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摘 要 本次課程設計根據相關規(guī)范要求對機械加工車間進行電氣安全風險因素的分析，按照國家相關標準、設計準則，本著安全可靠、技術先進、經濟合理的要求確定車間的線路敷設方式。通過負荷計算，選擇導線以及主要電器設備的型號。進行短路電流計算，合理選擇電器保護裝置，最后按要求寫出設計說明書，并繪出設計圖樣。 具體過程和步驟：根據工廠總平面圖，工廠負荷情況，供電電源情況，氣象資料等，利用“ABC”法計算電力負荷，最后進行短路電流的計算，并對變電所一次設備選擇和校驗。 關鍵詞：機械加工車間；負荷計算；校核； 目 錄 1 車間配電與線路敷設方式的確定 1 1.1車間概況 1 1.2車間配電方式的確定 1 1.3 車間配電線路敷設方式確定與導體的選擇 2 1.3.1配電線路敷設方式確定 2 1.3.2導體的選擇 3 2負荷計算 4 2.1 電氣設備分組與支干線、干線回路數確定 4 2.1.1電氣設備分組 4 2.1.2支干線、干線回路數確定 4 2.2 分組、干線負荷計算 4 2.2.1單臺用電設備負荷計算 5 2.2.2分組用電設備負荷計算 6 2.2.3干線負荷計算 7 2.3 車間配電室總負荷計算 10 2.3.1其他車間負荷計算 10 2.3.2總負荷計算 10 3主要電氣設備與線路截面選擇 12 3.1 導線截面選擇 12 3.1.1支線導線截面積選擇 12 3.1.2干線導線截面積選擇 14 3.2 變壓器選擇 14 3.3 開關電器與保護元件選擇 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阻抗的計算 19 4.2.2短路電流的計算 20 4.2.3校核 20 4.3 保護接零可靠性校核 21 總 結 22 參考文獻 23 1 車間配電與線路敷設方式的確定 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。本機械加工車間選擇低壓配電。機械加工車間，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需求，操作必須安全簡便，易于檢修，可以適應車間環(huán)境的變化。在功能上滿足要求的同時，更要充分考慮節(jié)省基礎建設的投資，降低費用成本，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，其特點是各個引出線在發(fā)生故障時相互之間不產生影響，供電可靠性高，配電設備集中，切換操作方便，保護簡單，便于自動化，但系統(tǒng)靈活性較差，有色金屬消耗多，造價較高。使用范圍主要是用電設備容量大負荷性質重要，潮濕易腐蝕的車間或者有爆炸危險性的廠房。 2.干線放射式配電方式，其省去了變電所低壓側整套低壓配電裝置，使變電所結構簡單，投資大為降低，系統(tǒng)靈活性好，但發(fā)生故障時，影響范圍較大，供電可靠性較差。一般用于設備的布置比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合，比如：設備數量較多，排列整齊、對供電可靠性要求不高的場合。如機械加工、機修、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，一般采取開路環(huán)式。供電可靠性較高，運行比較靈活，但切換操作較繁瑣。 4.鏈式配電方式，特點與樹干式相似，適用于車間內相互距離近，容量又很小的用電設備。 1.2 機械加工車間配電特點 車間變電所設在東北角，除為機加一車間配電外，尚要為機加二、鑄造、鉚焊、電修等車間配電。車間為三班工作制，年最大負載利用時數為5500小時。屬于三級負荷。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。車間內最熱月份平均溫度為30C；地中最熱月份平均溫度為25C（當埋入深度為0.5米以上），而埋入深度為1米以下是的平均溫度為20C；土壤凍結深度為1.10米；車間環(huán)境特征，正常干燥環(huán)境。 1.3 機械加工車間配電方案的確定 由于車間內設備數量較多，排列整齊且對供電可靠性要求不是非常高。都是機械加工、機修、鉚焊設備。其機械加工車間內火災爆炸危險性小，工作環(huán)境屬于一般正常工作環(huán)境。因此，根據《供配電系統(tǒng)設計規(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，當大部分用電設備為中小容量，且無特殊要求時，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，此車間選擇干線放射式配電方式。 1.4 車間配電線路敷設方式確定與導體的選擇 1.4.1配電線路敷設方式確定 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，控制線路供保護和測量的連接之用。 