基于MATLAB的工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真運(yùn)行研究摘要隨著社會(huì)對(duì)于工業(yè)技術(shù)水平的需求的提高，科技發(fā)展水平的不斷提高，引領(lǐng)著機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展，這便要求我們提高機(jī)械加工廠的電力系統(tǒng)水平和一體化進(jìn)程。供配電系統(tǒng)的主要目的是保證機(jī)械加工工廠生產(chǎn)效率的提高，通過對(duì)本次加工廠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高了機(jī)械生產(chǎn)各個(gè)過程的生產(chǎn)效益。在本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)中，我首先在網(wǎng)上查閱了關(guān)于機(jī)械加工工廠的有關(guān)資料，了解機(jī)械加工的生產(chǎn)流程，廠房的布局、負(fù)荷的種類，然后根據(jù)需要系數(shù)法求出總的負(fù)荷以及功率，接著根據(jù)算出的結(jié)果原則合適的變壓器進(jìn)而畫出總的電氣主接線圖，然后算出35KV、6KV、0.4KV側(cè)的短路電流根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行供配電系統(tǒng)的防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最后利用MATLAB仿真軟件依次進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，調(diào)試以達(dá)到最佳的理想運(yùn)行狀態(tài)，完成機(jī)械加工廠的電力系統(tǒng)自動(dòng)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車間以及生活區(qū)的供配電設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：機(jī)械加工廠；變壓器；；；仿真運(yùn)行目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 緒論當(dāng)前社會(huì)，電能已成為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中最主要的技術(shù)支持和生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?，電能從產(chǎn)生到發(fā)展包含了發(fā)電、輸電、變電、用電等幾個(gè)環(huán)節(jié)，在電能的傳輸與分配方面，我們發(fā)現(xiàn)電能既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)又特別方便控制與調(diào)節(jié)，進(jìn)而我們可以看出電能對(duì)于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)以及工業(yè)化的生產(chǎn)起著重大而又關(guān)鍵的作用。本次畢設(shè)的論文課題為機(jī)械加工工廠的電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是以工廠供電課程為理論依據(jù)，通過對(duì)曾經(jīng)學(xué)過的理論、實(shí)踐專業(yè)課知識(shí)進(jìn)行的一套詳細(xì)匯總，總結(jié)出在工廠電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，我們必須遵循經(jīng)濟(jì)、安全的設(shè)計(jì)原則，確保設(shè)計(jì)出質(zhì)量和性價(jià)比高的供配電設(shè)備，以防止當(dāng)工廠監(jiān)管、保護(hù)等保護(hù)措施存在問題時(shí)，給工廠的經(jīng)濟(jì)與效率造成損失。它是一個(gè)由相互連接的機(jī)器組成的龐大系統(tǒng)，以極高的可靠性向終端用戶傳輸電力然而，無論是在結(jié)構(gòu)上還是在功能上，電力系統(tǒng)都在經(jīng)歷著巨大的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變主要是由于各種不同的發(fā)電來源的出現(xiàn)，從大型風(fēng)電場(chǎng)到屋頂光伏發(fā)電。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于社會(huì)對(duì)更可持續(xù)和更有效的能源組合的渴望，這往往表現(xiàn)為各級(jí)政府的政策倡議。