车间供电设计

1 PAGE 第1章 绪 论 1.1课题设计背景 车间供电，就是指车间所需电能的供应和分配，亦称车间配电。 电能是现代工业生产的主要能源和动力。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应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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广泛。 在车间里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本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可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果车间的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好车间供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是车间供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好车间供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 车间供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证车间生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： ① 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 ② 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 ③ 优质 应满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。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 1.2车间供电设计的一般原则 按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》、GB50053-94 《10kV及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行车间供电设计必须遵循以下原则： ① 遵守规程、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源， 节约有色金属等技术经济政策。 ② 安全可靠、先进合理； 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 ③ 近期为主、考虑发展； 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 ④ 全局出发、统筹兼顾。 必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计 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 。 车间供电设计是整个车间设计中的重要组成部分。车间供电设计的质量直接影响到车间的生产及发展。作为从事车间供电工作的人员，有必要了解和掌握车间供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 1.3车间供电设计内容及步骤 车间变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面： ① 负荷计算 车间变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出车间变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。 ② 车间变电所变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向，综合考虑设置车间变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 ③ 车间变电所主接线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。 ④ 车间供、配电系统短路电流计算 车间用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 ⑤ 改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如车间有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 ⑥ 变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 ⑦ 继电保护及二次结线设计 为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。 ⑧ 变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。 第二章 负荷计算和功率补偿 2.1负荷计算的内容和目的 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1—2秒左右的最大负荷电流。它是由于电动机启动，电压波动等原因引起的，它与计算电流不同，计算电流是指半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大的多，一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。 平均负荷 就是指电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。 常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。 2.2负荷计算的方法 负荷计算的方法有估算法、需要系数法、单相负荷计算及二项式法等几种。 本设计采用需要系数法确定。 主要计算公式有： 有功功率： 式(2.1) 无功功率: 式(2.2) 视在功率: 式(2.3) 计算电流: 式(2.4) 式(2.5) 全车间各设备计算负荷如表2.1： 表2.1 全车间计算负荷 序 号 设 备 名 称 计算负荷 有功P（kW） 计算电流 I （A） 序 号 设 备 名 称 计算负荷 有功（kW） 计算电流 I（A） 1 大球磨 245 465 12 备用 110 250 2 大球磨 245 465 13 渣泵 22 50 3 小球磨 110 250 14 矿坝水泵 30 68 4 小球磨 110 250 15 磁选机 15 30 5 摇床总柜 24 55 16 备用 60 136 6 矿坝配电柜 110 250 17 检修电源 30 68 7 备用 110 250 18 照明 30 68 8 1#破碎机 75 170 19 行车 70 165 9 2#破碎机 75 170 20 磁选机控制箱 22 50 10 3#破碎机 60 136 21 化验室 20 40 11 给矿机 3 6.8 22 备用 60 136 2.3全车间负荷计算 本设计中取COSф=0.85 同时系数K = 0.7 根据上表数据可算出：∑ = 1636kW; ∑ = 1014kvar EMBED Equation.DSMT4 =1944.71A 2.4功率补偿 功率因数太低将会给配电系统带来电能损耗增加，电压损失增大和供电设备利用效率降低等不良影响。正是如此，要求电力用户功率达到一定数值，低于此值时就必须进行补偿，国家标准GB/T3485-1998<<评价企业合理用电技术导则》中规定：“在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应该在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备”。 由于本设计中上级要求功率因数COSф≥0.9就可满足要求，,而由上面计算可知COSф=0.85<0.9，因此需要进行无功补偿。 综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。 低压集中补偿是指将低压电容器组集中装设在车间变电所的低压母线上。该补偿方式只能补偿车间变电所低压母线前变压器和高压配电线路及电力系统的无功功率，对变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。 可选用BWF0.4-12-1型的电容器，其额定容量是12kvar，额定电容为240µF。补偿容量Qcc = 1145.2×（tanarc cos0.85－tanarc cos0.92）kvar =1145.2×（0.62-0.43）kvar =217.6kvar 因此，其电容器的个数为： n = Qcc/qC =217.6/12 =19（个） 取Qcc=12×19=228kvar 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为： 变压器的功率损耗为： = 0.06 = 0.06×1242.4= 74.6kvar = 0.015 = 0.015×1242.4= 18.6kW 变电所高压侧计算负荷为： =1145.2+18.6=1163.8kW = (709.8-228)+ 75.7=557.5kvar 无功率补偿后，车间的功率因数为： cosφ′= Pj′/ Sj′= 1163.8 /1290.5=0.9 则车间的功率因数为： cosφ′= Pj′/Sj′= 0.9≥0.9 通过上述计算可得，需补偿的容量为228kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到0.9。因此，符合本设计的要求。 第三章 变压器的选择 3.1变压器容量与台数的选择 变压器台数确定原则： ① 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术，经济上比较合理时，也可以多于两台。 ② 对季节性负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器。 ③ 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变。 