電氣線路的種類很多，就其敷設方式來分可分為，架空敷設、電纜線路、穿管敷設、等。由于該機械加工車間的強度較大，所以應該選用暗敷設的方法，暗敷設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不得小于0.6m。因此鋪設深度為1m。 1.4.2導體的選擇 根據《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-95規(guī)定：導體的類型應按敷設方式及環(huán)境條件選擇。絕緣導體除滿足上述條件外，尚應符合工作電壓的要求。 選擇導體截面，應符合下列要求： 一、線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求； 二、按敷設方式及環(huán)境條件確定的導體載流量，不應小于計算電流； 三、導體應滿足動穩(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、敷設高度差不受限制、封端容易、維護方便和運行可靠等優(yōu)點。所以從低壓配電室到設備配電箱的線路選用BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線，并且此導線長期允許溫度65℃，最低溫度-15℃，工作電壓交流500V，直流1000V，固定敷設于室內、外，可明敷也可暗敷。因此符合車間的環(huán)境條件。 綜上所述，本機械加工車間選用BV—銅芯聚氯乙烯絕緣電線穿鋼管暗敷設。 2負荷計算 2.1 電氣設備分組與支干線、干線回路數確定 2.1.1電氣設備分組 根據車間內各種電氣設備的布置情況，依據設備性質相近、容量相近的原則結合設備平面分布將車間內設備劃分為八組： 第一組：1、2、3、4號在一個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號設備在空間上相近，便于供電方便分為一組； 第三組：16、20、23、25號設備劃為一組； 第四組：10、11、12、13、14、15號設備都為普通車床，性能與共用上相近； 第五組：21號設備為大容量設備，因此單獨為一組； 第六組：19號設備為大容量設備，因此單獨為一組； 第七組：22、24號設備在空間上相近，因此分為一組； 2.1.2支干線、干線回路數確定 本次設計采用的是干線放射式和放射式配電方案，又根據各種機械設備的位置和工作性質，在此次設計中干線供電回路進行配電分別為表2.1： 線路代號 供電組別 支干線回路數 干線回路數 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、干線負荷計算 負荷計算是工廠供配電設計的重要組成部分，是工廠供配電設計中的基本環(huán)節(jié)，根據機械加工廠的設備臺數較少，有的設備容量相差懸殊的特點，在確定干線和分支線的計算負荷時，易于采用二項式法和“ABC”法進行負荷計算，在本次設計中采用二項式法和需要系數法進行負荷計算。 2.2.1單臺用電設備負荷計算 單臺設備的有功計算負荷用公式為 （2-1） 式中：—單臺設備的額定容量，即設備容量（kW）； —設備在額定負荷時的效率； —設備有功計算負荷（kW）。 對于單臺設備在額定功率時的效率一般在0.75～0.95，大設備的效率高，小設備的效率低，而在分組中有大設備及小設備同時存在的情況，為簡便計算，設備效率取0.9。 在求出有功計算負荷以后，按下式求出無功計算負荷（單位一般取KVA） =tg 2-2 式中：—無功計算負荷（KVar）； tg—用電設備的平均功率因數角的正切值。 該車間年最大負載利用時數為5500小時，屬于大批量生產。查得一般工作制大批生產用金屬切削機床，小型車、刨、插床等： ，。對于生產用的風機：=0.8，=0.75 按下式求出視在計算負荷（單位一般用kVA） 2-3 再按下式求出計算電流（單位一般用A） Ijs= 2-4 式中：Ue—用電設備的額定電壓，這里為加工設備為380V，生產風機為220V。 根據公式2-1、2-2、2-3計算得出各臺設備有功計算負荷、無功計算負荷、視在計算負荷及計算電流，如表2.2。 設備 代號 設備名稱、型號 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 通風機 10(單相220V) 11.111 0.8 8.333 13.889 21.11 2.2.2分組用電設備負荷計算 每組用電設備的有功計算負荷Pjs： Pjs= （2-5） 式中: Pjs為有功計算負荷(KW)； Pi為第i臺設備的容量(KW)。 Sjs= （2-6） 按式2-6計算每組用電設備的視在功率,見表2.3。 表2.3 每組設備有功計算負荷 組別 設備序號 有功計算功率Pjs（KW） 無功計算功率Qjs （Kvar） 視在功率Sjs （KVA） 計算電流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干線負荷計算 根據被次課設要求本車間用采用二項系數法和需要系數法進行負荷計算。 