电气工程课程设计-某机械加工厂照明供电系统的电气设计

东北石油大学课程设计2012年7月18日东北石油大学课程设计任务书课程电气工程课程设计题目某机械加工厂照明供电系统的电气设计　　　专业电气工程及其自动化姓名学号主要内容对机械加工厂照明供电系统进行设计线路电压为220/380V，对机械加工厂的各部分进行照明供电，根据各照明分系统的特点及作用，分别对其进行相应的供电和铺设线路，线路允许电压损耗为

2.5%各照明分系统灯具的选择、数量、安装方式、安装位置，线路的敷设方式、部位以及照明线路保护装置的选择都可根据机械加工厂各部分用电负荷的实际情况进行设计考虑到工厂的生产发展，可依照安全可靠、技术领先、经济合理的理念进行设计参考资料

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[3]江文许慧中.供配电技术[M].北京机械工业出版社2003．

[4]张桂香.机电类专业毕业设计指南[M].北京机械工业出版社2005．

[5]王健明苏文成.供电技术[M].西安电子工业出版社2004．完成期限

2012.

7.10至

2012.

7.18指导教师专业负责人2012年7月9日目录TOC\o1-2\h\z\uTOC\o1-2\h\z\u1设计要求12机械加工厂照明供电系统的介绍

12.1工厂电气照明的实际情况

12.2工厂电气照明的概述

32.3工厂的应急照明23工厂照明平面布线的设计

43.1工厂电气照明平面布线图

43.2工厂照明平面布线图上各设备的标注54工厂照明供电系统导线截面的选择85继电保护系统的设计工厂照明系统保护装置的选择116结论11参考文献131设计要求

（1）根据本机械加工厂照明用电负荷的实际情况，考虑到工厂生产的安全可靠、技术领先、经济合理等要求，确定工厂各部分的照明需求

（2）确定机械加工厂各部分照明的用途

（3）确定灯具的种类、数量、安装方式、安装位置

（4）确定线路的敷设方式和部位

（5）选择适当的照明供电系统导线的截面

（6）选择适当的照明线路保护装置

（7）绘制并设计系统相应部分的电路图样2机械加工厂照明供电系统的介绍

2.1工厂电气照明的实际情况本次设计的机械加工厂厂区照明平面布置情况如图

2.1所示

2.2工厂电气照明的概述工厂的电气照明，按照明地点分，有室内照明和室外照明两大类按照明方式分，有一般照明和局部照明两大类一般照明是不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置的照明局部照明是为满足某些部位（如工作面）的特殊需要而设置的照明例如机床上的工作照明和工作台上的台灯等多数车间都采用由一般照明和局部照明组成的混合照明按照明的用途分，有正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等其中正常照明是指在正常情况下所使用的照明

2.3工厂的应急照明工厂的应急照明（曾称事故照明）指因正常照明的电源发生故障后而启用的照明应急照明又分备用照明、安全照明和疏散照明备用照明是用以确保正常活动继续进行的应急照明安全照明是用以确保处于潜在危险之中的人员安全的应急照明疏散照明是用以确保安全出口通道能被有效的辨认和应用、使人安全撤离的应急照明应急照明的电源，应区别于正常照明的电源应急照明的供电电源宜按下列之一选用1）独立于正常供电电源的发电机组2）蓄电池组3）供电电网中有效的独立于正常电源的馈电线路4）应急照明灯自带直流逆变器5）当装有两台及以上变压器时，应与正常照明的供电干线分别接自不同的变压器，如图

2.2所示6）仅装有一台变压器时，应与正常照明的供电干线自变电所的低压屏上或母线上分开，如图

2.3所示应急照明的正常电源在故障停电时宜实行备用电源自投入（APD），如图

2.4所示当正常电源停电时，接触器KM1因失电而跳开，其常闭触器KM11-2返回闭合，使时间继电器KT通电动作其延时闭合触点KT1-2经

0.5s后闭合，使接触器KM2通电动作，其主触点闭合，从而投入备用电源KM2的常开触点KM23-4同时闭合，保持KM2线圈通电动作状态，同时其常闭触点KM21-2断开，切断时间继电器KT的回路，其触点KT1-2断开，同时KM25-6断开，切断KM1的回路3工厂照明平面布线的设计

