二项系数法电气

二项系数法电气 机械加工车间配电系统设计 目 录 1 车间配电与线路敷设方式的确定 ......................................... 1 1.1 车间配电方式的确定 ............................................... 1 1.2 车间配电线路敷设方式确定与导体选择 ............................... 1 2 负荷计算 ............................................................. 3 2.1 电气设备分组与支干线、干线回路数确定 ............................. 3 2.1.1 电气设备分组 ................................................. 3 2.1.2 支干线、干线回路数确定 ....................................... 3 2.2 分组、干线负荷计算 ............................................... 3 2.2.1 机加一车间单台用电设备负荷计算 ............................... 3 2.2.2 分组负荷计算 ................................................. 6 2.2.3 干线负荷计算 ................................................. 8 2.2.4 转供电力负荷计算 ............................................ 10 2.3 车间配电室总负荷计算 ............................................ 10 3 主要电气设备与线路截面选择 .......................................... 12 3.1 导线截面选择 .................................................... 12 3.1.1 机加一车间单台用电设备导线截面积选择 ........................ 12 3.1.2 机加一车间干线导线截面积选择 ................................ 13 3.2 变压器选择 ...................................................... 13 3.3 开关电器与保护元件选择 .......................................... 14 3.3.1 保护元件选择 ................................................ 14 3.3.2 开关电器选择 ................................................ 15 3.3.3 低压开关柜选择 .............................................. 15 4 校核 ................................................................ 17 4.1 线路电压损失校核 ................................................ 17 4.2 线路热稳定性校核 ................................................ 18 4.2.1 阻抗计算 .................................................... 18 4.2.2 线路热稳定性校核 ............................................ 19 4.3 线路接零可靠性校核 .............................................. 19 总 结 ............................................................... 21 参考文献 .............................................................. 22 I 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 车间配电 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 与线路敷设方式的确定 1.1 车间配电方案的确定 机械加工车间的负荷性质:车间为三班工作制，年最大负载利用时数为5500小时。属 母线采用架空线路于三级负荷。机械加工车间，电源从35/10千伏厂总降压变电所10千伏 受电，线路长度为300米。 工厂供配电系统的设计与运行应满足供电的可靠性、良好的电能质量、具有一定的灵活性和方便性、具有经济性、具有发展和扩建的可能性。同时应注意接线简单，操作安全，便于检修，能适应车间生产上的变化和设备检修的需要。选择配电系统配电方案时要充分考虑节省基建投资，降低运行费用，减少有色金属消耗量。 通常有以下几种配电方式: 1、放射式配电方式，供电可靠性高，配电设备集中，配电线故障发生后，影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但系统灵活性较差，有色金属消耗多，造价较高。