為了實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)計(jì)劃所設(shè)定的目標(biāo)，需要將可變的可再生資源納入電力系統(tǒng)。這種整合被證明是重要的，原因有兩個(gè)為了描述當(dāng)前的實(shí)踐，我們簡(jiǎn)要概述了電網(wǎng)。頂層是連接大型發(fā)電機(jī)和變電站的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，底層是將電力從變電站輸送到最終用戶的網(wǎng)絡(luò)。這些層分別稱為傳輸網(wǎng)絡(luò)和分配網(wǎng)絡(luò)。目前，電力系統(tǒng)的主要控制是傳輸網(wǎng)中的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)(如煤電、核電、水電廠和燃?xì)怆姀S)這些生成器是承諾和派遣服務(wù)加載系統(tǒng)中，通常在實(shí)際操作時(shí)間提前一天，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的開/關(guān)和增加約束。根據(jù)上網(wǎng)查閱關(guān)于濟(jì)寧某機(jī)械加工廠的各個(gè)加工車間的用電情況的資料，讓我們對(duì)機(jī)械加工廠的供配電有了初步的分析和系統(tǒng)的了解，提高了電力系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)工廠供配電氣系統(tǒng)的一些能力，幫助我們能夠更好的通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則，增強(qiáng)了專業(yè)知識(shí)的靈活性，更好的將理論應(yīng)用到實(shí)踐，更好的提高對(duì)于專業(yè)課知識(shí)更深層次的理解與研究。在進(jìn)行本次設(shè)計(jì)之前，首先溫習(xí)了以前學(xué)過的《工廠供電》的內(nèi)容知識(shí)，回顧了曾經(jīng)學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)和計(jì)算方法，熟悉了本次設(shè)計(jì)的流程，找到屬于自己的設(shè)計(jì)思路，安裝好本次畢設(shè)所需要的一些軟件，鞏固加強(qiáng)所學(xué)過的知識(shí)，掌握每一步驟所需要的方法，然后又復(fù)習(xí)了曾經(jīng)學(xué)過的CAD軟件和matable軟件的應(yīng)用方法，熟悉了整個(gè)設(shè)計(jì)所需要的流程，加強(qiáng)了對(duì)以前專業(yè)知識(shí)的理解，并且為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了基礎(chǔ)，更加明確了配電系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵核心作用，明確了配電系統(tǒng)在電網(wǎng)中所占的核心地位，以及對(duì)于工廠生產(chǎn)以及生活的重要性，對(duì)于國(guó)家的進(jìn)步以及生產(chǎn)力的提高，因此，機(jī)械加工廠的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照其各個(gè)廠區(qū)和車間的需求、建設(shè)的工程特點(diǎn)以及廠區(qū)未來的擴(kuò)建計(jì)劃用發(fā)展的眼光看待問題，做到兩者的有機(jī)結(jié)合與統(tǒng)一，依照就近原則，根據(jù)所學(xué)負(fù)荷的計(jì)算、變壓器的選擇、以及地區(qū)供電的優(yōu)缺點(diǎn)制定出合格的系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)方案。總之，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活中的最后一次作業(yè)，要用極其認(rèn)真的態(tài)度和清晰的思路去完成它。2機(jī)械加工廠負(fù)荷情況2.1負(fù)荷概述通過參考有關(guān)資料我們清楚的認(rèn)識(shí)到任何一個(gè)工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，我們首要的任務(wù)就是要確定工廠所需的總的供電容量，然后通過我們所學(xué)的知識(shí)精確的計(jì)算出各個(gè)車間的負(fù)荷，合理的確定好與各個(gè)車間相適合的變壓器型號(hào)以及容量，各個(gè)變壓器開關(guān)的大小以及變壓器導(dǎo)體的截面積，從而可以幫助我們達(dá)到本次項(xiàng)目構(gòu)建的經(jīng)濟(jì)性和效率性，這些因素都是本次設(shè)計(jì)電氣技術(shù)人員所要認(rèn)真考慮的。