工厂供电课程设计1

课题名称 两室一厅供配电 所在院系 机械电子工程学院 班 级 14自动化1班 学 号 114040200118 姓 名 徐 荣 指导老师 邵 龙 安 时 间 2017—05—07

景德镇陶瓷大学

目录

一、引言......................................

二、方案设计..................................

2.1 两室一厅平面图............................

2.2初步供电方式...............................................................................

三、导线的选择................................................................

3.1 计算负荷的方法............................................................................. 3.2 选择合适的导线............................................................................

四、断路器的选择............................................................

4.1 估算短路及相关参数...................................................................... 4.2 选择断路器及其参数....................................................................

五、原理图........................................................................

引言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于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，减轻工人的劳动强度，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

电力是现代社会重要的基础工业与公用事业，但供应能力缺少、运营难以继续、不行安全安稳等电力供应保证问题始终是一个世界性难题。

新的“翻一番”方针展现了将来中国电力开展的巨大空间。但咱们也应清醒地看到，目前中国电力开展中还存在着若干深层次问题，只要经过进一步深化改革，有效调整电力开展方法，才干更好地解决电力供应保证这一世界性难题，更好地服务于国家经济社会开展全局。咱们要依照十八大提出的“五位一体”总体布局、全部建成小康社会精神需要，明确中国电力的开展方法转型方向：

一是协调发展。党的十八大指出，新的“翻一番”方针，有必要建立在开展的平衡性、协调性、可继续性明显增强的基础上。电力工业计划巨大，出资巨大，系统性、全体性需要十分高。中国电力在高速开展的过程中，体系机制还存在若干不适应生产力开展的问题。例如，建造计划及工业政策系统性不强、商场买卖格式不平衡、公司继续运营艰难等。有必要经过继续深化电力体系改革，进一步提高电力工业开展的协调性。 二是责任发展。党的十八大需要，推进城乡一起昌盛，加大对老少边穷区域的扶持力度，经过改善民生来扩大内需，维护调和安稳。电力是完成新农村建造、城乡一体化开展、根本公共服务均等化任务的重要范畴。目前，中国仍有380万左右无电人口，农村电网的出资、办理、质量、服务还遍及落后于城市，特别是当地电力保证还缺少权责对等的可继续机制。因而，有必要充分调集中央、当地、公司、政府等各方积极性，完成电力责任开展。 三是绿色发展。党的十八大将“生态文明建造”归入“五位一体”总体布局，明确提出推动能源生产和消费革命。中国每年所采煤炭55%以上用于发电，电力消费能源在一次能源占比中超越40%，对生态环境造成的影响不容忽视，低碳减碳的国际政治压力也越来越大。但中国电力系统总体能效仍然不高，节能减排首要依靠行政手段，经过商场完成资源优化装备的方针没有完成，特别是需要巨大的社会潜力远未有效调集起来，清洗高效绿色开展负重致远。

四是智能发展。党的十八大提出坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化路途，增强创新驱动力，构建现代工业新体系，培养经济开展新优势。随着第三次工业革命初露端倪，电力系统是“信息化和工业化深度融合”的核心环节，智能能源网技术及相关工业有望从眼前的国际竞赛热门开展为将来最大的经济增长点。在这一范畴，中国与发达国家站在同一起跑线上，某些环节不乏一定竞赛优势。但咱们也面对工业商场割据、出资政绩激动、管制能力缺少等困扰。科技创新、智能开展已成为中国电力工业的一种历史责任。

方案设计

2.1 两室一厅平面图

图2.1 两室一厅CAD平面效果图

2.2 初步供电方式

图2 空间布线图

导线的选择

3.1 计算负荷的方法

供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。 计算负荷是按发热条件选择导线和电器设备的依据，并有如下关系：

PjSP30Pmax QjSQ30Qmax SjSS30Smax

1、 设备容量的确定

用电设备铭牌上都标有设备的额定功率．用“PN”表示。但是由于备用电设备的额定工作条件不同，如有长期工作的、有短时工作的，因而在进行负荷计算时，不能把这些铭牌上的额定功率简单直接地相加，必须首先换算成统一规定的工作制下的额定功率，把这个额定功率称作“设备容量”，用“Pe”表示。

(1) 长期工作制和短时工作制的设备容量就是设备的铭牌额定功率，即

PePN

(2)断续周期工作制的设备容量是将某负荷持续率下的铭牌额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。

2、需用系数法

用电设备组的计算负荷，是指用电设备级从供电系统中取用的半小时最大负荷

PcaPC,Kd假设用电设备组的设备容量为Pe，它指用电设备组所有设备(不含备用设备)

的额定容量之和。由于用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不可能都同时满负荷，同时设备本身存在有功率损耗，因此，用电设备组的有功计算负荷应为：

