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摘 要 本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對(duì)機(jī)械加工車間進(jìn)行電氣安全風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定車間的線路敷設(shè)方式。通過負(fù)荷計(jì)算，選擇導(dǎo)線以及主要電器設(shè)備的型號(hào)。進(jìn)行短路電流計(jì)算，合理選擇電器保護(hù)裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，并繪出設(shè)計(jì)圖樣。 具體過程和步驟：根據(jù)工廠總平面圖，工廠負(fù)荷情況，供電電源情況，氣象資料等，利用“ABC”法計(jì)算電力負(fù)荷，最后進(jìn)行短路電流的計(jì)算，并對(duì)變電所一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械加工車間；負(fù)荷計(jì)算；校核； 目 錄 1 車間配電與線路敷設(shè)方式的確定 1 1.1車間概況 1 1.2車間配電方式的確定 1 1.3 車間配電線路敷設(shè)方式確定與導(dǎo)體的選擇 2 1.3.1配電線路敷設(shè)方式確定 2 1.3.2導(dǎo)體的選擇 3 2負(fù)荷計(jì)算 4 2.1 電氣設(shè)備分組與支干線、干線回路數(shù)確定 4 2.1.1電氣設(shè)備分組 4 2.1.2支干線、干線回路數(shù)確定 4 2.2 分組、干線負(fù)荷計(jì)算 4 2.2.1單臺(tái)用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 5 2.2.2分組用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 6 2.2.3干線負(fù)荷計(jì)算 7 2.3 車間配電室總負(fù)荷計(jì)算 10 2.3.1其他車間負(fù)荷計(jì)算 10 2.3.2總負(fù)荷計(jì)算 10 3主要電氣設(shè)備與線路截面選擇 12 3.1 導(dǎo)線截面選擇 12 3.1.1支線導(dǎo)線截面積選擇 12 3.1.2干線導(dǎo)線截面積選擇 14 3.2 變壓器選擇 14 3.3 開關(guān)電器與保護(hù)元件選擇 15 3.3.1低壓配電箱的選擇 15 3.3.2低壓熔斷器的選擇 15 3.3.3低壓開關(guān)柜的選擇 16 4校核 18 4.1線路電壓損失校核 18 4.2 線路熱穩(wěn)定校核 19 4.2.1阻抗的計(jì)算 19 4.2.2短路電流的計(jì)算 20 4.2.3校核 20 4.3 保護(hù)接零可靠性校核 21 總 結(jié) 22 參考文獻(xiàn) 23 1 車間配電與線路敷設(shè)方式的確定 1.1 車間配電方式概述 一般工業(yè)企業(yè)配電主要有兩種，第一種是企業(yè)高壓配電，另一種是企業(yè)低壓配電。本機(jī)械加工車間選擇低壓配電。機(jī)械加工車間，電源從35/10千伏廠總降壓變電所10千伏母線采用架空線路受電，線路長度為200米。而且低壓配電系統(tǒng)的供電可靠性必須滿足生產(chǎn)需求，操作必須安全簡便，易于檢修，可以適應(yīng)車間環(huán)境的變化。在功能上滿足要求的同時(shí)，更要充分考慮節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)的投資，降低費(fèi)用成本，減少有色金屬消耗量。 企業(yè)低壓配電線路有以下種形式： 1.放射式配電方式，其特點(diǎn)是各個(gè)引出線在發(fā)生故障時(shí)相互之間不產(chǎn)生影響，供電可靠性高，配電設(shè)備集中，切換操作方便，保護(hù)簡單，便于自動(dòng)化，但系統(tǒng)靈活性較差，有色金屬消耗多，造價(jià)較高。使用范圍主要是用電設(shè)備容量大負(fù)荷性質(zhì)重要，潮濕易腐蝕的車間或者有爆炸危險(xiǎn)性的廠房。 2.干線放射式配電方式，其省去了變電所低壓側(cè)整套低壓配電裝置，使變電所結(jié)構(gòu)簡單，投資大為降低，系統(tǒng)靈活性好，但發(fā)生故障時(shí)，影響范圍較大，供電可靠性較差。一般用于設(shè)備的布置比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合，比如：設(shè)備數(shù)量較多，排列整齊、對(duì)供電可靠性要求不高的場合。如機(jī)械加工、機(jī)修、鉚焊等車間。 3.環(huán)式配電方式，有閉路環(huán)式和開路環(huán)式，為簡化保護(hù)，一般采取開路環(huán)式。供電可靠性較高，運(yùn)行比較靈活，但切換操作較繁瑣。 4.鏈?zhǔn)脚潆姺绞?，特點(diǎn)與樹干式相似，適用于車間內(nèi)相互距離近，容量又很小的用電設(shè)備。 1.2 機(jī)械加工車間配電特點(diǎn) 車間變電所設(shè)在東北角，除為機(jī)加一車間配電外，尚要為機(jī)加二、鑄造、鉚焊、電修等車間配電。車間為三班工作制，年最大負(fù)載利用時(shí)數(shù)為5500小時(shí)。屬于三級(jí)負(fù)荷。電源從35/10千伏廠總降壓變電所10千伏母線采用架空線路受電，線路長度為200米。