供配电实训资料.docx
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供配电实训资料
某
机
修
厂
机
械
加
工
车
间
配
电
系
统
设
计
摘要
电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上。
本次实训分为校内、外实训，基地参观须了解校外实习厂的变配电系统情况，及变配所的结构、布置及各种不同的接线方式的特点，应用环境等；了解校外实习厂电气设备选型情况，了解各类电气设备的性能、特点及应用环境等；了解开关设备的安装、调试知识。
关键词：
负荷计算、配电线路选择、断路器选择
目录
第一章车间配电线路的接线方案…………………………………………………5
1.1放射式接线…………………………………………………………………………………………5
1.2树干式接线…………………………………………………………………………………………5
1.3环式接线………………………………………………………………………………………………6
1.4车间配电线路主接线图……………………………………………………………………6
第二章负荷计算………………………………………………………………………………7
2.1负荷计算的方案选择及其适用范围………………………………………………7
2.2单个设备的负荷计算…………………………………………………………………………7
2.3单组设备负荷计算……………………………………………………………………………8
2.4车间总负荷计算………………………………………………………………………………9
第三章配电线路及敷设方式的选择…………………………………………10
3.1低压侧母线选择………………………………………………………………………………10
3.2配电箱进线选择………………………………………………………………………………10
3.3各设备线路型号选择…………………………………………………………………………11
3.4配电线路敷设方式…………………………………………………………………………13
第四章断路器及刀熔开关………………………………………………………………13
4.1低压断路器的选择……………………………………………………………………………13
4.2刀熔开关的选择…………………………………………………………………………………14
实训总结……………………………………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………………………………17
第一章车间配电线路的接线方案
1.1放射式接线
1）放射式接线的特点是：
其引出线发生故障时互不影响供电，可靠性较高；
但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。
2）这种接线多用于供电可靠性要求高的车间，特别是用于大型设备供电。
图4.1放射式接线图
1.2树干式接线
1）树干式接线的特点正好与放射式相反，一般情况下，它采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少；但干线发生故障时，影响范围大，故供电的可靠性较差。
2）一般用于机械加工车间，机修车间，适用于供电容量较小而分布较均匀的用电设备。
图4.2低压树干式接线（a）母线放射式配电的树干式（b）变压器、干线组的树干式）
1.3环式接线
一个工厂内的所有车间变电所的低压侧，可以通过低压联络线相互联接成为
环式。
2）特点：
供电可靠性比较高。
任一段线路发生故障或检修时，都不致造成供电
中断，或暂时停电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电。
3）优点：
可使电能损耗和电压损耗减少，既能节约电能，又能提高电压水平。
4）缺点：
是环式供电系统的保护装置及其整定配合相当复杂，如配合当，容易发生误动作，反而扩大故障停电的范围。
图4.3环式接线
1.4车间配电线路主接线图
根据以上三种方案的比较，本设计采用树干式接线方式，如下图所示
第二章负荷计算
2.1负荷计算的方案选择及其适用范围
电力负荷计算方法包括:
需要系数法、二项式系数法。
如表1.1负荷计算方法及适用范围。
表1.1负荷计算的方法及其适用范围
序号
计算方法
适用范围
①
需求系数法
当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别
在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用
②
二项式法
当用电设备台数较少、有的设备相差悬殊时，特别在确定干
线和分支线的计算负荷时，宜于采用
所以本设计中用二项式系数法计算机加工车间的负荷。
2.2单个设备负荷计算
以1号设备万能工具磨床M5M为例计算：
额定容量Pe=10.125Kw,取额定功率因素为0.8，额定效率为0.85，则其计算电流为
I30=Pe/（√3Ue
cosΦ）=10.125/（√3×0.38×0.8×0.85）=6.16A
同理得其它设备的计算电流，如下表所示
车间各设备计算电流明细表
设备代号
设备名称型号
台数
单台设备容量（KW）
I30（A）
备注
1
车床C630M
1
10.125
6.16
2
万能工具磨床M5M
1
2.075
3.71
3
普通车床C620-1
1
7.625
4.64
4
普通车床C620-1
1
7.625
4.64
5
普通车床C620-1
1
7.625
4.64
6
普通车床C620-3
1
5.625
3.42
7
普通车床C620
1
4.625
2.81
8
普通车床C620
1
4.625
2.81
9
