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项目二车间供配电系统分析与设计

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项目二车间供配电系统分析与设计

供配电技术,项目二 车间供配电系统分析与设计,一、教学目标,1)熟悉选择低压供配电系统中常用的电器元件、电气设备的方法。 2)能根据车间的使用性质,设计出简单的供电系统图。 3)认识各种电线电缆,熟悉配电线路的常用敷设方法。,二、工作任务,阅读、分析车间供电系统图及车间照明平面图;设计简单的车间配电系统。,项目二 车间供配电系统分析与设计,模块一 车间供配电系统分析 模块二 车间供配电系统设计,模块一 车间供配电系统分析,一、教学目标 1)能正确分析车间供配电系统线路图。 2)能分析车间配电系统中各配电柜、低压电器的功能。 二、工作任务 某钢厂机修车间的供电系统总配电图如图21所示,请分析车间配电系统的工作原理、各设备主要功能。 三、相关实践知识 (一)车间配电系统分析 1.1配电柜分析,模块一 车间供配电系统分析,它是一台主配电柜(总柜),承担主线的控制功能,其外形尺寸:宽为800mm、深为800mm、高为2200mm。柜内装有一台CW1型抽屉式智能断路器,此断路器的框架电流为3200A,额定电流为2000A。智能式断路器保护功能较全面,可以方便地接通和断开电路,并且在线路发生短路和过电流故障时能断开电路;抽屉式断路器不仅可以省掉隔离开关,而且在更换时也比较方便。,32598H171.eps,模块一 车间供配电系统分析,2.2配电柜分析 它是一台联络柜,用来联络另一配电系统的母线,作为相互间的备用电源,平时处于断开状态。当其他系统由于故障需要用电时,可投入此柜提供电源;或者本系统由于故障进线断电时,可由其他系统向其供电。当由其他线路向其倒送电时,一定要断开1#柜的断路器,才能完成下一步的倒送电。 3.36配电柜分析 它们是四台出线柜,它们各自从母线上引电,然后通过各自的隔离开关和断路器向车间的各个区域供电。断路器采用塑壳式断路器,无电动操作功能,具有短路和过载保护功能。其隔离开关和断路器的额定电流由具体负载的大小决定,柜上设有电流指示。 4.7配电柜分析,模块一 车间供配电系统分析,7配电柜是功率因数补偿柜(简称电容柜),它主要是用来提高电网功率因数,减少配电系统无功功率损耗。本柜主要由以下电器元件组成:在主电路中,有隔离开关(接通或断开主电路)、避雷器(过电压保护)、熔断器(短路保护)、接触器(投切电容器组)、热继电器(过载保护)及电容器(提高功率因数);在二次回路中,主要有电流表(指示电流)、功率因数表(指示功率因数)、功率因数控制器(根据线路功率因数值发出依次投切电容器组控制信号)及转换开关(选择投切电容器的方式,有手动、自动和停止状态)。该补偿柜的具体线路可参考项目四中的模块四。 (二)车间配电系统中常用低压电器的认识 1.低压隔离开关,模块一 车间供配电系统分析,图2-2 常用隔离开关,模块一 车间供配电系统分析,图2-3 常见断路器,2.低压断路器,模块一 车间供配电系统分析,图2-4 常见熔断器,3.低压熔断器,模块一 车间供配电系统分析,图2-5 常见的并联电容器,4.并联电容器,模块一 车间供配电系统分析,图2-6 常见的功率因数控制器,5.功率因数控制器,模块一 车间供配电系统分析,图2-7 常用过电压保护器件,6.避雷器,模块一 车间供配电系统分析,图2-8 常见的转换开关,7.万能转换开关,模块一 车间供配电系统分析,图2-9 常见的电流互感器,8.电流互感器,模块一 车间供配电系统分析,图2-10 常见的电压表、电流表,四、相关理论知识 在低压供电系统中使用的供电方式主要是三相四线制、三相五线制,也就是我们称为的TNC、TNS系统。 1.TN-C系统,9.交流电压表、电流表,模块一 车间供配电系统分析,图2-11 TN-C系统,1)中性点直接接地。 2)只适用于三相负载基本平衡情况。 3)设备的外露可导电部分均接PEN线(通常称为“接零”)。