机械加工车间变电所电气设计【毕业论文】(01).doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 机械加工车间变电所电气设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 机械加工车间变电所电气设计 摘要 工厂供电系统就是将电力系统的电能降压后分配到各个厂房或车间中去，它是由工厂降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备等组成。在实际设计过程中，我们要根据工厂各个车间的计算负荷和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合供电情况来设计工厂的变 电所。 本次设计为“机械加工车间变电所电气设计”。经过对设计任务和要求的分析，首先进行车间负荷计算，根据功率因素的要求

2、在低压母线侧进行无功补偿，进而确定主压变器容量和台数，从经济和可靠性出发确定主接线方案。然后，通过计算出的短路电流，确定各种电气设备及导线的型号。最后根据工厂设备情况，确定了继电保护方案。 本设计采用需用系数法进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率，经济效益比较好。根据机械加工车间用电特点和需求，我们选用了高压侧采用单母线，低压侧选择单母线 分段的主接线方式， 并选择了两台主 变压器。 在仔细分析各计算负荷和短路电流后，严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本机械加工车间变电所，以达到设计目的。 关键词： 负荷计算；主接线；变电所；短路计算 毕

3、业论文 - Abstract The factory power supply system assigns the electricity to every workshop or workshop after buck electrical, its made up by the factory step-down substation、 high voltage power distribution lines、 workshop substation、 low voltage power distribution lines and electrical equipment and s

4、o on. In the actual design process, we must design the substation factory combined with national power supply, according to the computational load and its properties, production process on load requirements, and load distribution. This design is the design of mechanical processing workshop substatio

5、n electrical. After analysis of the design tasks and requirements, first we conducted a load calculation according to the requirements of power factor in the low-pressure side of the bus reactive power compensation, and to determine the capacity of the transformer device, the number of units, starti

6、ng from the economic and reliability to determine the main terminal program. Secondly, calculate the short circuit current to determine the wire type and variety of electrical equipment. Finally, according to the factory on protection requirements, identify the way of relay protection. This design u

7、ses the need coefficient method for the load calculation , reactive power compensation capacitor in parallel with low-pressure side of the compensation method, this method can compensate for low-voltage side of the previous reactive power, the economic efficiency is better. According to machine shop

8、 characteristics and needs of electricity, we choose the way of single-bus wiring, with the high voltage side single bus which is not section, and the low voltage side single bus which is section, and we also choose two main transformers. Only then carefully studies the factory the actual data, stri

9、ctly stipulated according to the country, and only then may design an economy reliable power supply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal. Keywords: Load Calculation; Main Connection; Substation; Short circuit calculation 毕业论文 - 目 录 第 1 章

10、 绪论 . 1 第 2 章 设计任务 . 2 2.1 设计依据原始资料 . 2 2.2 机加工一车间设备明细表及其他车间负荷计算表 . 2 2.3 车间负荷性质 . 4 2.4 供电电源条件 . 4 2.5 车间自然条件 . 4 2.5.1 自然条件 . 4 2.5.2 地质条件 . 5 第 3 章 负荷计算及无功补偿 . 6 3.1 负荷计算的内容和目的 . 6 3.2 负荷计算的方法 . 6 3.2.1 需要系数法 . 6 3.2.2 车间负荷计算 . 7 3.3 无功功率补偿 . 10 第 4 章 变电所主变压器选择和主接线设计 . 13 4.1 变电所位置选择 . 13 4.2 变压器

11、型号选择 . 13 4.3 变压器的台数和容量的确定 . 13 4.4 变电所主接线方案 . 14 4.4.1 变电所主接线的要求 . 14 4.4.2 变电所主接线方案 . 14 第 5 章 车间线路设计 . 16 5.1 电力线路的接线方式 . 16 5.2 导线和电缆的选择 . 16 5.2.1 导线、电缆型号和电缆截面的选择原则 . 16 毕业论文 - 5.2.2 高压导线截面的选择 . 16 第 6 章 电气设备的选择 . 18 6.1 短路电流的计算 . 18 6.2 电气设备选择 . 21 6.2.1 高压柜电气设备选择 . 21 6.2.2 低压柜电气设备选择 . 22 6.2

12、.3 动力柜电气设备选择 . 23 第 7 章 电力继电保护 . 24 7.1 电力变压器继电保护配置 . 24 7.1.1 继电保护的任务 . 24 7.1.2 电力变压器继电保护 配置的一般原则 . 24 7.2 继电保护原理 . 24 7.3 继电保护整定计算 . 25 第 8 章 变电所的防雷和接地 . 27 8.1 架空线路的防雷措施 . 27 8.2 变配电所的防雷措施 . 27 8.3 接地与接地装置 . 27 结论 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 附录 1 低压配电系统图 . 32 附录 2 车间干线平 面图 . 32 毕业论文 - 第 1 章 绪论 众所周知，电

13、力资源是国民经济发展必不可少的一种宝贵能源，电能的生产、传输、储存高效、洁净：既易于由其它形式的能量转换而来，又易于将其转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单又经济，又便于控制、调节和测量，在现代化工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中得到了广泛应用，保障了我国社会主义现代化建设。 随着我国的现代化建设的发展，对能源的需求越来越大。因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化发展，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。我国电力工 业的技术、管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识及应用水平，认真对待。 在工厂里，电能是工业生产的

