工厂供电课题设计方案报告.docx

工厂供电课题设计

题　　目： 某机械厂金工车间配电系统设计
作　　者：
二级学院 电信系
专业班级： 11电气工程本（1）
指导老师： 　
职　　称：　　 　
实训时间：

6月20 日

某
机
械
厂
金
工
车
间
配
电
系
统
设
计

摘 要

此次供配电技术实训是对某一个机械厂金工车间配电系统进行设计。该厂生产任务是：负担手拉葫芦共155种不一样零件8个品种加工工作。
此次实训关键内容是：①对整个车间整体配电方案确定；②对车间配电系统主接线设计，确定主接线图；③配电干线选择、支线选择、配电箱选择、保护设备选择。在整个设计过程中，确定了树干式式车间配电系统；④利用二项式系数法确定用电设备组计算负荷、、和；⑤选择XL-21系列配电箱；⑥选择车间线路。

关键词：二项式系数法；配电系统；配电箱；

目 录

摘 要
关键词…………………………………………………………………………………….. 3
1.车间配电系统确定……………………………………………………………..5
1.1低压线路接线方法 ………………………………………………………………...5
1.1.1放射式接线……………………………………………………..........................5
1.2.2树干式接线 …………………………………………………………………....5
1.2主接线图确实定 ……………………………………………………………………...5
2.车间线路负荷计算及选择……………………………………………………..6
2.1负荷计算方法……………………………………………………………………….6
2.2二项式系数法 ………………………………………………………………………...6
2.3线路选择……………………………………………………………………………... .7
2.3.1线路类型 ……………………………………………………………………....7
2.3.2线路敷设方法 ………………………………………………………………....7
2.3.3线路敷设部位………………………………………………………………… .7
2.3.4导线选择 ……………………………………………………………………....7
2.4配电箱出线线路负荷计算及线路选择…………………………………………….... 8
2.4.1各个设备负荷计算………………………………………………………… .8
2.4.2配电箱出线线路选择………………………………………………………… .8
2.5配电箱进线负荷计算及线路选择…………………………………………………. …9
2.5.1配电箱进线负荷计算…………………………………………………….. ...9
2.5.2配电箱进线选择 …………………………………………………………..10
2.6车间干线负荷计算及线路选择…………………………………………………. .10
2.6.1车间干线负荷计算 ………………………………………………………..10
2.6.2干线选择 …………………………………………………………………..11
2.7电源进线线路选择 ………………………………………………………………….12
3.配电箱选择………………………………………………………………….12
3.1配电箱介绍 ……………………………………………………………………….12
3.2配电箱选择 ……………………………………………………………………….12
3.3熔断器选择方法 ………………………………………………………………….13
3.3.1熔断器熔体电流选择 ……………………………………………………..13
3.3.2熔断器选择 ………………………………………………………………..13
3.4刀熔开关选择方法 ……………………………………………………………….13
3.5熔体电流计算及熔断器选择 ……………………………………………………….13
实训总结………………………………………………………………………….17
参考文件………………………………………………………………………….18

1.车间配电系统确定
供电线路是工厂供电系统关键组成部分，担负着输送和分配电能关键任务。
1.1低压线路接线方法
低压线路接线方法有放射式，树干式等。其优缺点比较以下：
1.1.1放射式接线
低压线路放射式接线特点是发生故障时互不影响，供电可靠性较高，但在通常情况下，有色金属消耗较多采取开关设备也较多，且系统灵活性较差。这种线路适适用于大型设备供电。见图1.1。
1.1.2树干式接线
树干式接线特点恰好和放射式相反，其系统灵活性很好，采取开关设备较少，有色金属消耗也较少。只是供电可靠性较差。实践证实，低压树干式接线在工厂机械加工车间，机修车间和工具车间中应用相当普遍。因为它比较适适用于供电容量小，且分布较均匀用电设备组。见图1.2。

(a)母线放射式配电树干式 (b)为变压器-干线式树干式
图1.1低压放射式接线图 图 1.2 低压树干式接线
经过二者比较，本设计车间配电系统选择树干式接线，再经过5台配电箱给36台设备供电。具体见图1.3.