,模块一 车间供配电系统分析,4)由于三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,对地有电压,所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压,因而可对某些接PEN线的设备产生电磁干扰。 5)如PEN线断线,可使接PEN线的设备外露可导电部分带电,而造成人身触电危险。 6)在发生一相接地故障时,线路的过电流保护装置动作,将切除故障线路。 7)TN-C系统干线不能直接使用漏电保护器,需要改成TN-C-S系统(TN-C与TN-S系统的组合),在TN-S部分装漏电保护器。,模块一 车间供配电系统分析,图2-12 TN-S系统,1)中性点直接接地。 2)PE线与N线分开,设备的外露可导电部分均接PE线。 3)由于PE线与N线分开,PE线中无电流通过,因此对接PE线的设备不会产生电磁干扰。,2.TN-S系统,模块一 车间供配电系统分析,4)PE线断开时,正常情况下不会使接PE线的设备外露可导电部分带电,但在有设备发生一相接壳故障时,将使其他所有接PE线的设备外露可导电部分带电,而造成人身触电危险。 5)在发生一相对地短路时,过电流保护装置动作,将切除故障线路。 6)干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而PE线有重复接地,但是不经过漏电保护器,所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。,模块一 车间供配电系统分析,五、拓展性知识 我国的供电原则有哪些要求? (1)我国供电电压和频率 电力公司供电额定电压为:低压供电有单相220V,三相为380V;高压供电有10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV。 (2)新增、增容与变更用电的规定 用户的用电申请及报装接电工作,由电力公司用电管理部门受理,统一对外。,模块一 车间供配电系统分析,(3)供电设计、安装、试验与接电的一般规定 采用高压方式供电的用户,应向电力公司提供下列电气装置的设计文件和资料:电气设计说明、用电负荷分布图、负荷组成和性质、用电功率因数的计算和无功功率补偿方式及容量;高压设备一次接线方式和布置、过电压保护、继电保护和计量装置的方式。 (4)供电质量要求 电力公司供电频率的允许偏差:电网容量在300万kW以上者,为±0.2Hz;电网容量在300万kW以下者,为±0.5Hz。,模块二 车间供配电系统设计,一、教学目标 1)能根据负载情况设计车间低压供配电系统。 2)能正确选择低压配电柜和低压元器件。 二、工作任务 某一机械车间主要进行金属冷加工,其设备资料如图214所示,试设计其供电系统。设计内容包括:供电系统的原理图设计、配电柜的数量选择及主要的低压元器件选择等。,图2-14 某机械车间的设备资料,模块二 车间供配电系统设计,三、相关实践知识 1.车间总电源进线的设计,表2-1 机械车间设备明细表,模块二 车间供配电系统设计,图2-15 车间低压配电柜(箱)布置图,2.低压配电柜数量选择及布置,模块二 车间供配电系统设计,表2-2 车间动力线路的接线方式,3.主配电柜配电回路的确定,模块二 车间供配电系统设计,图2-16 车间主配电柜N0电器元件配置图,5.配电柜内主要电器元件的选择 四、相关理论知识 (一)计算负荷的计算,4.配电柜内主要配置的电器元件,模块二 车间供配电系统设计,1.需要系数法 1)利用需要系数法计算负荷的基本步骤如下: 2)设备容量的计算。 解 1)先求各组的计算负荷: 机床组。查附录表2得Kd=0.180.25(取Kd=0.25), cos=0.5, tan=1.73 通风机组。查附录表2得Kd=0.70.8(取Kd=0.8), cos=0.8, tan=0.75 电动葫芦, 属机加工起重机组。查附录表2得Kd=0.10.15(取Kd=0.15), cos=0.5, tan=1.73, 所以 2) 总的计算负荷(取K=0.95):,模块二 车间供配电系统设计,2.二项式系数法 1)利用二项式系数法计算负荷时,不仅要考虑用电设备组的平均最大负荷,而且要考虑少数大容量设备运行时对总负荷的附加影响。 2)多组用电设备总计算负荷的确定。 解 1)先求各组bPe、cPx及其计算负荷。 机床组。