翻看之前的課本，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國(guó)主要有兩種方法計(jì)算用電設(shè)備的負(fù)荷的大小，即我們平時(shí)課堂上經(jīng)常使用的和二項(xiàng)式系數(shù)法，該方法將不同負(fù)荷的需求系數(shù)和同步系數(shù)乘以設(shè)備性能的產(chǎn)出，同時(shí)乘以需要系數(shù)和同步系數(shù)，然后將設(shè)備性能與實(shí)際數(shù)據(jù)相比較，。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，更符合設(shè)計(jì)思路更簡(jiǎn)便的是需要系數(shù)法，下表便是的計(jì)算公式。表2.1負(fù)荷計(jì)算公式有功功率公式無功功率公式視在功率公式計(jì)算電流公式其中：負(fù)荷容量總和：需要系數(shù)：功率因數(shù)：功率因數(shù)正切值：額定電壓2.2負(fù)荷調(diào)查本機(jī)械加工廠有、、、、、、熱處理車間、、、、等總計(jì)12個(gè)車間，另外還有屬于工作人員的行政辦公區(qū)、生活區(qū)、休閑區(qū)等一些生活休閑娛樂區(qū)域，經(jīng)過上網(wǎng)查閱有關(guān)加工廠的一些資料，以及對(duì)于各個(gè)車間中機(jī)器設(shè)備的仔細(xì)選型綜合各個(gè)方面的考量，然后運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)而確定了各個(gè)車間的情況下面是各個(gè)車間的統(tǒng)計(jì)情況如下表所示：表2.2機(jī)加工工廠電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表標(biāo)號(hào)車間1機(jī)加工車間624000.800.850.622鍛工車間618000.550.61.333配料車間616000.800.61.334冷加工車間612000.900.51.735模具車間68000.800.850.626裝配車間621000.800.80.757熱處理車間613000.700.71.028高壓泵房618000.900.750.889空壓站69000.900.71.0210煤氣站69000.900.71.0211成品車間0.38500.700.800.7512維修車間0.38480.750.830.6713辦公區(qū)0.38400.800.830.6714生活區(qū)0.38220.900.870.5515休閑區(qū)0.38250.800.800.72總計(jì)——14985———2.3負(fù)荷計(jì)算機(jī)加工車間:P=2400KW,K=0.8,cos?=0.85,tan?=0.62有功功率：P=PK=2400×0.8=1920KW無功功率：Q=Ptan?=1920×0.62=1190.4Kvar視在功率：S===2259KV·A電流計(jì)算：鍛工車間P=1800KW,K=0.55,cos?=0.6,tan?=1.33有功功率：P=PK=1800×0.55=990KW無功功率：Q=Ptan?=990×1.33=1316.7Kvar視在功率：S===1647KV·A電流計(jì)算：配料車間P=1600KW,K=0.8,cos?=0.6,tan?=1.33有功功率：P=PK=1600×0.8=1280KW無功功率：Q=Ptan?=1280×1.33=1702.4Kvar視在功率：S===2130KV·A電流計(jì)算：冷加工車間P=1200KW,K=0.9,cos?=0.5,tan?=1.73有功功率：P=PK=1200×0.9=1080KW無功功率：Q=Ptan?=1080×1.73=1868.4Kvar視在功率：S===2158KV·A電流計(jì)算：模具車間:P=800KW,K=0.8,cos?=0.85,tan?=0.62有功功率：P=PK=800×0.8=640KW無功功率：Q=Ptan?=640×0.62=396.8Kvar視在功率：S===753KV·A電流計(jì)算：裝配車間:P=2100KW,K=0.8,cos?=0.8,tan?=0.75有功功率：P=PK=2100×0.8=1680KW無功功率：Q=Ptan?=1680×0.75=1260Kvar視在功率：S===2100KV·A電流計(jì)算：熱處理車間:P=1300KW,K=0.7,cos?=0.7,tan?=1.02有功功率：P=PK=1300×0.7=910KW無功功率：Q=Ptan?=910×1.02=928.2Kvar視在功率：S===1299.8KV·A電流計(jì)算：高壓泵房:P=1800KW,K=0.9,cos?=0.75,tan?=0.88有功功率：P=PK=1800×0.9=1620KW無功功率：Q=Ptan?