一般用于容量大、负荷集中、有重要的用电设备、或需要集中联锁启动、停车的设备。 2、干线放射式配电方式，投资少(配电设备及有色金属消耗少)，系统灵活性好，但事故后范围影响较大，供电可靠性较差。一般用于设备的布置比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。 3、环式配电方式，有闭路环式和开路环式 ，为简化保护，一般采取开路环式。供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较繁琐。 4、链式配电方式，特点与树干式相似，适用于距配电屏较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备;链式的设备一般不超过三台，其总容量不大于10KW，其中一台不超过5KW。 基于以上几种方式及结合机械加工车间的特点综合考虑，本机械加工车间配电方案选择为干线放射式。 1.2 车间配电线路敷设方式确定与导体选择 电气线路可分为电力线路和控制线路。前者完成输送电能的任务，后者提供保护和测量的连接之用。电气线路是电力系统的重要组成部分，它必须满足供电可靠性或控制可靠性的安全要求。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 电气线路的种类很多，就其敷设方式来分可分为明敷设与暗敷设，其中明敷设又分为板槽、桥架、绝缘子;暗敷设又分为地下敷设、墙壁敷设、天棚敷设等。 穿管敷设，是指电线穿管明敷在墙壁、楼板及地坪下。环境温度采用敷设地点最热月份平均最高温度。 本车间自然条件为:车间内最热月份平均温度为30:C;地中最热月份平均温度为25:C(当埋入深度为0.5米以上)，而埋入深度为1米以下是的平均温度为20:C;土壤冻结深度为1.10米;车间环境特征，正常干燥环境。考虑到机加车间的环境因素、几家设备有弄断导线的危险，故机械加工车间选用聚氯乙烯绝缘(BV)铜电线穿钢管地下敷设。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 负荷计算 2.1 电气设备分组与支干线、干线回路数确定 2.1.1 电气设备分组 根据区域性原则与功能与类别原则将34台设备分成8组:第1组包括设备1、2、3、4、5、6;第2组包括设备7、8、9、10、11、12、13;第3组包括设备14、15、16、17、18;第4组包括设备19、20、21、22、23;第5组24、25、26、27;第6组包括设备28、29、30;第7组包括设备31、32、33;第8组包括设备34。 2.1.2 支干线、干线回路数确定 由于分成了8组，所以有8条支干线。并且将第3、4、5、6号支干线连接在1号干线上;将第1、2、7号支线连接在2号干线上，将第8号支干线连接于3号干线上。整个车间有34台设备，故有34条支干线回路;3条干线回路，见表2.1。 表2.1 分组明细表 设备号 干线号 组别 4 14、15、16、17、18 5 19、20、21、22 1号干线 6 23、24、25 7 28、29、30 1 1、2、3、4、5、6、31 2号干线 2 7、8、9、10、11、12、32、33 3 3号干线 13、26、27、34 2.2 分组、干线负荷计算 2.2.1 机加一车间单台用电设备负荷计算 从整个机械加工车间设备布置考虑，将34台设备分为8组，分别布置在三条干线上。 js每台用电设备的有功计算功率P: Pi P= (2.1) js, 式中: P:有功计算功率(KW); js P:第i台设备的容量(KW),。 ,,0.8i js根据公式(2.1)计算获得的每台设备的有功计算功率P的数值见表2.1。有功计算负---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- js荷P与无功计算功率Qjs的关系如下: Q= P (2.2) tg,jsjs 式中:Q:无功计算功率(KVar); js :用电设备的平均功率因数( =0.6)对应的正切值; tg,cos, P:有功计算功率(KW)。 js 依据上面计算获得的每台设备的有功计算功率(P)，根据公式(2.2)可以算得无功计算js功率Q:的数值见表2.1。 js 视在功率S与有功计算功率P、无功计算功率Q有如下计算关系式: jsjsjs 22P，Q S= (2.3) jsjsjs 式中:S:视在功率(KVA); js P:有功计算功率(KW); js Q:无功计算功率(KVar)。 js 依据上面计算获得的每台设备的有功计算功率(P)无功计算功率，根据公式(2.2)js可以算得无功计算功率Q:的数值见表2.1。 js 计算电流I; js Sjs I= (2.4) js 3Ue 式中:I:计算电流(A); js S:视在功率(KVA); js U:电压380V。 e 按式(2.1)，(2.2),(2.3),(2.4)计算机加一车间单台用电设备有功计算功率P、js 无功计算功率Q、视在功率S，计算电流I详见表2.2。 