車間內(nèi)最熱月份平均溫度為30C；地中最熱月份平均溫度為25C（當(dāng)埋入深度為0.5米以上），而埋入深度為1米以下是的平均溫度為20C；土壤凍結(jié)深度為1.10米；車間環(huán)境特征，正常干燥環(huán)境。 1.3 機(jī)械加工車間配電方案的確定 由于車間內(nèi)設(shè)備數(shù)量較多，排列整齊且對(duì)供電可靠性要求不是非常高。都是機(jī)械加工、機(jī)修、鉚焊設(shè)備。其機(jī)械加工車間內(nèi)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性小，工作環(huán)境屬于一般正常工作環(huán)境。因此，根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052/95第6.0.2條規(guī)定在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，且無特殊要求時(shí)，宜采用干線放射式配電。 綜合考慮各配電方式的利弊和特點(diǎn)，此車間選擇干線放射式配電方式。 1.4 車間配電線路敷設(shè)方式確定與導(dǎo)體的選擇 1.4.1配電線路敷設(shè)方式確定 電氣線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它必須滿足供電可靠性或控制可靠性的安全要求。電氣線路可分為電力線路和控制線路。電氣線路主要完成輸送電能的任務(wù)，控制線路供保護(hù)和測量的連接之用。 電氣線路的種類很多，就其敷設(shè)方式來分可分為，架空敷設(shè)、電纜線路、穿管敷設(shè)、等。由于該機(jī)械加工車間的強(qiáng)度較大，所以應(yīng)該選用暗敷設(shè)的方法，暗敷設(shè)的干線采用線穿鋼管直埋的方式，由于直埋深度不得小于0.7m。其壕溝離建筑物基礎(chǔ)不得小于0.6m。因此鋪設(shè)深度為1m。 1.4.2導(dǎo)體的選擇 根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95規(guī)定：導(dǎo)體的類型應(yīng)按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇。絕緣導(dǎo)體除滿足上述條件外，尚應(yīng)符合工作電壓的要求。 選擇導(dǎo)體截面，應(yīng)符合下列要求： 一、線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動(dòng)時(shí)端電壓的要求； 二、按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計(jì)算電流； 三、導(dǎo)體應(yīng)滿足動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求； 由于塑料絕緣電力電線，其制造工藝簡單，具有抗酸堿、耐腐蝕、防潮性能好、重量輕、敷設(shè)高度差不受限制、封端容易、維護(hù)方便和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。所以從低壓配電室到設(shè)備配電箱的線路選用BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線，并且此導(dǎo)線長期允許溫度65℃，最低溫度-15℃，工作電壓交流500V，直流1000V，固定敷設(shè)于室內(nèi)、外，可明敷也可暗敷。因此符合車間的環(huán)境條件。 綜上所述，本機(jī)械加工車間選用BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線穿鋼管暗敷設(shè)。 2負(fù)荷計(jì)算 2.1 電氣設(shè)備分組與支干線、干線回路數(shù)確定 2.1.1電氣設(shè)備分組 根據(jù)車間內(nèi)各種電氣設(shè)備的布置情況，依據(jù)設(shè)備性質(zhì)相近、容量相近的原則結(jié)合設(shè)備平面分布將車間內(nèi)設(shè)備劃分為八組： 第一組：1、2、3、4號(hào)在一個(gè)房間中并且容量都不大，因此劃為一組； 第二組：5、6、7、8、9、17、18號(hào)設(shè)備在空間上相近，便于供電方便分為一組； 第三組：16、20、23、25號(hào)設(shè)備劃為一組； 第四組：10、11、12、13、14、15號(hào)設(shè)備都為普通車床，性能與共用上相近； 第五組：21號(hào)設(shè)備為大容量設(shè)備，因此單獨(dú)為一組； 第六組：19號(hào)設(shè)備為大容量設(shè)備，因此單獨(dú)為一組； 第七組：22、24號(hào)設(shè)備在空間上相近，因此分為一組； 2.1.2支干線、干線回路數(shù)確定 本次設(shè)計(jì)采用的是干線放射式和放射式配電方案，又根據(jù)各種機(jī)械設(shè)備的位置和工作性質(zhì)，在此次設(shè)計(jì)中干線供電回路進(jìn)行配電分別為表2.1： 線路代號(hào) 供電組別 支干線回路數(shù) 干線回路數(shù) 1 第一組、第二組、第六組、第五組 4、7、1、1 13 2 第三組、第四組、第七組 4、6、2 12 2.2 