煤矿供电第二章

煤矿企业负荷计算变压器的选择任务一煤矿企业负荷计算任务二功率因数的改善任务三变压器的选择功率因数的改善用户变电所及电气设备二次接线任务四用户变电所及电气设备任务五变电所的电气主接线任务六二次接线变电所的电气主接线1（1）用电设备工作制3（3）负荷计算方法2（2）需用系数法（2）会进行负荷计算（1）会进行负荷统计技能点1、长时连续工作制用电设备（补：①解释：热平衡、30分钟、导体通过电流达到稳定温升的时间大约为（3～4）τ，τ为发热时间常数。τ≥10min,（3～4）τ大约就是30min。）铭牌值。②举例：矿山通风机、压风机、照明灯③负荷功率：等于铭牌下的额定功率。2、短时工作制用电设备：（补：①解释：运行时间短，停歇时间长。）容量小可不考虑；容量大的适当考虑。②举例：绞车、电动车③负荷性质。3、断续周期工作制用电设备1）断续周期工作制：周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过10分钟。2）举例:吊车、电焊机一、用电设备工作制%100%1002tttTtNNNNNNNP2%25PPPNNNNNNNNNNcosSP%100PPP一、用电设备工作制二负荷曲线负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形，反映了用户用电的特点和规律。日负荷曲线日负荷曲线：负荷在一昼夜间（0~24h）的变化情况。绘制方法：1.以某个监测点为参考点，在24小时中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成的折线形状，称为折线形负荷曲线。二负荷曲线2.通过接在供电线路上的电度表，每隔一定时间间隔（半小时）将读数记录下来，求出半小时的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的阶梯型负荷曲线。二负荷曲线特点：1.电力负荷是变化的；2.不等于额定功率；3.电力负荷的变化是有规律的。日负荷曲线与横坐标所包围的面积代表全日所消耗的电能。二负荷曲线年负荷曲线年负荷曲线反映负荷全年（8760小时）的变化情况。年负荷曲线分为：年运行负荷曲线：根据全年日负荷曲线间接制成。年持续负荷曲线：要借助一年中有代表性的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。通常用年持续负荷曲线来表示年负荷曲线。二负荷曲线根据典型夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线，按负荷大小依次排列绘制北方：冬日200天，夏日165天南方：冬日165天，夏日200天三与负荷曲线和负荷计算有关的物理量负荷曲线的有关物理量1.年最大负荷和年最大负荷利用小时（１）年最大负荷Ｐmax指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为30分钟最大负荷P30。三与负荷曲线和负荷计算有关的物理量（２）年最大负荷利用小时Ｔmax指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。如图2-4所示，阴影部分即为全年实际消耗的电能。如果以Wa表示全年实际消耗的电能，则有：三与负荷曲线和负荷计算有关的物理量一班制工厂Tmax约为：1800～3000h，两班制工厂Tmax约为：3500～4800h,三班制工厂Tmax约为：5000～7000h，居民用户Tmax约为：1200～2800h。Tmax是反映工厂负荷是否均匀的一个重要参数。Tmax越大，则负荷越平稳。三与负荷曲线和负荷计算有关的物理量年平均负荷是指电力负荷在一年内消耗的功率的平均值。如用Wa表示全年实际消耗的电能，则年平均负荷为：阴影部分表示全年实际消耗的电能Wa，年平均负荷Pav的横线与两坐标轴所包围的矩形面积恰好与之相等。四、需用系数法计算负荷1、单台用电设备的需用系数wldeKK02、成组用电设备需用系数：加权平均效率wnwlsideKKK0n21nn2211wnPPPPPP需用系数：用电设备的实际负荷总容量与其额定总容量的百分比值。同时系数、负荷系数、线路效率、设备效率。形成Kd系数的原因：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个平均效率ηN；用电设备不一定都满负荷运行，因此引入负荷系数KL；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率ηWL；所有用电设备不一定同时运行，故引入一个同时系数K∑。四、需用系数法计算负荷1、单台用电设备的计算负荷1ndecaPKPtanPQcaca22、成组用电设备的计算负荷煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数可查表。NdecaPKPwmcadetanPQwmcacacosPSn21nn2211wnPPPcosPcosPcosPcos3、变电所总负荷的计算原则：１）按逐级计算法确定计算负荷：末—首。考虑同时系数、线路损耗、变压器损耗。２）分组原则：按生产环节、设置地点分。３）分组计算：负荷系数原则。按需用系数法确定计算负荷总容量、需用系数cadePKPcasqQKQ22QPSacNTSS3四、需用系数法计算负荷例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V的电动机30台，其总的设备容量为120kW。试求其计算负荷。解:查A-1表“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，可得Kd=0.16~0.2（取0.18计算），cosφ=0.5，tanφ=1.73。Pc=KdPe=0.18×120=21.6kWQc=Pctanφ=21.6×1.73=37.37kvarSc=Pc/cosφ=21.6/0.5=43.2kVA四、需用系数法计算负荷2019/12/2221‹#›例2-2一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW，其中较大容量电动机有7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机2台共2.4kW；电阻炉1台2kW。