【正文】 ． 82 2． 4 扇 風(fēng) 機(jī) 2 1 6000 K T 800 2/1 800 0． 87 0． 82 2． 2 壓風(fēng)機(jī) 1 6000 K T 300 5/3 900 0． 86 0． 86 0． 2 地 面 低 壓 1 380 C 1350 1250 0． 76 0． 82 0． 05 機(jī)修廠 3 380 C 450 450 0． 60 0． 75 0． 3 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 綜 采 車 間 3 380 C 480 480 0． 70 0． 78 0． 6 洗煤廠 2 380 K 1200 0． 76 0． 84 0． 5 大汪村 3 380 K 450 0． 80 0． 80 2． 5 排水泵 1 6000 C X 680 12/4 2720 0． 86 0． 86 0． 8 井 下 低 壓 2 660 C X 2600 0． 72 0． 78 礦井年產(chǎn)量： 110 萬(wàn)噸 井筒深度： ， 服 務(wù) 年 限： 100 年 該礦井為地下水豐富礦井。 礦區(qū)凍土帶厚度為 ，變電所土質(zhì)為粘土 。 兩回 35kV 架空電源線路長(zhǎng)度： l1=l2=6km。 兩回上級(jí) 35kV 電源出線斷路器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t1=t2=3s。 本所 35KV 電源母線最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗 : minXx = (Sj =100MVA)。 本所 35KV 電源母線最小行方式下的系統(tǒng)電抗 : maxXx = (Sj =100MVA)。 井下 6KV 母線上允許短路容量 : Sdy =50MVA。 電費(fèi)收取辦法：兩部 電 價(jià)制，固定部分按最高負(fù)荷收費(fèi)； 井下 6KV 電纜（不含下井電纜）總長(zhǎng)度 : caL =20km 本所 6KV 母線上補(bǔ)償后功率因數(shù)要求值： y639。cos? = 最熱月室外最高氣溫月平均值： Cm ??42? 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均值 : Cm ??30? 最熱月土壤最高氣溫月平均值 : C??26? 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 2 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 負(fù)荷分級(jí)與負(fù)荷曲線 供電負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求 根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對(duì)人身和設(shè)備安全的影響，電力負(fù)荷通常可分為三個(gè)等級(jí)： 一級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來(lái)極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。井花溝礦屬于國(guó)有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級(jí)負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn) 造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)）允許由一回架空線路供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。 井花溝礦屬于比較重要的工業(yè)部門，其供配電采用三條進(jìn)線，下設(shè)三個(gè) 35kv 的電力變壓器，平常用一臺(tái)主變，當(dāng)?shù)叵滤S富的春夏季一般采用兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。 負(fù)荷曲線 年最大負(fù)荷：就是指一年中典型日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn) 3次的最大工作班負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即 30min 內(nèi)消耗電能最大 時(shí)的平均負(fù)荷。并分別用符號(hào) maxP 、maxQ 、 maxS 表示年有功、無(wú)功和視在最大負(fù)荷。 年最大負(fù)荷小時(shí)是這樣一個(gè)假想時(shí)間，電力負(fù)荷按照年最大負(fù)荷 maxP 持續(xù)運(yùn)行 maxT時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗電能。如圖 22所示，年最大負(fù)荷maxP 延伸到 maxT 的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能 pA 。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)： PAT pd e f ma xma x ， h （ 21） 式中 pA —— 全年消耗的有功電能， 。 而一般計(jì)算礦用最大負(fù)荷利用小時(shí)可以用公式近似計(jì)算： 5m ax 1504 WT ? （ 22） 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 其中 W既為礦井年產(chǎn)煤量（萬(wàn)噸 /年），井花溝礦年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為 90 萬(wàn)噸，實(shí)際年產(chǎn)量 106 萬(wàn)噸。為兩班制企業(yè)，按公式 22計(jì)算其年耗電量為 4000 小時(shí)左 右。 礦井用電負(fù)荷計(jì)算 設(shè)備容量確定 將不同工作制的銘牌功率換算為統(tǒng)一的功率。 電動(dòng)機(jī) 1）長(zhǎng)期工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在 2 小時(shí)以上者）的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)的額定容量。 2）短時(shí)工作制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在 10分鐘至 2 小時(shí)范圍內(nèi)）的電動(dòng)機(jī)按電動(dòng)機(jī)的額定容量確定。如 此類電動(dòng)機(jī)正常不使用（事故或檢修時(shí)用）支線上的負(fù)荷按額定容量確定；干線上的負(fù)荷可不考慮。 3） 反復(fù)短時(shí)工作制（運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為反復(fù)周期地工作，每周期內(nèi)的接電時(shí)間不超過(guò) 10分鐘者）的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)暫載率為 25%時(shí)的額定容量確定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定容量不是 25%的暫載率時(shí)，應(yīng)按下式換算 ： eeeen PPP ??? 225 ?? (23) 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 式中 nP —— 換算的額定容量，千瓦； eP —— 與某一暫載率相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)銘牌功率，千瓦； e? —— 與 eP 相對(duì)應(yīng)的暫載率； 25? —— 換算的暫載率，既 25%。 需用系數(shù)的含義 以一組用電設(shè)備來(lái)分析需用系數(shù) dK 值的含義。設(shè)該組用電設(shè)備有 n 臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其額定總?cè)萘繛?NeP （ kw）。