jsjsjs ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 表2.2 机加一车间单台设备有功计算功率、无功计算功率、视在功率、计算电流 设 备 容量P SQIjs jsjs js cos,设备名称、型号 代(KW) (KW) (KVar) (KvA) (A) 号 1 马鞍车床C630M 10.125 12.656 0.6 16.875 21.094 32.05 2 万能工具磨床M5M 2.075 2.594 0.6 3.458 4.323 6.57 3 普通车床C620-1 7.625 9.531 0.6 12.708 15.885 24.14 4 普通车床C620-1 7.625 9.531 0.6 12.708 15.885 24.14 5 普通车床C620-1 7.625 9.531 0.6 12.708 15.885 24.14 6 普通车床C620-3 5.625 7.031 0.6 9.375 11.719 17.81 7 普通车床C620 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 8 普通车床C620 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 9 普通车床C620 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 10 普通车床C620 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 11 普通车床C618 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 12 普通车床C616 4.625 5.781 0.6 7.708 9.635 14.64 13 螺旋套丝机S-8239 3.125 3.906 0.6 5.208 6.51 9.89 14 普通车床C630 10.125 12.656 0.6 16.875 21.094 32.05 15 管螺纹车床Q119 7.625 9.531 0.6 12.708 15.885 24.14 16 摇臂钻床Z35 8.5 10.625 0.6 14.167 17.714 26.91 圆柱立式钻床17 3.125 3.906 0.6 5.208 6.51 9.89 Z5040 圆柱立式钻床18 3.125 3.906 0.6 5.208 6.51 9.89 Z5040 19 立式砂轮S35L350 1.75 2.188 0.6 2.917 3.646 5.54 20 牛头刨床B665 3 3.75 0.6 5 6.25 9.50 21 牛头刨床B665 3 3.75 0.6 5 6.25 9.50 万能升降台铣床22 13 16.25 0.6 21.667 27.084 41.15 X63WT 立式升降台铣床23 9.125 11.406 0.6 15.208 19.01 28.88 X-52K 24 滚齿机Y38 4.1 5.125 0.6 6.833 8.542 12.98 25 插床B5032 4 5 0.6 6.667 8.334 12.67 26 弓形锯G72 1.7 2.125 0.6 2.833 3.542 5.38 27 立式钻床Z512 0.6 0.75 0.6 1 1.25 1.90 28 电极式盐洛电阻炉 20 25 1 0 25 37.98 29 井式回炎电阻炉 24 30 1 0 30 45.58 30 箱式加热电阻炉 45 56.25 1 0 56.25 85.46 普通车床31 31.9 39.875 0.6 53.167 66.459 100.98 CW6-1,100 单柱立式车床32 35.7 44.625 0.6 59.5 74.375 113.00 C512-1A 33 卧式镗床J68 10 12.5 0.6 16.667 20.834 31.65 34 单臂刨床B1010 70 87.5 0.6 116.667 145.834 221.58 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.2.2 分组负荷计算 从整个机械加工车间设备布置考虑，将34台设备分为8组，分别布置在三条干线上。每组用电设备的有功计算功率P: js2 P= (2.5) Pjs2,jsi 式中: P:每组用电设备有功计算功率 (KW); js2 P:第i台设备有功计算功率(KW)。 jsi 按式(2.5)计算每组用电设备的有功计算负荷,见表2.3。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 表2.3 每组用电设备有功计算功率 组有功计算功组别 设备序号 第i台设备有功计算功率(KW) 率Pjs2(KW) 1 1、2、3、4、5、6 12.656、2.594、9.531、9.531、9.531、7.031 50.874 2 7、8、9、10、11、12、33 5.781、5.781、5.781、5.781、5.781、5.781、12.5 38.592 3 13、26、27 3.906、2.125、0.75 4 14、15、16、17、18 12.656、9.531、10.625、3.906、3.906 40.634 5 19、20、21 2.188、3.75、3.75 37.344 6 22、23、24、25 16.25、11.406、5.125、5 13 7 161.25 28、29、30 25、30、56.25 8 97 31、32 39.875、44.625 9 34 87.5 87.5 表2.4 每组用电设备无功计算功率 每组无功计算组别 设备序号 第i台设备无功计算功率(KVar) 功率Qjs2 ( KVar) 1 1、2、3、4、5、6 16.875、3.458、12.708、12.708、12.708、9.375 67.832 2 7、8、9、10、11、12、33 7.708、7.708、7.708、7.708、7.708、7.708、16.667 51.528 3 13、26、27 2.833、1、5.208 4 