装单台变压器时，其额定容量Sn应能满足全部用电设备的计算负荷Sc，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即 Sn≥（1.15-1.4）Sc 式(3.1) 装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量Sn应同时满足以下两个条件： 1）任一台主变压器单独运行时 Sn=（0.6-0.7）Sc 式(3.2) 2）任一台主变压器单独运行时 Sn≥Sc（Ⅰ+Ⅱ） 式(3.3)在本设计中，车间负荷属于三级负荷，因此选择单台变压器运行，根据以上计算结果可得，如下： ∑ = 1636kW; ∑P j = K∑ = 0.7×1636kW =1145.2kW Sj=Pj/ cosφ=1145.2/0.85=1347.3kVA Sn=1.19×Sj=1.19×1347.3=1603kVA 所以，可选择1600 kVA的变压器一台。负载率为84.1%. 第四章 主结线方案的选择 4.1对变电所主结线的一般要求 变电所主接线要求安全，可靠，灵活，经济。 主要有以下一些原则： ①在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须安装高压隔离开关。 ②在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。 ③在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。 ④变配电所高压母线上及架空线末端，必须装设避雷器，装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关，线路上避雷器前不必装设隔离开关。 ⑤变电所的主接线方案，必须与其负荷类型相适应，对于一级负荷，应由两个电源供电，对二级负荷，应由两回路或者一回专用架空线路供电。 ⑥接于公共干线上的变配电所电源进线首端，应装设带有短路保护的开关设备。 ⑦对一般的生产区的车间变电所，宜由车间总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区的变电所，可采用树干式配电。 ⑧变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器，当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关均应采用低压断路器。 ⑨两路电源进线，装有两台主变压器的变电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行，当只有一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并联运行。 ⑩需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或者高压负荷开关。 4.2变电所主结线 对于电源进线电压为35kV及以上的大中型车间，通常是先经车间总降压变电所降为6—10kV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。 总降压变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，在变电所主接线图中将导线或者电缆，电力变压器，母线，各种开关，避雷器，电容器等电气设备连接起来，只表示相对电气连接关系而不表示实际位置。通常以单线表示三相系统。 主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。 变电所一般有线路-变压器组，单母线，内桥式，外桥式等几种接线形式，具体如下： 4.2.1单电源进线的变电所主接线 当单电源进线一台变压器时，主接线采用一次侧线路-变压器组，二次侧单母线不分段接线，如图4.1，这种主接线经济简单，可靠性不高，适用于负荷不大的三级负荷情况。也可采用一次侧单母线不分段，二次侧单母线分段主接线，如图4.2，适用于三级负荷及部分二级负荷。 图4.1 单电源进线接线图 图4.2 一侧，二侧单母线接线图 4.2.2双回电源进线变电所主接线 ① 一，二次侧均采用单母线分段主接线 该主接线由于进线开关和母线分段开关均采用了断路器控制，操作十分灵活，供电可靠性较高，适用于大中型企业的一，二级负荷供电。 ② 内桥式主接线 一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线如图4.3，线路1WL，2WL来自两个独立电源，断路器1QF，2QF分别接至变压器1T，2T的高压侧，向变电所供电，变压器回路仅装设隔离开关3QF，6QF。当线路1WL发生故障或检修时，断开1QF，1T由线路2WL经桥接断路器3QF继续供电，同理，当2WL发生故障或者检修时，2T由线路1WL继续供电。因此，这种主接线大大提高了供电的可靠性和灵活性，但当变压器检修时，须进行倒闸操作，操作较复杂且时间较长，这种接线适用于大中型企业的一，二级负荷供电。当变压器1T发生故障时，1QF和3QF因故障跳闸，此时，打开3QS后再合上1QF和3QF，即可恢复1WL线路的工作。这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。 