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工廠供電畢業(yè)設(shè)計范文
供配電技術(shù)實訓(xùn)
題 目： 某機械廠金工車間配電系統(tǒng)設(shè)計 作 者： 系 （部）： 信息與電子工程系 專業(yè)班級： 生產(chǎn)過程自動化 指導(dǎo)教師：職 稱： 實訓(xùn)時間：
2009年 12 月 6 日
某 機 械 廠 金 工 車 間 配 電 系 統(tǒng) 設(shè) 計
摘 要
本次供配電技術(shù)實訓(xùn)是對某一個機械廠金工車間配電系統(tǒng)進行設(shè)計。該廠的生產(chǎn)任務(wù)是：承擔手拉葫蘆共155種不同零件8個品種的加工工作。
本次實訓(xùn)的主要內(nèi)容是：①對整個車間整體配電方案確定；②對車間配電系統(tǒng)主接線設(shè)計，確定主接線圖；③配電干線的選擇、支線的選擇、配電箱的選擇、保護設(shè)備的選擇。在整個設(shè)計過程中，確定了樹干式式車間配電系統(tǒng)；④運用二項式系數(shù)法確定用電設(shè)備組計算負荷P30、Q30、S30和I；⑤選擇XL-21系列配
30
電箱；⑥選擇車間線路。
關(guān)鍵詞：二項式系數(shù)法；配電系統(tǒng)；配電箱；
目 錄
摘 要
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………….. 3
1.車間配電系統(tǒng)確定……………………………………………………………..5
1.1低壓線路的接線方式 ………………………………………………………………...5
1.1.1放射式接線……………………………………………………..........................5
1.2.2樹干式接線 …………………………………………………………………....5 1.2主接線圖的確定 ……………………………………………………………………...5
2.車間線路負荷計算及選擇……………………………………………………..6
2.1負荷計算的方法……………………………………………………………………….6 2.2二項式系數(shù)法 ………………………………………………………………………...6 2.3線路選擇……………………………………………………………………………... .7
2.3.1線路類型 ……………………………………………………………………....7
2.3.2線路敷設(shè)方式 ………………………………………………………………....7 2.3.3線路敷設(shè)部位………………………………………………………………… .7 2.3.4導(dǎo)線選擇 ……………………………………………………………………....7 2.4配電箱出線線路負荷計算及線路選擇…………………………………………….... 8
2.4.1各個設(shè)備的負荷計算………………………………………………………… .8 2.4.2配電箱出線線路選擇………………………………………………………… .8 2.5配電箱進線負荷計算及線路選擇…………………………………………………. …9
2.5.1配電箱進線的負荷計算…………………………………………………….. ...9 2.5.2配電箱進線的選擇 …………………………………………………………..10 2.6車間干線的負荷計算及線路選擇…………………………………………………. .10
2.6.1車間干線的負荷計算 ………………………………………………………..10 2.6.2干線的選擇 …………………………………………………………………..11 2.7電源進線線路選擇 ………………………………………………………………….12
3.配電箱的選擇………………………………………………………………….12
3.1配電箱的介紹 ……………………………………………………………………….12 3.2配電箱的選擇 ……………………………………………………………………….12 3.3熔斷器的選擇方法 ………………………………………………………………….13
3.3.1熔斷器熔體電流的選擇 ……………………………………………………..13 3.3.2熔斷器的選擇 ………………………………………………………………..13 3.4刀熔開關(guān)的選擇方法 ……………………………………………………………….13 3.5熔體電流計算及熔斷器選擇 ……………………………………………………….13
實訓(xùn)總結(jié)………………………………………………………………………….17 參考文獻………………………………………………………………………….18
1.車間配電系統(tǒng)確定
供電線路是工廠供電系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著輸送和分配電能的重要任務(wù)。
1.1低壓線路的接線方式
低壓線路的接線方式有放射式，樹干式等。其優(yōu)缺點比較如下：
1.1.1放射式接線
低壓線路放射式接線的特點是發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性較高，但在一般情況下，有色金屬消耗較多采用開關(guān)設(shè)備也較多，且系統(tǒng)靈活性較差。這種線路適用于大型設(shè)備的供電。見圖1.1。
1.1.2樹干式接線
樹干式接線的特點正好與放射式相反，其系統(tǒng)靈活性較好，采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗的也較少。只是供電可靠性較差。實踐證明，低壓樹干式接線在工廠的機械加工車間，機修車間和工具車間中應(yīng)用相當普遍。因為它比較適用于供電容量小，且分布較均勻的用電設(shè)備組。見圖1.2。
0kV
6～10kV
6～10kV
80V
(a)母線放射式配電的樹干式 (b)為變壓器-干線式樹干式 圖1.1低壓放射式接線圖 圖 1.2 低壓樹干式接線
經(jīng)過兩者比較，本設(shè)計車間配電系統(tǒng)選擇樹干式接線，再通過5臺配電箱給36臺設(shè)備供電。具體見圖1.3.