Pηη1 caK∑KLPe/

其中，K∑为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；KL为设备的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比：η为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时的输出功率与取用功率之比；ηl为配电线的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首端功率之比。令K∑KL/ηηl=Kd，

Kd称为需要系数

（1）单组设备计算负荷

当分组后同一组中设备台数>3台时，计算负荷应考虑其需要系数，即：

PcKdPNi ScPc2Qc2 i1n

Qc=Pctanφ Ic =式中 ΣPN —— 总设备功率，单位kW

Kd ——需用系数

Sc 3UrPc ——计算有功功率，单位为kW

Qc ——计算无功功率，单位kvar Sc ——计算视在功率，单位kVA

tanφ ——功率因数角的正切值

Ur ——电气设备额定电压，单位kV Ic ——计算电流，单位A

当每组电气设备台数3时，考虑其同时使用率非常高，将需用系数取为1，其余计算与上式公式相同

（2）多组设备的计算负荷

当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时，先将每一组都按上述步骤计算在各自负

荷曲线上不可能同时出现，以一个同时系数来表达这种不同时率，因此其计算负荷为：

PcK∑pKdPNi PcK∑pKdPNi

i1i1nnScPc2Qc2 Ic =Sc 3Ur式中 K∑p——有功同时系数，对于配电干线所供范围的计算负荷，K∑p 取值范围一般

都在0.8～0.9；对于变电站总计算负荷，K∑p取值范围一般在0.85～1

K∑q——无功同时系数，对于配电干线所供范围的计算负荷,K∑q取值范围一般

都在0.93～0.97；对于变电站总计算负荷，K∑q取值范围一般在0.95～1

3、二项式法 （1）二项式系数

二项式系数认为计算负荷由两部分组成，一部分是由所有设备运行时产生的平均负荷

bPN，另一部分是由于大型设备的投入产生的负荷cpx，x为容量最大设备的台数

其中，b，c称为二项式系数。二项式系数也是通过统计得到的

（2）负荷计算的二项式法 用二项式法进行负荷计算时的步骤与需用系数法相同，是用二项式系数时计算公式如下：

1) 单组用电设备组中设备台数≥3台时的计算负荷为：

Pc =bPNicpx

i1n2) 多组用电设备组的计算负荷为：

Pc =（bjPNij）+(cpx)max

j1ni1mnQc =（bjPNijtanφj）+(cpx)maxtanφ

j1i1m式中 j——用电设备组序号，j=1，2，3„..，m

cpx——各组中该部分最大值。

住宅配电，需用系数一般为0.55~0.75。 但实际上，目前住宅设计往往设置许多用电器，每户安装容量大得有些离谱，所以取0.5以下也没有问题。

以一个家庭为例，在使用高峰期夏季下班后下午5：30-8：30或6：30-9：30常用负荷为：空调1800W（3小时），电热水器1500W（1.5小时），电饭煲（或电磁炉）800-1200W（1小时），彩电100W（3小时），实际用电功率合计：约为4.13-4.5KW。 住宅需要系数的内涵有以下三层意思：

A．每一户的设计用电点（设备）在使用时（指峰值负荷），仅占总数的一部分，一般在0.6-0.8(a因素)之间。

B．就每一台用电设备而言（如空调、冰箱、洗衣机、电磁炉、电饭煲等），其输出功率因温度设置、负荷大小不同达不到额定值，输出功率一般在0.8-0.9(b因素)之间。

C．每栋住宅（负荷计算单位）内，各户实际用电量有差异，部分住户达不到最大用电量。还有个别家庭因出差、旅游和闲置时，用电量为零，所以它们存在着可调节性和互补性。比如：50%住户为大负荷，40%住户为一般负荷，10%家庭负荷为0，此时，用电量仅为全部大负荷电量的0.7；(加权系数值)我们把它介定在0.7-0.8(c因素)之间。

以上三个因素之积，就决定了住宅配电中需要系数Kx值的结果。绝对不能达到0.75-1。它的下限值为：0.6×0.8×0.7=0.33，中间值为：0.7×0.85×0.75=0.44，上限值为：0.8×0.9×0.8=0.57。不难看出设计中参照Kx＞0.7的取值偏大。输电线路的导线与导线之间、导线与大地之间也形成电容，当电压加在输电线上时，即使线路不接负载，也有电容电流流过，称为充电功率。高电压长线路和较长的电缆线路，需要计算线路的电容和充电功率。

3.2 选择合适的导线

最大电流就是导线允许通过的最大安全电流．除了短路时会有大量的电流通过导线使之产生高热外，在正常情况下，电流通过导线时，导线会发热．如果发出的热量超过某一限度，导线外面绝缘层就会受到损坏，就很有可能引发火灾．为了不使导线通过电流时发热太厉害，如何选择导线的截面积就具有很大的实际意义．