查附录表2得: b=0.14, c=0.5, x=5, cos=0.5, tan=1.73 通风机组 查附录表2得: b=0.65, c=0.25, x=5, cos=0.8, tan=0.75 电动葫芦, 属机加工起重机组 查附录表2得: b=0.06, c=0.2, x=3, cos=0.5, tan=1.73 2) 求总的计算负荷。,模块二 车间供配电系统设计,(二)低压配电电器的选择 1.低压配电电器参数选择原则 1)电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应。 2)电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。 3)电器的额定频率应与所在回路的频率相适应。 4)电器应适应所在场所的环境条件。 5)电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。 6)用于断开短路电流的保护电器,应满足短路条件下的通断能力。 2.低压断路器的选择 (1)低压断路器的类型及选择 1kV以下的断路器称为低压断路器。,模块二 车间供配电系统设计,(2)低压断路器参数的选择 表示断路器性能的主要指标有通断能力和保护特性。,1)低压断路器的额定电流。,2)瞬时或短延时过电流脱扣器的整定电流。,模块二 车间供配电系统设计,图2-17 瞬时脱扣器的安-秒特性曲线,模块二 车间供配电系统设计,3)长延时过电流脱扣器整定电流的确定。,图2-18 三段式保护特性曲线,模块二 车间供配电系统设计,3.低压熔断器的选择 (1)熔断器的分类 1)按结构分,熔断器的结构型式与使用人员有关,因此可分为: 专职人员使用的熔断器(主要用于工业场所),主要有:刀形触头、螺栓连接、圆筒形帽及偏置触刀等几种熔断器。 非熟练人员使用的熔断器,主要用于家用和类似用途的熔断器。 2)按分断范围分: 3)按使用类别分: “G”类:一般用途的熔断体,即保护配电线路用。 “M”类:保护电动机回路的熔断体。 “Tr”类:保护变压器的熔断体。,模块二 车间供配电系统设计,(2)熔断器的选择方法 对于照明等冲击电流很小的负载,熔体的额定电流IRD等于或稍大于电路和实际工作电流I。,解 支路熔断器熔体的电流可以分别选择为20A、40A、10A 、5A。,模块二 车间供配电系统设计,表2-3 导线可长期允许的负荷电流I与熔断器电流、断路器脱扣器整定电流、关系表,4.隔离电器(刀开关等)的选用 (1)装设要求 当维护、测试和检修设备需要断开电源时,应装设隔离电器;当线路有双电源供电或有备用电源,需要进行电源转换时,应装设隔离电器。 (2)选择步骤 首先根据线路的电压和计算电流,确定隔离电器的额定电压和额定电流,额定电压要大于线路的最高工作电压,额定电流要大于流过的最大工作电流。,模块二 车间供配电系统设计,5.低压配电电器选择时应考虑的环境因素 (1)多尘环境 多尘作业工业场所的空间含尘浓度的高低随作业的性质、破碎程度、空气湿度及风向等不同而有很大差异,所以在选择电器时,应考虑空间含尘浓度,选择相应防护等级的封闭电器。 (2)化学腐蚀环境 在化学腐蚀环境,应根据腐蚀环境类别的不同,选择具有防腐功能的电器。 (3)高原地区环境 我国低压电器各类标准都是适用于海拔2000m及以下地区,超过2000m时由于空气压力和空气密度下降,空气温度降低,空气绝对湿度减小,对低压电器的使用会带来一定的影响。,模块二 车间供配电系统设计,(4)热带地区环境 1)热带气候条件对低压电器的影响:由于空气高温、高湿、凝露及霉菌等作用,电器的金属件及绝缘材料容易腐蚀、老化,绝缘性能降低,外观受损。 2)由于日温差大和强烈日照的影响,密封材料易产生变形开裂,熔化流失,导致密封结构的损坏,绝缘油等介质受潮劣化。 3)低压电器在户外使用时,如受太阳辐射,其温度升高,将影响其载流量。 (5)爆炸和火灾危险环境 在爆炸和火灾危险环境,电器应选择符合国家规定的防爆电气设备。 1)根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求,选择相应的电气设备。,

注意事项

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