1.2車間配電系統(tǒng)主接線
圖1.3
2.車間線路負荷計算及選擇
2.1負荷計算的方法
常用負荷計算方法有：需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。
需要系數(shù)法的特點是簡單方便，計算結(jié)果比較符合實際。但是把需要系數(shù)看作與一組設(shè)備中設(shè)備的多少及容量是否相差懸殊等都無關(guān)的固定值，這就考慮不周全。需要系數(shù)法適用于設(shè)備臺數(shù)較多的車間計算負荷。實際上只有當設(shè)備臺數(shù)較多，總?cè)萘孔銐虼�，沒有特大型用電設(shè)備，才用需要系數(shù)法。而本系統(tǒng)設(shè)備臺數(shù)較少，故應(yīng)采用二項式系數(shù)法。
2.2二項式系數(shù)法
1、單個設(shè)備：
P30?PN/?.................................................(2.1)Q30?P30/tan?...........................................(2.2)S30?P30/cos??I30?S30/
N..........................................(2.4)
2、單組設(shè)備：
P30?bPe?cPx............................................(2.5) (x=n/2,按四舍五入取整）
Q30?P30/tan?...........................................(2.6)S30?P30/cos??I30?S30/
N..........................................(2.8)
3、多組設(shè)備：
P30?Q30
?(bP)?(cP)............................(2.9) ??(bPtan?)?(cP)tan?.......(2.10)
e
i
x
max
e
i
x
max
max
2.3線路選擇
2.3.1線路類型
線路類型有：架空線路、電纜線路和車間線。架空線路LJ鋁絞線和LGJ鋼芯鋁絞線。車間線路包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。室內(nèi)配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線，絕緣導(dǎo)線按線芯材質(zhì)分銅芯和鋁芯兩種；按絕緣材料分橡皮絕緣和塑料絕緣。
其中配電箱進、出線采用絕緣導(dǎo)線BLV-500；電源進線采用LJ鋁絞線；干線采用LMY硬鋁母線。
2.3.2線路敷設(shè)方式
常見的敷設(shè)方式有：穿焊接鋼管敷設(shè)、穿硬塑料管敷設(shè)、穿電線管敷設(shè)等。其中配電箱進線采用穿硬塑料管敷設(shè)PC，配電箱出線采用穿焊接鋼管敷設(shè)SC。
2.3.3線路敷設(shè)部位
常見的線路敷設(shè)部位有：沿墻面敷設(shè)WS、沿地板或地面下敷設(shè)F。其中配電箱進線采用沿墻面敷設(shè)WS，配電箱出線采用沿地板或地面下敷設(shè)F。
2.3.4導(dǎo)線選擇
根據(jù)《工廠供電技術(shù)》可得，電力線路的導(dǎo)線的選擇必須滿足下列條件：發(fā)熱條件、電壓損耗條件、經(jīng)濟電流密度、機械強度等。低壓動力線路截面選擇按發(fā)熱條件選擇，再校驗其他條件。
1）三相系統(tǒng)相線截面選擇
該實訓(xùn)采用按發(fā)熱條件選擇三項系統(tǒng)中的相線截面，應(yīng)使其允許載流量I不小于通過相線
al
的計算電流I，即I
30
al
?I30.................(2.11)
2）中性線和保護線截面選擇
一般三相四線制線路中的中性線截面A0,應(yīng)不小于相線截面A?的50%，即
A0?0.5A?....................................2.12 )(
3）保護線截面選擇
根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求，保護線（PE線）截面APE，按《低壓配電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當其材料與相線相同時，其最小截面應(yīng)滿足表1.如下。表1
因為保護中性線兼有PE線和N線的雙重功能，因此選擇截面時應(yīng)同時滿足上述PE線和N線的要求，取其中的最大截面。
2.4配電箱出線線路負荷計算及線路選擇
2.4.1各個設(shè)備的負荷計算
由公式（2.1）、（2.3）、（2.4）得：單個設(shè)備的計算電流為I30?PN/中??0.85~0.95,cos??0.85~0.95;取??0.9,cos??0.9。 以NO1車間的1-1-1設(shè)備為例： 所以，I30?PN/
N?cos??4.13/
30
N?COS?，其
0.38?0.9?0.9?7.75A.
