1、 河北建筑工程学院课程设计任务书课设名称： 工厂供电课程设计 系： 电气工程系 专 业： 电控 班 级： 电控 10 学 号： 学生姓名： 指导教师： 彪 职 称： 教授 2012 年 9 月 7 日目录1 概述1.1 设计任务书1.2 设计的意义和技术经济分析2 负荷计算与电缆的选择2.1 负荷计算2.1.1 按需用系数法确定计算负荷2.2 无功功率的补偿2.2.1 补偿设备放置2.2.2 平均功率因数的计算2.2.3 并联电容器的选取2.3 导线和电缆的选择2.3.1 电缆的种类2.3.2 按环境条件选择导线材质2.3.3 导电线芯2.3.4 电缆截面选择的原则2.3.5 电线及电缆的载流
2、量2.3.6 影响载流量的因素2.4 导线与电缆的敷设2.4.1 桥架的适用范围2.4.2 桥架及其类型2.4.3 桥架选择与安装2.4.4 导线的敷设方式3 配电柜设计3.1 低压配电柜概述3.2 电器设计的规格选择3.2.1 隔离开关3.2.2 塑壳断路器3.2.3 交流接触器3.2.4 热继电器3.3 保护措施3.3.1 短路保护3.3.2 负载保护3.3.3 接地故障保护4 避雷保护及保护接地4.1 工业建筑物的防雷分类4.2 防雷设计的基本原则4.2.1 外部防雷装置和内部防雷装置4.3 避雷针保护范围的计算5 电气照明设计5.1 照明设计5.1.1 照明方式的选择5.1.2 电光源
3、的选择5.1.3 照度标准5.1.4 照明器的选择与布置5.1.5 电光源的安装功率6 结论参考文献1 概述 1.1 设计任务书设计目的：该课程设计是工厂供电课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。其目的是培养学生照明、动力或变电所等实际工程的设计能力，学习 CAD 画图能力。具体如下：1、 通过课程设计加深对本课程基本知识的理解,提高综合利用本课程知识的能力；2、 掌握本课程工程设计的主要内容、步骤和方法；3、 提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算的方法；4、 提高独立分析问题，解决问题的能力，逐步增强对实际工程的认识和理解。设计题目：某锅炉房配电设计设计内容：1
4、、确定锅炉房计算负荷,编制负荷总表。2、拟定供配电方案拟定配电箱接线方案,并选择元件和设备的型号规格。3、选择各线路的导线型号规格及敷设方式。4、进行动力工程和照明工程的必要计算。5、绘制系统图和平面图等必要的图纸。设计要求：1、按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范,及 GB50054-95低压配电设计规范及相关锅炉房设计的规范,进行供配电设计.做到“安全,可靠,优质,经济“的基本要求.并处理好局部与全局,当前与长远利益的关系,以便适应今后发展的需要,同时还要注意电能和有色金属的节约等问题.2、设计说明书应包括设计题目,方案论证,负荷计算,设备及导线的选择等.3、设计说明书要求
5、方案可行,计算方法正确,图纸规范无误,条理清楚,语言通顺.4、图纸内容为锅炉房配电系统图和平面图.有关说明:1、某地一商住楼，需设置两台 2.8MW 和 2.1MW 的锅炉取暖，本工程是给锅炉房 的动力，照明工程配电。具体内容如下： 锅炉房是 30*6*5m（各房间大小如建筑底图） ，其内放置两台常压锅炉和三台循环水泵，其中，两台锅炉根据工艺要求各配置一台 5.5KW 的电动机拖动鼓风机，三台循环水泵各配置一台 37KW 的电动机，两台盐泵各配置一台 4KW 的电动机。2、已知条件（1）该工程所用变压器容量足够。（2）该工程为三级负荷。（3）该工程拟用非标配电箱 2 台实现三台水泵的控制。（4
6、）设置轴流风机与维护电动工具所用的电源，其他房间需要的电源按规范要求自行考虑。（5）在 12 轴线间有架空线路可提供 380V 电源。（6）工艺决定配置的电动机均是低压 380V 额定电压。（7）建筑物雨篷高度设为 3.5 米。3、负荷等级: 全部负荷为三级负荷。参考文献：1、 供配电系统设计规范 GB50052-952、锅炉房设计的相关规范3、 低压配电设计规范 GB50054-954、 工厂供电 刘介才 主编5、 供配电技术应用 赵德申 编6、 民用建筑变配电设计 朱林根 编7、相关设计图集1.2 设计意义和技术经济分析节约能源是加速我国经济发展的一项重要政策，建筑设计部门的各级领导和设计
7、人员都应高度重视。在建筑电气设计中，应把电能消耗指标作为全面技术经济分心的重要组成部分。建筑电气设计强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统和导线电缆的敷设等，这一部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。可靠性：根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。灵活性：主接线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。安全性：保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工
8、作。一个设计的好坏直接影响电气设备的成本，上面还只是分析了较大系统方面的影响，而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于节约成本的问题，只有经过仔细的研究，根据实际情况，才能真证的节省投资。本设计考虑到工厂的发展前景，留有裕度，以便以后的发展过程中，随着建筑智能化水平的提高，电量并没有大幅上升，因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的，对用电量的需要很低，因此我们在设计中尽量取低一点的系数。2 负荷计算与电缆的选择2.1 负荷计算2.1.1 按需用系数法确定计算负荷本设计共 16 台设备，其名称及容量如表 1-1 所示。表 1-1 设备一览
