某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计论文(3)

某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

16 17 18 摇臂钻床Z39 圆柱立式钻床Z5040 圆柱立式钻床Z5040 1 8.5 1 3.125 1 3.125 8.5 3.125 3.125 34 35 36 卧室铣床J68 单臂刨床B1010 合计 1 10 1 70 10 70 4)．车间变电所的供电范围 本车间变电所设在机加工—车间的东南角，除为机加工—车间供电外，尚需为铸造、铆焊、电修等车间供电。其它车间的负荷计算表（如表1-2）所示。

（表1-2 铸造、铆焊、电修车间负荷计算表）

序号 车间名称 供电回路代号 No.7供电回路 1 铸造车间 No.8供电回路 No.9供电回路 No.10照明回路 No.11供电回路 2 铆焊车间 No.12供电回路 No.13照明回路 No.14供电回路 3 电修车间 No.15供电回路 No.16照明回路 设备容量 KW 160 140 180 8 150 170 7 150 146 10 计算负荷 Pc Qc Sc Ic KW Kvar KVA A 64 56 72 6.4 45 51 5.6 45 44 8 65.3 57.1 73.4 0 89.1 101 0 78 65 0 5)．车间负荷性质 车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。

1.4.2 车间供电电源条件

1). 本车间变电所从本厂35／10kV总降压变电所用架空线路引进10kV电源，（如图1-3）所示。架空线路长300m。

（图1-3 配电系统图）

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广东技术师范学院本科毕业论文（设计）

2). 工厂总降压变电所10kV母线上的短路容量按200MVA计。

3). 工厂总降压变电所10kV配电出线过流保护装置的整定时间top＝1.7s。 4). 要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9 5). 要求在车间变电所10kV侧计量。

1.4.3 车间的自然环境条件

1) 气象资料 年最高气温38℃，年平均气温23℃，年最低气温-8℃，年最热月平均最高气温33℃，年最热月平均气温26℃，年最热月地下0.8m处平均温度25℃，常年主导风向为南风，覆冰厚度5mm，年雷暴日数20d。

2) 地质水文资料 平均海拔500m，地层以砂质粘土为主，水下水位3～5m。

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2. 车间负荷计算和无功功率补偿

2.1 电力负荷的分类

用户有各种用电设备，它们的工作特征和重要性各不相同，对供电的可靠性和供电的质量要求也不同。因此，应对用电设备或负荷分类，以满足负荷对供电可靠性的要求，保证供电质量，降低供电成本。电力负荷的分类为：

（1）按工作制分为连续工作制负荷、短时工作制负荷和反复短时工作制负荷。 （2）按对供电可靠性的要求，我国将电力负荷的分级按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度分为一级、二级、三级负荷。

一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上，经济上造成重大损失的负荷；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位正常工作的负荷。

二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。

三级负荷为不属于前两级负荷者,对供电无特殊要求。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，一般由单回电力线路供电。

根据对本次设计的基础资料分析，可得到本车间负荷性质为车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。因此，本次设计中应对机械加工车间进行三级负荷供电。

2.2 负荷计算

2.2.1 车间设备分组

通过对机加工—车间平面布置图（如图1-2）的分析，考虑到车间设备位置和类型，同时有利于方便计算问题，多条平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的母线或线路配电。同一生产流水线的各用电设备，宜有同一母线或线路配；将机加工—车间的设备分成6组，并进行配电箱供电（如表2-1）所示。

（表2-1 机加工—车间设备分组）

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配电柜设备组 29、30、31 25、26、27、28 14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24 1、32、33、34、35 6、7、11、12、13 2、3、4、5、8、9、10

配电柜线 配电箱DL1 配电箱DL2 配电箱DL3 配电箱的位置 D-②靠墙放置 C-①靠墙放置 C-③靠墙放置 配电箱DL4 配电箱DL5 配电箱DL6 B-⑤靠柱放置 B-④靠柱放置 B-⑥靠柱放置 2.2.2 负荷计算过程

进行电力负荷计算是为了正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，以保证供配电系统在正常条件下可靠地运行。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。工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结了各种负荷的计算方法：估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。

估算法实为指标法，在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，按估算法计算比较方便。

需要系数法普遍应用于求用户、全厂和大型车间变电所的计算负荷。 二项式法是在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷。 单相负荷计算法的原则是当单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%时，单相设备可按三相负荷平衡计算；当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再算出三相等效计算负荷。

由于实际中，本机械加工车间设备台数较多、总容量足够大、没有特大型用电设备，所以本次设计中，采用需要系数法进行负荷计算。确定单组用电设备的计算负荷为：

有功计算负荷（kW）为

Pc = Kd×Pe (2-1)

式中Kd为需要系数；Pc为有功计算负荷，单位为kW；Pe为设备容量，单位为kW。 无功计算负荷（kvar）为

Qc = Pc×tan∮ (2-2)

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式中tanφ为设备功率因数角的正切值。 视在计算负荷（kVA）为

Sc = Pc/cos∮ (2-3)

式中 cosφ为功率因数 计算电流(A)的计算公式为

Ic = Sc/3UN

(2-4)

式中 UN为用电设备组的额定线电压，单位为kV。

(1)由机加工—车间设备明细表（如表1-1），通过需要系数法可求车间的计 算负荷为：

① No.1供电回路—配电箱DL1（29、30、31）: 根据《供配电技术》附录A中的表A-1-1可知：

电阻炉的需要系数Kd1=0.65~0.7（取0.7） cos∮=0.95 tan∮=0.33 总的设备容量：Pe1 = 20（单相）×3+24+45=104KW 由公式(1-1)可求:

有功计算负荷：Pc1 = Kd1×Pe1 =0.7×104=72.8KW 由公式(1-2)可求:

无功计算负荷：Qc1 = Pc1×tan∮=72.8×0.33=24.024 Kvar 由公式(1-3)可求:

视在计算负荷：Sc1 = Pc1/cos∮=72.8/0.95=76.7KVA 由公式(1-4)可求:

计算电流： Ic1 = Sc1/3Un=76.7/(3×0.38)=116.5A

由于机修车间的金属切削机床电动机属于小批生产的冷加工机床电动机，所以根据《唐志平. 供配电技术(第2版)》附录A中的表A-1-1查知：

机床的需要系数 Kd=0.16~0.2（取0.2） cos∮=0.5 tan∮=1.73 ② No.2供电回路—配电箱DL2（25、26、27、28）: 总的设备容量：Pe2 = 4.1+4+1.7+0.6=10.4KW 由公式(2-1)可求:

有功计算负荷：Pc2 = Kd×Pe2 = 0.2×10.4=2.08KW 由公式(2-2)可求:

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