煤矿采区供电系统设计毕业设计(编辑修改稿)

煤矿采区供电系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

10 表 2— 3 车间配电负荷统计表 （ 1）皇后风井生活泵房 dK =， cos =， tan = P=3KW 则。 有功功率  Ndca PKP kW； 无功功率 a n  caca PQ kvar； 视在功率 2222  cacaca QPS kVA （ 2）生活污水处理设备 dK =， cos =， tan = P= 则。 有功功率  Ndca PKP kW； 无功功率 an  caca PQ kvar； 视在功率 2222  cacaca QPS kVA 则。 有功功率  Ndca PKP kW； 无功功率 a n  caca PQ kvar； 视在功率 2222  cacaca QPS kVA 序号 负 荷 名 称 需用 系数 Kx 功率 因 数 cos φ tg φ 有功 （ kW） 无功 (kvar) 视在 (KVA) 1 副井井口及平车场 2 主井地面生产系统 3 锅炉房 4 热风炉及空气加热设备 5 机电修理车间 6 渔场取水泵房 6575 总计 11 表 2— 4 皇后风井功率负荷统计 全矿井上下合计 取系数 K= KWPPKP Tcasca 3 1 4) 1 3 0 3 3()(6  k v a 8 3 3) 6 1 8 4 4()(6  Tcasca KQ 222 62 66   cacaca QPS 无补偿时功率因数为： o s 666  cacaSP 无功补偿计算及电容器 柜选择 (1)无功补偿计算 当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到供用电规则所要求的数值时，就需要增设人工补偿装置。 在工矿企业用户中，人工补偿广泛采用静电电序号 负 荷 名 称 需用 系数 Kx 功率 因数 cos φ tg φ 有功 （ kW） 无功 (kvar) 视在 (KVA) 1 皇后风井生活泵房 2 生活污水处理设备 3 井下水处理车间 4 煤泥泵房 5 空气加热室 6 联建行政福利 7 煤样化验室 8 皇后风井生活泵房 总计 12 容器作为无功补偿电源。 用电力电容器来提高功率因数时，其电力电容器的补偿容量 CQ 用下式计算： )t a n(t a n 21   caC PQ 式中  —— 平均负荷系数， 1tan —— 补偿前功率因数角的正切值； 2tan —— 补偿后要达到的功率因数角的正切值； 本设计要求功率因数达到 及以上。 假设补偿后 10kV 侧功率因数 6 ‘ ， 39。 6  ，  取 ，则所需补偿容量由公式计算得： )t a n( t a n 39。 66   caC PQ 47)48 (  kvar (2)电容器柜的选择及实际补偿容量计算 本设计采用高压集中补偿方式。 因矿井地面变电所 10kV 母线为单母分段接线，故所选电容器柜应分别安装在两段母线上，即电容器柜数应取偶数。 现选用 GJZK103型高压静电电容柜，每柜安装容量 360kvar，据此可计算出电容器柜的数量为： 60 58 5  CCqQN 取偶数 N=10 则 实际补偿容量为： 360010*360  CsC qNQ kvar 折算为计算容量为：   sCC kvar 补偿后 10kV 母线侧总计算负荷及功率因数校验 功率补偿后 10kV 侧 有功功率 caP kW 无功功率 )t a n( t a n 39。 66   caC PQ 代入数据得 o s 39。 666 39。  cacaSP 大于 满足要求。 补偿后的无功功率 Q 因此  kva 13 主变压器的选择 变压器的选取原则 变电所的容量是有其装设的主变压器容量所决定的。 从供电的可靠性出发，变压器台数是越多越好。 但变压器台数增加，开关电器等设备以及变电所的建设投资都要增大。 所以，变压器台数与容量的确定，应全面考虑技术经济指标，合理选择。 当企业绝大多数负荷属三级负荷，其少量负荷或由邻近企业取得备用电源时，可装设一台变压器。 如企业的一、二级负荷较多，必须装设两台变压器。 两台互为备用，并且当一台出现故障时，另一台能承担全部一、二及负荷。 特殊情况下可装设两台以上变压器。 例如分期建设大型 企业，其变电站个数及变压器台数均可分期投建，从而台数可能加多。 变压器选择计算 用电负荷分析 一级负荷：包括副提升机、主扇风机、井下主排水泵各项，其总负荷为 2184kW，占全矿总负荷的 %。 二级负荷：包括主提升机、压风机、选煤厂、地面低压（生产负荷占 75%）、一采区、二采区、井底车场各项，其总负荷为 ，占全矿总负荷的 %. 三级负荷：包括矿综合厂、机修厂、地面低压负荷的 15%、工人村、支农各项，其总负荷为 ，占全矿总负荷的 %。 根 据矿井主变压器的选择条件，一般选两台，当一台故障停运时，另一台必须保证一、二级负荷的用电。 