=1620×0.88=1425.6Kvar視在功率：S===2157KV·A電流計(jì)算：空壓站:P=900KW,K=0.9,cos?=0.7,tan?=1.02有功功率：P=PK=900×0.9=810KW電流計(jì)算：無功功率：Q=Ptan?=810×1.02=826.2Kvar視在功率：S===1157KV·A電流計(jì)算：煤氣站:P=900KW,K=0.9,cos?=0.7,tan?=1.02有功功率：P=PK=900×0.9=810KW無功功率：Q=Ptan?=810×1.02=826.2Kvar視在功率：S===1157KV·A電流計(jì)算：成品車間，，，；有功功率：無功功率：視在功率：S===43.1KV·A電流計(jì)算：維修車間，，，；有功功率：無功功率：視在功率：S===43.3KV·A電流計(jì)算：辦公區(qū)，，，；有功功率：無功功率：視在功率：S===38.5KV·A電流計(jì)算：生活區(qū)，，，；有功功率：無功功率：視在功率：S===22.59KV·A電流計(jì)算：休閑區(qū)，，，；有功功率：無功功率：視在功率：S===24.6KV·A電流計(jì)算：綜上所述，利用需要系數(shù)法來計(jì)算出整個(gè)機(jī)械加工廠所需的負(fù)荷，如表所示：表2.3機(jī)械加工廠計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表標(biāo)號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷/KW/Kvar/KVA/A1機(jī)加工車間624000.800.850.6219201190.422592172鍛工車間618000.550.601.339901316.71647158.43配料車間616000.800.601.3312801702.421302054冷加工車間612000.900.501.7310801868.42158207.65模具車間68000.800.850.62640396.875372.46裝配車間621000.800.800.751680126021002027熱處理車間613000.700.701.02910928.21299.81258高壓泵房618000.900.750.8816201425.621572079空壓站69000.900.701.02810826.21157111.310煤氣站69000.900.701.02810826.21157111.311成品車間0.38500.700.800.753525.243.165.412維修車間0.38480.750.830.673624.1243.365.713辦公區(qū)0.38400.800.830.673221.4438.558.414生活區(qū)0.38220.900.870.5519.810.8922.5934.3215休閑區(qū)0.38250.800.800.722014.424.637.3716；—11880.811245.1163581878.2

3無功功率補(bǔ)償及變壓器選擇3.1無功功率補(bǔ)償概述若要滿足整個(gè)機(jī)械加工廠工廠的，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中就需要大量的無功電源來輔助整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中需要我們將電壓穩(wěn)定在一個(gè)正常的水平內(nèi)。3.2無功功率補(bǔ)償計(jì)算高壓側(cè)低壓側(cè)；由無功補(bǔ)償規(guī)范可知，要求的功率因數(shù)，因?yàn)樽儔浩鞅旧砥涞膿p耗相對(duì)于的損耗要小，通常兩者關(guān)系大約為，低壓側(cè)與高壓側(cè)大致相同，我們?nèi)∮?jì)算的功率因數(shù)為。（1）機(jī)械加工廠的高壓側(cè)補(bǔ)足的容量值：取，因此選取型號(hào)為的并聯(lián)電容器，則補(bǔ)償個(gè)數(shù)為：；經(jīng)過補(bǔ)償高壓側(cè)容量：變壓器有功功率的損耗：；變壓器無功功率的損耗：；補(bǔ)償后的高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：；；；補(bǔ)償后的功率因數(shù)：；這一功率因數(shù)滿足要求。（2）機(jī)械加工廠的低壓側(cè)補(bǔ)足的容量值：取，因此選取型號(hào)為的并聯(lián)電容器，則補(bǔ)償個(gè)數(shù)為：；經(jīng)過補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)容量：；變壓器有功功率損耗：；變壓器無功功率損耗：；補(bǔ)償后低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：；；；補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：；這一功率因數(shù)滿足要求。