适用于以下条件的总降压变电所： 1) 供电线路长，线路故障几率大； 2) 负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作； 3) 没有穿越功率的终端总降压变电所。 图4.3 变电所内桥式接线图 图4.4 变电所外桥式接线图 ③ 外桥式主接线 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线如图4.4，其特点是变压器回路装设断路器，线路1WL，2WL仅装线路隔离开关，任一变压器检修或发生故障时，如变压器1T发生故障，断开1QF，打开其两端隔离开关，然后合上3QF两侧隔离开关，在合上3QF，使两路电源进线又恢复并联运行。但当线路检修或发生故障时，须进行倒闸操作，操作较复杂且时间较长，外桥式的优点是对变压器回路的操作非常方便，灵活，供电可靠性高，适用于有一，二级负荷的用户和企业。 适用于以下条件的总降压变电所： 1) 供电线路短，线路故障几率小； 2) 用户负荷变化大，变压器操作频繁； 3) 有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式主接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公共电力系统的潮流。 ④ 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线如图4.5。 这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。 ⑤ 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在车间电力系统在车间变电所中很少运用,主要用与电力系统的枢纽变电所。 本次设计的矿厂供电属于三级负荷。负荷变动较小，电源进线较短（8km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到车间对于一次投资的要求。固采用单电源进线的降压变电所主接线。10kV进线高压供电系统图详见附件1，低压供电系统图详见附件2。 图4.5 一二侧均采用单母线分段接线图 第五章 短路电流计算 5.1短路电流计算的目的及方法 短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。 进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于车间供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。 5.2三相短路电流计算 本设计采用标幺值进行短路电流计算 ① 确定基准值： 取Sd=100MVA，Ud=Uav，两个电压等级的基准电压分别为Ud1=10.5kV Ud2=0.4kV ② 元件的电抗标幺值 1) 电力系统（Soc=1000MVA） 2) 架空线路（XO=0.4Ω/km 4km） =X0L1Sd/Ud2=0.4×4×100/（10.5×10.5）=1.5 3) 电力变压器（Uk％=4.5 Sn=1600kVA） = Uk％×Sd/（100×Sn）=4.5×100/（100×1.6）=2.8 绘制等效电路图如图5.1，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。 图5.1 短路电流计算等效电路图 ③ K1短路时的短路电流与容量计算 1) 计算短路回路总阻抗标幺值 2) 计算K1点所在电压级的基准电流 3) 计算 K1点短路电流各值 4) 三相短路容量 ④ K2点三相短路电流与容量计算 1) 计算短路回路总阻抗标幺值 2) 计算K2点所在电压级的基准电流 EMBED Equation.DSMT4 3) 计算K2点短路电流各值 4) 三相短路容量 5 路电流计算结果如下表5.1 表5.1 短路电流计算结果 三相短路电流（kA） 短路容量（MVA） K1点 3.4375 3.4375 8.7656 5.225 62.5 K2点 32.76 32.76 60.27 35.7 22.7 第六章 导线、电缆的选择 6.1 导线电缆的选择原则 导线和电缆的选择必须满足安全，可靠，经济的条件。 所以，进行导线和电缆截面选择时必须按照下列选择原则： ① 按允许载流量选择导线和电缆截面 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。以防止导线因过热而引起绝缘损坏或老化。这就要求通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。 ② 按允许电压损失选择导线和电缆截面 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗，以保证电压质量。 ③ 按经济电流密度选择导线和电缆截面 经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。对于35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下但距离长，电流大的线路，宜按经济电流密度选择，对10kV及以下线路，通常不按此原则选择。 ④ 按机械强度选择导线和电缆截面 导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。 