3.1工厂电气照明平面布线图电气照明平面布线图主要表示照明线路及其控制保护设备和灯具等的平面相对位置及相互联系的一种施工图样，是照明工程施工、竣工验收和维护检修的重要依据该配变电所采用XRML10-B203型照明配电箱（带漏电保护断路器）控制，装在值班室靠低压配电室一侧的墙上，由低压配电室来电该配电箱有三条单相线路一路至变压器室，一路至低压配电室，另一路至值班室、高压配电室和高压电容器室进线采用BV-500-1╳6mm2五根，TN-S制，出线采用BV-500-1╳

2.5mm2三根穿钢管敷设变压器室采用GC1-E型弯杆灯，每盏灯装60W白炽灯泡一个安装高度离地

2.5米，用单极平开关控制高压配电室和高压电容器室均采用GC1-A型工厂配照型灯，每盏灯装100W白炽灯一个灯具为管吊式，安装在顶棚上，安装高度离地

3.5米，均采用单极三线双控开关控制低压配电室采用两盏YG2-1型荧光灯和一盏GC1-A型工厂配照型灯荧光灯装40W日光灯管一支，配照灯装60W白炽灯一个灯具均采用链吊式，安装在顶棚上，安装高度距地3m日光灯和白炽灯分别采用单极三线双控开关控制此外，为便于低压配电屏后面维修，在屏后墙上安装两盏GC1-E型弯杆灯，每盏灯装60W白炽灯泡一个，安装高度距地

2.5m，采用单极平开关控制值班室采用三盏YG2-1型荧光灯，每盏灯装40W日光灯一支，链吊式，安装在顶棚上安装高度距地3m，采用单极三线双控开关控制工作桌上另装台灯在配变电所外侧各门的水泥遮雨挡板上均装有JXD5-2型吸顶灯，每灯装60W白炽灯一个，采用防水拉线开关控制考虑维修及生活等临时用电，各房间均装设有一定数量的电源插座由于高压配电室与值班室相通，高压配电室未装设电源插座注意，所有开关均应装设在相线上，这相线也就是“受控线”

3.2工厂照明平面布线图上各设备的标注在平面布线图上，对配电设备、线路和照明灯具等的规格型号、数量、安装位置及安装方式应按规定格式进行标注配电设备一般标注格式为a或a-b-c（3-1）当需要标注引入线时，则配电设备的标注格式为（3-2）式中，a为设备编号；b为设备型号；c为设备的额定容量kW；d为导线型号；e为导线根数；f为导线截面积（mm2）；g为导线敷设方式线路的标注格式为（3-3）式中，a为线缆编号；b为型号；c为线缆根数；d为电缆线芯数；e为线芯截面（mm2）；f为PE、N线芯数；g为PE、N线芯截面（mm2）；i为线缆敷设方式；j为线缆敷设部位；h为线缆敷设安装高度（m）上述字母如无内容可省略照明灯具的标注格式为（3-4）式中，a为灯数；b为灯具型号或编号；c为每盏灯具的灯泡数；d为灯泡容量（W）；e为灯泡安装高度（m），“—”表示吸顶安装；f为安装方式；L为光源种类线路敷设方式的标注如表3-1所示表3-1线路敷设方式的标注序号名称文字符号英文名称旧符号1穿焊接钢管敷设SCRuninweldedsteelconduitG2穿电线管敷设MTRuninelectricalmetallictubingDG3穿硬塑料管敷设PCRuninrigidPVCconduitVG4穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷设FPCRuninflameretardantsemiflexiblePVCconduit—5电缆桥架敷设CTInstalledincabletray—6金属线槽敷设MRInstalledinmetallicraceway—7塑料线槽敷设PRInstalledinPVCraceway—8钢索敷设MSupportedbymessengerwireS9穿聚氯乙烯塑料波纹电线管敷设KPCRunincorrugatedPVCconduit—10穿金属软管敷设CPRuninflexiblemetalconduit—11直接埋设DBDirectburying—12电缆沟敷设TCInstalledincabletrough—13混凝土排管敷设CEInstalledinconcreteencasement—线路敷设部位的标注如表3-2所示表3-2导线敷设部位的标注序号名称文字符号英文名称旧符号1沿或跨梁（屋架）敷设ABAlongoracrossbeamL2暗敷在梁内BCConcealedinbeamLA3沿或跨柱敷设ACAlongoracrosscolumnZ4暗敷在柱内CLCConcealedincolumnZA5沿墙面敷设WSOnwallsurfaceQ6暗敷设在墙内WCConcealedinwallQA7沿天棚或顶板面敷设CEAlongceilingorslabsurfaceTP8暗敷设在屋面或顶板内CCConcealedinceilingorslab—9吊顶内敷设SCERecessedinceiling—10地板或地面下敷设FInfloororgroundDA灯具安装方式的标注如表3-3所示表3-3灯具安装方式的标注序号名称文字符号英文名称旧符号1线吊式、自在器线吊式SWWiresuspensiontypeX2链吊式CSCatenarysuspensiontypeL3管吊式DSConduitsuspensiontypeG4壁装式WWallmountedtypeB5吸顶式CCeilingmountedtype—6嵌入式RFlushtypeR7顶棚内安装CRRecessedinceiling—8墙壁内安装WRRecessedinwallB9支架上安装SMountedonsupport—10柱上安装CLMountedoncolumn—11座装HMHoldermounting—4工厂照明供电系统导线截面的选择由于照明负荷的电流一般比较小，但电压偏差对照明质量的影响非常显著，因此照明线路的导线通常先按允许电压损耗选择，再校验发热条件和机械强度