3.3變壓器選擇當(dāng)我們選擇工廠主變壓器時(shí)，要根據(jù)工廠的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)用電器材以及變電所實(shí)際所具有的特點(diǎn)進(jìn)行綜合考量，在本次工廠設(shè)計(jì)中綜合各個(gè)方面考量，我們最后采用的是降壓變電所更符合本次機(jī)械加工廠的設(shè)計(jì)，我們針對(duì)工廠的供電需求分有35KV、6KV、0.38KV三個(gè)電壓等級(jí)，由于本次供電過程設(shè)計(jì)中電力分配的各個(gè)電力指標(biāo)都比較明確，更能確保用電安全。我們初步選定了雙繞組變壓器，并且上網(wǎng)查閱了我國(guó)電力系統(tǒng)雙繞組變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)法則，可以得出以下結(jié)論：我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段我國(guó)變壓器在繞組方面的接線方式一共有兩種，第一種是Ｙ型連接，第二種是△型連接。對(duì)于這兩種連接方式多方面的比較，和反復(fù)推敲琢磨，我們找到了最符合本次畢業(yè)論文主接線設(shè)計(jì)的方法是Yo/Yo/△的這種接線方式，所以本次我們選擇的的中YNd11型最符合本次設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)的低壓側(cè)主變壓器容量為：。并且保留工廠未來對(duì)于擴(kuò)建廠房具有一定的發(fā)展需求。查表選擇6臺(tái)型號(hào)為的主變壓器，使其組合使用。選擇低壓側(cè)主變壓器容量為，查表選擇2臺(tái)型號(hào)為的主變壓器，使其單獨(dú)使用。變壓器參數(shù)如下表所示：表3.1主變壓器參數(shù)表數(shù)量（臺(tái)）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)（KW）(空載)阻抗SG11-4500/3564500YNd1135±5%6.34.32/31.380.48%7%SG11-200/62200YNd116.3±5%0.40.5/2.53.5%4.5%4短路電流計(jì)算4.1短路電流概述短路電流的計(jì)算方法：

（1）的計(jì)算阻抗計(jì)算：；；阻抗計(jì)算：；；阻抗計(jì)算：；；阻抗換算：；。（2）標(biāo)幺值法基準(zhǔn)值的計(jì)算：基準(zhǔn)容量的選?。夯鶞?zhǔn)電壓：；基準(zhǔn)電流計(jì)算：；基準(zhǔn)電抗：；元件標(biāo)幺值：電抗的計(jì)算：；電抗的計(jì)算：；電抗的計(jì)算：；短路電路的計(jì)算：； ；；；三相短路計(jì)算：。4.2短路電流計(jì)算在變電站里面假如有三個(gè)短路點(diǎn)：選取短路點(diǎn)1為：的主變壓器側(cè)選取。選取短路點(diǎn)2為：的主變壓器側(cè)選取。選取短路點(diǎn)3為：的主變壓器側(cè)選取。加工廠的短路線路圖，如下：圖4.1等效線路圖首先確定基準(zhǔn)值：取，，，；則基準(zhǔn)電流為：；；；（2）確定元件標(biāo)幺值為：經(jīng)過查表可以得出，選擇的斷路器值為，因此電抗標(biāo)幺值為：；電力變壓器為：，即，；電抗標(biāo)幺值為：，所以；變電站，如下圖所示：圖4.2等效電路圖K-1點(diǎn)：短路電流的計(jì)算：；；；； ；三相短路容量為：；K-2點(diǎn)：短路電流計(jì)算為：；；；；；三相短路容量為：；K-3點(diǎn)：短路數(shù)值計(jì)算：；；；；；三相短路容量：；短路電流計(jì)算結(jié)果如下表：表4.1短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)三相短路容量4.34.34.3116.5277.812121230.618.12133.36.266.266.26169.454.35