根据设计经验，对长距离大电流及35kV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。一般10kV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按允许载流量选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。 选择导线截面时，要求在满足上述4个原则的基础上选择其中最大的截面。 在本设计中，以低压侧大球磨车间为列，按允许载流量计算电力电缆截面：选取时，应注意： 1）允许载流量与环境温度有关。若实际环境温度与规定的环境温度不一致时，允许载流量乘上温度修正系数 ，以求出实际的允许载流量。 式（6.1） 式中， 式（6.2） —为导线额定负荷时的最高允许温度； —为导线允许载流量所采用的环境温度； —为导线敷设地点实际的环境温度。 2）电缆多根并列时，其散热条件较单根时差，故允许载流量降低，要用电缆并列校正系数Kp进行校正。 已知一台245kW的大球磨机，功率因数为0.9，效率为0.89，当地最热平均最高气温为150C。 a.线路中电流的计算 式（6.3） 式（6.4） b.相线截面的选择 因为是三相四线制线路，所以查表得4根单芯线敷设的每相芯线截面为240mm2的VLV型导线，在环境温度为250C时的允许载流量为420A，其最高允许温度为650C，即 。 温度校正系数为 式（6.5） 导线的实际允许载流量为 式（6.6） 满足 ，所以，所选相截面 满足允许载流量的要求。 c.保护线 的选择 按 要求，选择 。 所以选择导线型号为VLV-0.6/1kV（3×240+1×120）TC 的VLV聚录乙烯绝缘铝心电力电缆。 第七章 电气设备的选择 7.1电气设备选择的一般原则 供配电系统中的电气设备是在一定的电压，电流，频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处位置，环境温度，海拔高度，以及防尘，防腐，防火，防爆等环境条件。 电气设备选择应遵循以下三个原则： ① 按工作环境及正常工作条件选择电气设备； ② 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定； 动稳定校验 或 式（7.1） 式中， —为电气设备的极限通过电流峰值; —为电气设备的极限通过电流有效值。 热稳定校验 式（7.2） 式中， —为电气设备的热稳定电流; t—为热稳定时间。 ③ 开关电器断流能力校验。 高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。 高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。 车间变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线 7.2高压开关电器的选择 7.2.1高压断路器的选择 本设计中，为户内变电所，故选择户内少油断路器，以选择变压器二次侧高压断路器为例，由设计数据可知，变压器10/0.4kV，1600kVA，三相最大短路电流为32.76kA，冲击短路电流为60.27kA，三相短路容量为22.7MVA。 根据变压器二次侧的额定电流来选择断路器的额定电流。 式（7.3） 查表得 ，选择SN10-10III/3000型少油断路器，比较其计算参数和装设地点电气条件后得知，所选断路器合格。 7.2.2高压隔离开关的选择 由于隔离开关主要是用于隔离而不是分断正常负荷电流和短路电流，因此，只需要选择其额定电压和额定电流，校验动稳定和热稳定。 由以上计算数据可选择GN6-10T/600高压隔离开关。选择计算结果列于 表7.1中。 表7.1 高压隔离开关选择校验表 序 号 GN6-10T/600 选择要求 装设地点电气条件 结 论 项目 数据 项目 数据 1 10kV 10kV 合格 2 600A 465A 合格 3 52kA 32.76A 合格 4 200 13.5 合格 7.2.3电流互感器的选择 电流互感器用于计量和保护。一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流 不小于线路中的计算电流 。 动稳定校验 式（7.4） 热稳定校验 式（7.5） 以小球磨车间为例，额定电压为0.4kV，额定电流为465A，选变比为400/5A的LQJ-10型电流互感器， =160， =75，t=1s，0.5级二次绕组的 =0.4 。 1 准确度校验 = = 满足准确度要求。 ② 动稳定校验 满足动稳定要求。 ③ 热稳定校验 满足热稳定要求。 所以选择LQJ-10 400/5A型电流互感器满足要求。 7.3配电所高压开关柜的选择 高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。 高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。 由于本设计是10kV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择KYN28A-12(Z)型.低压开关柜选择GGD3型。 第八章 照明设计 8.1照明设计的意义及目的: 金工车间车间内正常照明因电源故障而熄灭，工作人员不能进行必要操作，可能会导致生产流程混乱或由于不能进行必要操作处理而可能引起火灾，爆炸等事故，因此在金工车间内照明设计中设计了备用照明。 