普通车床C620
1
4.625
2.81
10
普通车床C620
1
4.625
2.81
11
普通车床C618
1
4.625
2.81
12
普通车床C616
1
4.625
2.81
13
螺旋套丝机S-8139
1
3.125
1.90
14
普通车床C630
1
10.125
6.16
15
管螺纹车床Q119
1
7.625
4.64
16
摇臂钻床Z35
1
8.5
5.17
17
圆柱立式钻床Z5040
1
3.125
1.90
18
圆柱立式钻床Z5040
1
3.125
1.90
19
5T单粱吊车
1
10.2
4.65
e=25%
20
立式砂轮
1
1.75
1.06
21
牛头刨床B665
1
3
1.82
22
牛头刨床B665
1
3
1.82
23
万能铣床X63WT
1
13
7.90
24
立式铣床X52K
1
9.125
5.55
25
滚齿机Y-36
1
4.1
2.49
26
插床B5032
1
4
2.43
27
弓锯机G72
1
1.7
1.03
28
立式钻床Z512
1
0.6
0.36
29
电极式盐浴电阻炉
1
20
21.3
单相380V
30
井式回火电阻炉
1
24
25.56
31
箱式加热电阻炉
1
45
47.92
32
车床CW6-1
1
31.9
19.39
33
立式车床C512-1A
1
35.7
21.70
34
卧式镗床J68
1
10
5.59
35
单臂刨床B1010
1
70
42.55
2.3单组设备负荷计算
a）有功计算负荷（单位为KW）：
式中，b、c为二项式系数，bPe为用电设备组的平均功率，其中Pe是用电设备组的设备总容量；cPx为用电设备组中X台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中Px是X台最大容量的设备总容量
b）无功计算负荷（单位为kvar）：
c）视在计算负荷（单位为kvA）：
d）计算电流（单位为A）：
为用电设备的额定电压（单位为KV）
式中：
Kd——需用系数、
——功率因数角的正切值
以2号配电箱为例计算
解：
由附表6查得:
b=0.7c=0x=1cosΦ=1tanΦ=0则
Pe=P29+P30+P31=89kwPx=45
计算负荷为
=0.7×89+0×45=62.3（kw）
Q30=tanΦP30=62.3×0=0（kvar）
=62.3Kv.A
=132.743A
配电箱编号
配电箱型号
设备代号
I30
I30*2.1
1
XL-21/02
34、35
119.12
250.125
2
XL-21/03
29、30、31
132.743
278.76
3
XL-21/06
2、3、4、5、6、7
42.799
89.835
4
XL-21/06
8、9、10、11、12、13
28.032
58.867
5
XL-21/04
25、26、27、28
14.27
29.967
6
XL-21/06
19、20、21、22、23、24
56.339
118.312
7
XL-21/08
1、14、15、16、17、18、32、33
153.67
322.707
2.4车间总负荷计算
机床组：
由附表6查得:
b=0.14c=0.5x=5cosΦ=0.5tanΦ=1.73
P机总=291.95KW
（bPe）1=0.14×291.95=40.873KW
（cPx）1=0.4×（70+45+35.7+31.9+24）=82.64KW
吊车组：
由附表6查得:
b=0.06c=0.2cosΦ=0.5tanΦ=1.73则
（bPe）2=0.06×10.2×√0.25=0.612KW
（cPx）2=0.2×10.2=2.04KW
电炉组：
由附表6查得:
b=0.7c=0x=1cosΦ=1tanΦ=0则
（bPe）3=0.7×89=62.3Kw
（cPx）3=0
P30=∑（bPe）i+（cPx）max=（40.873+0.612+62.3）+82.64=186.425KW
Q30=∑（bPe）tanΦi+（cPx）maxtanΦmax
=（40.875×1.73+0.612×1.73+62.3×0）+82.64×1.73=214.74Kvar
=284.372
I30=S30/（√3×0.38）=284.372/（√3×0.38）=432.07A
由以上计算得
名称
I30
I30*2.1
总干线
432.07
907.347
第三章车间配电线路及敷设方式选择
3.1低压侧母线选择
低压侧计算电流
=1151.6A。
a）选LMY-3（100×8）+1（60×6）型矩形铝母线。
b）检验发热条件：
查得LMY-3（100×8）+1（60×6）型矩形铝母线的允许载流量（室内40°C时）
=1315A>
=1151.6A
所以所选LMY-3（100×8）+1（60×6）型矩形铝母线满足发热条件。
c）检验机械强度：
因为
=16mm2<800mm2
所以所选LMY-3（100×8）+1（60×6）型矩形铝母线也满足机械强度要求。
因此选择型号为LMY-3（100×8）+1（60×6）型矩形铝母线满足要求，
d）线路电压损耗计算
由于低压侧母线线路长度较短无需计算线路电压损耗。
3.2配电箱进线的选择
以1号配电箱为例选择进线，计算如下
供电线路的电流计算：
I30=Pe/（√3Ue
cosΦ）=132.743A
查附表16得4根单芯PCBLV-500型截面为95mm2的导线允许载流量Ial=142A>132.743A因此选AΦ=95mm2
保护线截面选择：
根据APEN≥0.5AΦ=47.5
则选的线的型号为BLV-500（3×95+1×47.5）PC100-F
同理，其他配电箱的进线选择方法同上。
如下表所示
各配电箱的进线型号
配电箱编号
配电箱型号
I30
配电箱进线型号
1
XL-21/02
119.12