5電氣主接線設(shè)計(jì)5.1電氣主接線概述代表了電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容的整體的一個(gè)設(shè)計(jì)方向。當(dāng)然我們?cè)谠O(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)候也有一些需要注意的設(shè)計(jì)規(guī)則，要確保工廠發(fā)生部分線路電氣發(fā)生故障時(shí)，其他非故障電氣部分可以正常的運(yùn)行，確保工廠的經(jīng)濟(jì)效益和工作人員的安全問題，以及工廠整個(gè)電力負(fù)荷的穩(wěn)定供給。5.2電氣主接線方式電氣主接線想要達(dá)到的工廠需求，就需要滿足一些負(fù)荷不停電需求，在車間設(shè)備發(fā)生故障和不正常運(yùn)行的情況下就要求動(dòng)作要快和輸送的電能滿足工廠需求三方面。同時(shí)主接線圖的設(shè)計(jì)也是整個(gè)工廠電氣設(shè)計(jì)部分的高電壓、大電流等方面的重要組成部分，是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心，在整個(gè)設(shè)計(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位，電氣接線方式直接影響到整個(gè)工廠電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)于工廠的經(jīng)濟(jì)效率。對(duì)于電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)等方面都有積極作用、所以確保設(shè)計(jì)良好的主接線是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，以下是常用的幾種接線方式。這種接線方式具有以下的好處：(1)首先可以保證供電系統(tǒng)的可靠性，并且可以確保并列運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性(2)而且這種接線具有非常好的靈敏度，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，能夠迅速反應(yīng)故障點(diǎn)的位置，具有良好的選擇性，使操作更加簡(jiǎn)單(3)并且該接線方式回路數(shù)比較少，操作簡(jiǎn)單。對(duì)于采用該接線方式的工廠里的變電所通常選用兩條回路輸電的供電線路。(1)單母線接線單母線的接線方式應(yīng)用在供電過程比較簡(jiǎn)單方便、有利于以后企業(yè)擴(kuò)建，而且需要的資金少。(2)雙母線連線此接線方式供電可靠性特別好。調(diào)度也比較靈活，對(duì)于工廠擴(kuò)建比較方便，方便設(shè)計(jì)，但也有許多缺點(diǎn)，例如開關(guān)電器也比較多，在每個(gè)會(huì)路上配電裝置復(fù)雜，占地面積大增加了投資，所以該接線方式不適合一般配電所。(3)橋式接線，所以當(dāng)加工廠采用兩回路進(jìn)線時(shí)，選用此接線方式。(4)線路一變壓器組接線配電裝置也比較簡(jiǎn)單，節(jié)約了建設(shè)所用的投資資金。在本次設(shè)計(jì)中，我們選取是比較合適。上述如下圖所示：圖5.1 圖5.2圖5.3 圖5.4 圖5.5 圖5.6滿足設(shè)計(jì)工廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)以及規(guī)范程度方面，充分考慮到機(jī)械加工廠各個(gè)車間的表5.2圖5.7

6電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備概述電氣設(shè)備的選擇對(duì)于本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，它要求我們要在滿足本次機(jī)械加工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的前提下，根據(jù)機(jī)械加工工廠各個(gè)車間的環(huán)境條件不一樣、所要求的各個(gè)參數(shù)不同，全面的考慮各個(gè)狀況和有可能發(fā)生的故障。來進(jìn)行系統(tǒng)的選出最適合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械加工廠的電氣設(shè)備，保證本次機(jī)械加工廠設(shè)計(jì)方案的可行性，嚴(yán)格依照選擇要求挑選出最適合的電氣設(shè)備，然后對(duì)挑選出的電氣設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)短路情況下的各個(gè)電氣設(shè)備的穩(wěn)定參數(shù)，保證本次設(shè)計(jì)符合規(guī)范。（1）首先要滿足各種各種運(yùn)行要求，并考慮好工廠遠(yuǎn)景的發(fā)展目標(biāo)；（2）而且要按照工廠的，綜合考慮可能受到環(huán)境影響的因素進(jìn)行校驗(yàn)；（3）應(yīng)保持協(xié)調(diào)；（4），方便整個(gè)工廠的運(yùn)行管理要求；（5）我們選用的設(shè)備應(yīng)。的所有相關(guān)的設(shè)備，其中主要包括的是各種各樣的電氣設(shè)備例如：負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、安排設(shè)備。