同理可得其余各個設(shè)備的I，見表2。
2.4.2配電箱出線線路選擇
以NO1車間的1-1-1設(shè)備為例：
設(shè)工作在30攝氏度環(huán)境下，已知I30?7.75A，所以查《工廠供電技術(shù)》附表16，根據(jù)公式（2.11）可得Ial?I30?14A，所以A??2.5mm，據(jù)公式（2.12）得，A0?0.5A?
2
和表1得，APEN?2.5mm，SC穿鋼管徑為15mm，所以可得線路型號為：BLV-500-（3×2.5+1×2.5）SC15-F。
以此類推可得其他線路的型號，見表2。
2.5配電箱進線負荷計算及線路選擇
2.5.1配電箱進線的負荷計算
以NO1配電箱為例：
該機械廠金工車間配電系統(tǒng)為大批生產(chǎn)的金屬冷加工機床，查《工廠供電技術(shù)》附表16，得b?01.4,
c05.,co?s
17.3,
5??
x?
；因為NO1車間為單組設(shè)備，所以根據(jù)公式（2.5）
得：x=n/2=8/2=4,所以
P30?bPe?cPX?0.14?(4.13?8)?0.5?(4.13?4)?12.89kW，
據(jù)公式（2.6）（2.7）（2.8）分別得：
Q30?P30tan??12.89?
1.73?22.29kVar
S30?
??25.75kV?
A
I30?S30/
N
?25.75/0.38?39.12A
以此類推可得NO2、NO3、NO4、NO5、NO6的I，見表3。
30
2.5.2配電箱進線的選擇
以NO1車間為例：
設(shè)工作在30℃環(huán)境下，已知I=39.12，所以查《工廠供電技術(shù)》附表16，根據(jù)公式
30
（2.11），可得Ial?I30?39.12A，所以Ial?41,A??16mm，PC穿硬塑料管管徑為
32mm，所以可得線路型號為：BLV-500-（3×16+1×16）PC32-WS。
2
以此類推可得其他配電箱的線路型號，見表3。
2.6車間干線的負荷計算及線路選擇
2.6.1車間干線的負荷計算
設(shè)該機械廠金工車間配電系統(tǒng)為大批生產(chǎn)的金屬冷加工機床，查《工廠供電技術(shù)》附表16，得，可知b?0.14,c?0.5,cos??0.5,tan??1.73,x?5，且運用公式（2.9）（2.10）可得：
NO1：(bPe)1?0.14?(4.13?8)?4.63kW
(cPX)1?0.5?(4.13?4)?8.26kW
NO2: (bPe)2?0.14?(2.22?2?9.47?3.13?2)?2.82kW
(cPX)2?0.5?(9.47?3.12?2)?7.87kW
NO3: (bPe)3?0.14?(9.13?9.70?3?6.20?2?8.16?7.50)?9.28kW
(cPX)3?0.5?(9.7?3?9.13)?19.12kW
NO4: (bPe)4?0.14?(8.16?17.20?7.84)?4.65kW
(cPX)4?0.5?(17.20?8.16)?12.68kW
NO5: (bPe)5?0.14?(8.16?6.35?4?3.13?3)?6.01kW
(cPX)5?0.5?(8.16?6.35?3)?13.61kW
NO6: (bPe)6?0.14?(22.13?2?2.92)?6.61kW
(cPX)6?0.5?(41.51?41.51)?41.51kW
所以運用公式（2.9）
P30?