在確定用電設備臺數較少而容量差別較大的計算負荷時，可以采用二項系數法計算，二項系數法的基本計算公式為： Pjs =bPe∑+cPx （2-7） 式中：Pjs為干線的有功計算負荷（KW）； Pe∑為該干線上所有用電設備的總額定容量（KW）； Px為用電設備組中n臺容量最大的設備的總容量（KW） 根據資料車間內最大容量設備臺數是5，車間內的單臺容量不是很大，取n=3時就能夠滿足可靠性能。車間內主要設備是車床，相應取小批量生產的金屬冷加工機床電動機的相應條件，取c=0.5, b=0.14為二項式系數。 1號干線負荷計算： 第一組：選擇1、2號設備 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號設備 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號單獨設備 Pjs= 67.55 kw = 89.84 kvr 第六組 ：19號單獨設備 Pjs= 41.935 kw =55.77 kvr 2號干線負荷計算： 第三組：選擇20、25號設備 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號設備 Pjs= bPe∑+cPx=0.1438.25+0.524.375=17.543 kw =tg =17.5431.33=23.332 kvr 第七組 22、24號相加 Pjs= 11.55 kw =15.36 kvr 根據以上數據根據公式2.2、2.4、2.6、2.7可以分別求出干線有功計算負荷Pjs、無功計算負荷Qjs、視在計算負荷Sjs 、計算電流Ijs。結果如下表2.4 表2.4干線有功計算負荷、無功計算負荷、計算電流 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 多組用電設備的干線上，由于各組用電設備不一定同時使用，因此在確定干線上的計算負荷時，可結合具體情況計入一個同期系數（或叫混合系數），用K∑表示。K∑可取0.85-0.95,這里取0.95。 總的有功計算負荷 Pjs= K∑∑Pjsi=0.95（114.666+91.175）=195.548（KW） 總的無功計算負荷 Qjs= K∑∑Qjsi =0.95（152.506+121.263）=260.08（Kvar） 總的視在負荷 Sjs=Sjs==325.91（KVA） 總的計算電流Ijs=495.31（A）。 需要系數法計算為： 用電設備組編號 臺數 設備容量/kW Kd coswm tanwm 計算負荷 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 負荷總計 25 — — — — 157.78 209.84 262.97 399.65 取K∑=0.95 — — 149.89 198.39 249.82 379.66 2.3 車間配電室總負荷計算 車間變電所除為機械加工車間配電外，尚要為金工工段、鍛鑄工段、木模工段、檢修工段等車間配電，具體數值見表2.4。 表2.4 轉供電力負荷計算負荷表 序號 車間名稱 容量（KW） 計算負荷 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 同理可結合具體情況計入一個同期系數K∑=0.9。 總的有功計算負荷，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，再加上總的有功計算負荷121.64千瓦。 Pjs= K∑∑Pjsi=0.9(185.2569+78.64+172.8+86.4+79.965)=465.05（KW） 總的無功計算負荷： Qjs=K∑∑Qjsi=0.9(246.3921+117.76+230.4+115.2+106.62)=734.733（Kvar） 總的視在負荷Sjs=775.08（KVA），總的計算電流Ijs=1177.94（A）。 2.3.2總負荷計算 機械車間一和其他車間的有功功率、無功功率分別求和，然后計算有功功率和無功功率平方和再開平方，計算總的視在功率，即可求得總的視在功率，乘以同時系數，求得計算負荷。 Ijs=1574.085A 3主要電氣設備與線路截面選擇 3.1 導線截面選擇 3.1.1支線導線截面積選擇 計算各臺設備的計算電流，計算電流公式如公式3.1所示 （式3.1） 式中：—計算電流； —視在計算負荷； —設備額定電壓。 由公式2.5可以求出通過各個設備導線的計算電流，如表2.4所示。根據具體的條件，導線選擇BV聚氯乙烯絕緣導線，導線工作最高允許溫度為65℃，環(huán)境工作溫度30℃。 另外，三相用電設備導線截面應與管徑相配合，并且從提高導線強度角度，從而得出最終各支線的導線截面積。聚氯乙烯絕緣，制造工藝簡便，沒有敷設高差限制。重量輕，彎曲性能好，接頭制作簡便，耐油，耐酸堿腐蝕，不延燃，具有內裝結構，使鋼帶和鋼絲免受腐蝕，價格便宜。 機加車間應選用銅導線BV（聚氯乙烯絕緣）。