斷路器的主要作用：負(fù)荷開關(guān)的主要作用：隔離開關(guān)的作用：熔斷器的作用：的作用：具有一定比例的二次電流。電壓互感器的作用：低電壓的標(biāo)準(zhǔn)的二次電壓。的校驗(yàn)：不能超過設(shè)備允許的最大值。熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：，不可以超過其現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下的最大值。進(jìn)行和的目的是由于導(dǎo)電元器件本身具有，高壓的狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生大量的熱，最終進(jìn)行熱、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)是更好的為了接觸點(diǎn)在熱能狀態(tài)下仍能保持穩(wěn)定工作而不發(fā)生斷電現(xiàn)象。選擇情況，如下表：表6.1的選擇及性能校驗(yàn)表設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗(yàn)環(huán)境條件其它動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器√√√○○○操作性能負(fù)荷開關(guān)√√○○○操作性能隔離開關(guān)√√○○○操作性能熔斷器√√√○上、下級(jí)間配合電流互感器√√○○○電壓√○二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)母線√○○○注：表中“√”為，“○”為校驗(yàn)項(xiàng)目。在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇了35KV、6KV、0.4KV三種等級(jí)的電壓，綜合車間的工作環(huán)境對(duì)上述電氣設(shè)備進(jìn)行依照標(biāo)準(zhǔn)的選擇，然后測(cè)試短路情況下的電氣設(shè)備的和進(jìn)行分析，判斷出最符合本次設(shè)計(jì)的要求的電氣設(shè)備，進(jìn)而可以得出機(jī)械加工廠電氣設(shè)備最終的選擇結(jié)果。最終結(jié)果如下表所示：表6.2電氣設(shè)備的最終選擇表設(shè)備名稱35KV6KV0.38KV開關(guān)柜JYN1-35KYN2-6PGL2-40斷路器SN10-35I/630SN10-6I/1000DW15-630負(fù)荷開關(guān)FZN12-35/T630FZN12-6/T1000HGL-160隔離開關(guān)GN-35T/600GN-6T/1000熔斷器RW10-35/0.5RW10-6/0.5RM10-15LCZ-35LQJ-10LMZ1-0.5JDZXF9-35JDZJ-6避雷器FZ15-35FZ15-6FZ15-0.38母線LGJ-120LMY-185LMY-40

7繼電保護(hù)選擇7.1繼電保護(hù)的概況我們常用的電流保護(hù)裝置主要有一些斷路器，熔斷器等一些電氣設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，或者短路時(shí)，能迅速切斷電源，保護(hù)整個(gè)電路的安全，防止對(duì)整個(gè)設(shè)備造成損壞，危害人身安全，導(dǎo)致工廠的經(jīng)濟(jì)效率下降，減少不必要的財(cái)產(chǎn)損失，所以為了提高工廠線路供電的穩(wěn)定性，消除潛在因素產(chǎn)生的危害后果。7.2電力線路的保護(hù)方式I段：動(dòng)作比較迅速、速度也比較快、所用時(shí)間短、而且響應(yīng)速度高。II段：確保裝置的安全可靠性和裝置靈敏性較好，但是不能夠很好的對(duì)整個(gè)線路保護(hù)，并且負(fù)荷也會(huì)隨著電源距離的變化而發(fā)生變化。III段：，能夠?qū)φ麄€(gè)線路進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)范圍較廣，總體效果是最好的。圖7.1三段式電流保護(hù)裝置當(dāng)被保護(hù)的范圍內(nèi)中發(fā)生的時(shí)候，和發(fā)生瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)，該裝置觸點(diǎn)閉合，使產(chǎn)生跳閘反應(yīng)，便可以切除短路故障。7變壓器保護(hù)不可避免的出現(xiàn)各種故障以及異常情況，所以我們要對(duì)變壓器添加保護(hù)裝置，以保證整個(gè)設(shè)計(jì)電路安全可靠的運(yùn)行，發(fā)生短路故障時(shí)一般常用、相間短路的后備保護(hù)、等保護(hù)方式。