?(bP)
e
i
?(cPX)max?4.63?2.82?9.28?4.65?6.01?6.61?41.51?75.51kW
運用公式（2.10） Q30?
?(bPtan?)
e
i
1
?(cPX)maxtan?max?
(4.63?1.73?2.82?1.73?9.28?1.73?4.65?1.73?6.01?1.73?6.61?1.73?41.51?1.73)
?130.63kVar
所以，S30?所以，I30
??150.88kV?A
?S30/N?229.25A
2.6.2干線的選擇
設(shè)工作在30℃，據(jù)公式（2.11）得，Ial?I30?229.25A，則查《工廠供電技術(shù)》附表14和《工廠配電設(shè)計手冊》得，選擇線路型號為LMJ-3（40×4）+1（25×3）。
2.7電源進線線路選擇
設(shè)工作在30℃環(huán)境下，已知I?229.25A，所以查《工廠供電技術(shù)》附表13，根據(jù)公
30
式（2.11）得I
al
?I30?229.25A，所以Ial?249A，所以額定截面為70mm2，由此得進
線線路型號為LJ-70。
3.配電箱的選擇
3.1配電箱的介紹
配電箱是按按電氣接線要求將開關(guān)設(shè)備、測量儀表、保護電器和輔助設(shè)備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，構(gòu)成低壓配電裝置。正常運行時可借助手動或自動開關(guān)接通或分斷電路。故障或不正常運行時借助保護電器切斷電路或報警。借測量儀表可顯示運行中的各種參數(shù)，還可對某些電氣參數(shù)進行調(diào)整，對偏離正常工作狀態(tài)進行提示或發(fā)出信號。常用于各發(fā)、配、變電所中。
配電箱中的XL-21系列適用于發(fā)電廠及工礦企業(yè)中，在交流電壓500伏及以下的三相四線或三相五線系統(tǒng)作動力配電之用。所以該車間我采用XL-21系列配電箱。
3.2配電箱的選擇
據(jù)《工廠常用電氣設(shè)備手冊》和表2的各配電箱的計算電流，選用XL-21-50(改)和XL-21-43(改)兩種配電箱。其中XL-21-50(改)配電箱由HR3-400/34刀熔開關(guān)和RL6-60/熔斷器組成，XL-21-43(改) 配電箱由HR3-400/34刀熔開關(guān)和RT0-100/熔斷器組成。接線圖如(a)、(b)
(a) （b）
3.3熔斷器的選擇方法
3.3.1熔斷器熔體電流的選擇
IN?FE?I30......(3.1) IN?FE?k?IPK......(3.2)
（其中k為小于1的計算系數(shù)，取k=0.3；此車間設(shè)備均為籠型異步電動機，則I
PK
?7?I30）
3.3.2熔斷器的選擇
IN?FU?IN?FE......(3.3)
3.4刀熔開關(guān)的選擇方法
低壓刀熔開關(guān)又稱熔斷器式刀開關(guān)，是低壓刀開關(guān)與低壓熔斷器組合而成的開關(guān)電器，具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能。目前以廣泛用于低壓動力配電屏中。 因為刀熔開關(guān)是由低壓刀開關(guān)和RT0-100/熔斷器組成，所以選擇方法為： 刀開關(guān)選擇：
IN?I30......(3.4)
熔斷器選擇：
IN?FE?I30......(3.5) IN?FE?k?IPK......(3.6) IN?FU?IN?FE......(3.7)
3.5熔體電流計算及熔斷器選擇
以NO1車間為例，已知NO1的支干線I?39.12A，據(jù)式（3.1），I
30
N?FE
?I30?39.12A,
且據(jù)式（3.2），I
EFN?
?kKPI?