1.2车间配电系统主接线

图1.3

配电箱
设备序号
备用路数
NO1
1-1-1、1-1-2、1-1-3、1-1-4、1-1-12、1-1-13、1-1-14、1-1-15
1
NO2
1-1-5、1-1-6、1-1-7、1-1-8、1-1-16
3
NO3
1-1-9、1-1-10、1-1-11、1-2-1、1-2-2、1-2-3、1-2-10、1-2-11
1
NO4
1-2-12、1-2-13、1-2-14
1
NO5
1-2-4、1-2-5、1-2-6、1-2-7、1-2-8、1-2-15、1-2-16、1-2-17
1
NO6
1-1-17、1-2-9、1-2-18
1
2.车间线路负荷计算及选择
2.1负荷计算方法
常见负荷计算方法有：需要系数法和二项式系数法。
需要系数法特点是简单方便，计算结果比较符合实际。不过把需要系数看作和一组设备中设备多少及容量是否相差悬殊等全部无关固定值，这就考虑不周全。需要系数法适适用于设备台数较多车间计算负荷。实际上只有当设备台数较多，总容量足够大，没有特大型用电设备，才用需要系数法。而本系统设备台数较少，故应采取二项式系数法。

2.2二项式系数法

1、单个设备：

2、单组设备：
(x=n/2,按四舍五入取整）

3、多组设备：

2.3线路选择
2.3.1线路类型
线路类型有：架空线路、电缆线路和车间线。架空线路LJ铝绞线和LGJ钢芯铝绞线。车间线路包含室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采取绝缘导线，绝缘导线按线芯材质分铜芯和铝芯两种；按绝缘材料分橡皮绝缘和塑料绝缘。
其中配电箱进、出线采取绝缘导线BLV-500；电源进线采取LJ铝绞线；干线采取LMY硬铝母线。
2.3.2线路敷设方法
常见敷设方法有：穿焊接钢管敷设、穿硬塑料管敷设、穿电线管敷设等。其中配电箱进线采取穿硬塑料管敷设PC，配电箱出线采取穿焊接钢管敷设SC。
2.3.3线路敷设部位
常见线路敷设部位有：沿墙面敷设WS、沿地板或地面下敷设F。其中配电箱进线采取沿墙面敷设WS，配电箱出线采取沿地板或地面下敷设F。
2.3.4导线选择
依据《工厂供电技术》可得，电力线路导线选择必需满足下列条件：发烧条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度等。低压动力线路截面选择按发烧条件选择，再校验其它条件。
1）三相系统相线截面选择
该实训采取按发烧条件选择三项系统中相线截面，应使其许可载流量大于经过相线计算电流，即
2）中性线和保护线截面选择
通常三相四线制线路中中性线截面,应大于相线截面50%，即
3）保护线截面选择
依据短路热稳定度要求，保护线（PE线）截面，按《低压配电设计规范》要求，当其材料和相线相同时，其最小截面应满足表1.以下。表1

相线芯线截面

PE线最小截面

4）保护中性线（PEN线）截面选择
因为保护中性线兼有PE线和N线双重功效，所以选择截面时应同时满足上述PE线和N线要求，取其中最大截面。
2.4配电箱出线线路负荷计算及线路选择
2.4.1各个设备负荷计算
由公式（2.1）、（2.3）、（2.4）得：单个设备计算电流为，其中取。
以NO1车间1-1-1设备为例：
所以，.
同理可得其它各个设备，见表2。
2.4.2配电箱出线线路选择
以NO1车间1-1-1设备为例：
设工作在30摄氏度环境下，已知，所以查《工厂供电技术》附表16，依据公式（2.11）可得，所以，据公式（2.12）得，和表1得，，SC穿钢管径为，所以可得线路型号为：BLV-500-（3×2.5+1×2.5）SC15-F。
以这类推可得其它线路型号，见表2。

2.5配电箱进线负荷计算及线路选择
2.5.1配电箱进线负荷计算
以NO1配电箱为例：
该机械厂金工车间配电系统为大批生产金属冷加工机床，查《工厂供电技术》附表16，得b=0.14.c=0.5,cosθ=0.5,tanθ=1.73；因为NO1车间为单组设备，所以依据公式（2.5）得：x=n/2=8/2=4,所以
，
据公式（2.6）（2.7）（2.8）分别得：

以这类推可得NO2、NO3、NO4、NO5、NO6，见表3。
2.5.2配电箱进线选择
以NO1车间为例：
设工作在30℃环境下，已知=39.12，所以查《工厂供电技术》附表16，依据公式（2.11），可得，所以，PC穿硬塑料管管径为，所以可得线路型号为：BLV-500-（3×16+1×16）PC32-WS。
以这类推可得其它配电箱线路型号，见表3。