分組、干線負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算是工廠供配電設(shè)計(jì)的重要組成部分，是工廠供配電設(shè)計(jì)中的基本環(huán)節(jié)，根據(jù)機(jī)械加工廠的設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，有的設(shè)備容量相差懸殊的特點(diǎn)，在確定干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，易于采用二項(xiàng)式法和“ABC”法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，在本次設(shè)計(jì)中采用二項(xiàng)式法和需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 2.2.1單臺(tái)用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 單臺(tái)設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷用公式為 （2-1） 式中：—單臺(tái)設(shè)備的額定容量，即設(shè)備容量（kW）； —設(shè)備在額定負(fù)荷時(shí)的效率； —設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷（kW）。 對(duì)于單臺(tái)設(shè)備在額定功率時(shí)的效率一般在0.75～0.95，大設(shè)備的效率高，小設(shè)備的效率低，而在分組中有大設(shè)備及小設(shè)備同時(shí)存在的情況，為簡便計(jì)算，設(shè)備效率取0.9。 在求出有功計(jì)算負(fù)荷以后，按下式求出無功計(jì)算負(fù)荷（單位一般取KVA） =tg 2-2 式中：—無功計(jì)算負(fù)荷（KVar）； tg—用電設(shè)備的平均功率因數(shù)角的正切值。 該車間年最大負(fù)載利用時(shí)數(shù)為5500小時(shí)，屬于大批量生產(chǎn)。查得一般工作制大批生產(chǎn)用金屬切削機(jī)床，小型車、刨、插床等： ，。對(duì)于生產(chǎn)用的風(fēng)機(jī)：=0.8，=0.75 按下式求出視在計(jì)算負(fù)荷（單位一般用kVA） 2-3 再按下式求出計(jì)算電流（單位一般用A） Ijs= 2-4 式中：Ue—用電設(shè)備的額定電壓，這里為加工設(shè)備為380V，生產(chǎn)風(fēng)機(jī)為220V。 根據(jù)公式2-1、2-2、2-3計(jì)算得出各臺(tái)設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷、無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流，如表2.2。 設(shè)備 代號(hào) 設(shè)備名稱、型號(hào) 容量（KW） Pjs （KW） cos Qjs （KVar） Sjs （KvA） Ijs （A） 1 皮帶車床6咫 9 10 0.6 13.3 16.667 25.323 2 普通車床C620 4.625 5.139 0.6 6.835 8.565 13.013 3 牛頭刨床B665 3 3.333 0.6 4.433 5.555 8.44 4 立式鉆床Z535 4.125 4.587 0.6 6.101 6.875 10.445 5 砂輪機(jī)S35L300 1.5 1.667 0.6 2.217 2.778 4.221 6 工具磨床M6025 1.45 1.611 0.6 2.143 2.685 4.079 7 牛頭刨床B665 3 3.333 0.6 4.433 5.555 8.44 8 牛頭刨床B665 3 3.333 0.6 4.433 5.555 8.44 9 插床B5023 4.5 5 0.6 6.65 8.333 12.661 10 普通車床C620 4.625 5.139 0.6 6.835 8.565 13.013 11 普通車床C620-1 7.125 7.917 0.6 10.529 13.195 20.048 12 普通車床C620-1 7.125 7.917 0.6 10.529 13.195 20.048 13 普通車床C630 10.125 11.25 0.6 14.963 18.75 28.488 14 普通車床C620 4.625 5.139 0.6 6.835 8.565 13.013 15 普通車床C620 4.625 5.139 0.6 6.835 8.565 13.013 16 弓形鋸G72 1.5 1.667 0.6 2.217 2.778 4.221 17 立式銑床X25K 9 10 0.6 13.3 16.667 25.323 18 萬能銑床X62W 9 10 0.6 13.3 16.667 25.323 19 滾齒機(jī)Y38 41.935 46.594 0.6 61.97 77.657 118.015 20 普通車床C61100 41.935 46.594 0.6 61.97 77.657 118.015 21 龍門刨床B2012Q 67.55 75.055 0.6 99.823 125.092 190.85 22 立式鉆床Z535 4.625 5.139 0.6 6.835 8.565 13.013 23 鏜床T68 9.8 10.889 0.6 14.482 18.148 27.573 24 搖臂鉆床Z35 6.925 7.694 0.6 10.233 12.823 19.483 25 通風(fēng)機(jī) 10(單相220V) 11.111 0.8 8.333 13.889 21.11 2.2.2分組用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 每組用電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷Pjs： Pjs= （2-5） 式中: Pjs為有功計(jì)算負(fù)荷(KW)； Pi為第i臺(tái)設(shè)備的容量(KW)。 