9、表设备序号 设备名称 设备容量/KW1M 1#循环水泵 372M 2#循环水泵 373M 3#循环水泵 374M 1#盐泵 45M 2#盐泵 46M 1#炉引风机 757M 1#炉鼓风机 5.58M 2#炉引风机 759M 2#炉鼓风机 5.510M 给煤机 5.511M 给煤机 5.512M 1#除渣机 1.513M 1#除渣机 1.514M 1#炉排机 5.515M 1#炉排机 5.5由于在实际工作中配电线路上的用电设备组的多台设备不可能都同时运转，而且即使运行的设备又不可能都是满负荷，因此对工业用电设备组负荷计算，可采用需要系数法计算。见表 2-1 所示。将全厂用电设备的总容量 （不计备
10、用设备容量）乘上一个需用系数 就得到全sP xK厂的计算负荷，按需用系数法确定三相用电设备的有功计算负荷 时，就是将三相用jsP电设备的总容量乘以一个需用系数，即：（2-1）)(sjsKWPx式中 设备总容量（不计备用的容量） ，KW；sP需用系数，它与用电设备的工作性能、设备台数、设备效率和线路损耗等因xK素有关。当设备台数较多时，需用系数值一般比较低；如果设备台数较少时，则需用系数值就应该适当地取大。如果只有一两台设备，则需用系数可取 1，即有功计算负荷可认为等于设备容量。相应地，在设备台数较少时，功率因数也应该适当地取大。利用公式（2-1）确定了三相用电设备组有功计算负荷 以后，必要时可
11、按下式jsP确定无功计算负荷 ： jsQ)(jsjKVartgQ按下式确定视在计算负荷 ： jsS(2jsjsjs AS按下式确定计算电流 ： jsI )(3jjsUIe式中 三相用电设备的额定电压（KV） ；eU和 用电设备组的平均功率因数及对应的正切值。costg表 2-1 用电设备组的需要系数及功率因数值用电设备组名称 需用系数 Kx最大容量设备台数 ncostg通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机0.750.85 5 0.8 0.75锅炉房和机修、机加、装配等类车间的吊车（ ）%250.10.15 3 0.5 1.73电弧熔炉 0.9 - 0.87 0.57自动弧焊变压器 0.5
12、- 0.4 2.29生产厂房及办公室、实验室照明 0.81 - 1 0变电所、仓库照明 0.50.1 - 1 0宿舍（生活区）照明 0.60.8 - 1 0室外照明 1 - 1 0事故照明 1 - 1 0利用以上公式具体计算过程如下：此处 3 台循环水泵，2 台补KWP3052*.756*.243*7s 水泵。查表 2-1 得 取 又 8.0.xK8.x 8.cos75.0tg可得 KPx 25.9305.sjs VartgQ4172jsjAS06.38.9cojsjs KUIe4.23jsjs下面进行分组负荷计算：以下设备需用系数均取 1，即有功计算负荷可以认为等于设备容量，此处 是经过补偿
13、后的功率因数，具体见无功功率的补偿，以下92.0cos均同。1、2、3、循环水泵 =97%KWP73jsAUIe 63%972.08co3jjs 1、2补水机 =98%4jsKPIe 9.6892.034co3jjs 1、2鼓风机 =97% W5.js AUIe 5.9%72.0385co3jjs 1、2引风机 =97% KP75jsIe 130972.0385co3jjs 1、2给煤机 =97% KWP5.jsAKUIe 5.9%72.0385co3jjs 1、2除渣机 =95% 5.1js1、2炉排机 =98% KWP5.jsAUIe 5.9%82.03co3jjs 2.2 无功功率的补偿
14、一般工业电气设备，由于采用大量感应电动机及变压器，电源除供给有功功率外尚需要供给大量的无功功率。由于无功电流通过线路系统，导致配电设备未能得到充分利用，为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的 成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。2.2.1 补偿设备放置设电容器的位置时，需综合考虑开关装置、建设投资、功率因数、控制、管理等因素。并联接在电动机端子侧的电容器，应采取与电动机同时启动与停止的控制方式，当电容器容量较大时，对电动机控制具有发电过电压作用，对再次投入时的发生过渡扭矩应充分注意。
15、电容器的操作有手动控制和自动控制的两种方式。自动控制是按检测无功功率的大小顺次投入的方法采取自动程序控制器进行控制，手动控制是按负荷按电流的变化程序范围采取阶段投入或切除电容组的方法。2.2.2 平均功率因数的计算设计中的或刚投产不久的工厂，由于无法得知其有功功率和无功功率电能消耗量，因此只有按工厂的计算负荷来估算。因 222cos jsjsjjsjsjjs QPQPSIe 73.295.0381co3jsjs 故 2)(1cosjsPQ式中 和 工厂的有功功率计算负荷（kw）和无功计算负荷（KVar）jsPjsQ和 有功和无功负荷系数（平均负荷与计算负荷之比值） ，一般按负荷情况选取： 0.
16、70.8； 0.750.85具体计算过程如下：取 ，75.08.则 0.75)2.597.041(cos2.2.3 并联电容器的选取在算出出工厂的平均功率因数以后，就可确定是否要人工补偿。则按供电规则规定采取人工补偿措施。要使功率因数由 提高到 时所需的补偿电容器为：cos cos)(ca tgPKQrC式中 所需电容器组的总电容量， Kvar；CQ平均负荷率，计算时取 0.70.85；arK计算有用功负荷（最大有用负荷） ，KW；cP补偿前、后功率因数的正切值。tg、在三相系统中，当单个电容器的额定电压与电网电压相同时，电容器应按三角形接法；当低于电网电压时，应将若干单个电容器串联接成三角形 3。按三角形联接时，单相电容器总台数 为NCNcVqQ每相电容器的台数为