根據導線所通過的載流量選擇導線截面序號為2，7，8，9，10，11，12，13，17，18，19，20，21，24，25，26，27的設備，可選載流量為12A，截面積為1.0mm的導線，但從機械強度方面考慮，所以選載流量為15A，截面積為1.5mm） 設備代號 計算電流（安培） 允許截面流量（安培） 導線截面面積（㎜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，根據導線所通過的載流量選擇導線截面見表5.1。導線型號如下： (1)2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、22、24號設備，可選載流量為21A，截面積為2.5mm的導線，但從機械強度方面考慮，11、12、24號設備應選載流量為28A，截面積為4mm，所以設備2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、15、16、22選用的導線型號為BLX-2.5-21-G15，設備11、12、24選用的導線型號為BLX-4-28-G20。 (2)1、17、18、23、25號設備可選載流量為28A，截面積為4mm的導線，但從機械強度方面考慮，17、18、23號設備應選載流量為37A，截面積為6mm的導線，所以設備1、25選用的導線型號BLX-4-28-G20，設備17、18、23選用的導線型號為BLX-6-37-G20。 (4)13號設備選擇的導線型號為BLX-6-37-G20。 (5)19、20號設備選擇的導線型號為BLX-50-133-G40。 (6)21號設備選擇的導線型號為BLX-95-200-G70。 注：（BLX-2.5-21-G15表示鋁導線-截面積2.5mm2-25C的載流量21A-管徑15mm） 3.1.2干線導線截面積選擇 根據機械加工工廠的負荷情況，導線選擇3芯聚氯乙烯（BV）絕緣導線穿鋼管暗敷設，導線工作最高允許溫度為65℃，導線埋入深度為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 S JS（千伏安） 計算電流（安培） 允許截面流量（安培） 導線截面面積（㎜2） NO1 供電回路 191.11 290.441 270 185 NO2 供電回路 151.958 230.939 180 95 三個供電回路采用的導線型號分別為： NO1 供電回路導線型號為BLX-185-270-80 NO2 供電回路導線型號為BLX-95-180-70 3.2 變壓器選擇 為了確保實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，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 開關電器與保護元件選擇 3.3.1低壓配電箱的選擇 XL-21系列動力配電箱適合工業(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）型動力配電箱用于電壓500伏以下的三相電力系統(tǒng)，作動力配電用。系戶內裝置，箱體可分為保護式、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 組號 配電箱型號 回路數 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 熔斷器選擇的計算公式如公式 （式3.2） 根據公式3.2，根據，計算出熔斷器的熔體電流，從而選擇熔斷器的型號。設備電流熔斷器型號選擇如表3.3所示 表3.3 熔斷器型號 序號 計算電流（安培） 熔斷器熔體電流（安培） 熔斷器型號 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低壓開關柜的選擇 根據表3.2各干線的計算電流和和轉供回路的計算電流選擇所需要的低壓配電箱的型號如表3.6所示。 表3.6各車間的開關柜型號 序號 車間名稱 方案編號 額定電流 （安培） 主要電器設備 1 機加工二車間 BFC-20E-12 200 DW5-200型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 2 鑄造車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 3 鉚焊車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 4 電修車間 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 5 機加工一車間 No1 供電回路 BFC-20E-13 100 DW5-100型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 6 No2 供電回路 BFC-20E-14 400 DW5-400型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 7 No3 供電回路 BFC-20E-12 200 DW5-200型自動空氣開關 LMZJ1-0.5型電流互感器 8 全廠 BFC-20A-01 1600 DW5-1600型自動空氣開關 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，由于導線的阻抗和各開關等電氣設備的原因為帶來電壓損失，這是不可避免的，為了保證正常的供電，以下多電壓進行校核。