則當(dāng)此用電設(shè)備組滿載運(yùn)行 時(shí)需從電網(wǎng)接用容量 ?NeNe PP ? ； KW （ 24） 式中 NeP —— 用電設(shè)備從電網(wǎng)吸收容量， KW； ? —— n 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的加權(quán)平均效率， ??????ni ninNnNNPPPP12211 . . . . . . ???? （ 25） 然而 n臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行的可能性很小。我們可以定義同時(shí)運(yùn)行系數(shù) siK 量全部電動(dòng)機(jī)的總額定容 的總和行的電動(dòng)機(jī)的額定容量在最大負(fù)荷期間投入運(yùn)?siK 本次設(shè)計(jì)所需用席數(shù)按照參考質(zhì)料均已記入表中 需用系數(shù)法計(jì)算電力負(fù)荷 在確定了容量后可以按需用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷 1） 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為 ： ?? ndca PKP KW ?tan?? nca PQ KVA 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 22 cacaca QPS ?? KVA )3( ncaca USI ? A （ 2－ 6） 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 該用電設(shè)備組的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷； ?nP —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量， KW nU —— 額定電壓， V tan? —— 功率因數(shù)角的正切值 caI —— 該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流， A dK —— 需用系數(shù) 2） 多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或礦井變電所低壓 母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) siK 。具體計(jì)算公式如下： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( i=1， 2， 3…… .m ?? ??mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ? 22 cacaca QPS ?? )3( ncaca USI ? (27) 式中 caP 、 caQ 、 caS —— 為配電干線或變電站低壓母線有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷； siK —— 同時(shí)系數(shù) m —— 為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù) 。 nU —— 該干線或低壓母線上的額定電壓， V caI —— 該干線變電站低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷電流， A dK —— 需用系數(shù) dK 、 i?tan 、 inP? —— 分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設(shè)備容量 。 根據(jù)要求及需用系數(shù)負(fù)荷計(jì)算公式，分別計(jì)算礦用負(fù)荷 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 1） 主井提升機(jī) (公式 26) eP =1400kw dK = cosφ = tanφ =tan(artcosφ )= 10P = dK eP = 1400=1218kw Q10= 10P tanφ=1218 = S10=P10／ cosφ= 210210 QP ? =1176/=1450kva I10=S10/ 3 UN=1450kva/ 6000= 2) 副井提升機(jī) eP =1000kw dK = cosφ= tanφ =tan(artcosφ )= 20P = dK Pe= 1000=850kw Q20= 20P tanφ=850 =593kva S20= 20P ／ cosφ= 220220 QP ? =850/=1036kva I20=S20/ 3 UN=1036/ 6000=99a 3) 扇風(fēng)機(jī) 1 eP =800kw dK = cosφ= tanφ =tan(artcosφ )= 30P = dK Pe= 800=696kw Q30= 30P tanφ=696 =485kva S30= 30P ／ cosφ= 230230 QP ? =696/=848kva I30=S30/ 3 UN=848/ 6000=81a 4) 扇風(fēng)機(jī) 2 eP =800kw dK = cosφ= tanφ =tan(artcosφ )= 40P = dK Pe= 800=696kw Q40= 40P tanφ=696 =485kva S40= 40P ／ cosφ= 240240 QP ? =696/=848kva I20=S20/ 3 UN=1060/ 6000=81a 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 5)壓風(fēng)機(jī) eP =300kw dK = cosφ= n=3 ? eP =3 300=900kw tanφ =tan(artcosφ )= 50P = dK Pe= 900=774kw Q50= 50P tanφ=774 =540kva S50= 50P ／ cosφ= 250250 QP ? =774/=943kva I50=S50/ 3 UN=943/ 6000=90a 6） 排水泵 eP =680kw dK = cosφ= n=4 ? eP =4 680=2720kw tanφ=tan(artcosφ)= 60P = dK Pe= 2720=2339kw Q50= 60P tanφ=2339 =1388kva S60= 60P ／ cosφ= 260260 QP ? =2399/=2789kva I60=S60/ 3 UN=2789/ 6000=268a 這樣井下 6kv 低壓母線上（不包括排水泵）低壓母線有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷、負(fù)荷電流如下 ： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1176＋ 850＋ 696＋ 696＋ 774=3538kw ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ?=+593+485+485+540=2882kva 22 cacaca QPS ?? =4563kva )3( ncaca USI ? =4563/ 6000＝ 439a 同理可得 380v 線上各負(fù)荷的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷、負(fù)荷電流以及（表2－ 1） 380v 線上的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷、負(fù)荷電流： 35kv 供電系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 表 21 設(shè)備名稱 caP caQ caS 地面低壓 1026 716 1251 機(jī)修廠 270 243 363 綜采車間 336 270 431 洗煤廠 912 731 1169 大汪村 360 270 450 井下低壓 20xx 1617 2584 ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1026＋ 270＋ 336＋ 360＋ 912=2904k