配电箱
I30(A)
线路型号、 规格、 敷设方法
NO1
39.12
BLV-500-(316+116)PC32-WS
NO2
32.50
BLV-500-(310+110)PC32-WS
NO3
86.21
BLV-500-(350+125)PC65-WS
NO4
52.60
BLV-500-(325+125)PC40-WS
NO5
57.56
BLV-500-(335+135)PC50-WS
NO6
87.24
BLV-500-(350+125)PC65-WS
2.6车间干线负荷计算及线路选择
2.6.1车间干线负荷计算
设该机械厂金工车间配电系统为大批生产金属冷加工机床，查《工厂供电技术》附表16，得，可知，且利用公式（2.9）（2.10）可得：
NO1：

NO2:

NO3:

NO4:

NO5:

NO6:

所以利用公式（2.9）

利用公式（2.10）

所以，
所以，
2.6.2干线选择
设工作在30℃，据公式（2.11）得，，则查《工厂供电技术》附表19和《工厂配电设计手册》得，选择线路型号为LMJ-3（40×4）+1（25×3）。

2.7电源进线线路选择
设工作在30℃环境下，已知，所以查《工厂供电技术》附表13，依据公式（2.11）得，所以，所以额定截面为，由此得进线线路型号为LJ-70。
3.配电箱选择
3.1配电箱介绍
配电箱是按按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，组成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中多种参数，还可对一些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提醒或发出信号。常见于各发、配、变电所中。
配电箱中XL-21系列适适用于发电厂及工矿企业中，在交流电压500伏及以下三相四线或三相五线系统作动力配电之用。所以该车间我采取XL-21系列配电箱。
3.2配电箱选择
据《工厂常见电气设备手册》和表2各配电箱计算电流，选择XL-21-50(改)和XL-21-43(改)两种配电箱。其中XL-21-50(改)配电箱由HR3-400/34刀熔开关和RL6-60/熔断器组成，XL-21-43(改) 配电箱由HR3-400/34刀熔开关和RT0-100/熔断器组成。接线图如(a)、(b)

(a) （b）
3.3熔断器选择方法
3.3.1熔断器熔体电流选择

（其中k为小于1计算系数，取k=0.3；此车间设备均为笼型异步电动机，则）
3.3.2熔断器选择

3.4刀熔开关选择方法
低压刀熔开关又称熔断器式刀开关，是低压刀开关和低压熔断器组合而成开关电器，含有刀开关和熔断器双重功效。现在以广泛用于低压动力配电屏中。
因为刀熔开关是由低压刀开关和RT0-100/熔断器组成，所以选择方法为：
刀开关选择：

熔断器选择：

3.5熔体电流计算及熔断器选择
以NO1车间为例，已知NO1支干线，据式（3.1），,且据式（3.2），。由HR-400/34可知该刀熔开关刀开关额定电流为400A,据公式（3.4）得，所以，所以满足要求。又因为依据表3，可得NO1配电箱进线为39.12A，利用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知=2.1×39.12=82.15A,所以选刀熔开关熔断器为RT0-100/100型号。
再以NO11-1-1设备为例，由表1知，，所以
，所以。由这类推，可得NO1各设备，且均小于60A，所以选RL6-60/熔断器（其中熔体电流选择参考《工厂配电设计手册》）。所以选择XL-21-50(改)配电箱。见表4.

配电箱
设备序号

配电箱型号规格

NO1
1-1-1
7.75
16.28
60/20

XL-21-50(改)
RT0-100/100
1-1-2
7.75
16.28
60/20
1-1-3
7.75
16.28
60/20
1-1-4
7.75
16.28
60/20
1-1-12
7.75
16.28
60/20
1-1-13
7.75
16.28
60/20
1-1-14
7.75
16.28
60/20
1-1-15
7.75
16.28
60/20
由上述得，HR-400/34一样适合NO2，利用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知=2.1×32.50=68.25A,所以选刀熔开关熔断器为RT0-100/100型号。且求各设备均小于60A，所以选RL6-60/熔断器，选择XL-21-50(改)配电箱。见表5.

配电箱
设备序号

配电箱型号规格

NO2
1-1-5
4.16
8.74
60/20

XL-21-50(改)
RT0-100/100
1-1-6
4.16
8.74
60/20
1-1-7
17.76
37.30
60/40
1-1-8
5.87
12.33
60/20
1-1-16
5.87
12.33
60/20
同理，HR-400/34一样适合NO3，且求各设备均小于60A，利用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知=2.1×86.21=181.04A,所以选刀熔开关熔断器为RT0-200/200型号。所以选RL6-60/熔断器，选择XL-21-50(改)配电箱。见表6.