Sjs= （2-6） 按式2-6計(jì)算每組用電設(shè)備的視在功率,見表2.3。 表2.3 每組設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷 組別 設(shè)備序號(hào) 有功計(jì)算功率Pjs（KW） 無功計(jì)算功率Qjs （Kvar） 視在功率Sjs （KVA） 計(jì)算電流Ijs (A) 1 1、2、3、4 23.059 30.669 38.371 57.221 2 5、6、7、8、9、17、18 34.944 46.476 58.147 88.487 3 16、20、23、25 70.261 87.002 112.106 186.257 4 10、11、12、13、14、15 42.501 56.526 70.721 107.623 5 21 75.055 99.823 125.092 190.85 6 19 46.594 61.97 77.657 118.015 7 22、24 12.833 17.068 21.354 32.496 2.2.3干線負(fù)荷計(jì)算 根據(jù)被次課設(shè)要求本車間用采用二項(xiàng)系數(shù)法和需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 在確定用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別較大的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可以采用二項(xiàng)系數(shù)法計(jì)算，二項(xiàng)系數(shù)法的基本計(jì)算公式為： Pjs =bPe∑+cPx （2-7） 式中：Pjs為干線的有功計(jì)算負(fù)荷（KW）； Pe∑為該干線上所有用電設(shè)備的總額定容量（KW）； Px為用電設(shè)備組中n臺(tái)容量最大的設(shè)備的總?cè)萘浚↘W） 根據(jù)資料車間內(nèi)最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)是5，車間內(nèi)的單臺(tái)容量不是很大，取n=3時(shí)就能夠滿足可靠性能。車間內(nèi)主要設(shè)備是車床，相應(yīng)取小批量生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)條件，取c=0.5, b=0.14為二項(xiàng)式系數(shù)。 1號(hào)干線負(fù)荷計(jì)算： 第一組：選擇1、2號(hào)設(shè)備 Pjs= bPe∑+cPx=0.1420.75+0.5（4.625+9）=9.718 kw =tg =9.7181.33=12.92 kvr 第二組：選擇8、9、17、18號(hào)設(shè)備 Pjs= bPe∑+cPx=0.1431.45+0.5（3+4.5+9+9）=17.153 kw =tg =17.1531.33=22.813 kvr 第五組：21號(hào)單獨(dú)設(shè)備 Pjs= 67.55 kw = 89.84 kvr 第六組 ：19號(hào)單獨(dú)設(shè)備 Pjs= 41.935 kw =55.77 kvr 2號(hào)干線負(fù)荷計(jì)算： 第三組：選擇20、25號(hào)設(shè)備 Pjs= bPe∑+cPx=0.1463.235+0.5（41.935+10）=34.82 kw =tg =34.821.33=46.311 kvr 第四組：選擇11、12、13號(hào)設(shè)備 Pjs= bPe∑+cPx=0.1438.25+0.524.375=17.543 kw =tg =17.5431.33=23.332 kvr 第七組 22、24號(hào)相加 Pjs= 11.55 kw =15.36 kvr 根據(jù)以上數(shù)據(jù)根據(jù)公式2.2、2.4、2.6、2.7可以分別求出干線有功計(jì)算負(fù)荷Pjs、無功計(jì)算負(fù)荷Qjs、視在計(jì)算負(fù)荷Sjs 、計(jì)算電流Ijs。結(jié)果如下表2.4 表2.4干線有功計(jì)算負(fù)荷、無功計(jì)算負(fù)荷、計(jì)算電流 干線 Pjs（KW） Pe∑（KW） Px（KW） Qjs（Kvar） Sjs（KWA） Ijs（A） 1 114.666 161.685 118.49 152.506 191.11 290.441 2 91.175 113.035 62.06 121.263 151.958 230.939 多組用電設(shè)備的干線上，由于各組用電設(shè)備不一定同時(shí)使用，因此在確定干線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可結(jié)合具體情況計(jì)入一個(gè)同期系數(shù)（或叫混合系數(shù)），用K∑表示。K∑可取0.85-0.95,這里取0.95。 總的有功計(jì)算負(fù)荷 Pjs= K∑∑Pjsi=0.95（114.666+91.175）=195.548（KW） 總的無功計(jì)算負(fù)荷 Qjs= K∑∑Qjsi =0.95（152.506+121.263）=260.08（Kvar） 總的視在負(fù)荷 Sjs=Sjs==325.91（KVA） 總的計(jì)算電流Ijs=495.31（A）。 