14、主要能源和动力，工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，变电所在确保工厂正常供电中起到关键性的作用，如果工厂电能供应突然中断，就会对工业生产造成严重的不良后果，甚至可能发生重大设备顺坏或人员伤亡事故。因此，变电所保证工厂有序地供电，具有十分重要的意义。工厂 供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （ 1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （ 2）可靠 应满足电能用户对供电可靠

15、性的要求。 （ 3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 （ 4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近 20 个省市电力，供应紧张，部分省市出现拉闸限电。与此同时 ，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量和管理的要求也在提高，电力生产与供应企业也比以往任何时候都要重视电力系统的经济性和安全性。 因此按照国家标准 GB50052 95供配电系统设计规范、 GB50053 94 10kv 及以下设计规范、 GB50054 95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电

16、设计，同时还必须遵循以下原则： （ 1）遵守规程、执行政策。 （ 2）安全可靠、先进合理。 （ 3）近期为主、考虑发展。 （ 4）全局出发、统筹兼顾。 毕业论文 - 第 2 章 设计任务 2.1 设计依据原始资料 机加工一车间变电所 设在机加工一车间的东南角，如图 2.1 所示，承担机修厂机械修理的配件生产等供电，此外，还需为机加工二车间和铸造、铆焊、电修等车间供电。 图 2.1 机加工一车间平面布置图 2.2 机加工一车间设备明细表及其他车间负荷计算表 表 2.1 机加工一车间设备明细表 设备 代号 设备代号型号 台数 单台容量 /kW 总容量 /kW 1 车床 C630M 1 10.125

17、 10.125 2 万能工具磨床 M5M 1 2.075 2.075 3 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 4 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 5 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 6 普通车床 C620-3 1 5.625 5.625 7 普通车床 C620 1 4.625 4.625 8 普通车床 C620 1 4.625 4.625 毕业论文 - 9 普通车床 C620 1 4.625 4.625 10 普通车床 C620 1 4.625 4.625 11 普通车床 C618 1 4.625 4.625 12 普通车床 C616 1

18、 4.625 4.625 13 螺旋套丝机 S-8139 1 3.125 3.125 14 普通车床 C630 1 10.125 10.125 15 管螺纹车床 Q119 1 7.625 7.625 16 摇臂钻床 Z35 1 8.5 8.5 17 圆柱立式钻床 Z5040 1 3.125 3.125 18 圆柱立式钻床 Z5040 1 3.125 3.125 19 5t 单梁吊车 1 10.2 10.2 20 立式砂轮 1 1.75 1.75 21 牛头刨床 B665 1 3 3 22 牛头刨床 B665 1 3 3 23 万能铣床 X63WT 1 13 13 24 立式铣床 X52K 1

19、9.125 9.125 25 滚齿机 Y-63 1 4.1 4.1 26 插床 B5032 1 4 4 27 弓锯床 G72 1 1.7 1.7 28 立式钻床 Z512 1 0.6 0.6 29 电极式盐浴电阻炉 1 20（单相 380V） 20 30 井式回火电阻炉 1 24 24 31 箱式加热电阻炉 1 45 45 32 车床 CW6-1 1 31.9 31.9 33 立式车床 C512-1A 1 35.7 35.7 34 卧式镗床 J68 1 10 10 35 单臂刨床 B1010 1 70 70 表 2.2 其他车间负荷计算表 序号 车间 名称 供电回路 代号 设备容量 计算负荷

20、kW 30PkW 30varQk30SkVA 30IA1 机加工 二车间 No.1 供电回路 155 46.5 54.4 No.2 供电回路 120 36 42.1 No.3 照明回路 10 8 0 2 铸造车间 No.4 供电回路 160 64 65.3 No.5 供电回路 140 56 57.1 毕业论文 - No.6 供电回路 180 72 73.4 No.7 照明回路 8 6.4 0 3 铆焊车间 No.8 供电回路 150 45 89.1 No.9 供电回路 170 51 101 No.10照明回路 7 5.6 0 4 电修车间 No.11供电回路 150 45 78 No.12供电

21、回路 146 44 65 No.13照明回路 10 8 0 2.3 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。 2.4 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 2.2 所示，架空线路长 300m。 图 2.2 35/10kV 总降压变电所用架空线路引进 10kV 电源图 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 配电出线定时限过流保护装置的整定时间 0.7opts 。 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。 2.5 车间自然条件 2.5.1 自然条件 1、车间内最热月份的平均气温为 35 摄氏度。 2、地中最热月份的平均温度为 20 摄氏度（当埋入深度为 0.5 米以上），而埋入深度为 1米以下时平均温度为 20 摄氏度。 3、冻结深度为 1.10 米。 4、车间环境特征，正常干燥环境。 毕业论文 - 2.5.2 地质条件 根据工程地质勘探资料获悉，车间原地址为耕地，地势平坦。地层以亚粘地、砂质粘土为主，地质条件 较好，地下水位为 2.8 5.3 米。