Transcript 第二章 - 甘肃煤炭工业学校网站

任务二
任务一
煤矿企业
负荷计算
补偿电容器
的选择与安装
煤矿企业
负荷计算
补偿电容器
的选择与安装
任务三
变压器
的选择
变压器的选择
1
2
3
（1）
用电设备
工作制
（2）
需用系数
法
（3）
负荷计算
方法
技 能 点
（1）
会进行负
荷统计
（2）
会进行负
荷计算
一、用电设备工作制
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

t
t
 100% 
 100%
T
t  t2
PN  PN
PN  PN 
N
N
 PN 
 2PN   N

25%
N
N
 PN
 PN   N  SN cos N  N

100%
二、需用系数法
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。
2、成组用电设备需用系数：
1、单台用电设备的需
用系数
加权平均效率
K de 
K de 
Kl0
 w
wn 
K si K l 0
 w wn
P11  P22      Pn n
P1  P2      Pn
三、负荷计算方法
2
1
1、单台用电设备
的计算负荷
Pca  K de  Pn
Qca  Pca  tan 
2、成组用电设备
的计算负荷
煤矿各组用电设备的需用系
Pca  K de  PN
数和加权平均功率因数可查
表。Qde  Pca tanwm
S ca 
cos  wn 
Pca
cos  wm
P1 cos 1  P2 cos  2      Pn cos  n
P1  P2      Pn
3
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
P  K P Q  K sq Qca

de
ca
S   P2  Q2
S NT  S ac
四、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
NO.2
NO.3
（一）
（二）
（三）
功率因
数有关
基本概
念
提高自然
功率因数
意义和方
法
功率因
数的补
偿方法
一、提高自然功率因数意义和方法
1、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
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。
2、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。
二、功率因数的补偿方法
1、电容器无功容量的计算
Qc=Pi(tanφANT－tanφac)
如图2-1
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。
N
n
3
N 
Qc
 UW
q nc 
U
NC





2
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
补偿前后的功率三角形
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。
知识点
（1）
变压器选
择原则
（2）
变压器的
经济运行
分析方法
一、变压器选择原则
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）。
（3)变电所主变压
器容量的确定
两台变压器同时工作：
K tpP
 K S
SN  T 
tp ac
cos ac
两台，一台工作，一台
备用。
S N T  1.15～1.25S ac
S N T  S ac
二、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： PT  PiT  PN T  2
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功功率ΔQN：
与负荷电流（或功率）的平方成正比。如果缺少参数，
变压器的功率损耗可估算如下：
ΔPT= 0.02PT ΔQT=0.1QT
I %
u %
QT  QiT  QN T  2  0 S N T  Z S N T  2
100
100
二、变压器的经济运行分析方法
1）无功功率经济当量的概念
（1）定义：无功功率经济当量Kec，电力系统每输送1kvar
的无功功率，在系统中所产生的有功功率损耗的千瓦数之比,
KW
K ec 
K var （2）有关因素：Kec与输电距离、电压变换次数
等因素有关。（3）参考值：0.02—0.15（平均取0.1）。对于
发电机直配用户 Kec=0.02—0.04；对于经两级变压的
Kec=0.05—0.07；对于经三级以上变压的；Kec=0.08—0.15。
2）变压器运行损耗的计算
（1）包括变压器的有功损耗和无功损耗两部分。
（2）有关计算（了解）
3）变压器的经济运行
（1）变压器经济损耗的计算
A、经济运行方式。
P  K Q
B、单台变压器运行时其功率损耗的计算： S  S P  K Q
经济负荷:
经济负荷率:两台同容量变压器并列运行时其功率损耗的计算：
临界负荷：  Sec  Pi T  K ec Qi T S  S n(n  1) P  K Q
ec
ec
SN  T
PN  T  K ec Q N  T
cr
NT
NT
i T
ec
iT
NT
ec
NT
i T
ec
i T
PN T  K ec Q N T
三、会确定变压器的型号、台数、容量
示例： 已知某煤矿年产量为150万t，地区电源电压为63 kV，矿井全部用
电设备的技术数据见负荷统计表。试求该矿井总降压变电所的计算负荷，
并选择主变压器；计算全矿吨煤电耗及确定变压器的经济运行方式。
解： 1、负荷统计1)低压负荷的统计负荷统计应从线路末端开始逐级向电源
侧统计。这时应先统计各低压负荷组的计算负苛，选出配电变压器；求出变
压器一次计算负荷后，将计算结果填入表中，然后再参与全矿负荷的统计。
下面以地面工业广场为例进行计算。
(1)用电设备功率的确定。由于煤矿大量负荷都为长时或短时工作制的负荷，
其设备的功率等于其额定功率，所以不必进行功率换算。
(2)单相负荷换算为三相负荷。由于煤矿单相用电设备占总负荷比例很少，
故均按三相平衡负荷计算。
(3)用电设备(组)的计算负荷。
用需用系数法统计负荷，查表查出对应电气设备(组)的需用系数Kde、功率因
数 cos  ，并计算其正切值 tan  ，填于负荷统计表的8、9及10等栏内。然后
分别计算单台或成组三相用电设备的计算负荷，并分别填于负荷统计表11、
wm
12、13及14等栏内。
wm
kde=0.7,
=0.7，则
Pca=Kde∑PN=0.7×259.8=181.9kw
Qca=Pca
=181.9×1.02=185.5kvar
cos
Sca=
=  wm
=259.8KVA
E=PcaTmax=181.9×3500=636.7MW•H
tan 
将上述计算结果分别填入负荷统计表第11—14栏和第16栏内。
其它各组负荷的计算与上述相同。
181.9  185.5
P Q
wm
2
ca
I ca 
2
ca
sca
259 .8

 394 .7 A
3U N
3  0.38
2
2
某矿负荷统计表
地面工业广场低压负荷统计表
低压负荷总计：将表中第1～10行的有关数据相加。即：
∑Pca=181.9+158.8+…+256.0=1325.9kw
∑Qca=185.5+162.0+…+40.0=998.8kvar
低压计算负荷：工业广场低压侧计算负荷计算，取：
Ksp=0.95，Ksq=0.97，则
Pˊca∑=Ksp∑Pca=0.95×1325.9=1259.6KW
Qˊca∑=Ksq∑Qca=0.97×998.8=968.8KW
 .  Pca2.  Qca
2.  1259.62  968.82  1589.1KVA
Sca
 . 
I ca
 .
Sca
1589.1

 2414.4 A
3U N
3  0.38
 
cos wm
Pca . 1259 .6

 0.793
S ca . 1589 .1
考虑到工业广场低压负荷有一类负荷的辅助设备，为了保证供
电的可靠须选两台变压器，每台变压器的计算容量为：
查表选S9-1250/10型变压器两台，其技术数据见下表：
S9-1250/10型变压器技术数据
型
号
额定
容量
KV
A
S9125
125
0
0/10
额定电压
KV
额定损耗
KW
高
压
低压
空
载
短
路
6
0.4
2.2
11.8
变压器的负荷系数为：
阻抗
电压
%
空
载
电
流
%
4.5
1.2
连
接
组
重量
t
外形尺寸：
mm
长
231
Y，
4.65
yn0
0
宽
高
191
0
263
0
1、变电所主变压器的选择。
2、变压器的损耗计算；有功功率损耗和无功功率
损耗。
3、变压器的经济运行：单台、两台、多台变压器
经济运行负荷、临界负荷。
1、负荷计算的原则是什么？
2、变压器具体选择方法步骤？