2型，因为该厂为三级负荷，选用PGL2型能够知足要求。
假设要更靠得住，那么可选用抽屉式GCK或多米诺。
变压器低压总开关柜可选用PGL2
选择PGL型的此型的开关柜，按26好接线方案他每一个开关柜有两路因此选6屏即可。
表5-1各屏所干线备及编号
开关柜编号
所接干线号
1
1、2
2
3、11
3
4、6
4
5、12
5
7、8
6
9、10
到此低压配电屏选择完毕。
所有的低压配电屏一共8屏包括一台电容补偿屏一台总低压屏和6屏配电屏共8屏。
第六章高压电器的校验
选择好高压开关柜和柜内的高压设备,可对选用的电器设校验。
短路电流的计算
计算短路电流的目的
为了使电力系统靠得住、平安地运行，将短路带来的损失和阻碍限制在最小范围，必需正确地进行短路电流计算。
求K-1点的三相短路电流和短路容量：
（Uc1=）
1）计算短路电路中各元件的电抗和总电抗
电力系统的电抗：
X1=Uav2/Ss
=（）2/500=Ω
式中Uav—短路点所在电网的平均电压;
Ss—电源母线上的短路容量（系统出口断路器的断流容量,依照题目给出的出口断路器型号SN10—10Ⅱ查《工厂供电》附录表可得。
）
架空线路的电抗：
由《工厂供电》表3—1得X0=Ω/Km,又已知1=1Km,因此
X2=X0L
=
=Ω
电缆线路的电抗：
由《工厂供电》表3—1得X0=Ω/Km,又已知L1=,因此
X3=X0L1
=
=Ω
计算总电抗：
X∑K-1=X1+X2+X3
=（++Ω=Ω
2）计算K—1点的三相短路电流和短路容量
三相短路电流周期分量有效值
Il（3）=Uav/
X∑
=
=
三相次暂态短路电流和短路稳态电流：
I”L==IsL（3）=
三相短路冲击电流及短路冲击电流有效值：
="sl=I”sL=
"sl=I”sL=
三相短路容量:
S"sl=
UavI”sL=
××=
3.求K—2点的短路电流和短路容量（Uc2=）
1）计算短路电流及各元件的电抗及总电抗:
电力系统的电抗:
X1ˊ=X12=×/）2=
Ω
架空线路的电抗:
X2ˊ=X22=
2=
Ω
电缆线路的电抗:
X3ˊ=X01（Uc2/Uc1）2=
2=
Ω
电力变压器的电抗:
由《工厂供电》表4得；UZ%=4
X4ˊ=（UK%/100）·（U22N·T/SN·T）
=4/100×4002/500000
=Ω
总电抗：
X∑。
K-2=X1ˊ+X2+X3ˊ+X4ˊ
=×10-4+×10-4+×10-6+×10-2）Ω
=Ω
2）计算K-2点的三相短路电流和短路容量
三相短路电流周期分量有效值:
I（3）K-2=UC2/
X∑。
K-2
=（
×=
三相次暂态短路电流及短路稳固态电流:
I”K-2==I（3）K-2=
三相短路冲击电流及冲击电流有效值:
=”k-2=×=
=”k-2=×=
三相短路容量:
S”K-2=
UavI”k-2=
××=
表6-1短路计算表
项目
三相短路电流
I（3）/KA
短路冲击电流
iim/KA
冲击电流有效值
Iim/KA
三相短路容量
S”/MVA
低压K-1
KA
KA
KA
MVA
高压K-2
KA
KA
KA
MVA
高压开关柜中高压电器的校验
表6-2隔离开关的校验
序
号
装置地点及电气条件
KGN-10/
结果
项目
数据
项目
数据
1
US/kv
10kv
Un/KV
10kv
√
2
I1/A
A
In/A
400A
√
3
Iim/kA
kA
Imax/KA
27kA
√
4
I（3）2t/kA2s
2×=
It2t/
272×=
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