导线的选配：电线应选用2.5mm2以上的铜质绝缘电线或铜质塑料绝缘护套线，保险丝要使用铅丝，严禁使用铅芯电线或使用铜丝做保险丝。施工时要使用三种不同颜色外皮的塑质铜芯导线，以便区分火线、零线和接地保护线，切不可图省事用一种或两种颜色的电线来完成整个工程。

进户线是按每户用电量及考虑今后发展的可能性选取的，每户用电量为4kW~5kW，电表为5(20)A，进户线为BV一3×10mm²;每户用电量6kW~8kW，电表为15(60)A，进户线为BV一3×16mm²，每户用电量为10kW，电表为20(80)A，进户线为BV一2×25+1×16。这样选择既可满足要求又留有一定的裕量。户配电箱各支路导线为：照明回路为BV-2×2.5mm²，普通插座回路为BV一3×2.5mm²，厨房回路、空调回路均为BV一3×40 mm²。

铜芯线电流密度一般环境下可取4~5A/mm²。住宅内常用的电线截面2.5 m㎡、4 m㎡、6 m㎡等。另外住宅电气电路一定选用铜导线，因使用铝导线会埋下众多的安全隐患，住宅一旦施工完毕，很难再次更换导线，因此，不安全的隐患会持续多年。

居民家庭用的保险丝应根据用电容量的大小来选用。如使用容量为5安的电表时，保险丝应大于6安小于10安；如使用容量为10安的电表时，保险丝应大于12安小于20安，也就是选用的保险丝应是电表容量的1.2~2倍。选用的保险丝应是符合规定的一根，而不能以小容量的保险丝多根并用，更不能用铜丝代替保险丝使用。

例如客厅：应为8支路线：包括电源线（2.5mm2铜线）照明线（2.5mm2铜线）、空调线（4mm2铜线）、电视线（馈线）、电话线（4芯护套线）、电脑线（5类双脚线）、对讲器或门铃线（可选用4芯护套线，备用2芯）、报警线（指烟感，红外报警线，选用8芯护套线）。

断路器的选择

4.1 估算短路及相关参数

1、首先计算各分支电流的值

2、总负荷电流即为各分支电流之和；知道了分支电流和总电流，就可以选择分支断路器及总闸断路器、总保险丝，总电表以及各支路电线的规格，或者验算已设计的这些电气部件的规格是否符合安全要求；还有：为了确保安全可靠，电气部件的额定工作电流一般应大于2倍所需的最大负荷电流；此外，在设计、选择电气部件时，还要考虑到以后用电负荷增加的可能性，为以后需求留有余量； 计算负荷

/kw 计算电流/A 主开关额定电流/A 电能表容量/A 进户线规格 复式楼 8 43 90 20（80） BV-3*25mm2 高级住宅 6.7 36 70 15(60) BV-3*16mm2

120m2以上住宅 5.7 31 50 15(60) BV-3*16mm2

80m2~120m2住宅 3 16 32 10(40) BV-3*10mm2

一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种式电阻性负载，一种是电感性负载。

对于电阻性负载的计算公式：P=UI

对于日光灯负载的计算公式：P=UIcosф，其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。 不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。 也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦，则最大电流是 I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A)

但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数，公用系数一般0.5。所以，上面的计算应该改写成

I=P*公用系数/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A)

也就是说，这个家庭总的电流值为17A。则总闸空气开关不能使用16A，应该用大于17A的。 根据以上方法及计算来确定总断路器和各个分支的断路器的大小。

4.2 选择断路器及其参数

断路器，全称自动空气断路器，也称空气开关，是一种常用的低压保护电器，可实现短路、过载等功能。

断路器在家庭供电中作总电源保护开关或分支线保护开关用。当住宅线路或家用电器发生短路或过载时，它能自动跳闸，切断电源，从而有效的保护这些设备免受损坏或防止事故扩大；

家庭一般用二极（即2P）断路器作总电源保护，用单极（1P）作分支保护；

断路器的额定电流如果选择的偏小，则断路器易频繁跳闸，引起不必要的停电，如选择过大，则达不到预期的保护效果，因此家装断路器，正确选择额定容量电流大小很重要。

1、住户配电箱总开关断路器选择双极63A小型断路器（2p|63A）。 2、厨房回路选择20A单级断路器（1p|20A）。 3、卧室1回路选择28A单级断路器（1p|28A）。 4、卧室2回路选择28A单级断路器（1p|28A）。 5、卫生间回路选择20A单级断路器（1p|20A）。 6、客厅回路选择16A单级断路器（1p|16A）。

原理图

图3 两室一厅原理图