14、15、16、17、18 16.875、12.708、14.167、5.208、5.208 54.165 5 19、20、21 2.917、5、5 49.792 6 22、23、24、25 21.667、15.208、6.833、6.667 17.335 7 0 28、29、30 0、0、0 8 129.334 31、32 59.5、16.667 9 34 116.667 116.667 表2.5 每组用电设备视在功率 第i台设备视在功率(KVA) 每组视在功率组别 设备序号 Sjs2(KVA) 1 1、2、3、4、5、6 21.094、4.323、15.885、15.885、15.885、11.719 84.79 2 7、8、9、10、11、12、33 16.667、7.708、7.708、7.708、7.708、7.708、7.708 64.32 3 13、26、27 3.5422、1.25、6.51 4 14、15、16、17、18 21.094、15.885、17.714、6.51、6.51 67.7124 5 19、20、21 3.646、6.25、6.25 62.24 6 22、23、24、25 27.084、19.01、8.542、8.334 21.668 7 322.4958 28、29、30 25、30、56.25 8 161.6672 31、32 66.459、74.375 9 34 145.834 145.8336 表2.6 每组用电设备计算电流 第i台设备计算电流(A) 每组设备计算组别 设备序号 电流Ijs2(A) 1 1、2、3、4、5、6 32.05、6.57、24.14、24.14、24.14、17.81 128.85 2 7、8、9、10、11、12、33 9.635、9.635、9.635、9.635、9.635、9.635、20.834 97.73 3 13、26、27 9.89、5.38、1.90 4 14、15、16、17、18 32.05、24.135、26.91、9.89、9.89 98.0484 5 19、20、21 5.54、9.50、9.50 94.57 6 22、23、24、25 41.15、28.88、12.98、12.67 32.93 7 486.06 28、29、30 37.98、45.58、85.46 8 245.63 31、32 100.98、113.00 9 34 221.58 221.58 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 每组用电设备的无功计算功率Q: js2 Q= (2.6) Qjs2,jsi 式中: Q:每组用电设备无功计算功率 (KVar); js2 Q:第i台设备无功计算功率(KVar)。 jsi 按式(2.6)计算每组用电设备的无功计算负荷Q,见表2.4。 js2 每组用电设备的视在功率S: js2 S S= (2.7) ,jsijs2 式中: S:每组用电设备视在功率 (KVA); js2 S:第i台设备视在功率(KVA)。 jsi 按式(2.7)计算每组用电设备的视在功率S,见表2.5。 js2 每组用电设备的计算电流I: js2 I= (2.8) Ijs2,jsi 式中: I:每组用电设备计算电流 (A); js2 I:第i台设备计算电流(A)。 jsi 按式(2.8)计算每组用电设备的计算电流I,见表2.6。 js2 2.2.3 干线负荷计算 在确定用电设备台数较多而容量差别较大的计算负荷时，需用二项系数法计算。 二项系数法的基本计算公式为: P =bP+cP (2.9) snjsg ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 式中:P:干线的有功计算功率(KW); jsg P:该干线上所有用电设备的总额定容量(KW); s P:用电设备组中n台容量最大的设备的总容量(KW),这里取n=5，c=0.5, n b=0.14为二项式系数。 1号干线负荷计算: P=c P+b P=0.14×(10.125+7.625+8.5+3.125+3.125+1.75+3+3+13+ jsg1s1n1 9.125+4.1+4+1.7+0.6+20+24+45)+0.5×(10.125+13+20+24+45) = 0.14×161.775+0.5×112.125=80.8875+15.6975=96.585 KW 考虑到P和P数值的差别不大，故可以断定的取值有些偏小，现在将所有设cos,s1n1 4,备的的取值统一调整为， tg,cos,cos,,0.63 Q=c P+b P=0.14×(10.125+7.625+8.5+3.125+3.125+1.75+ tg,tg,jsg1s1n1 43+3+13+9.125+4.1+4+1.7+0.6+20+24+45) ×+0.5×(10.125+ 3 413+20+24+45)× 3 = 128.78 KWar S= P/=96.585/0.6=160.975 KVA cos,jsg1jsg1 I= S/( )=244.58A 3Ujsg1jsg1e 2号干线负荷计算: P=c P+b P=0.14×(10.125+2.075+7.625+7.625+7.625+5.625+4.625+ jsg2s2n2 4.625+4.625+4.625+4.625+4.625+3.125+31.9+ 35.7+10) +0.5×(10.125+31.9+35.7+10+7.625) =0.14×149.175+0.5×95.35=87.9365KW 44Q=c P+b P=0.14×149.175×+0.5×95.35×=117.24KVar tg,tg,jsg2s2n233 S= P/=87.9365/0.6=146.56KVA cos,jsg2jsg2 I= S/( )=222.68A 3Ujsg2jsg2e 多组用电设备的干线上，由于各组用电设备不一定同时使用，因此在确定干线上的 KK计算负荷时，可结合具体情况计入一个同期系数(或叫混合系数)，用表示。