【正文】 9 二、 按需用系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷 (1)用電設(shè) 備 各組的計(jì)算負(fù)荷 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。 所謂暫載率，是指用電設(shè)備工作時(shí)間與整個(gè)工作周期時(shí)間之比值，用 Jc 表示 Jc＝ggxttt?? 100% (2— 8) 式中 tg—— 工作時(shí)間； tx—— 停歇時(shí)間。這個(gè)功率稱為用電設(shè)備的設(shè)備功率 (或設(shè)備容量 )，并用 PS表示。 求計(jì)算負(fù)荷 一、設(shè)備容量的確定 進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需按性質(zhì)將用電設(shè)備分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備容量 (或稱設(shè)備功率 )。因此 這 種方法計(jì)算簡(jiǎn)便，多用于方案估算、初步設(shè)計(jì)和全廠、大型車間變電所的施工設(shè) 計(jì)。 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 常用的計(jì)算方法有需用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法等。 8 三、 需用系數(shù)和利用系數(shù) 在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常使用需用系數(shù)和利用系 數(shù)，其定義為 需用系數(shù) Kx=Pn (2— 6) 利用系數(shù) KL= Pn (2— 7) 式中 Pn—— 額定功率。除了大量使用電焊設(shè)備的工廠或車間外，一般 ? 值比 ? 值高 10％一 15％左右。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)字，一般工廠負(fù)荷系數(shù)年平均值多 為 ? ＝ 0． 70— 0． 75； ? ＝ O． 76— 0． 82。它是表征負(fù)荷變化規(guī)律的一個(gè)參數(shù)。 在最大工作班內(nèi)，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比稱為負(fù)荷系數(shù)．并用 ??、 分別表示有功 、無(wú)功 負(fù)荷系數(shù) 。 h)。如圖 2— 1(b)所示為平均有功負(fù)荷，其值為用戶在由 0到 t 時(shí)間內(nèi)所消費(fèi)的電能Wp(KW這一概念在計(jì)算電能損耗和電氣設(shè)備選擇中均要用到。 h)； WQ—— 無(wú) 功電 量 (kvar其物理意義是： 如果用戶以年最大負(fù)荷 Pmax持續(xù)運(yùn)行 Tmax小時(shí)所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，那么 Tmax即為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。 所謂最大工作班，是指一年中最大負(fù)荷月份內(nèi)最少出現(xiàn) 2— 3 次的最大負(fù)荷 7 工作班，而不是偶然出現(xiàn)的某一個(gè)工作班。用來(lái)計(jì)算全廠電能需要量、電 能損耗和選 擇無(wú) 功補(bǔ)償裝置等。用與計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。目的是為了合理地選擇工廠各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò) 變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)等。因而，供配電設(shè)計(jì)的第一步．需要計(jì)算全廠和各車 間的實(shí)際負(fù)荷。因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行著 的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不 超過(guò)額定容量的范圍內(nèi)，時(shí)大時(shí)小地變化著。 負(fù)荷計(jì)算目的 在進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料為工藝部門提供的各種用電設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)，如額定容量、額定電壓等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。負(fù) 荷計(jì)算得準(zhǔn)確，使設(shè)計(jì)工作建立在可靠的基礎(chǔ)資料之上，得出的工程設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)合理。 本設(shè)計(jì)的原始資料 電壓等級(jí) 10KV/660V,380V； 設(shè)計(jì)容量 5 擬設(shè)計(jì)安裝五臺(tái)主變壓器； 進(jìn)出線及負(fù)荷情況 (1)、 由礦中央變電所引進(jìn)兩趟 110KV 進(jìn)線； (2)、 變電所 出線 為電纜出線； (3)、 負(fù)荷功率因數(shù)為 左右； 當(dāng)?shù)刈罡邭鉁? 攝氏度，最低氣溫 25 攝氏度，最熱月份平均溫度 攝氏度，變電所所處海拔高度 200M， 污穢程度中級(jí)。地面往井下中央變電所共用 2 趟鎧裝電纜，型號(hào)ZLQP3 70型，長(zhǎng)度 210米。地面有一個(gè)變電所，井下共 2個(gè)變電所。 三井供電由礦區(qū) 110KV變電站雙回路 (架空線號(hào) LGJ120)6KV供電線路供至地面變電所，長(zhǎng)度為 ，全井總裝機(jī)容量 2620KW，其中地面 1120KW，井下 1500KW。中央變電所往戊 2 平臺(tái)變電所用 2 趟電纜，長(zhǎng)度 1400米。地面有一個(gè)變電所，井下兩個(gè)采區(qū)共四個(gè)變電所。其中地面 1890KW，井下4675KW。 10 變電所往 250 變電所用三趟電纜，長(zhǎng)度 779 米。地面有一個(gè)變電所，井下兩個(gè)水平 面共四個(gè)變電所。全井總裝機(jī)容量 11140KW，其中地面 1640KW，井下 9600KW。 一井供電由礦區(qū) 110KV變電站雙回路 (架空線號(hào) LGJ240)6KV供電至一井地面變電所，目前正準(zhǔn)備安裝 3回路。礦區(qū)變電站安裝 2 臺(tái) SFSL1 型和 SFSL6 型 2萬(wàn)千伏安變壓器，主要擔(dān)負(fù)礦區(qū)和附近農(nóng)村用電，平時(shí)一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 同時(shí)得到了 馮博群老師的悉心指導(dǎo)和 其他 同學(xué)的幫忙 ，由于我的水平有限， 在 設(shè)計(jì)中難免有一些錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 本 論 文題目是 《 朝陽(yáng) 礦供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 ，是根據(jù) 朝陽(yáng) 礦 負(fù)荷的特點(diǎn)，就供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容展開說(shuō)明，其內(nèi)容包括電氣主接線方案 的 比較和選擇，負(fù)荷計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，變壓器的選擇，三相短路計(jì)算，母線的選擇和導(dǎo)線的選擇、計(jì)算及校驗(yàn)，設(shè)備的選擇，無(wú)功功率的補(bǔ)償容量的計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償方式的選擇，防雷及接地。 1 目 錄 第一章 緒論 .................................... 4 朝陽(yáng) 礦供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ........................................... 4 本設(shè)計(jì)的原始資料 ............................................. 4 電壓等級(jí) ................................................. 4 設(shè)計(jì)容量 ................................................. 