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1、电气工程基础课程设计题 目：题目10 车间动力及照明设计学生姓名：曾兴 学生学号：0908130421 指导教师：孙妙平 学 院：信息科学与工程学院 专业班级：工程试验（电气）1301班前言低压配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。本设计报告文主要是对动力车间供配电系统的电气部分进行设计。工厂由户外引入6kV的高压电源，经过车间变电所降为220/380V的低压电，直接供给工厂车间的动力系统和照明系统。在选择电气设备之前，先对工厂负荷进行计算，确定工厂总的负荷容量，同时在
2、低压母线侧进行无功功率的补偿，以提高功率因数。根据补偿后的负荷容量，选择工厂变电所变压器的容量和台数，然后确定工厂采用的供电系统，选择合适的车间配电方案，即选择电缆和导线，选择低压配电设备和保护设备，确定低压配电线路敷设方式，设计防雷与接地装置等。高压一次设备、低压一次设备和导线截面积选择时，都必须满足电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求。电气设备不仅要满足在短路故障条件下的工作要求，还必须按最大可能的短路故障时的动稳态度和热稳态度进行校验，以判断设备是否满足工作要求。电路发生三相短路时的短路电流电流最大，计算三相短路电流，以进行设备的校验。最后，进行继电保护和防雷接地，来提高系统的安全性
3、和可靠性。本设计的指导老师为唐建湘老师，在此感谢他的耐心指导。由于本人水平有限，设计中难免出现不足之处，敬请各位老师批评指正。目 录前言21课程设计说明11.1设计要求：1车间动力及照明设计，要求12电力负荷及其计算22.1 负荷分级及供电电源措施22.1.1 工厂电力负荷的分级22.1.2 各级负荷的供电措施22.2工厂计算负荷的确定32.2.1需要系数法确定计算负荷32.2.4工厂负荷的计算42.3无功功率补偿72.3.1功率因数72.3.3无功补偿的计算73变压器的选择93.1电力变压器组别选择93.1.1电力变压器的连接组别93.2电力变压器容量选择及校验93.2.1变压器台数和容量的
4、选择93.2.2电力变压器的校验114车间变配电所的主接线图124.1电气主接线的概况124.2车间变电所的主接线图124.2.1车间变电所主接线图概述124.2.2本工厂变电所主接线的确定135 短路电流的计算135.1.1短路的形式135.2无限大容量电力系统的三相短路计算135.2.1工厂三相短路电流的计算136车间的配电156.1低压配电线路接线方式156.2低压配电系统的接地型式167线路选择177.1 变电所高压进线和低压出线的选择177.1.1变电所进线方式的选择177.1.2 变配电所进出导线和电缆的选择177.1.3各类电力线路的导线截面的选择步骤187.1.4 电力线路选择
5、的具体公式187.1.5 设计进出线的选择197.2 车间配电线路设计207.2.1 6KV高压母线的选择227.2.2车间变电所低压侧母线的选择：228继电保护与防雷接地238.1工厂的继电保护238.1.1继电保护的选择238.1.1继电保护的参数计算238.2工厂的防雷与接地25总结26参考文献271课程设计说明1.1设计要求：车间动力及照明设计，要求（1） 确定低压配电系统方案；（2） 计算低压配电线路的负荷以及选择电缆和导线；（3） 选择低压配电设备和保护设备；（4） 确定低压配电线路敷设方式；（5） 设计防雷与接地装置等。1.2设计依据： 表1.1用电设备明细表：序号设备名称(型号
6、)台数设备容量备注单台设备总容量1皮带车床1992普通车床C62045.5223扭头刨床B66543124立式铣床Z5351995砂轮机S35L30011.751.756工具磨床M602511.751.757插床B593214.54.58普通车床C620-127.5159普通车床C6301111110弓形锯床G7211.51.511万能铣床X62W19912滚齿机Y381454513普通车床C611001454514龙门刨床B201261707015立式钻床Z53515.55.516镗床T681101017摇臂钻床Z3517.57.518电动单梁吊车Q=3吨112.512.519三相墙壁插座1
7、513520通风机1101021照明10合计1. 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，要求供电系统供率因数在0.9以上，在高压侧计量。2. 负荷等级：三级负荷。2电力负荷及其计算 2.1 负荷分级及供电电源措施2.1.1 工厂电力负荷的分级 工厂的电力负荷，按GB 50052-1995供配电系统设计规范规定，根据对供电可靠性及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，负荷可以分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。 一级负荷 符合下列条件之一的，为一级负荷 1）中断供电，将造成人身伤亡的负荷； 2）中断供电
8、，将在政治、经济上造成重大损失的负荷； 3）中断供电，将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。 在一级负荷中，当中断将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断的负荷，应视为特别重要的负荷。 二级负荷 符合下列条件之一的，为二级负荷 1）中断供电，将在政治上、经济上造成较大损失的负荷； 2）中断供电，将影响重要用电单位的正常工作的负荷。 三级负荷 不属于一、二级负荷者为三级负荷。本次设计所涉及的负荷均为三级负荷。2.1.2 各级负荷的供电措施 三级负荷的供电措施：三级负荷对供电无特殊要求，可采用单回路市电供电。但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级
9、数一般不超过四级，并且应在技术经济合理的情况下，尽量减少电压偏差和电压波动。2.2工厂计算负荷的确定2.2.1需要系数法确定计算负荷本此设计采用的是需要系数确定计算负荷。 基本公式需要系数法确定用电设备组的有功计算负荷的基本公式为： 式（2.1）无功计算负荷为： 式（2.2）视在计算负荷为： 式（2.3）计算电流为： 式（2.4）-需要系数-有功计算负荷，单位为kW-无功计算负荷，单位为kvar-视在计算负荷，单位为kVA-用电设备组的平均功率因数-用电设备组平均功率因数的正切值 多组用电设备计算负荷的确定在确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最
10、大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其用功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和。对车间干线，取对低压母线，分两种情况：1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取2）由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取总的有功计算负荷为： 式（2.5）总的无功计算负荷为： 式（2.6）以上两式中的和分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为： 式（2.7）总的计算电流为： 式（2.8）由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。2.2.4工厂负荷的计算由基本资料表2.1车间用电设备明
11、细表序号设备名称(型号)台数设备容量有功计算负荷无功计算负荷线电流Ic单台设备总容量1皮带车床1992普通车床C62045.5223扭头刨床B66543124立式铣床Z5351995砂轮机S35L30011.751.756工具磨床M602511.751.757插床B593214.54.58普通车床C620-127.5159普通车床C6301111110弓形锯床G7211.51.511万能铣床X62W19912滚齿机Y381454513普通车床C611001454514龙门刨床B201261707015立式钻床Z53515.55.516镗床T681101017摇臂钻床Z3517.57.5车床总计
12、算负荷69.875120.8918电动单梁吊车Q=3吨112.512.51.8753.2519三相墙壁插座1513520通风机110108621照明101450合计全厂计算负荷213.51126.24376.86车间各用电设备均为三级负荷，采用需要系数计算该车间的计算负荷。1） 车间机床设备：对于大批和流水作业生产的冷加工机床，查资料得其需要系数为0.25，cos=0.5,tan=1.73,则可算得其有功计算负荷：Pc1=Kne1Ps1 =0.259+22+12+9+1.75+1.75+4.5+15+11+1.5+9+45+45+70+5.5+10+7.5=69.875kWQc1=Pc1tan=69.8751.73kvar=120.89kvar2) 电动单梁吊车:其需要系数为0.15