可取,,---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 0.75-0.95,这里取0.9。 总的有功计算负荷: KP=×,P=0.9(96.585+87.9365+87.5)=244.82(KW) ，js,,jsgi 总的无功计算负荷: K=× =0.9(128.78+117.24+116.667)=326.42(KVar) ，QQ,js,,jsgi 总的视在负荷: 22P，QS244.82，244.82，326.42，326.42 == jsjsjs, =408.03(KVA) 总的计算电流: S408.03js,I = ==619.96(A) js,3，0.383Ue 2.2.4 转供电力负荷计算 车间变电所除为机加一车间配电外，尚要为机加二、铸造、铆焊、电修等车间配电。按式(2.3)计算各回路及各工段干线上的计算视在功率，按式(2.4)计算各回路及各工段干线上的计算电流，具体数值见表2.7。 表2.7 转供电力负荷计算负荷表 计算负荷 容量 序号 车间名称 P30 Q30 S30 (千瓦) (千瓦) (千乏) (千伏安) 机加工二车间 155 46.5 54.4 71.5654 No1 供电回路 1 120 36 42.12 55.4084 No2 供电回路 铸造车间 160 64 65.3 91.4335 No1 供电回路 2 140 56 57.12 79.9918 No2 供电回路 No3 供电回路 180 72 73.44 102.8466 铆焊车间 150 45 89.1 99.8189 No1 供电回路 3 170 51 100.98 113.1281 No2 供电回路 电修车间 No1 供电回路 150 45 79.89 91.6919 4 146.2 43.85 77.85 89.3501 No2 供电回路 2.3 车间配电室总负荷计算 机加一、机加二、铸造、铆焊、电修车间配电的总干线上。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 总的有功计算负荷: ,PP= jsijsz =244.82+46.5+36+64+56+72+45+51+45+43.85=704.17(KW) 总的无功计算负荷: = QQ,jsijsz =326.42+54.4+42.12+65.3+57.12+73.44+89.1+100.98+79.89+ 77.85 =966.62(KVar) 总的视在负荷: 22P，QS ==704.17，704.17，966.62，966.62 jsjsjsz =1195.814(KVA) 总的计算电流 S1195.814jsz,1816.9I==(A)。 jsz1.732，0.383Ue ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 主要电气设备与线路截面选择 3.1 导线截面选择 根据车间的环境条件与自然环境条件，导线选择三根线芯聚氯乙烯绝缘BV铜芯导线，导线工作最高允许温度为70?，车间的工作平均温度为30?。综合考虑车间的环境因素与保证用电安全，防止机加设备弄断线路等因素，现采用地下穿钢管敷设。所以我们选择 2的铜芯导线的最小截面积为2.5?，当根据用电设备的要求选择的导线截面积不足2.5?22时，应该进行修正使其的截面积为2.5?，当根据用电设备的要求选择的导线截面积大 2于2.5?时，则选择其所需的导线截面积。 3.1.1 机加一车间单台用电设备导线截面积选择 根据上面的计算电流，进行导线的截面积的选择，选择的截面积具体情况如下表3.1所示。 表3.1 机加一车间单台设备计算电流与所选导线截面积 设备 计算电流Ijs 允许截面流导线截面面校正面积管径设备名称、型号 22代号 (安培) 量(安培) 积(?) (?) (?) 1 马鞍车床C630M 32.05 38 6 6 15 2 6.57 12 1.0 2.5 15 万能工具磨床M5M 3 24.14 28 4 4 15 普通车床C620-1 4 24.14 28 4 4 15 普通车床C620-1 5 24.14 28 4 4 15 普通车床C620-1 6 普通车床C620-3 17.81 22 2.5 2.5 15 2.5 7 14.64 22 2.5 15 普通车床C620 2.5 8 14.64 22 2.5 15 普通车床C620 2.5 9 14.64 22 2.5 15 普通车床C620 2.5 10 14.64 22 2.5 15 普通车床C620 2.5 11 14.64 22 2.5 15 普通车床C618 2.5 12 普通车床C616 14.64 22 2.5 15 13 9.89 15 1.5 2.5 15 螺旋套丝机S-8239 14 32.05 38 6 6 15 普通车床C630 15 19.3084 28 4 6 15 管螺纹车床Q119 16 26.91 38 6 6 15 摇臂钻床Z35 2.5 17 圆柱立式钻床Z5040 9.89 12 1.0 15 2.5 18 9.89 12 1.0 15 圆柱立式钻床Z5040 2.5 19 5.54 12 1.0 15 立式砂轮S35L350 2.5 20 9.50 12 1.0 