在本次設(shè)計(jì)中，電力系統(tǒng)選擇的護(hù)方式是瓦斯保護(hù)，縱差保護(hù)。對(duì)于車間油箱內(nèi)出現(xiàn)的各種各樣的故障能迅速做出響應(yīng)，而且可以將出現(xiàn)的各種故障及時(shí)消除，雖然這種保護(hù)有許多好處，但是也存在著諸多缺陷，最重要的一點(diǎn)就是不能對(duì)油箱外面的引出線或者套管上出現(xiàn)的故障及時(shí)的做出響應(yīng)。因此該保護(hù)作為唯一的主保護(hù)時(shí)我們需要考慮線路的安全隱患，可以作為短路信號(hào)，本次設(shè)計(jì)采用的時(shí)瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)結(jié)合，以保證運(yùn)行可靠。根據(jù)運(yùn)行原理的要求，將位于兩側(cè)不同依次連接，通過判斷環(huán)路電流的變化來檢驗(yàn)存在的故障，然后迅速做出對(duì)于故障檢驗(yàn)的響應(yīng)，盡可能的縮小故障發(fā)生后所產(chǎn)生的影響。圖7.3變壓器縱差保護(hù)電氣原理圖變壓器縱差保護(hù)電氣原理圖，如下圖所示：圖7.4變壓器縱差保護(hù)電氣原理圖基于以上結(jié)論，該保護(hù)涵蓋了兩側(cè)的所有范圍，即受到保護(hù)的元器件，當(dāng)故障發(fā)生地超出保護(hù)范圍時(shí)，該保護(hù)裝置不發(fā)生動(dòng)作。發(fā)生的時(shí)間和動(dòng)作值上進(jìn)行整合，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)線路的并且能夠及時(shí)的排除故障。

8仿真運(yùn)行9.1仿真運(yùn)行概述本次畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后一步便是仿真運(yùn)行，通過整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行供配電方面的仿真，方便我們通過模擬分析出該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行情況下可能出現(xiàn)的狀況，使得方案的可行性分析更加準(zhǔn)確，使得系統(tǒng)更加安全可靠，通過模擬運(yùn)行的調(diào)試分析可以得出相對(duì)準(zhǔn)確的參數(shù)，幫助我們更加準(zhǔn)確的分析出整個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及時(shí)的改進(jìn)不足，更好的完善整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本次仿真中應(yīng)用的是MATLAB軟件，找到合適的算法從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)的完整的模擬運(yùn)行。Simulink是整個(gè)模塊用于控制理論的仿真設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)過程中起到關(guān)鍵作用，在模擬的過程中我們本次沒有應(yīng)用復(fù)雜的程序，只選取需要的組件進(jìn)行仿真，更改一些組件的參數(shù)，進(jìn)而完善提高整個(gè)系統(tǒng)的性能確保方案在正常狀態(tài)下實(shí)施的可行性，正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，可以幫助我們更直觀的展示出設(shè)計(jì)的整體運(yùn)行，所以該軟件已成為日常應(yīng)用最廣泛的軟件之一。9.2仿真運(yùn)行圖8.2變壓器運(yùn)行仿真圖圖8.3三相正常運(yùn)行時(shí)電壓波形圖8.4三相正常運(yùn)行時(shí)電流波形由上圖可知，電路正常運(yùn)行時(shí)，電壓和電流的波形都為正弦波。圖8.5變壓器短路電流仿真圖8.6單相短路時(shí)電壓波形圖8.7單相短路時(shí)電流波形當(dāng)發(fā)生單相短路時(shí)，相電壓變?yōu)榱?，其他兩相仍為正常的正弦波；發(fā)生故障的相電流激增加，后又漸漸為零，正常路電流不變。圖8.8兩相短路時(shí)電壓波形圖8.9兩相短路時(shí)電流波形當(dāng)發(fā)生兩相短路時(shí)，變?yōu)榱?，其他一相保持不變；兩個(gè)增大大，然后慢慢靠近零，另外一相的電流不變。圖8.10三相短路時(shí)電壓波形圖8.11三相短路時(shí)電流波形上圖可知，三相短路時(shí)，均變?yōu)榱?；變大，然后逐漸衰減變?yōu)榱?。結(jié)論在本次設(shè)計(jì)中對(duì)于遇到的整個(gè)設(shè)計(jì)中的問題，要具體問題具體的分析，當(dāng)然小組的