（1）均一照明线路导线截面的选择按允许电压损耗选择导线截面的公式为（4-1）式中，C为计算参数；为线路中负荷功率矩之和（）按上式计算的结果，取相近偏大的标准截面，并校验发热条件和机械强度

（2）有分支照明线路导线截面的选择这里介绍按有色金属消耗量最小条件来确定导线截面的方法该方法也以满足允许电压损耗条件为前提，并要满足发热条件和机械强度的要求略去推导，按允许电压损耗选择有分支照明线路干线截面的近似公式为（4-2）式中，为计算线段及后面与其导线根数相同的各线段的功率矩之和；为由计算线段供电而导线根数与计算线段不同的分支线的功率矩；为功率矩换算系数，见表4-1；为由计算线段供电而导线根数与之不同的所有分支线的功率矩换算值之和；C为计算系数；为从计算线段首端起至整个线路末端止的允许电压损耗对线路额定电压的百分值表4-1功率矩换算系数值表干线分支线换算系数干线分支线换算系数代号数值代号数值三相四线单相

1.83两相三线单相

1.33三相四线两相三线

1.37三相三线两相三线

1.15应用上述近似公式进行计算时，应从靠近电源的第一段干线开始，依次往后选择计算各线段的导线截面计算出导线截面后，应选取相近而偏大的标准截面，以弥补上述公式简化而带来的误差每段导线截面均应按发热条件和机械强度进行校验在某段线路的导线截面选定以后，就可按下式计算该段线路的实际电压损耗4-3在计算下一段线路的导线截面时，其允许电压损耗应减去前面线路的电压损耗即4-4其余依此类推，直至将所有分支线导线选出为止机械加工厂照明供电系统各段线路的导线截面如图