15 牛头刨床B665 2.5 15 21 9.50 12 1.0 牛头刨床B665 万能升降台铣床22 41.15 53 6 6 15 X63WT 23 28.88 38 6 6 15 立式升降台铣床X-52K ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.5 24 12.98 15 1.5 15 滚齿机Y38 2.5 25 12.67 15 1.5 15 插床B5032 2.5 26 5.38 12 1.0 15 弓形锯G72 2.5 27 立式钻床Z512 1.90 12 1.0 15 28 228 243 120 120 50 电极式盐洛电阻炉 29 91.16 107 35 35 32 井式回炎电阻炉 30 170.93 210 95 95 50 箱式加热电阻炉 31 100.98 136 50 50 40 普通车床CW6-1,100 32 单柱立式车床C512-1A 113.00 136 50 50 40 33 卧式镗床J68 31.65 38 6 6 15 34 221.58 243 120 120 50 单臂刨床B1010 3.1.2 机加一车间干线导线截面积选择 根据机加车间的用电负荷情况，干线导线选择3根线芯聚氯乙烯(BV)绝缘铜导线穿钢管地下敷设，导线工作最高允许温度为65?，导线埋入深度为0.5m，地中最热月份平均温度为25?。 根据上面各个干线的计算电流，进行导线的截面积的选择，选择的截面积具体情况如下表3.2所示。 表3.2 各个干线计算电流与所选导线截面积选择 2序号 各干线视在功率( KVA) 计算电流(A) 允许截面流量(A) 导线截面面积(?) 1号干线 244.58 260 120 160.975 2号干线 222.68 225 95 146.560 3号干线 221.58 225 95 145.834 3.2 变压器选择 机加一、机加二、铸造、铆焊、电修车间配电的总干线上，由于各组用电设备不一定 K,同时使用，确定干线上的计算负荷时，可结合具体情况计入一个同期系数=0.9。 总的有功计算负荷: K,PP=× jsijsz, =0.9×(244.82+46.5+36+64+56+72+45+51+45+43.85)=633.753(KW) 总的无功计算负荷: K=× QQ,jsijsz, =0.9，(326.42+54.4+42.12+65.3+57.12+73.44+89.1+100.98+79.89+ 77.85) =869.96(KVar) 总的视在负荷: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22P，QK S== 633.753，633.753，869.96，869.96，jsjsjsz, =1076.324(KVA) SPjszb变压器容量=/0.8=1345.405(KVA)，根据计算所得的变压器容量选择变压器型号 为SJL1-1600,阻抗电压5.5%,空载电流1.5%，重量4.72t。 3.3 开关电器与保护元件选择 3.3.1 保护元件选择 熔断器选择的计算公式如公式 (5~10) (3.1) ,,,,Rjs(2~3) I,2IRjs 根据式(3.1)，根据，计算出熔断器的熔体电流，从而选择熔断器的型 号。设备电流熔断器型号选择如表3.3所示 表3.3各支线电流熔断器型号 计算电流(安熔断器熔体电序号 熔断器型号 培) 流(安培) 1 32.05 64.1 RT0-100/80 2 6.57 13.14 RT0-50/15 3 24.14 48.28 RT0-50/50 4 24.14 48.28 RT0-50/50 5 24.14 48.28 RT0-50/50 6 17.81 35.62 RT0-50/40 7 14.64 29.28 RT0-50/30 8 14.64 29.28 RT0-50/30 9 14.64 29.28 RT0-50/30 10 14.64 29.28 RT0-50/30 11 14.64 29.28 RT0-50/30 12 14.64 29.28 RT0-50/30 13 9.89 19.78 RT0-50/20 14 32.05 64.10 RT0-100/80 15 19.31 38.62 RT0-50/40 16 26.91 53.82 RT0-100/60 17 9.89 19.78 RT0-50/20 18 9.89 19.78 RT0-50/20 19 5.54 11.08 RT0-50/15 20 9.50 19 RT0-50/20 21 9.50 19 RT0-50/20 22 41.15 82.3 RT0-100/100 23 28.88 57.76 RT0-100/60 24 12.98 25.96 RT0-50/30 25 12.67 25.34 RT0-50/30 26 5.38 10.76 RT0-50/15 27 1.90 3.8 RT0-50/5 28 75.97 151.94 RT0-200/200 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29 91.16 182.32 RT0-200/200 30 170.93 341.86 RT0-400/400 31 100.98 201.96 RT0-400/250 32 113.00 226 RT0-400/250 33 31.65 63.3 RT0-100/80 34 221.58 443.16 RT0-600/450 RT0-有填料熔断器 3.3.2 开关电器选择 由于配电箱的种类繁多，选择的方案也很多，但我们根据用户反映较好的产品，选择配电箱系列:XL-21系列与XLL2型低压配电箱。 