需要系數(shù)法計(jì)算為： 用電設(shè)備組編號(hào) 臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量/kW Kd coswm tanwm 計(jì)算負(fù)荷 電流 Pjs2/kW Qjs2/kW Sjs2/kW?A Ijs2 A 1 4 20.75 0.2 0.6 1.33 4.15 4.52 6.92 10.51 2 7 31.45 0.2 0.6 1.33 6.29 8.37 10.48 15.92 3 3 53.24 0.2 0.6 1.33 10.65 14.16 17.75 26.97 4 6 38.25 - 0.6 1.33 7.65 10.17 12.75 19.37 5 1 67.55 - 0.6 1.33 67.55 89.84 112.58 171.05 6 1 41.94 - 0.6 1.33 41.94 55.77 69.89 106.19 7 2 11.55 - 1.33 11.55 15.36 19.25 29.25 8 1 10 0.8 8 10.64 113.33 172.19 負(fù)荷總計(jì) 25 — — — — 157.78 209.84 262.97 399.65 取K∑=0.95 — — 149.89 198.39 249.82 379.66 2.3 車間配電室總負(fù)荷計(jì)算 車間變電所除為機(jī)械加工車間配電外，尚要為金工工段、鍛鑄工段、木模工段、檢修工段等車間配電，具體數(shù)值見表2.4。 表2.4 轉(zhuǎn)供電力負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷表 序號(hào) 車間名稱 容量（KW） 計(jì)算負(fù)荷 Ijs（A） Pjs（KW） Qjs（KW） Sjs（KWA） 1 金工工段 443.3 78.64 117.76 141.6039 215.1449 2 鍛鑄工段 No1 供電回路 160 64 65.3 91.4335 138.9189 No2 供電回路 140 56 57.12 79.9918 121.535 No3 供電回路 180 72 73.44 102.8466 156.2593 鍛鑄工段干線 172.8 230.4 288 397.5707 3 木模工段 No1 供電回路 150 45 89.1 99.8188 151.6591 No2 供電回路 170 51 100.98 113.1280 171.8803 木模工段干線 86.4 115.2 144 218.7854 4 檢修工段 No1 供電回路 150 45 79.89 91.691941 139.3115 No2 供電回路 146.2 43.85 77.85 89.350126 135.7535 檢修工段干線 79.965 106.62 133.275 202.4904 同理可結(jié)合具體情況計(jì)入一個(gè)同期系數(shù)K∑=0.9。 總的有功計(jì)算負(fù)荷，需要把金工工段，鍛鑄工段，木模工段和檢修工段的整體Pjs相加，再加上總的有功計(jì)算負(fù)荷121.64千瓦。 Pjs= K∑∑Pjsi=0.9(185.2569+78.64+172.8+86.4+79.965)=465.05（KW） 總的無功計(jì)算負(fù)荷： Qjs=K∑∑Qjsi=0.9(246.3921+117.76+230.4+115.2+106.62)=734.733（Kvar） 總的視在負(fù)荷Sjs=775.08（KVA），總的計(jì)算電流Ijs=1177.94（A）。 2.3.2總負(fù)荷計(jì)算 機(jī)械車間一和其他車間的有功功率、無功功率分別求和，然后計(jì)算有功功率和無功功率平方和再開平方，計(jì)算總的視在功率，即可求得總的視在功率，乘以同時(shí)系數(shù)，求得計(jì)算負(fù)荷。 Ijs=1574.085A 3主要電氣設(shè)備與線路截面選擇 3.1 導(dǎo)線截面選擇 3.1.1支線導(dǎo)線截面積選擇 計(jì)算各臺(tái)設(shè)備的計(jì)算電流，計(jì)算電流公式如公式3.1所示 （式3.1） 式中：—計(jì)算電流； —視在計(jì)算負(fù)荷； —設(shè)備額定電壓。 由公式2.5可以求出通過各個(gè)設(shè)備導(dǎo)線的計(jì)算電流，如表2.4所示。根據(jù)具體的條件，導(dǎo)線選擇BV聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線，導(dǎo)線工作最高允許溫度為65℃，環(huán)境工作溫度30℃。 另外，三相用電設(shè)備導(dǎo)線截面應(yīng)與管徑相配合，并且從提高導(dǎo)線強(qiáng)度角度，從而得出最終各支線的導(dǎo)線截面積。聚氯乙烯絕緣，制造工藝簡便，沒有敷設(shè)高差限制。重量輕，彎曲性能好，接頭制作簡便，耐油，耐酸堿腐蝕，不延燃，具有內(nèi)裝結(jié)構(gòu)，使鋼帶和鋼絲免受腐蝕，價(jià)格便宜。 機(jī)加車間應(yīng)選用銅導(dǎo)線BV（聚氯乙烯絕緣）。