【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算負(fù)荷目的 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo) 線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過(guò)早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見(jiàn)正確確定計(jì)算負(fù)荷重要性。 計(jì)算負(fù)荷方法 目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、和利用系數(shù)法 ,前二種方法在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和 ABC 法等 . 常采用需用系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相 應(yīng)的需用系數(shù) xK ，然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。此設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來(lái)對(duì)電力負(fù)荷計(jì)算的。 礦井用電負(fù)荷計(jì)算 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 (11) 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ? (12) 22 cacaca QPS ?? (13) )3( ncaca USI ? (14) 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 (1)主井提升機(jī) 2200kW?eP ?dK ?? ? ? r c c o sta nta n ?? ?? kW184810 ??? ed pKP k v a 2 9 8 4 8t a n1010 ????? ?PQ ????? QPPS ? ???? NUSI (2)副井提升機(jī) 00kW61?eP ?dK ?? ? ? r c c o stantan ?? ?? kW136020 ??? ed pKP Q20= 20P tanφ=1360 =807kvar S20= 20P /cosφ= A1 5 8 1 kV1 3 6 0 / 0 .8 6220220 ???? QP I20=S20/ 3 UN=1581/ 6000=152A (3)扇風(fēng)機(jī) 1 eP =1600kw dK = cosφ= 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 tanφ=tan(artcosφ)= 30P = dK Pe= 1600=1408kW Q30= 30P tanφ=1408 = S30= 30P /cosφ= AkV 1 5 6 4 .4 41 4 0 8 / 0 .9230230 ???? QP I30=S30/ 3 UN= 6000= (4)扇風(fēng)機(jī) 2 eP =1600kw dK = cosφ= tanφ=tan(artcosφ)= 40P = dK Pe= 1600=1408 kW Q40= 40P tanφ=1480 = S40= 40P /cosφ= A1 5 6 4 .4 4 k V1 4 0 8 / 0 .9240240 ???? QP I40=S20/ 3 UN= 6000= (5)壓風(fēng)機(jī) eP =1600kW dK = cosφ= n=1 ? eP =1 1600=1600 kW tanφ=tan(artcosφ)= 50P = dK Pe= 1600=1408 kW Q50= 50P tanφ=1408 = S50= 50P /cosφ= A1 5 6 4 .4 4 kV1 4 0 8 / 0 .9 250250 ???? QP I50=S50/ 3 UN= 6000= (6)排水泵 eP =1000kW dK = cosφ= n=4 ? eP =41000=4000 kW tanφ=tan(artcosφ)= 60P = dK ? eP = 4000=3400kW Q60= 60P tanφ=3400 = S60= 60P /cosφ= A3 9 0 8 .0 5 k V3 4 0 0 / 0 .8 7260260 ???? QP I60=S60/ 3 UN= 6000=376 A 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 這樣井下 6kv 母線上母線的有功、無(wú)功、視在功率、負(fù)荷電流如下： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1848＋ 1360＋ 1408＋ 1408+1408+3400 =10832kW ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ?=1294+807+682+682+682+1927=6074kvar A1 2 4 1 9 k V22 ???? cacaca QPS )3( ncaca USI ? =12419/ 6000＝ 1195A 同理可求得 380v 母線上各負(fù)荷的有功、無(wú)功、視在功率以及負(fù)荷電流 .6kv以及 380v 母線上的有功、無(wú)功、視在功率、負(fù)荷電流見(jiàn) (表 1－ 2)： 表 12 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果匯總表 設(shè)備名稱 caP （ kW） caQ （ kvar） caS （ AkV? ） caI （ A） 主井提升機(jī) 1848 副井提升機(jī) 1360 807 1581 152 扇風(fēng)機(jī) 1 1408 扇風(fēng)機(jī) 2 1408 壓風(fēng)機(jī) 1408 排水泵 3400 376 地面低壓 1170 817 1427 機(jī)修廠 377 385 539 綜采車間 507 517 724 洗煤廠 1200 1058 1600 154 工人村 600 356 698 支農(nóng) 375 281 469 井下低壓 3299 2821 4341 這樣井下 380v 低壓母線上低壓母線的有功、無(wú)功、視在功率、負(fù)荷電流如下： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( ＝ 1170＋ 377＋ 507＋ 1200＋ 600+375+3229=7528kW ?? ?? mi iindisica PKKQ 1 )t a n( ? =817+385+517+1058+356+281+2821=6235kvar 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 A9 7 7 5 kV22 ???? cacaca QPS 這樣可求得變電所總的有功功率為 18360kW，無(wú)功功率為 12309kvar?？紤]同時(shí)需用系數(shù) Ks ，有功功率取 ，無(wú)功功率取 ，得：總的有功功率為 14688kW，總的無(wú)功功率為 11078kvar。計(jì)算可得功率因數(shù)約為 ，需用電容器補(bǔ)償。 