配电箱
设备序号

配电箱型号规格

NO3
1-1-9
17.13
35.97
60/40

XL-21-50(改)
RT0-200/200

1-1-10
18.20
38.22
60/40
1-1-11
18.20
38.22
60/40
1-2-1
11.63
24.42
60/25
1-2-2
18.20
38.22
60/40
1-2-3
15.31
32.15
60/35
1-2-10
11.63
24.42
60/25
1-2-11
14.07
29.55
60/30

同理，HR-400/34一样适合NO4，利用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知, 所以选刀熔开关熔断器为RT0-200/120型号。且求1-2-13设备为67.75A，大于60A，所以，选RT0-100/熔断器，选择XL-21-43(改)配电箱。见表7.

配电箱
设备序号

RT0-/
配电箱型号规格

NO4
1-2-12
12.31
32.15
100/40

XL-21-43(改)
RT0-200/120
1-2-13
32.26
67.75
100/80
1-2-14
14.71
30.89
100/40
同理，HR-400/34一样适合NO5，利用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知=2.1×57.56=120.88A,所以选刀熔开关熔断器为RT0-200/150型号。且求各设备均小于60A，所以选RL6-60/熔断器，选择XL-21-50(改)配电箱。见表8.

配电箱
设备序号

配电箱型号规格

NO5
1-2-4
15.31
32.15
60/35

XL-21-50(改)
RT0-200/150
1-2-5
5.87
12.33
60/20
1-2-6
11.91
23.82
60/25
1-2-7
11.91
23.82
60/25
1-2-8
11.91
23.82
60/25
1-2-15
11.91
23.82
60/25
1-2-16
5.87
12.33
60/20
1-2-17
5.87
12.33
60/20
同理，HR-400/34一样适合NO6，用公式（3.5）、（3.6）、（3.7），知=2.1×87.24=183.20A,所以选刀熔开关熔断器为RT0-200/200型号。且求1-1-17、1-2-9设备均为87.15A，大于60A，所以，选RT0-100/熔断器，选择XL-21-43(改)配电箱。见表9.

配电箱
设备序号

RT0-/
配电箱型号规格

NO6
1-1-17
41.51
87.17
100/10

XL-21-43(改)
RT0-200/200
1-2-9
41.51
87.17
100/10
1-2-18
5.48
11.51
100/30

课题设计总结
经过一星期设计，我们对工厂供电技术这门课了解更深了。首先简单描述一下供电系统概述：电能是现代大家生产和生活关键能源。电能既易于由其它形式能量转换而来，又易于转换为其它形式能量以供给用。电能输送和分配既简单、经济，又易于控制、调整和测量，利于实现声场过程自动化。所以，电能在工农业生产、交通运输、科学技术、国防建设等各行各业和人民生活方面得到广泛应用。工厂供电，就是指工厂所需电能供给和分配问题。
我们这一小组一共有八个人， 大家齐心协力，分工合作。首先我们设计课题是：《某机械厂金工车间配电系统设计》，在整个设计任务中我负责用CAD画出车间配电系统图并做合适修改。我们每个人分工清楚，然后努力完成自己分配到任务，即使每个人分配到任务全部不简单，但我们还是很好完成了。就说我任务吧，一开始我不会画CAD车间配电系统图，于是用画图板画了一张，结果画出来效果很差，就这么，一夜努力白费了。于是，第二次我开始用CAD边学边画，碰到不会画图或线段我就到网上查询方法，又一个夜晚过去了，我最终画出了另大家满意CAD车间配电系统图。即使过程很简单，不过对我自己来说意义却很大。在以后日子里，我会以知难而上，百折不挠为座右铭来时刻激励自己克服困难！

参考文件
1.刘介才编.《工厂供电》（第4版）.北京：机械工业出版社，
2.刘介才主编.《工厂供电简明设计手册》.北京：机械工业出版社.1993
3.李宗纲、刘玉林、施慕云、韩春生编著.《工厂供电设计》.长春：吉林科学技术出版社，1985
4.中国航空工业计划设计研究院等编.《工业和名用配电设计手册》.北京：水利电工出版社，1994
5.工厂常见电气设备手册编写组编著.《工厂常见电气设备手册》（上、下册）.中国电力出版社，1997
6.工厂常见电气设备手册编写组编著.《工厂常见电气设备手册》（上、下册补充本）.水利电子出版社，1998
7.王国君主编.《电气制图和读图手册》.北京：科学普及出版社，1995