【文章內(nèi)容簡介】 計算負荷目的 計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導 線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷重要性。 計算負荷方法 目前負荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法 ,前二種方法在國內(nèi)設計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)法計算用電設備組的負荷時，應將性質(zhì)相同的用電設備劃作一組，并根據(jù)該組用電設備的類別，查出相 應的需用系數(shù) xK ，然后按照表一給出的公式求出該組用電設備的計算負荷。此設計采用的是需用系數(shù)法來對電力負荷計算的。 礦井用電負荷計算 多個用電設備組的計算負荷：在配電干線上或礦井變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或礦井變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一個同時系數(shù)siK ， ，具體計算公式如下 ： ?? ?? mi indisica PKKP 1 )( i=1， 2， 3…….m (11) 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 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、無功、視在功率計算負荷； siK ―― 同時系數(shù)； m ―― 為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設備總數(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算負荷電流， A； dK ―― 需用系數(shù)； dK 、 i?tan 、 ?inP ―― 分別對應于某一用電設備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設備容量。 根據(jù)要求及需用系數(shù)負荷計算公式，分別計算礦用負荷 (1)主井提升機 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 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)扇風機 1 eP =1600kw dK = cosφ= 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 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)扇風機 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)壓風機 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 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 6 這樣井下 6kv 母線上母線的有功、無功、視在功率、負荷電流如下： ?? ?? 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 母線上各負荷的有功、無功、視在功率以及負荷電流 .6kv以及 380v 母線上的有功、無功、視在功率、負荷電流見 (表 1－ 2)： 表 12 負荷計算結果匯總表 設備名稱 caP （ kW） caQ （ kvar） caS （ AkV? ） caI （ A） 主井提升機 1848 副井提升機 1360 807 1581 152 扇風機 1 1408 扇風機 2 1408 壓風機 1408 排水泵 3400 376 地面低壓 1170 817 1427 機修廠 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、無功、視在功率、負荷電流如下： ?? ?? 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 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 7 A9 7 7 5 kV22 ???? cacaca QPS 這樣可求得變電所總的有功功率為 18360kW，無功功率為 12309kvar?？紤]同時需用系數(shù) Ks ，有功功率取 ，無功功率取 ，得：總的有功功率為 14688kW，總的無功功率為 11078kvar。計算可得功率因數(shù)約為 ，需用電容器補償。 功率因數(shù)的改變 經(jīng)計算全礦功率因數(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。這樣電能損耗和導線截面增加，提高了電網(wǎng)初期投資的運行費用。電流增大同樣會引起電壓損失的增大。為了減少電能轉化的損耗，降低投資，一般采用電力電容器進行補償。 需要電容器的容量： Qc＝ Pz（ 1tan? － 2tan? ） (15) 式中 , Qc—— 補償電容器的容量，單位： kvar； Pz—— 總有功功率，單位： kW； 21 ???? 計算可知， 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 利用電力電容補償容量為： Qc＝ 120 53＝ 6360kvar 補償后變電所總無功功 率： Qz＝ 110786360=4718kvar 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 8 補償后的功率因數(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。滿足無功功率的補償要求。 主變壓器的選擇 變壓器臺數(shù)選定原則 ，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。 三臺變壓器。 ，其變壓器基礎 宜按大于變壓器容量的 1— 2 級設計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 選擇變壓器臺數(shù)時 ,應考慮以下因素： ，對供有大量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。 ，鄰近又無備用電源聯(lián)絡線可接 ,或季節(jié)性負荷變化較大時 ,宜采用兩臺變壓器。 ，應視其負荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當負荷超過 320KVA 時，任何距離都應裝設變壓器。 變壓器容量選擇原則 ，變壓器的額定容量應滿足全部用電設備計算負荷的需要。 ，每臺變壓器的額定容量應同時滿足以下兩個條件： ，應滿足全部一、二級負荷的需要； ，宜滿足全部用電容量設備 70%的需要。 70%~ 80% 為宜，以提高運行率。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 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 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算） 由此計算， 35 千伏母線總負荷為： 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 取最大有功負荷年利用小時數(shù) 4800max ?T 小時，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 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 10 第 2 章 供電系統(tǒng)的確定與短路計算 主接線的設計原則和要求 在設計電氣主接線時，應使其滿足供電可靠，運行靈活和經(jīng)濟等項基本要求。 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要求。在研究主接線時，應全面地看待以下幾個問題：可靠性的客觀衡量標準是運行實 踐，估價一個主接線的可靠性時，應充分考慮長期積累的運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設計技術規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結。設計時應予遵循。主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設備和二次設備）的可靠性的綜合。因此主接線設計，要同時考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響?？煽啃圆⒉皇墙^對的，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所則可能還不夠可靠。因此，評價可靠性時，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，均從以下幾方面考慮：斷路器檢修時，能否不影響供電。線路 、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。變電站全部停運的可能性。靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。①調(diào)度靈活，操作簡便：應能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào) 配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。②檢修安全：應能方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。③擴建方便：應能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投 入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設備等所需的改造最少。經(jīng)濟性：在滿足技術要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。①投資省：主接線應簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關等一次設備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和電纜投資；要適當限制短路電流 ,以選擇價格合理的電器設備；在終端或分支變電站中，應推廣采用直降式 (110/610KV)變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。②占地面積小：電氣主接線設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和