根據(jù)導(dǎo)線所通過的載流量選擇導(dǎo)線截面序號(hào)為2，7，8，9，10，11，12，13，17，18，19，20，21，24，25，26，27的設(shè)備，可選載流量為12A，截面積為1.0mm的導(dǎo)線，但從機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，所以選載流量為15A，截面積為1.5mm） 設(shè)備代號(hào) 計(jì)算電流（安培） 允許截面流量（安培） 導(dǎo)線截面面積（㎜2） 校正面積（㎜2） 1 25.3 28 4 4 2 13 15 1.5 1.5 3 8.4 12 1 1.5 4 11.6 12 1 1.5 5 4.2 12 1 1.5 6 4.07 12 1 1.5 7 8.4 12 1 1.5 8 8.4 12 1 1.5 9 12.6 12 1 1.5 10 13 15 1.5 1.5 11 20 22 2.5 2.5 12 20 22 2.5 2.5 13 28.43 38 6 6 14 13 15 1.5 1.5 15 13 15 1.5 1.5 16 4.22 12 1 1.5 17 25.3 28 4 4 18 25.3 28 4 4 19 117.75 136 50 50 20 117.75 136 50 50 21 177 200 95 95 22 13 15 1.5 1.5 23 27.53 28 4 4 24 19.3 22 2.5 2.5 25 21.094 28 4 4 根據(jù)本車間的環(huán)境特征為正常干燥，這里選用BLX型鋁芯橡皮線，根據(jù)導(dǎo)線所通過的載流量選擇導(dǎo)線截面見表5.1。導(dǎo)線型號(hào)如下： (1)2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、22、24號(hào)設(shè)備，可選載流量為21A，截面積為2.5mm的導(dǎo)線，但從機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，11、12、24號(hào)設(shè)備應(yīng)選載流量為28A，截面積為4mm，所以設(shè)備2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、15、16、22選用的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-2.5-21-G15，設(shè)備11、12、24選用的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-4-28-G20。 (2)1、17、18、23、25號(hào)設(shè)備可選載流量為28A，截面積為4mm的導(dǎo)線，但從機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，17、18、23號(hào)設(shè)備應(yīng)選載流量為37A，截面積為6mm的導(dǎo)線，所以設(shè)備1、25選用的導(dǎo)線型號(hào)BLX-4-28-G20，設(shè)備17、18、23選用的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-6-37-G20。 (4)13號(hào)設(shè)備選擇的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-6-37-G20。 (5)19、20號(hào)設(shè)備選擇的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-50-133-G40。 (6)21號(hào)設(shè)備選擇的導(dǎo)線型號(hào)為BLX-95-200-G70。 注：（BLX-2.5-21-G15表示鋁導(dǎo)線-截面積2.5mm2-25C的載流量21A-管徑15mm） 3.1.2干線導(dǎo)線截面積選擇 根據(jù)機(jī)械加工工廠的負(fù)荷情況，導(dǎo)線選擇3芯聚氯乙烯（BV）絕緣導(dǎo)線穿鋼管暗敷設(shè)，導(dǎo)線工作最高允許溫度為65℃，導(dǎo)線埋入深度為0.5m，地中最熱月份平均溫度為25℃。 表3.2 各干線截面面積選擇 序號(hào) S JS（千伏安） 計(jì)算電流（安培） 允許截面流量（安培） 導(dǎo)線截面面積（㎜2） NO1 供電回路 191.11 290.441 270 185 NO2 供電回路 151.958 230.939 180 95 三個(gè)供電回路采用的導(dǎo)線型號(hào)分別為： NO1 供電回路導(dǎo)線型號(hào)為BLX-185-270-80 NO2 供電回路導(dǎo)線型號(hào)為BLX-95-180-70 3.2 變壓器選擇 為了確保實(shí)際中變壓器正常工作，通常要有一定的余量，在功率（775.08kv）除以0.8得到的數(shù)，即1177.94 kvA來選擇變壓器，查詢《李友文工廠供配電》變壓器選型為SJL1-1250，空載損耗2.35KW，阻抗電壓4.5％，空載電流1.6％。 3.3 開關(guān)電器與保護(hù)元件選擇 3.3.1低壓配電箱的選擇 XL-21系列動(dòng)力配電箱適合工業(yè)和民用建筑中作交流頻率為50Hz，電壓500V及以下，三相四線電力系統(tǒng)的動(dòng)力配電和照明配電用，各支干線配電箱的具體選擇如下表。 XL（F）型動(dòng)力配電箱用于電壓500伏以下的三相電力系統(tǒng)，作動(dòng)力配電用。系戶內(nèi)裝置，箱體可分為保護(hù)式、防塵式兩種。適用于發(fā)電廠和工礦企業(yè)中。 表3.4各組配電箱型號(hào) 組號(hào) 配電箱型號(hào) 回路數(shù) 該回路額定電流 1 XL(F)-14.15_2200 4 2*60+2*100 2 XL(F)-14.15_8000 8 8*60 3 XL(F)-14.15_2020 4 2*60+2*200 4 XL(F)-14.15_6000 6 6*60 5 XL(F)-14.15_4000 4 2*60+2*200 6 XL(F)-14.15_4000 4 2*60+2*200 7 XL(F)-14.15_2200 4 2*60+2*100 3.3.2低壓熔斷器的選擇 熔斷器選擇的計(jì)算公式如公式 （式3.2） 根據(jù)公式3.2，根據(jù)，計(jì)算出熔斷器的熔體電流，從而選擇熔斷器的型號(hào)。