金工车间的车间是一个相对的密闭体，室内人员流动路线比较复杂，出入通道迂回，为便于事故情况下人员能尽快疏散及火灾时能救灾灭火，所以在金工车间车间内的设计为了供人员疏散备用照明， 金工车间车间内许多场合存在着静电危害，从而导致电子器件，电子仪器和电子设备损坏或性能下降或导致人体遭到电击伤害或导致爆炸，火灾危险所引燃爆炸或导致尘埃吸附影响环境的洁净度，因此，洁净金工车间工程设计中我们必要的场合进行了防静电的设计，金工车间房的防静电地面，起性能符合下列要求。 地面的面层应具有导电性能，并应长时间保持稳定性： 地面的表层应采用静电耗散性材料： 地面有导电泄放和接地结构： 8.2照明设计中配电箱的选择和设计： DXMR型照明配电箱适用于住宅，旅馆车站医院，办公室及 工厂企业等现代化建筑物供户内使用，用以分配交流50HZ，415V以下单相，三相四线，三相五线的照明及小型动力控制回路中作线路过负荷，短路，漏电保护，以满足用户多功能的需求。 本系列照明配电箱开关元件适用于C45N，S250S，E4CB等系列的小型断路器，本系列照明配电箱按模块来分，一个单极断路器为一个模块。在照明设计当中我们采用了新型分体装配式，箱体外壳可以单独按装到墙体上，方便施工同时也避免对元件的饿损坏。 DXMR配电箱为暗装尺寸如下表8-1： D——东升商标、X——配电箱、M——照明、R——暗装照明 表8-1 DXMR配电箱为暗装尺寸表 型号 外型尺寸(mm) 安装尺寸（mm） 钢管直径 DXMR-14,14 DXMR-16,16 DXMR-18,18 DXMR-20,20 248,356,96 222 2,2,4 DXMR-14,14 DXMR-16,16 DXMR-18,18 390,228,117 359 6,2,1 8.3照明系统保护装置的设计： 低压断路器: 低压断路器是应用最广泛的一种控制设备，它也称自动断路器或空开。它除具有短路保护、过载保护和失、欠压保护等功能，所以广泛的应用于建筑照明和动力配电线路。因为是手动直接控制分断主电路，所以不宜频繁操作，适宜做照明配电箱内或其它各种不频繁的控制设备。它具有很好的灭弧能力，常作配电箱的总开关或分路开关。其结构紧凑，安装方便。 C65系列小型低压断路器是施耐得电气集团在21世纪推出的新一代C65系列产品，C45系列产品。容量有1A、2A、4A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、60A、和63A。新型号C65N/H小型断路器有C型曲线，用于保护常规负载和照明配电线路。新型号C65N/H小型断路器中，N表示分断能力为6000A，H表示分断能力为10000A。级数有单极、两极、三级和四级，多级断路器是在单级的结构基础上将内部拖扣器用联动杆相连，手柄用联动罩连成一体，使多级动作一致。特点是体积小，保护功能多，有过载保护、短路保护及漏电保护. 低压断路器设备的选择和计算。 8.3.1 配电箱各个线路断路器的选择计算： 1-1号线: 由于 由此可知脱扣器额定电流 分断电流 由此我们可选择断路器的型号为：C65N-C6/1P国产塑料壳低压断路器额定电流为6A. 1-2号线: 则过流脱扣器额定电流: 分断电流 塑料低压断路器为4A选型号为C65N-C4/1P 1-3号线: 则过电流脱扣器额定电流: 塑料低压断路为6A选型号C65N-C6/1P 1-4号线: 则过电流脱扣器额定电流为: 断路器额定电流为4A选型为C65-C4/1P 1-5号线: 则过电流脱扣器额定电流: 断路器的额定电流为3A,选的型号为C65-C3/1P 8.4导线截面，型号，开关的选择和计算： 9.4.1要求: 我们在照明设计中导线截面的选择上按找国家设计规范充分利考虑了环境，设备功率大小等一系列因素。同时也为了保障供电系统安全，可靠，优质，经济地运行，选择导线和电缆截面是我们必须满足下列条件： （1）发热条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 （2）电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于厂内较短的高压路线，可不进行校验。 （3）经济电流密度 35KV以上的高压线路及35KV以下的距离。大电流线路例如较长的电源进线和电弧的短网等线路，起导线截面宜按经济电流密度选择以使线路的年运行费用支出最小，工厂内10KV以下的一般不用此方法选择。 （4）机械强度 导线9包括裸线和绝缘线）截面不小于最小允许截面，如附录表14和表15所列。 （5）根据设计经验，一般10KV及以下的高压线路和低压动力通常按发热条件来选择导线的电缆截面。 导线截面的选择应满足三点： （1）导线要能承受最低机械强度的要求,如导线的自重及风，雪，冰面等而不至断线。 （2）导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需要。 （3）导线上的电压降应不超过规定的允许电压降。一般公用的电网压降不得超过额定电压的5%。 选择导线截面的方法 （1） 按机械强度计算导线截面不得小于表8-2中的要求 表8-2 按机械强度选择导线截面表 铜线 铝线 绝缘线 裸线 绝缘线 铝绞线 铜芯铝绞线 室外 6 10 10 25 16 室内 1 - 2.5 - - （2）按导线安全载流量选择 导线必须能够承受负载电流长期通过所引起的温升。