一條主回路中有很多組用電設備，以回路1為例進行電壓損失校核。 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。 離主線最遠的依次是第三組設備 P3=p3 Q3=q3 第二組設備： P2=p2+p3 Q2=q2+q3 第一組設備： 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； 根據表2.2中數據的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,根據了《李友文工廠供電》附錄10中查得，r0=0.61Ω，x0=0.092Ω。帶入計算得到%=5.7%＞5%。同樣計算得到回路2中，%=1.2%＜5%，回路3中%=2.29%＜5%,對于回路1不符合要求的原因事導線過細造成的，所以應選擇粗點的導線BV-3 50-136-50，此時%=4.4%＜5%，符合要求。 4.2 線路熱穩(wěn)定校核 4.2.1阻抗的計算 支干線的最危險點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（變壓器型號為SJL1-1600（KVA）,額定容量Sb=1600KVA，阻抗電壓u=5.5％）。 內阻ZN E 線阻ZL 變壓器ZB 設備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。 設備的阻抗包括開關的觸頭阻抗r1、自動空氣開關過電流線圈的電抗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短路電流的計算 支干線的最危險點的短路電流（三相），為對稱的，因此按單相計算。 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 導線的截面應能承受電流的熱效應而不致破壞，即保持足夠的熱穩(wěn)定性。為此導線最小截面積為 Smin=95㎜2≥=37.58㎜2 （式4.10） 式中:Smin為導線芯線最小截面積（㎜2）；t為短路電流可能持續(xù)的時間（s），取t=0.1s；Id為短路電流（A）；K為熱效應計算系數為115。 二號回路和三號回路均符合要求，而一號回路在4.1節(jié)已經校正為50 ㎜2 符合要求。 4.3 保護接零可靠性校核 當短路發(fā)生時回路屬于低壓回路，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。 對于干線一，導線的截面積為40mm2，離低壓室最遠的是27 號設備，其導線長度為48，由其截面積查表得r0= 0.4122ΩKM，x0= 0.0625ΩKM 則Z相=3根號（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 因為選擇的是3芯導線，所以將三芯外的鋼管作為PE線，其管徑為導線的3.2倍，即128mm，假設管道壁厚為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 這一電流遠遠超過該線路中任意熔斷器熔斷絲的熔斷電流的5倍，對于回路2和回路3經計算均通過校核，所以校核通過。 總 結 通過本次電氣課程設計，使我學會了進行車間配電系統(tǒng)的簡單設計，使電氣安全的理論知識得到了運用。課設兩周時間我對這些問題逐漸有了詳細系統(tǒng)的認識，對工廠配電系統(tǒng)逐步深入的設計方式，加強我的體系架構的能力，進一步加深了我的問題理解能力以及深度。 在老師、同學的幫助下，在我的努力下，終于成功地完成。由于對知識的掌握還有一定的欠缺，因此，在對配電系統(tǒng)的設計中還存在錯誤與不足。希望通過以后的學習和實際操作，會得到很好的解決。 參考文獻 [1]電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范（GB 50254—96 GB 50255—96GB 50256—96 GB 50257—96GB 50258—96 GB 50259—96）； [2]常用供配電設備選型手冊，煤炭工業(yè)出版社，王子午，2000； [3]李友文工廠供電，化學工業(yè)出版社，李友文，2001； [4]李宗綱工廠供電設計，吉林科學技術出版社，李宗綱，1985； [5]低壓電器施工及驗收規(guī)范GB 50254—96； 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