設(shè)備電流熔斷器型號(hào)選擇如表3.3所示 表3.3 熔斷器型號(hào) 序號(hào) 計(jì)算電流（安培） 熔斷器熔體電流（安培） 熔斷器型號(hào) 1 28.44 56.88 RT 0—100 /60 2 5.83 11.66 RL1—15/15 3 21.42 42.84 RL1—60/50 4 21.42 42.84 RL1—60/50 5 21.42 42.84 RL1—60/50 6 15.80 30.16 RL1—60/35 7 13.01 26.02 RL1—60/30 8 13.01 26.02 RL1—60/30 9 13.01 26.02 RL1—60/30 10 13.01 26.02 RL1—60/30 11 13.01 26.02 RL1—60/30 12 13.01 26.02 RL1—60/30 13 8.78 17.56 RL1—60/20 14 28.44 56.88 RL1—60/60 15 21.42 42.84 RL1—60/50 16 23.87 47.74 RL1—60/50 17 8.78 17.56 RL1—60/20 18 8.78 17.56 RL1—60/20 19 4.91 9.81 RT 0—50 /10 20 8.42 18.84 RT 0—50 /20 21 8.42 16.84 RT 0—50 /20 22 36.51 73.02 RT 0—100 /80 23 25.65 51.3 RT 0—100 /60 24 11.52 23.04 RT 0—100 /30 25 11.23 22.46 RT 0—100 /30 26 4.77 9.54 RT 0—50 /10 27 1.69 3.38 RT 0—50 /5 28 95.99 191.98 RT 0—200 /200 29 38.39 76.78 RT 0—100 /80 30 72.00 142 RT 0—200 /150 31 89.61 179.22 RT 0—200 /200 32 100.29 200.58 RT 0—400/250 33 28.09 56.18 RT 0—100 /60 34 196.65 393.3 RT 0—400 /400 3.3.3低壓開關(guān)柜的選擇 根據(jù)表3.2各干線的計(jì)算電流和和轉(zhuǎn)供回路的計(jì)算電流選擇所需要的低壓配電箱的型號(hào)如表3.6所示。 表3.6各車間的開關(guān)柜型號(hào) 序號(hào) 車間名稱 方案編號(hào) 額定電流 （安培） 主要電器設(shè)備 1 機(jī)加工二車間 BFC-20E-12 200 DW5-200型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 2 鑄造車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 3 鉚焊車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 4 電修車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 5 機(jī)加工一車間 No1 供電回路 BFC-20E-13 100 DW5-100型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 6 No2 供電回路 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 7 No3 供電回路 BFC-20E-12 200 DW5-200型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 8 全廠 BFC-20A-01 1600 DW5-1600型自動(dòng)空氣開關(guān) LMZJ1-0.5型電流互感器 4校核 4.1線路電壓損失校核 在電流的輸送過程中，由于導(dǎo)線的阻抗和各開關(guān)等電氣設(shè)備的原因?yàn)閹黼妷簱p失，這是不可避免的，為了保證正常的供電，以下多電壓進(jìn)行校核。一條主回路中有很多組用電設(shè)備，以回路1為例進(jìn)行電壓損失校核。 P1、Q1、P2、Q2、P3、Q3表示線路的上各組的有功功率和無功功率，p1、q1、p2、q2、p3、q3表示各組負(fù)荷的有功功率和無功功率，r1、x1、r2、x2、r3、x3表示各段線路的電阻和電抗。 離主線最遠(yuǎn)的依次是第三組設(shè)備 P3=p3 Q3=q3 第二組設(shè)備： P2=p2+p3 Q2=q2+q3 第一組設(shè)備： P3=p1+p2+p3 Q3=q1+q2+q3 各段線路的電壓損失分別為 線路總的電壓損失為 電壓損失百分值為 式中 Pi——各段線路的有功功率，kW; Qi——各段線路的無功功率，Kw; ri——各段線路的電阻，Ω； xi——各段線路的電抗，Ω； UN——線路的額定電壓，kV； 根據(jù)表2.2中數(shù)據(jù)的P1=p1+p2+p3=179.13kW，P2=p3+p2=172.66kW，P3=p3=85.89,Q1=q1+q2+q3=238.24kW，Q2=q2+q3=229.64，Q3=q3=114.3KW,根據(jù)了《李友文工廠供電》附錄10中查得，r0=0.61Ω，x0=0.092Ω。帶入計(jì)算得到%=5.7%＞5%。同樣計(jì)算得到回路2中，%=1.2%＜5%，回路3中%=2.29%＜5%,對(duì)于回路1不符合要求的原因事導(dǎo)線過細(xì)造成的，所以應(yīng)選擇粗點(diǎn)的導(dǎo)線BV-3 50-136-50，此時(shí)%=4.4%＜5%，符合要求。 