XL-21型动力配电箱适用于工业与民用建筑中作交流频率为50Hz、电压500伏及其以下的三相四线电力系统，作动力配电和照明配电用。XL-21型动力配电箱系户内封闭配电箱，箱体结构用薄钢板弯制焊接而成，其正面为单扇左开门，门上装有电压表、电流表等等测量仪表和操作电器、信号电器。刀开关操作手柄装在箱前右柱上部，箱体上部有可拆卸的盖板，箱内右侧设有固定电缆之线夹。配电箱靠墙安装，进出线电缆由底部引入。 XLL2型低压配电箱，适合于工业和民用建筑交流频率为50Hz、额定电压380伏额定工作电流630A及其以下的电力系统中作电机控制，动力配电和照明配电用。本产品箱体一E(20mm)为模数，采用冷轧型刚和钢板加工成结构件，用螺栓组装而成。箱体结构为封闭式靠墙安装分上下两室。上室安装主开关，下室安装出线回路开关。主开关与小室门有机械连锁装置，合上主开关则小时不能开启，在非常情况下亦能解锁开门。各组支干线选择的配电箱与开关如下表3.4所示。 表3.4各支干线配电箱型号 组号 配电箱型号 熔断器 1 XL-21-09 RTO-100 2 XLW-1-4 RTO-60 3 XL-21-09 RTO-100 4 XL-21-09 RTO-100 5 XLW-1-4 RTO-60 6 XL-21-31 RTO-400 7 XL-21-31 RTO-400 8 XLL2-05 RTO-600 3.3.3 低压开关柜选择 本次课程设计中选择作为工厂的动力配电电器。各个干线的计算电流分别为: S160.975jsz1,244.58I1号干线:==(A) jsz11.732，0.403Ue ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------15 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- S146.560jsz2,222.682号干线:I==(A) jsz21.732，0.403Ue S145.834jsz3,221.58I3号干线:==(A) jsz31.732，0.403Ue 选择的电器额定电流应大于各个干线的计算电流， 各个干线的开关柜选型如下表3.5所示。 表3.5低压开关柜的型号 额定电干线号 开关柜型号 主要电器设备 流I(A) BFC-40-14 100~400 1号干线 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 2号干线 BFC-40-14 100~400 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 BFC-40-14 100~400 3号干线 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 机加二车BFC-40-14 100~400 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 间 BFC-40-14 100~400 铸造车间 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 铆焊车间 BFC-40-14 100~400 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 BFC-40-14 100~400 电修车间 HH11--100~400型自动空气开关LM—0.5--5型电流互感器 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------16 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 校核 4.1 线路电压损失校核 为保证用电设备正常工作，动力线路的电压损失不得超过5%，照明线路的电压损失 不得超过8%--10%。 对于简单电路，相电压损失: pqpp,U,U,U,Ircos,，Ixsin,,r，x (4.1) pABUUBB 式中: :该项负载有功功率;pp :该项负载无功功率;qp :线路电阻;r :线路电抗;x ,:负载端功率因数角。 线电压损失: 3p3qPQpp (4.2) ,U,3,U,r，x,r，xpUUUUBBNN 式中: U:负载端额定线电压;N P:三相有功功率; Q:三相无功功率。 对于多段线路，电压损失按叠加原理计算，即: ,,,，,，,,,，,UUUU (4.3) 12n 经过展开和整理可求得电压损失为 nnnnPrQxpRqXiiiiiiiiU,,，,， (4.4) ,,,,rUUUU,1,1,1,1iiiiNNNN U,U电压损失值通常用相对值:即用,,，100%表示。应用上式可得: rUN nnnn100100,U,(Pr，Qx)%,(pR，qX)% (4.5) ,,,,riiiiiiii22UUi,1i,1i,1i,1NN ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------17 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 如果导线截面是均匀的，即有rx和rrlxxlRrLXrL,,,,,,,(为单位长度导00iiiiiiii0000 线的电阻和电抗)，则电压损失可按下式计算: nnnn10010000 (4.6) ,,，,，UrPlxQlrpLxqL()/()/,,,,000000riiiiiiii22UU,,,,1111iiiiNN 1号干线供电回路电压损失校核: 为了保证有足够的接线长度每台设备的接线长度15m，导线的电阻与电抗分别为: ,， x,0.073,/km。 