BLV-500（3×95+1×47.5）PC75-F
2
XL-21/03
132.743
BLV-500（3×95+1×47.5）PC75-F
3
XL-21/06
42.799
BLV-500（3×10+1×5）PC32-F
4
XL-21/06
28.032
BLV-500（3×25+1×12.5）PC40-F
5
XL-21/04
14.27
BLV-500（3×4+1×2）PC20-F
6
XL-21/06
56.339
BLV-500（3×35+1×17.5）PC50-F
7
XL-21/08
153.67
BLV-500（3×150+1×75）PC80-F
3.3各设备线路型号的选择
根据《工厂供电技术》可得，电力线路的导线的选择必须满足下列条件：
发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度等。
低压动力线路截面选择按发热条件选择，再校验其他条件。
1）三相系统相线截面选择
该实训采用按发热条件选择三项系统中的相线截面，应使其允许载流量
不小于通过相线的计算电流
，即
2）中性线和保护线截面选择
一般三相四线制线路中的中性线截面
应不小于相线截面
的50%，即
3）保护线截面选择
根据短路热稳定度的要求，保护线（PE线）截面
，按《低压配电设计规范》规定，当其材料与相线相同时，其最小截面应满足表1.如下。
表1
相线芯线截面
PE线最小截面
4）保护中性线（PEN线）截面选择
因为保护中性线兼有PE线和N线的双重功能，因此选择截面时应同时满足上述PE线和N线的要求，取其中的最大截面。
以2号设备万能工具磨床M5M为例选择线路型号。
（注：
设备有效利系数
=1,车间年最高温度为40℃，单台设备COSΦ=0.85。
）
额定容量Pe=2.075Kw,则其计算电流为
I30=Pe/（√3Ue
cosΦ）=2.075/（√3×0.38×1×0.85）=3.71A
选择导线截面型号：
查附表16得4根单芯线穿塑料管的BLV-500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ial=13A≥I30=3.71A因此选取AΦ=2.5mm2，
根据APEN≥0.5AΦ=1.75。
故选取BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
同理其它设备进线的选择方法同上。
选择结果如下表所示
机加工车间各设备线路的选择结果（电流单位A）
设备代号
设备名称型号
I30（A）
线路型号
1
车床C630M
6.16
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
2
万能工具磨床M5M
3.71
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
3
普通车床C620-1
4.64
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
4
普通车床C620-1
4.64
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
5
普通车床C620-1
4.64
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
6
普通车床C620-3
3.42
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
7
普通车床C620
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
8
普通车床C620
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
9
普通车床C620
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
10
普通车床C620
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
11
普通车床C618
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
12
普通车床C616
2.81
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
13
螺旋套丝机S-8139
1.90
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
14
普通车床C630
6.16
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
15
管螺纹车床Q119
4.64
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
16
摇臂钻床Z35
5.17
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
17
圆柱立式钻床Z5040
1.90
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
18
圆柱立式钻床Z5040
1.90
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
19
5T单粱吊车
4.65
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
20
立式砂轮
1.06
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