4.2 線路熱穩(wěn)定校核 4.2.1阻抗的計(jì)算 支干線的最危險(xiǎn)點(diǎn)的阻抗包括電源阻抗（Sd =200MVA）、架空線路阻抗（架空線路長度L=300m,K=0.4/km）及變壓器阻抗（變壓器型號(hào)為SJL1-1600（KVA）,額定容量Sb=1600KVA，阻抗電壓u=5.5％）。 內(nèi)阻ZN E 線阻ZL 變壓器ZB 設(shè)備ZF 圖3.1三相短路電流等效圖 電源阻抗ZN==0.866 架空線路阻抗ZL= =0.12 變壓器阻抗ZB= =0.00496 式中U為380V。 設(shè)備的阻抗包括開關(guān)的觸頭阻抗r1、自動(dòng)空氣開關(guān)過電流線圈的電抗r2和x2電抗、電流互感器一次線圈的電阻r3和x3電抗，經(jīng)查表得r1=0.03m ，r2=1.3m，x2=0.86，r3=1.2m，x3=8m， 所以 以上阻抗ZN、ZL均在10KV高壓下,折算為低壓下需乘變比K0=()2=0.0016 因此總阻抗 4.2.2短路電流的計(jì)算 支干線的最危險(xiǎn)點(diǎn)的短路電流（三相），為對(duì)稱的，因此按單相計(jì)算。 短路電流Id==13.6678(KA) （式4.9） 式中Ux為電源電壓，220V，總阻抗Z=0.016097。I 4.2.3校核 導(dǎo)線的截面應(yīng)能承受電流的熱效應(yīng)而不致破壞，即保持足夠的熱穩(wěn)定性。為此導(dǎo)線最小截面積為 Smin=95㎜2≥=37.58㎜2 （式4.10） 式中:Smin為導(dǎo)線芯線最小截面積（㎜2）；t為短路電流可能持續(xù)的時(shí)間（s），取t=0.1s；Id為短路電流（A）；K為熱效應(yīng)計(jì)算系數(shù)為115。 二號(hào)回路和三號(hào)回路均符合要求，而一號(hào)回路在4.1節(jié)已經(jīng)校正為50 ㎜2 符合要求。 4.3 保護(hù)接零可靠性校核 當(dāng)短路發(fā)生時(shí)回路屬于低壓回路，只要考慮回路中的電阻即可，因此要考慮變壓器的阻抗，相線阻抗與PE線阻抗。 對(duì)于干線一，導(dǎo)線的截面積為40mm2，離低壓室最遠(yuǎn)的是27 號(hào)設(shè)備，其導(dǎo)線長度為48，由其截面積查表得r0= 0.4122ΩKM，x0= 0.0625ΩKM 則Z相=3根號(hào)（0.412248）2+（0.062548）2=20.01 變壓器的阻抗變壓器阻抗Z= =4.96 K0=0.0016 則Zb=K0Z=7.936m 因?yàn)檫x擇的是3芯導(dǎo)線，所以將三芯外的鋼管作為PE線，其管徑為導(dǎo)線的3.2倍，即128mm，假設(shè)管道壁厚為5mm,則管道外徑為138mm，s=2.089所以，電阻為R=2.98 所以ID=U/Zb+Z相+R=7110 這一電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該線路中任意熔斷器熔斷絲的熔斷電流的5倍，對(duì)于回路2和回路3經(jīng)計(jì)算均通過校核，所以校核通過。 總 結(jié) 通過本次電氣課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了進(jìn)行車間配電系統(tǒng)的簡單設(shè)計(jì)，使電氣安全的理論知識(shí)得到了運(yùn)用。課設(shè)兩周時(shí)間我對(duì)這些問題逐漸有了詳細(xì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)工廠配電系統(tǒng)逐步深入的設(shè)計(jì)方式，加強(qiáng)我的體系架構(gòu)的能力，進(jìn)一步加深了我的問題理解能力以及深度。 在老師、同學(xué)的幫助下，在我的努力下，終于成功地完成。由于對(duì)知識(shí)的掌握還有一定的欠缺，因此，在對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中還存在錯(cuò)誤與不足。希望通過以后的學(xué)習(xí)和實(shí)際操作，會(huì)得到很好的解決。 參考文獻(xiàn) [1]電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB 50254—96 GB 50255—96GB 50256—96 GB 50257—96GB 50258—96 GB 50259—96）； [2]常用供配電設(shè)備選型手冊(cè)，煤炭工業(yè)出版社，王子午，2000； [3]李友文工廠供電，化學(xué)工業(yè)出版社，李友文，2001； [4]李宗綱工廠供電設(shè)計(jì)，吉林科學(xué)技術(shù)出版社，李宗綱，1985； [5]低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范GB 50254—96； [6]實(shí)用電氣安裝技術(shù)大全，中國建材工業(yè)出版社，李香昌； [7]工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)，中國電力出版社，北京，1985 [8]工廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，劉介才，1998； [9]電氣安全工程，首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社，楊有啟，紐英鍵.2000