功率因數(shù)的改變 經(jīng)計(jì)算全礦功率因數(shù) ?cos ＝ 14688/ 22 1107814688 ? = 若功率因數(shù)偏低，在保證供用電設(shè)備的有功功率不便的前提下，電流將增大。這樣電能損耗和導(dǎo)線截面增加，提高了電網(wǎng)初期投資的運(yùn)行費(fèi)用。電流增大同樣會(huì)引起電壓損失的增大。為了減少電能轉(zhuǎn)化的損耗，降低投資，一般采用電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償。 需要電容器的容量： Qc＝ Pz（ 1tan? － 2tan? ） (15) 式中 , Qc—— 補(bǔ)償電容器的容量，單位： kvar； Pz—— 總有功功率，單位： kW； 21 ???? 計(jì)算可知， 1tan? ＝ , 2tan? = Qc＝ 14688 () =6257kvar 選用 ，額定電壓 ,額定容量 120kvar。 需用電容器的數(shù)量： N=6257/120= 取 53個(gè) 利用電力電容補(bǔ)償容量為： Qc＝ 120 53＝ 6360kvar 補(bǔ)償后變電所總無(wú)功功 率： Qz＝ 110786360=4718kvar 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 補(bǔ)償后的功率因數(shù)： 0 .9 5 2 1)6 3 6 01 1 0 7 8(1 4 6 8 8/1 4 6 8 8c os 22 ????? 滿足要求。 由于煤礦變電所 6 千伏供電采用單母線分段供電方式，電容器分別安裝在一 、二段母線上。滿足無(wú)功功率的補(bǔ)償要求。 主變壓器的選擇 變壓器臺(tái)數(shù)選定原則 ，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。 三臺(tái)變壓器。 ，其變壓器基礎(chǔ) 宜按大于變壓器容量的 1— 2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 選擇變壓器臺(tái)數(shù)時(shí) ,應(yīng)考慮以下因素： ，對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。 ，鄰近又無(wú)備用電源聯(lián)絡(luò)線可接 ,或季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí) ,宜采用兩臺(tái)變壓器。 ，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過(guò) 320KVA 時(shí)，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。 變壓器容量選擇原則 ，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。 ，每臺(tái)變壓器的額定容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： ，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要； ，宜滿足全部用電容量設(shè)備 70%的需要。 70%~ 80% 為宜，以提高運(yùn)行率。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 6kV/380v 變壓器的選擇 據(jù) 380V 低壓母線上的視在功率 22 cacaca QPS ?? =9775KVA, 選用六臺(tái) S91800/6 型變壓器。（此處變壓器自身功率損耗及阻抗較小不作計(jì)算） 由此計(jì)算， 35 千伏母線總負(fù)荷為： 1 4 7 4 3551 4 6 8 8 ?????? ? TcaZj PPP kW 5 3 3 66 1 84 7 1 8 ?????? TzZj Q kvar AkV1567922 ???? ZZZj QPS 全礦年電耗與噸煤電耗 取最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) 4800max ?T 小時(shí)，則年 電耗 nA 為： 7 5 2 5 9 2 0 04 8 0 01 5 6 7 9m a x ???? TPA Zjn 度 則噸煤電耗 tA 為： ??? tAA nt 度 /噸 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 2 章 供電系統(tǒng)的確定與短路計(jì)算 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。在研究主接線時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問(wèn)題：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí) 踐，估價(jià)一個(gè)主接線的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予遵循。主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響?？煽啃圆⒉皇墙^對(duì)的，同樣的主接線對(duì)某所是可靠的，而對(duì)另一些所則可能還不夠可靠。因此，評(píng)價(jià)可靠性時(shí)，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。 通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾方面考慮：斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。線路 、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。變電站全部停運(yùn)的可能性。靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。①調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào) 配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。②檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。③擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過(guò)渡到最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投 入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。①投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過(guò)于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流 ,以選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式 (110/610KV)變壓器，以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓斷路器。②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和