不能因过热而损坏导线的绝缘。导线所允许长时间通过的最大电流称为截面的安全载流量。同一截面的导线不同敷设条件下的安全载流量是不同的。 （3）按允许电压降选择 当线路很长时，线路上的线路上的电压降就比较大，如果供电线路的允许压降为额定电压的U%，需要系数为Kx按导线材料因素推导公式如下 S=Kx 公用电网用电一般规定允许电压降为额定电压的5%，单位自用电源可降到6%，临时供电线路可降到8%。 根据设计经验，一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和截面，再校验其电压损耗和机械强度。低压照明线路,因其对电压水平要求较高。通常先按允许的电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。 各回路导线截面型号选择如表8-3。 表8-3 各回路导线截面型号选择表 回路编号 绝缘导线选择 1-4,1-6 BX-(3*1.5+PE2.5)-PVC20-CE 1-2 BX-(2*1.5+PE2.5)-PVC20-EC 1-3 BX-(2*1.5+PE2.5)-PVC20-EC 1-5 BX-(2*1.5+PE2.5)-PVC20-CE 8.4.2按发热条件来对照明设备中导线截面选择的计算： 照明部分采用三个配电箱由表知 tg Ø=0 1号箱： 我们在照明敷设这块的设计根据实际情况我们选用了配电箱供电，线路是由配电瓶经配电室到配电箱，从配电箱的出来的线在走廊里的导线穿管布线沿墙敷设，各个车间是采用绝缘导线穿管布线沿顶敷设其详细布线我们可见照明平面图。 低压负荷开关的选择： 照明的总功率为9710W，总电流不超过44A，由于以上的计算知道 则由〈〈工厂供电〉〉查表得：1号和3号配电箱低压负荷开关选HH10-20/3型，2号配电箱选HH10-30/3型 8.5照明的设计及灯具类型及位置的选择： 8.5.1照明的重要性： 首先，由于金工车间对洁净度的要求很高，要求不能沾染尘埃，故采用无窗的密闭性结构，为了使作业者不产生心理上的闭塞感而能愉快地工作，需要有良好的环境，因此，照明的作用是重要的，其次，洁净室的工作内容大多有精细的要求，所以对照明一向有很高的要求。 在照明设计中需要注意以下的几点： （1）确保视作业的必要照度。 （2）造成一个在心理上有明亮印象的空间。 （3）形成舒适的亮度分布。 （4）减少眩光。 8.5.2照明的方式的设计： 我们在设计过程中考虑到以下几点需要注意的方面： （1）一般的照明：指的是不考虑特殊的局部需要，为照亮整个被照面积设置的照明。 （2）局部照明：是指为增加某一个指定的地点的照度而设置的照明。 （3）混合照明：指的是在工作面上的照度由一般的真和局部照明合成照明，其中，一般照明的照度应占总照度的10%-15%。 我们在设计照明中采用的是混合照明. 照度：投射到某个被照物体的表面的光通量与被照面积S之比为该被照面的照度，用符号E表示，单位为1X（勒克斯）。 8.5.3灯具类型,位置及节能的设计: 根据调查,对工作认为比较合适的最低照度作了统计,其结果略高于150lx。因此,将一般照明的下限值定为150lx是合适的,虽然在300lx时有更高的工作效率。根据大量的验收测定发现,最低照度值达到200lx以上就比较困难,实际上150lx已相当亮了,因为平均照度要高于它很多。工作区内用平均照度意义不大,因为有若干点在150lx以下,就不适合工作。从药厂操作的精细程度看,这比不上机械、电子等行业,因此把最低照度也降到150lx是合适的,表8-4是工业标准照度级别,中精密操作才定在 150～300lx,药厂操作当不会超过中精密操作。 表8-4 工业标准照度级别参考表 操作精度 照度范围(lx) 标准范围(lx) 照明电力(W·m) 超精密操作 700～1500 1000 50 精密操作 300～700 500 25 中精密操作 150～300 200 10 粗操作 70～150 100 5 由以上的说明结合实际在满足照度要求的同时，还要节约能源，减少污染。所以发光效率高的荧光灯具是首选。荧光灯的优点是光效率高，是相同功率白炽灯的2-5倍，节能：并且使用寿命为2000-10000h：光谱接近日光，现色性好，它的表温度低，表面亮度低，眩光影响小。缺点是功率因数低，约为0.5。有闪效应，附件多，不宜频繁开关。一般来讲，荧光灯具可用电感式镇流器或电子式镇流器启动，；荧光灯工频工作时产生大量的三次谐波分量。高性能电子式镇流器是产生高频电流的电子设备，荧光灯在高频下工作，无频闪，可以低压启动，发光效率高，功率因数可以提高到0.95以上。与次同时我们还考虑了本着节省能源的设计思路我们选用了节能荧光灯，节能荧光灯的结构方式有H型L型和D型等，节能荧光灯技术参数如表8-5。 表8-5 节能荧光灯技术参数 节能灯功率（W） 5 78 9 11 13 15 20 光通量（lm） 220 350 500 780 800 900 1200 寿命（h） 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 相当于白炽灯的功率（W） 25 40 （50) 40+15 75 (80) 60+15 (90) 60+25 100 据科学统计10万只节能荧光灯代替白炽灯一年节约用电500万KWh在1000h内，一个11W的节能荧光灯比一个75W白炽灯节约用电64KWh节能电费40元，洁净区照明灯具采用荧光灯具，选用外部造型简单、不易积尘、便于擦拭的照明灯具。