4 進(jìn)出線及負(fù)荷情況 ......................................... 5 ................................................. 5 第二章 負(fù)荷計(jì)算 ................................. 6 負(fù)荷計(jì)算目的 ................................................. 6 負(fù)荷計(jì)算 ..................................................... 6 與負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量 ................................... 6 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 ....................................... 8 求計(jì)算負(fù)荷 ............................................... 8 第三章 電氣主接線選擇設(shè)計(jì) ......................... 14 幾種常用主接線方式比較與選擇 (廠區(qū)供電 )...................... 14 雙母線接線 .............................................. 14 單母線分段接線 .......................................... 14 變壓器的選擇 ................................................ 15 變壓器臺(tái)數(shù)選擇 .......................................... 15 變壓器的選擇計(jì)算 ........................................ 16 第四章 短路計(jì)算 ................................ 19 短路計(jì)算的方法與步驟 ........................................ 19 歐姆法 .................................................. 19 標(biāo)幺值法 ................................................ 19 短路計(jì)算 .................................................... 19 第五章 電氣設(shè)備的選擇 ............................ 23 導(dǎo)線截面的選擇 .............................................. 23 母線的選擇 .................................................. 27 斷路器及隔離開關(guān)的選擇 ...................................... 30 2 斷路器的選擇 ............................................ 30 隔離開關(guān)的選擇 .......................................... 31 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) ...................................... 31 第六章 無(wú)功補(bǔ)償 ................................ 33 功率因數(shù)的基本概念 .......................................... 33 提高功率因數(shù)的方法 .......................................... 33 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式 ........................................ 33 低壓集中補(bǔ)償 ............................................ 33 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算 ............................................ 34 第七章 防雷與接地 ............................... 37 避雷針 ...................................................... 37 避雷針的作用 ............................................ 37 避雷針的裝設(shè)原則 ........................................ 37 避雷器 ...................................................... 38 避雷器的作用 ............................................ 38 避雷器的工作原理 ........................................ 38 保護(hù)接地 .................................................... 38 工作原理 ................................................ 38 適用范圍 ................................................ 39 接地類型 ................................................ 39 第八章 結(jié) 束 語(yǔ) ................................ 40 參 考 文 獻(xiàn) ................................... 41 3 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們本科結(jié)業(yè) 最后一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié) ,它主要考察了我們兩年 多 來(lái)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，是學(xué)習(xí)的深化和升華。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以有力地衡量我們的獨(dú)立思考、自行分析、理論應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作能力。當(dāng)然， 在做畢業(yè) 設(shè)計(jì)的過(guò)程 遇到了許多的困難，為了更好的鞏固所 學(xué)的專業(yè)知識(shí)， 解決 畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn) 題 ，我參考 了 《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《供電技術(shù)》、《電氣工程》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》 、《發(fā)電廠電氣部分》 等書籍 。 4 第一章 緒論 朝陽(yáng) 礦供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 礦區(qū)供電電源為 110KV 雙回路電源，一路由寶 陽(yáng) 變電站采用 LGJ— 150 型鋁絞線供至礦區(qū) 110KV 變電站，線路總長(zhǎng) ，混凝土桿； 另一路由王寨變電站采用 LGJ— 185 型鋁絞線供至礦區(qū)變電站，線 路總長(zhǎng) 。變壓器輸出 6KV供各井使用。 110KV 變電站往西風(fēng)井扇風(fēng)機(jī)房有兩條專用高壓線路。高壓電動(dòng)機(jī)共安裝 30 臺(tái)，最大負(fù)荷 5023KW。地面往井下中央變電所 共用 5 趟鎧裝電纜，型號(hào) ZLQP3 185型，長(zhǎng)度 740 米。 二井供電由礦區(qū) 110KV變電站雙回路 (架空線號(hào) LGJ185)6KV供電線路至地面變電所，長(zhǎng)度為 ，全井總裝機(jī)容量 6565KW。高壓電動(dòng)機(jī)共安裝 5臺(tái)，最大負(fù)荷 2460KW。地面往井下中央變電所共用 2趟鎧裝電纜，型號(hào) ZLQP3 95 型，長(zhǎng)度 900 米。戊 2 平臺(tái)變電所往