?1?2.1239.1582.?A。由HR-400/34可知該刀熔開關(guān)的刀開
關(guān)額定電流為400A,據(jù)公式（3.4）得，所以I
N?Fu
?82.15A?400A，所以滿足要求。又由于
根據(jù)表3，可得NO1配電箱進線為39.12A，運用公式（3.5）（3.6）、（3.7）、，知I×39.12=82.15A,所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-100/100型號。 再以NO1的1-1-1設(shè)備為例，由表1知，I?7.75A，所以I
30
N?FE
N?FE
?k?IPK=2.1
?I30?7.75A
IN?FE?k?IPK?2.1?7.75?16.82A，所以IN?Fu?IN?FE?16.82A。由此類推，可得NO1各
設(shè)備的k?IPK，且均小于60A，所以選RL6-60/熔斷器（其中熔體電流選擇參考《工廠配電設(shè)計手冊》）。所以選擇XL-21-50(改)配電箱。見表4.
N?FE
由上述得，HR-400/34同樣適合NO2，運用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知I
?k?IPK=2.1
×32.50=68.25A,所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-100/100型號。且求的各設(shè)備的k?IPK均小于60A，所以選RL6-60/熔斷器，選擇XL-21-50(改)配電箱。見表5.
同理，HR-400/34同樣適合NO3，且求的各設(shè)備的k?IPK均小于60A，運用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知I
?kKI?P
EFN?
=2.1×86.21=181.04A,所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-200/200型號。
所以選RL6-60/熔斷器，選擇XL-21-50(改)配電箱。見表6.
同理，HR-400/34同樣適合NO4，運用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知, 且求IN?FE?k?IPK?2.1?52.60?110.46A所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-200/120型號。的1-2-13設(shè)備的k?IPK為67.75A，大于60A，所以，選RT0-100/熔斷器，選擇XL-21-43(改)配電箱。見表7.
同理，HR-400/34同樣適合NO5，運用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知I
N?FE
?k?IPK=2.1×
57.56=120.88A,所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-200/150型號。且求的各設(shè)備的k?IPK均小于60A，所以選RL6-60/熔斷器，選擇XL-21-50(改)配電箱。見表8.
同理，HR-400/34同樣適合NO6，用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知I
N?FE
?k?IPK=2.1×
87.24=183.20A,所以選刀熔開關(guān)的熔斷器為RT0-200/200型號。且求的1-1-17、1-2-9設(shè)備
k?IPK均為87.15A，大于60A，所以，選RT0-100/熔斷器，選擇XL-21-43(改)配電箱。見
表9.
實訓(xùn)總結(jié)
經(jīng)過一星期的實訓(xùn)，我們對工廠供電技術(shù)這門課的了解更深了。首先簡單描述一下供電系統(tǒng)的概述：電能是現(xiàn)代人們生產(chǎn)和生活的重要能源。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡單、經(jīng)濟，又易于控制、調(diào)節(jié)和測量，利于實現(xiàn)聲場過程的自動化。因此，電能在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)等各行各業(yè)和人民生活方面得到廣泛應(yīng)用。工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配問題。 我們這一小組一共有八個人，雖然有2個人不在，但是我們還是很努力的完成這個實訓(xùn)。首先我們的實訓(xùn)任務(wù)設(shè)計課題是：《某機械廠金工車間配電系統(tǒng)的設(shè)計》，在整個設(shè)計任務(wù)中我負責用CAD畫出車間的配電系統(tǒng)圖并做適當?shù)男薷�。我們每個人分工清楚，然后努力完成自己分配到的任務(wù)，雖然每個人分配到的任務(wù)都不簡單，但我們還是很好的完成了。就說我的任務(wù)吧，一開始我不會畫CAD的車間配電系統(tǒng)圖，于是用畫圖板畫了一張，結(jié)果畫出來的效果很差，就這樣，一夜的努力白費了。于是，第二次我開始用CAD邊學(xué)邊畫，遇到不會畫的圖或線段我就到網(wǎng)上查詢方法，又一個夜晚過去了，我終于畫出了另大家滿意的CAD車間配電系統(tǒng)圖。雖然過程很簡單，但是對我自己來說的意義卻很大。在以后的日子里，我會以知難而上，百折不撓為座右銘來時刻鼓勵自己克服困難！
參考文獻
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