电气工程课程设计车间动力及照明设计.docx
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电气工程课程设计车间动力及照明设计
电气工程基础课程设计
车间动力及照明设计
专业：
电气工程及其自动化
班级：
学生姓名：
指导教师：
完成时间：
摘要................................................................3
1设计任务..........................................................4
1.1设计题目.....................................................4
1.2设计要求.....................................................4
1.3设计依据.....................................................4
2车间变电所负荷计算................................................5
2.1车间负荷计算.................................................5
2.2无功补偿计算.................................................8
3车间变电所系统设计................................................9
3.1变电所主变压器台数和容量确定.................................9
3.2车间变电所的所址和型式......................................11
3.3车间变电所主接线方案设计....................................12
3.4短路电流的计算..............................................14
3.4变电所一次设备的选择........................................16
3.5电缆型号与敷设方式选择......................................20
4二次回路与继电保护...............................................23
4.1二次回路方案的选择..........................................23
4.2二次回路方案的选择与继电保护的整定..........................24
4.3变电所防雷保护和接地装置....................................26
4.4变电所电气照明..............................................28
4.5车间配电线路布线方案的确定..................................28
4.6线路导线及其配电设备和保护设备的选择........................29
5结束语...........................................................33
6参考资料.........................................................34
摘要
电能是现代工业生产的主要能源和动力。
随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。
本次设计的题目为车间动力及照明的设计，考虑到题目的条件，决定采用建立车间变电所的方式给车间动力及照明供电。
因此，本次课程设计的主要工作为车间变电所的设计。
一个安全、经济的变
电所，是极为重要的。
次车间的供电设计包括：
负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计。
最后用autoCAD给出了
电路图的绘制。
1设计任务
1.1设计题目
车间动力及照明设计
1.2设计要求
1.计算低压配电线路的负荷以及选择电缆和导线；
2.选择低压配电设备和保护设备；
3.确定低压配电线路敷设方式；
4.设计防雷与接地装置等。
1.3设计依据
1．用电设备明细表
用电设备明细表如图表1所示。
表1用电设备明细表
序号
设备名称
（型号）
台数
设备容量
备注
单台设备
总容量
1
皮带车床
1
9
9
2
普通车床C620
4
5.5
22
3
扭头刨床B665
4
3
12
4
立式铣床Z535
1
9
9
5
砂轮机S35L300
1
1.75
1.75
6
工具磨床M6025
1
1.75
1.75
7
插床B5932
1
4.5
4.5
8
普通车床C620-1
2
7.5
15
9
普通车床C630
1
11
11
10
弓形锯床G72
1
1.5
1.5
11
万能铣床X62W
1
9
9
12
滚齿机Y38
1
45
45
13
普通车床C61100
1
45
45
14
龙门刨床B20126
1
70
70
15
立式钻床Z535
1
5.5
5.5
16
镗床T68
1
10
10
17
摇臂钻床Z35
1
7.5
7.5
18
电动单梁吊车Q=3吨
1
12.5
12.5
19
三相墙壁插座
9
15
135
20
通风机
1
10
10
21
照明
10
2.电源条件
从本厂25/6kV总降压站引入，距离400米，6kV，出口容量100MVA，出线定时限过流保护，整定时间为1.0秒，要求供电系统功率因数在0.9以上，在高压侧计量。
3.负荷等级
车间负荷采用三级负荷。
2车间变电所负荷计算
2.1车间负荷计算
1.电力系统负荷计算的目的
用电设备按其工作制，可分为长期连续工作制、短时工作制和反复短时工作制三类。
各用电设备电力负荷的大小也有很大的差别。
为了确定供电系统中各个环节的电力负荷大小，正确地选择供电系统中的各个元件，有必要对电力负荷进行统计计算。
通过负荷的统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各组成元件的负荷值，称为计算负荷。
计算负荷是供电设计的基本依据。
计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。
如果计算负荷确定过大，将使电器容量和导线截面选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。
由此可见，正确确定计算负荷具有很大意义。
但是由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但很难准确地确定计算负荷的大小。
实际上，负荷也不是一成不变的。
因此，负荷计算只能力求切合实际，相对合理。
2.电力系统计算负荷的方法
目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
需要系数法简单方便，较适用于用电设备台数较多，各台设备容量相差不大的情况。
二项式法局限较大，应用于确定设备台数较少而容量差别较大的情况。
因此，此本次设计采用需要系数法确定计算负荷。
下面将需要系数法参数作简单介绍。
●用电设备的计算负荷𝑃𝑐：
指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷。
●用电设备组的设备容量𝑃𝑠：
指用电设备组的所有设备（不包括备用设备）的
额定容量𝑃𝑁之和，即Ps=∑PN。
●需要系数𝐾𝑛𝑒：
用电设备在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值。
由于用电设备组的多数设备实际上不一定都同时运行，运行的设备又不太可能都满负荷，另外设备和配电线路都有有功功率损耗，所以用电设备的有功
计算负荷应为：
𝑃𝑐=𝐾𝑛𝑒𝑃𝑠。
3.该车间计算负荷计算
经查阅资料，用电设备明细表中设备序号1至设备序号17所列的各种机床可以为视为大批和流水作业生产的冷加工机床电动机。
取
𝐾𝑛𝑒1=0.25tan𝜑1=1.73对于电动单梁吊车，有
其中，𝜀𝑁=40%，取
𝐾𝑛𝑒2=0.3
tan𝜑2=1.73
对于三相墙壁插座，通风机，照明这三类设备，取
𝐾𝑛𝑒3=1tan𝜑3=0计算过程如下：
1）冷加工机床：
总容量：
𝑃𝑠1=9+22+12+9+1.75+1.75+4.5+15+11+1.5+9+45+45+70
+5.5+10+7.5=279.5kW
有功计算负荷：
𝑃𝑐1=𝐾𝑛𝑒1×𝑃𝑠1=0.25×279.5=69.875𝑘𝑊
无功计算负荷：
𝑄𝑐1=𝑃𝐶1tan𝜑1=69.875×1.73=120.884𝑘𝑣𝑎𝑟
2）电动单梁吊车:
总容量：
有功计算负荷：
𝑃𝑐2=𝐾𝑛𝑒2×𝑃𝑠2=0.3×15.81=4.743𝑘𝑊
无功计算负荷：
𝑄𝑐2=𝑃𝐶2tan𝜑2=4.74×1.73=8.200𝑘𝑣𝑎𝑟
3）三相墙壁插座，通风机与照明：
总容量：
𝑃𝑠3=135+10+10=155𝑘𝑊
有功计算负荷：
𝑃𝑐3=𝐾𝑛𝑒3×𝑃𝑠3=1×155=155𝑘𝑊
无功计算负荷：
𝑄𝑐3=𝑃𝐶3tan𝜑3=0𝑘𝑣𝑎𝑟
取有功计算负荷同时系数𝐾Σ=0.9，无功计算负荷同时系数𝐾Σ=0.95。
求得车间总的计算负荷：
𝑃𝑐=𝐾Σ×（𝑃𝑐1+𝑃𝑐2+𝑃𝑐3）=0.9×（69.875+4.743+155）=206.6𝑘𝑊
𝑄𝑐=𝐾Σ×（𝑄𝑐1+𝑄𝑐2+𝑄𝑐3）=0.95×（120.884+8.200）=129.08𝑘𝑣𝑎𝑟
视在计算负荷：
功率因数：
2.2无功补偿计算
1.无功补偿的目的
变电所的无功功率补偿的目的是为了减小通过变压器、线路和开关的无功功率，从而减小这些元件的规格，降低变压器、线路的功率损耗和
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