试求计算负荷（设同时系数K∑p、K∑q均为0.9）。解：查表A-1可得冷加工电动机：Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tanφ1=1.73Pc1=Kd1Pe1=0.2×50=10kWQc1=Pc1tanφ1=10×1.73=17.3kvar四、需用系数法计算负荷通风机：Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tanφ2=0.75Pc2=Kd2Pe2=0.8×1.2×2=1.92kWQc2=Pc2tanφ2=1.92×0.75=1.44kvar电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量Pc3=Pe3=2kW因为：查表tanφ3＝0，所以Qc3=Pc3tanφ3＝0四、需用系数法计算负荷车间计算负荷为：四、需用系数法计算负荷五、进行负荷统计1、用需用系数法统计负荷时，应先将不同工作制下的用电设备功率换算成统一工作制下的额定功率。2、用电设备的计算负荷。3、统计变电所总计算负荷时，应从供电系统末端开始向电源侧统计。将下级各线路负荷相加后再乘以组间最大负荷同时系数即为本线路的计算负荷。但各最大负荷同时系数的乘积不得小于0.8。1.用电设备工作制分那几种？2.负荷计算的原则是什么？3.根据提供的计算参数进行负荷计算？NO.1（一）功率因数有关基本概念NO.2（二）提高自然功率因数意义和方法NO.3（三）功率因数的补偿方法1、功率因数的概念COSφ=P/S有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。2、无功功率对供电产生的不良影响(1)降低发电机有功功率的输出。(2)降低输、变电设备的供电能力。(3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。一、功率因数的基本概念3、常用到的几种功率因数1）瞬时功率因数——直接测量2）平均功率因数3）最大负荷时的功率因数电费的收取方法：“两部电价制”：基本电价、电度电价（包括调整电价）。COSφ大于等于0.9奖，低于此值罚。4、提高功率因数的意义1）提高电力系统的供电能力2）减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。3）降低供电网络中的功率损耗。4）降低企业产品的成本5、提高自然功率因数的方法1）选：正确的选择、合理的使用电动机和变压器，在条件允许的条件下，尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。2）调：合理选择变压器的容量，尽量空载、轻载运行。3）换：更换设备为节能设备，对大容量，长时工作的矿井通风机采用同步电动机，使其工作在过激状态。6、人工补偿法提高功率因数1）并联电力电容器2）动态无功功率补偿装置又称静止无功补偿器SVC,有特殊电抗器和电容器组成3）同步电动机1、电容器无功容量的计算Qc=Pi(tanφANT－tanφac)3、电容器的补偿方式和联接方式1）电容器的补偿方式（1）单独就地补偿方式：接线、优缺点、适用对象。（2）分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。（3）集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象：6～10kV大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿。2）电容器的联接方式（1）三角形接法（2）星形接法二、功率因数的补偿方法2、电容器（柜）台数的确定需电容器台数：每相所需电容器台数：取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。2NCWnccUUqQN3Nn补偿前后的功率三角形4、无功功率补偿区1）、高压集中补偿2）、低压成组补偿3）、分散就地补偿5、补偿电容器组的接线方式1）、三角形接线2）、星形接线例某工厂的计算负荷为2400kW，平均功率因数为0.67。根据规定应将平均功率因数提高到0.9（在10kV侧固定补偿），如果采用BWF-10.5-40-1型并联电容器，需装设多少个？并计算补偿后的实际平均功率因数。（取平均负荷系数α=0.75）解tan1=tan(arccos0.67)=1.108tan2=tan(arccos0.9)=0.484Qc=Pav（tan1-tan2）=0.75×2400×(1.108-0.484)=1122.66(kvar)n=Qc/Qc1=1122.66/40≈30(个)，每相装设10个。此时：91.0)1200108.1240075.0()240075.0(240075.0)tan()(cos22212ccacacaavavavQPPPSP返回目录1、提高功率因数的意义。2、提高功率因数的方法：a.自然提高。b.人工补偿法（并联电容器法）。3、电容器的选择：选择、接法、位置、放电要求。1.提高自然功率因数意义和方法。2.补偿电容器的选择与安装方法。（2）变压器的经济运行分析方法（1）变压器选择原则知识点一、变压器选择原则2)变电所主变压器容量的确定两台变压器同时工作：两台，一台工作，一台备用。actpactpTNSKcosPKSacTNSSacTNS～S25.115.11、原则：供电安全、可靠、经济为前提，同时考虑发展余地。2、变电所主变压器的选择。1）主变压器台数的确定（1）具有一类负荷的变电所：两台：矿山负荷的80%。（2）只有二、三类负荷的变电所：两台或1台（备用电源）。1）线路的功率损耗2TNTiTPPP2）线路的有功电能损耗3）线路的经济运行线路的电能损耗与经济运行二、线路、变压器的损耗三、变压器的经济运行分析方法1）变压器的有功功率损耗（1）空载损耗（铁损ΔPt）：与变压器的负荷无关。可由空载实验测定。（2）铜损ΔPcu：与负荷电流（或功率）的平方成正比。由短路实验测得。有功损耗：2TNTiTPPP2）变压器的无功功率损耗（1）产生主磁通（产生励磁电流）ΔQU：与负荷无关。与励磁电流（或近似地与空载电流）成正比。（2）消耗在一、二次绕组电抗上的无