在上述分析中一、二级负荷占全矿总负荷的 %，当两台变压器中一台停止运行时，另一台必须保证 %的正常供电，再考虑将来的发展情况，矿井不断延伸，负荷不断增加，故选用两台 S712500/35 型铜线双绕组无励磁调压变压器，其技术参数如表所示： 14 表 3— 1 主变压器技术参数 型号 S712500/35 容量 NTS (kVA) 12500 连接组别 Y,d11 电压 NN UU 21 阻抗电压 %kU 8 空载电流 %0I 损耗（ kW） 空载 0P 负载 NTP 两台主变压器采用分列运行方式，备用方式为暗备用。 变压器损耗计算 计算主变压器各项损耗 空载无功损耗： K V A RSIQ NT 7528100%00  则 有功损耗：  NTT PPP  kW； 无功损耗：  NTT Q  kvar； 总的有功计算符合 P 总的无功计算符合 17 37 0 Q 数据代入 cosΦ =P/S 得到功率因数 cos= 大于 所以所选择的主变压器符合设计要求 15 变压器经济运行分析方法 电力系统的有功损耗，不仅仅与设备的有功功率损耗有关，而且还与设备的无功功率损耗有关，这是由于设备消耗的无功功率，也是由于电力系统供给得到的。 由于无功功率的存在，使系统中的电流增大，从而使得电力系统的有功功率损耗增加。 为了计算电气设备的无功功率损耗在电力系统中引起的有功功率损耗，引入一个换算系数 K，称为无功功率经济当量。 它表示当电力系统输送 1kvar 的无功功率时，在电力系统中增加的有功功率损耗千瓦数，单位是 KW/kvar。 无功功率经济当量 Kec的值与输电距离 、电压变换次数等因素有关。 对于工矿企业变，配电所 Kec=~ 对于发电机直配用户 Kec=~ 对于经两级变压的用户 Kec=~ 对于经三级及以上变压的用户 Kec=~ 变压器的有功功率损耗是变压器运行时自身的损耗，而变压器的无功功率损耗会引起系统有功功率损耗的增加。 因此，应将变压器的无功功率损耗换算成等效的有功功率损耗。 然后，计算变压器运行时总的功率 损耗。 当变压器运行时的功率损耗最小时，运行费用最低，此时变压器的运行方式即为经济运行方式。 单台变压器运行时其功率损耗可按下式计算： )( ,2,21 TNoecTNoTecT KPPQKPP   )()( ..2. TNecTNTNacoeco QKPSSQKP  式中 Kec—— 无功功率经济当量， KW/kvar； —— 变电所的负荷容量（此时为变压器的实际负荷容量）， KV178。 A； 两台同容量变压器并联运行 时，其总运行功率损耗应为此时单台变压器运行损耗的2 倍。 同理，当 n 台同容量变压器并联运行时，其总运行功率损耗为此时一台变压器运行损耗的 n 倍，即 16 )()( ..2 TNecTNTecTn QKPnQKPnP   )()()(..2. TNecTNTNacoeco QKPnSSnQKPn  由于本设计中要求两台变压器一用一备，所以每台变压器的容量都应大于全矿计算负荷，因此，此处在对变压器经济运行分析时，应按照单台变压器运行时功率损耗计算，其中 Kec取 可得： )( ,2,21 TNoecTNoTecT KPPQKPP   )()(..2. TNecTNTNacoeco QKPSSQKP  变压器的经济运行：根据负荷的变化情况，调整变压器的运行方式，使其在功率损耗最小的条件下运行，称为变压器的经济运行。 对于单台运行的变压器，要使变压器运行经济，就必须满足变压器单位容量的有功功率损耗换算值Δ P1/S 最小。 令 0/)/( 1  dSSPd ,可求得单台变压器的经济负荷 Sec为： TNecTNecTNec QKP QKPSS..00.   单台变压器运行时的经济负荷率β ec为： TNecTNecec QKP QKP..00   式中 Sec—— 经济运行临界容量， KVA。 —— 变压器额定容量， KVA； Δ P0—— 变压 器空载有功损耗， KW； Δ Q0—— 变压器空载无功损耗， kvar； Δ PNT—— 变压器满载有功损耗， KW； Δ QNT—— 变压器满载无功损耗， kvar； Kec—— 无功功率经济当量，大型矿井一般取 Kec=。 17 变压器功率损耗Δ P1与变压器负荷 S 的关系曲线： Δ P Δ PⅠ Δ PⅡ A O Scr S 图 32 变压器经济运行的临界负荷 图中，Δ PⅠ 为一台变压 器运行的损耗；Δ PⅡ 为两台变压器并联运行时的损耗。 由图可见，两条曲线的交点 A所对应的负荷 Scr就是变压器经济运行的临界负荷。 由图 32 可以看出：当 SScr时，因Δ PⅠ Δ PⅡ ，一台变压器运行经济；当 SScr时，因Δ PⅠ Δ PⅡ ,两台变压器运行经济。 当 S=Scr，则Δ PⅠ =Δ PⅡ ，即 )()( ..2..00 TNecTNTN caec QKPSSQKP  )()(22 ..2..00 TNecTNTN caec QKPSSQKP 。