21
牛头刨床B665
1.82
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
22
牛头刨床B665
1.82
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
23
万能铣床X63WT
7.90
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
24
立式铣床X52K
5.55
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
25
滚齿机Y-36
2.49
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
26
插床B5032
2.43
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
27
弓锯机G72
1.03
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
28
立式钻床Z512
0.36
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
29
电极式盐浴电阻炉
21.3
BLV-500（3×6+1×3）PC25-WS1.5
30
井式回火电阻炉
25.56
BLV-500（3×10+1×5）PC32-WS1.5
31
箱式加热电阻炉
47.92
BLV-500（3×25+1×17.5）PC40-WS1.5
32
车床CW6-1
19.39
BLV-500（3×6+1×3）PC25-WS1.5
33
立式车床C512-1A
21.70
BLV-500（3×6+1×3）PC25-WS1.5
34
卧式镗床J68
5.59
BLV-500（3×2.5+1×1.75）PC20-WS1.5
35
单臂刨床B1010
42.55
BLV-500（3×25+1×17.5）PC40-WS1.5
3.4配电线路敷设方式
常见的敷设方式有：
穿焊接钢管敷设、穿硬塑料管敷设、穿电线管敷设等。
其中配电箱进线采用穿硬塑料管敷设PC，沿地面敷设；配电箱出线采用穿硬塑管敷设PC沿墙面1.5米敷设
第四章断路器及刀熔开关
4.1低压断路器的选择
以2号设备万能工具磨床M5M为例计算：
（1）额定容量Pe=2.075Kw,则其计算电流为
I30=Pe/（√3Ue
cosΦ）=2.075/（√3×0.38×1×0.85）=3.71A
（2）脱扣器额定电流IN.OR应不小于所在线路计算电流I30
IN.OR
I30
（3）瞬时和短延时过电流脱扣器动作电流
Iop≥KrelIpk
取Krel=1.2,
Iop=50A≥1.2×26=31.2A
所以选取短路器型号为DZ20-40/3
同理其它设备的断路器选择方法同上，最后结果如下表3.1所示
表3.1车间各设备的断路器的选择结果
设备代号
设备名称
断路器
型号
1
车床C630M
DZ20-160/3
2
万能工具磨床M5M
DZ20-40/3
3、4、5
普通车床C620-1
DZ20-160/3
6
普通车床C620-3
DZ20-100/3
7、8、9、10、11、12
普通车床C620
DZ20-80/3
13
螺旋套丝机S-8139
DZ20-80/3
14
普通车床C630
DZ20-200/3
15
管螺纹车床Q119
DZ20-160/3
16
摇臂钻床Z35
DZ20-160/3
17、18
圆柱立式钻床Z5040
DZ20-80/3
19
5t单梁吊车
DZ20-200/3
20
立式砂轮
DZ20-40/3
21、22
牛头刨床B665
DZ20-80/3
23
万能铣床X63WT
DZ20-200/3
24
立式铣床X52K
DZ20-160/3
25
滚齿机Y-36
DZ20-80/3
26
插床B5032
DZ20-80/3
27
弓锯机G72
DZ20-40/3
28
立式钻床Z512
DZ2020/3
29
电极盐浴电阻炉
DZ20-350/3
30
井式回火电阻炉
DZ20-400/3
31
箱式加热电阻炉
DZ20-800/3
32
车床CW6-1
DZ20-500/3
33
立式车床C512-1A
DZ20-630/3
34
卧式镗床J68
DZ20-160/3
35
单臂刨床B1010
DZ20-1250/3
4.2刀熔开关的选择
选择刀开关必须要满足开关的额定容量必须大于整个设备的线路上的尖峰电流，即IN≥Ipk多台用电设备尖峰电流的计算用式：
Ipk=K∑∑INi+Ist.max或Ipk=I30+（Ist-IN）max
式中，Ist.max和（Ist-IN）max分别为用电设备中启动电流与额定电流之差为最大值的那台设备的启动电流及其启动电流与额定电流之差。
为除启动电流与额定电流之差为最大的那台设备之外的其他n-1台设备的额定电流之和；
为上述n-1台设备的同时系数，按台数多少选取，一般取0.7~1；
为全部设备投入运行时线路的计算电流。
如表3.2所示为一车间各动力干线主要参数及选择刀开关的型号。
表3.2各动力干线刀开关的型号选择结果
配电箱代号
总容量KW
I30（A）
Ipk
刀开关型号
1
35.2
21.40
81.9
103.3
HD13-200/31
2
26.25
15.96
49.7
65.66
HD13-100/31
3
70
42.55
751.6
794.15
HD13-1000/31
4
89
94.77
515.4
610.17
HD13-1000/31
5
110.23
67.01
383.3
450.31
HD13-
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