现在洁净区普遍采用的是洁净灯，与普通的荧光灯相比，多一个透明或乳白灯罩，并在灯具四周设有密封条。洁净灯的安装方式可采用吸顶式或嵌入式，灯具与顶棚接缝处应采用可靠密封措施。通过实践发现嵌入式安装存在灯具安装、检修及维护不便；天花与灯具之间的连接处难以完全密封，致使洁净区的洁净度达不到要求等问题。我们采用吸顶式安装。消耗电能与经济效益比较如表8-6。 表8-6 消耗电能与经济效益比较表 类别 11W节能灯 75W白炽灯 灯的价格（元） 36.5*1=36.5 1.5*5=7.5 10000h耗电（KWh） 11*10000*10 –3=550 75*10000*10-3=3750 10000h电费（元） 0.60*550=330.0 0.60*3750=2250 总费用（元） 695 2325 金工车间洁净区应我们还设置供疏散用的事故照明，在应急安全出口和疏散通道及转角处设置疏散标志灯，疏散标志灯采用可充电、免维护镉镍电池组。在主要产生车间、主要走廊、楼梯等处设备用照明，采用正常应急两用的荧光灯，这种荧光灯与普通荧光灯相比加装了应急组件。正常供电时与其它没有装应急组件的灯具毫无区别，停电时加装了应急组件的灯具能在断电后0.1秒内自动启动应急电源，并维持1个小时以上的应急照明时间，在实际设计中我们根据电池的容量而定，应急组件采用可充电,免维护镉镍是池组。所以在我们设计中，应急灯的接线要采用五线制，其中有二线要接在该回路照明开关前，这样才能保证应急组件常年处于充电待发的应急状态。其次我们还金工车间的入口和出口处设置了电击灭蚊蝇灯。这项措施可以有效地防止蚊蝇进入洁净厂房。 第九章 防雷与接地 9.1过电压及雷电概述 过电压是指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压，分内部过电压和雷电过电压。 内部过电压是由于电力系统正常操作，事故切换，发生故障或负荷突变时引起的过电压，可分为操作过电压，弧光接地过电压及谐振过电压。 雷电过电压是由电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。 雷电可分为直击雷，感应雷，雷电侵入波3大类。 9.2防雷 9.2.1防雷设备 防雷的设备主要有接闪器和避雷器，引下线和接地装置。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪器的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线，主要用于保护输电线路；接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网，主要用于保护建筑物。 避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式，金属氧化物避雷器和保护间隙。 9.2.2防雷保护措施 ①架空线路的防雷保护 1) 架设避雷线。这是线路防雷的有效措施，但成本较高，因此只在66kV及以上的架空线路上才沿全线装设。 2) 提高线路本身的绝缘水平。 在线路上采用瓷横担代替铁横担，改用高一绝缘等级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10kV及以下架空线路防雷的基本措施。 3) 利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线。 由于3～10kV的线路其中性点通常是不接地的，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，一般不会引起线路断路器跳闸。 4) 装设自动重合闸装置。线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。 5) 加强对绝缘薄弱点的保护。对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设管形避雷器或保护间隙加以保护。 6) 绝缘子铁脚接地。对于分布广密的用户低压线路及接户线的绝缘子铁脚宜接地，当其上落雷时，就能通过绝缘子铁脚放电，把雷电流泄入大地而起到保护作用。 ② 变配电所的防雷保护 1) 装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。 2) 高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。 避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。 3) 低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。 致 谢 通过这次毕业设计，我加深了对车间供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，像高低压系统，防雷与接地的设计，我与其他同学一起进行课题 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 、查资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅，同时深深的感觉的自己的学习能力在不断提高，一个月的时间就这样匆匆的过去了，经过指导老师