4.1所示线路电压为220/380V，允许电压损耗为

2.5%导线全采用BV-500型铜芯塑料线穿硬塑料管（PC）敷设，环境温度为+25℃

（1）计算各段线路的功率矩AB段BC段BD段BE段EF段EG段EH段

（2）选择AB段的导线截面及穿线管径因此AB段的相线选为6mm2，中性线也选为6mm2相线的允许载流量而实际电流为

9.4A，故满足发热条件的要求允许最小截面为

1.5mm2，因此也满足机械强度要求相应地选硬塑料管

（3）计算AB段线路的电压损耗及B点以后的允许电压损耗故

（4）选择BC、BD、BE各段的导线截面及穿线管径因此BC段的相线和中性线均选为

2.5mm2校验发热条件和机械强度，均满足要求选硬塑料管因此BD段的相线和中性线均选为

2.5mm2校验发热条件和机械强度，均满足要求选硬塑料管因此BE段的相线和中性线均选为4mm2校验发热条件和机械强度，均满足要求选硬塑料管

（5）计算BE段线路的电压损耗及E点以后的允许电压损耗故

（6）选择EF、EG、EH各段的导线截面及穿线管径考虑到机械强度要求，EF段的相线和中性线截面均选为

2.5mm2校验发热条件，也满足要求选硬塑料管因此EG段的相线和中性线截面均选为

2.5mm2也都满足发热条件和机械强度要求选硬塑料管因此EH段的相线和中性线均选为

2.5mm2，也都满足发热条件和机械强度要求选硬塑料管5工厂照明供电系统保护装置的选择照明供电系统可采用熔断器或低压断路器进行短路或过负荷保护考虑到各种不同光源点燃的启动电流不同，因此不同光源的保护装置电流也有所区别，如表5-1所示表5-1照明线路保护装置的选择保护装置类型保护装置电流／照明线路计算电流白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金属卤化物灯高压汞灯高压钠灯RL1型熔断器

11.3～

1.

71.5RC1A型熔断器

11.0～

1.

51.1带热脱扣器低压熔断器

11.11带瞬时脱扣器低压熔断器666必须注意；用熔断器保护照明线路时，熔断器应安装在不接地的相线上，而在PE线和PEN线上，不允许装设熔断器用低压断路器保护照明线路时，其过电流脱扣器应装设在不接地的相线上6结论1．机械加工厂高压配电室靠近工厂的进线端，有利于对工厂的整体照明供电进行控制；每个车间都带有变电室，使各车间的照明供电具有独立性，在单个车间供电出现问题时对工厂的正常生产影响最小，极大地降低供电故障所带来的损失2．本设计根据工厂内的照明供电的特点及位置，合理的选择线路的敷设方式和敷设位置，减少输电线的使用量，同时降低了因线路敷设错误而产生的电路故障、电路火灾等风险，便于工厂电力工作人员的日常巡视和排除故障3．本设计对工厂的应急照明进行了深入的研究计算，并列举了由两台变压器交叉供电和由一台变压器单独供电的照明供电系统以及应急照明的控制回路，使工厂全体职工在紧急情况下能够快速撤离4．本设计对工厂照明所使用的灯具种类以及灯具安装方式都做了细致的阐述，使工厂能够以最小的照明供电量、最环保节能的方式完成最全面最有效的照明5．本设计对工厂照明供电的导线截面进行研究，从而计算该段线路的实际电压损耗对照明供电系统的保护装置进行一一列举，有利于选择工厂照明供电保护的最优解参考文献

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2009.东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称工厂供电课程设计题目名称某机械加工厂照明供电系统的电气设计学生姓名学号指导教师姓名职称讲师教授序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值54答辩能正确回答指导教师所提出的问题30总分评语指导教师年月日课程电气工程课程设计题目某机械加工厂照明供电系统的电气设计院系电气信息工程学院电气工程系专业班级电气1班学生姓名学生学号指导教师北仓库警卫室高压配电室车间变电室车间变电室1号装配车间2号装配车间金工车间应急通道图

2.1机械加工厂厂区照明平面图动力动力应急照明应急照明工作照明工作照明图

2.2应急照明由两台变压器交叉供电的照明供电系统动力动力应急照明图

2.3应急照明由一台变压器供电的照明供电系统备用电源工作照明工作照明工作照明动力图

2.4采用APD的应急照明控制回路KM1A应急照明备用电源正常电源ABBCCNABCNKM1KM2KM2KTKTKM2KM2KM2KM1QF1QF2QF3应急照明应急照明1122123456图

3.1高压配电所及其附设2号车间变电所的照明平面布置图

5555150.

30.

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20.244444444F10G

301.5EB

500.5kW

0.5C203020DA60m图

4.1机械加工厂照明供电系统。