r,,0.143,/km00S 100？,U,(202.228，15，0.143，313.978，15，0.073)%,4.123%,5% r12400 1号干线的导线符合电压损失要求。 2号干线供电回路电压损失校核: 为了保证有足够的接线长度每台设备的接线长度15m，导线的电阻与电抗分别为: ,x,0.073,/km， 。 r,,0.1811,/km00S 100？,U,(186.466，15，0.1811，248.694，15，0.073)%,3.7727%,5% r22400 2号干线的导线符合电压损失要求。 3号干线供电回路电压损失校核: 为了保证有足够的接线长度每台设备的接线长度15m，导线的电阻与电抗分别为: ,x,0.073,/km，， 。 r,,0.1811,/km00S 100？,U,(87.5，15，0.1811，116.667，15，0.073)%,1.805%,5% r32400 3号干线的导线符合电压损失要求。 所以经过电压损失校核，各个干线截面积都符合要求。 4.2 线路热稳定性校核 4.2.1 阻抗计算 支干线的最危险点的阻抗包括电源阻抗(Sd =200MVA)、架空线路阻抗(架空线路长 ,度L=300m,K=0.4/km)及变压器阻抗(变压器型号为SJL1-1600(KVA),额定容量 uSb=1600KVA，阻抗电压=5.5,)。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------18 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22310U，3,电源阻抗:===0.866 (4.7) Z1200Sd 225.5%，10，1000u%，U,变压器阻抗:= =3.44 (4.8) Z,2100，S1600b K，L,0.4，0.3架空线路阻抗:Z= ==0.12 (4.9) 3 0.42以上阻抗均在10KV高压下,折算为低压下需乘变比K=()=0.0016 010 3 ,K，Z因此总阻抗:Z = =0.0016×(0.866+0.12+3.44)=7.08 m。 ,0i1 4220VE短路电流: I,,,3.11，10AdZ7.08m, 4.2.2 线路热稳定性校核 导线的截面应能承受电流的热效应而不致破坏，应具有足够的热稳定性，为此，导线的最小截面积为 IS,tminK (4.10) 2Smin式中:—导线芯线最小截面积，?; I—短路电流有效值A; —短路电流可能持续的时间0.1s; t K—计算系数，聚氯乙烯铜芯导线取115。 4I3.11，10A2 S,t,0.1s,85.52mmminK115 2mm可以看出选取的导线的截面积不能小于85.52，可见三根干线选择均符合要求。 4.3 线路接零可靠性校核 当短路发生时回路属于低压回路，只要考虑回路中的电阻即可，包括变压器的电阻，支干线的导线的电阻以及保护接零的钢管的电阻(零线电阻)。 2mm对于2号干线导线截面积为95，离低压配电室最远距离为13号设备，大约导线 R,rl,0.1811，36,6.5196m,长度为36m，导线的的电阻值: 2,l0.13，36mm接零的钢管直径为50，则R,,,1.6m, 22s,(50,40)， 220220I,,,18771.33A则:单项短路电流为 R0.00652，0.0016, ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------19 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 这一电流远远超过该线路中任意熔断器熔断丝的熔断电流的5倍，所以2号干线通过了线路接零可靠性校核。同理，对于1号干线和3号干线经计算均通过校核，所以校核通过。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------20 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 总 结 经过这次的课程设计，自己在很多方面有了很大的提高，在面对巨大的考研压力的同时，抓时间挤时间用来做课设，没有条件也得创造条件，没有时间也得挤时间做课设。经过自己的努力、老师和同学的帮助，经过自己几天几夜的晚睡早起，克服了其中的种种困难。由于时间紧，任务重，课设中难免会有很多错误，但是深深体会到了其中充实，自己的相关的专业知识会有相应的提高。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------21 机械加工车间配电系统设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 参考文献 [1] 杨有启，纽英键.电气安全工程.北京:首都经济贸易大学出版社.2000 [2] 李正吾.新电工手册.安徽:安徽科学技术出版社.2003 [3]工厂常用电气设备手册，中国电力出版社，《工厂常用电气设备手册》1997 [5] 王子午，徐泽植.常用供配电选型手册:低压电器.北京:煤炭工业出版社.1997 [6] 沙振顺.电工实用技术手册.江苏:江苏科学技术出版社.2002 [7] 王子午，徐泽植.常用供配电选型手册:低压成套开关设备.北京:煤炭工业出版社.1997 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------22