煤矿企业负荷计算课件.ppt

1、煤矿企业煤矿企业 负荷计算负荷计算补偿电容器补偿电容器 的选择与安装的选择与安装 变压器的选择变压器的选择任务一任务一 煤矿企业煤矿企业 负荷计算负荷计算任务二任务二 补偿电容器补偿电容器 的选择与安装的选择与安装 任务三任务三 变压器变压器 的选择的选择1（1）用电设备用电设备工作制工作制3（3）负荷计算负荷计算方法方法2（2）需用系数需用系数法法（2）会进行负会进行负荷计算荷计算（1）会进行负会进行负荷统计荷统计技技 能能 点点 1、长时连续工作制用电设备、长时连续工作制用电设备（补：（补：解释：热平衡、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分钟、导体通过电流达到稳定

2、温升的时间大约为（34），为发热时间常数。为发热时间常数。10min（34）大大约就是约就是30min。）铭牌值。）铭牌值。举例：矿山通风机、压风举例：矿山通风机、压风机、照明灯机、照明灯负荷功率：等于铭牌下的额定功率。负荷功率：等于铭牌下的额定功率。2、短时工作制用电设备：、短时工作制用电设备：（补：（补：解释：运行时间短，停歇时间长。）容解释：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。量小可不考虑；容量大的适当考虑。举例：绞举例：绞车、电动车车、电动车负荷性质。负荷性质。3、断续周期工作制用电设备、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）断续周

3、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停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过10分分钟。钟。2）举例）举例:吊车、电焊机吊车、电焊机一、用电设备工作制一、用电设备工作制%100%1002tttTtNNNNNNNP2%25PPPNNNNNNNNNNcosSP%100PPP一、用电设备工作制一、用电设备工作制二、需用系数法二、需用系数法1、单台用电设备的需、单台用电设备的需用系数用系数 wldeKK02、成组用电设备需用系数：、成组用电设备需用系数：加权平均效率加权平均效率wnwlsideKKK0n21nn2211wnPPPPPP 需用系需用系数数：用：用电设备电设

4、备的的实际负实际负荷荷总总容量容量与与其其额额定定总总容量的百分容量的百分比比值值。同同时时系系数数、负负荷系荷系数数、线线路效率、路效率、设备设备效率。效率。三、负荷计算方法三、负荷计算方法1 1、单台用电设备、单台用电设备的计算负荷的计算负荷1ndecaPKPtanPQcaca22 2、成组用电设备、成组用电设备的计算负荷的计算负荷 煤矿各组用电设备的需用系煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数可查数和加权平均功率因数可查表。表。NdecaPKPwmcadetanPQwmcacacosPSn21nn2211wnPPPcosPcosPcosPcos 3 3、变电所总负荷的计、变电所总负

5、荷的计算算 原则：）按逐级计原则：）按逐级计算法确定计算负荷：末算法确定计算负荷：末首首。考虑同时系数、线路损耗。考虑同时系数、线路损耗、变压器损耗。）分组原、变压器损耗。）分组原则：按生产环节、设置地点则：按生产环节、设置地点分。）分组计算：负荷系分。）分组计算：负荷系数原则。按需用系数法确定数原则。按需用系数法确定计算负荷总容量、需用系数计算负荷总容量、需用系数cadePKPcasqQKQ22QPSacNTSS3四、进行负荷统计四、进行负荷统计1 1、用需用系数法统计负荷时，应先将不同工作制下、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。的用电设备

6、功率换算成统一工作制下的额定功率。2 2、用电设备的计算负荷。、用电设备的计算负荷。3 3、统计变电所总计算负荷时，应从供电系统末端、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。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但各最大负荷同时系数的乘积不得小于0.80.8。1.1.用电设备工作制分那几种？用电设备工作制分那几种？2.2.负荷计算的原则是什么？负荷计算的原则是什么？3.3.根据提供的计算参数进行负荷计算？根据提供的计算参数进

7、行负荷计算？NO.1（一）（一）功率因功率因数有关数有关基本概基本概念念NO.2（二）（二）提高自然提高自然功率因数功率因数意义和方意义和方法法NO.3（三）（三）功率因功率因数的补数的补偿方法偿方法1 1、提高功率因数的意义、提高功率因数的意义 1 1）提高电力系统的供电能力）提高电力系统的供电能力 2 2）减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。）减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。3 3）降低供电网络中的功率损耗。）降低供电网络中的功率损耗。4 4）降低企业产品的成本）降低企业产品的成本 电费的收取方法：电费的收取方法：“两部电价制两部电价制”：基本电价、电度电价（包括调整电：基本电

8、价、电度电价（包括调整电价）。价）。COSCOS 大于等于大于等于0.9 0.9 奖，低于此值罚。奖，低于此值罚。2 2、提高自然功率因数的方法、提高自然功率因数的方法 1 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）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。下，尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。2 2）调：合理选择变压器的容量，尽量空载、轻载运行。）调：合理选择变压器的容量，尽量空载、轻载运行。3 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）换：更换设备为节能设备，对大容量，长时

9、工作的矿井通风机采用同步电动机，使其工作在过激状态。同步电动机，使其工作在过激状态。一、提高自然功率因数意义和方法一、提高自然功率因数意义和方法 1、电容器无功容量的计算、电容器无功容量的计算 Qc=Pi(tanANTtanac)如图如图2-13、电容器的补偿方式和联接方式、电容器的补偿方式和联接方式 1）电容器的补偿方式）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。（）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。（分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。（3）集中补偿）集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象：方式：接线、优缺点、适用

10、对象：610kV 大中型煤矿主大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿。要补偿方式，如：平煤各矿。2）电容器的联接方式）电容器的联接方式 （1）三角形接法（）三角形接法（2）星形接法）星形接法二、功率因数的补偿方法二、功率因数的补偿方法2、电容器（柜）台数的确定、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。稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。2NCWnccUUqQN3Nn 补偿前后的功率三角形补偿前后的功率三角形1 1、提高功率因数的意义。、提高功率因数的意义。2 2、提高功率因

11、数的方法：、提高功率因数的方法：a.a.自然提高。自然提高。b.b.人工补偿法（并联电容器法）。人工补偿法（并联电容器法）。3 3、电容器的选择：选择、接法、位置、放电要求。、电容器的选择：选择、接法、位置、放电要求。1.1.提高自然功率因数意义和方法提高自然功率因数意义和方法 。2.2.补偿电容器的选择与安装方法。补偿电容器的选择与安装方法。（2）变压器的变压器的经济运行经济运行分析方法分析方法 （1）变压器选变压器选择原则择原则知知 识识 点点 一、变压器选择原则一、变压器选择原则（3)3)变电所主变压变电所主变压器容量的确定器容量的确定 两台变压器同时工作：两台变压器同时工作：两台，一台

12、工作，一台两台，一台工作，一台备用。备用。actpactpTNSKcosPKSacTNSSacTNSS25.115.11、原则：供电安全、可靠、经济为前提，同时考虑发展余地。、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。、变电所主变压器的选择。1 1）主变压器台）主变压器台数的确定数的确定 （1 1）具有一类负）具有一类负荷的变电所：荷的变电所：两台：两台：矿山负荷矿山负荷的的80%80%。（2 2）只有二、三）只有二、三类负荷的变电所：类负荷的变电所：两台或两台或1 1台（备用台（备用电源）。电源）。二、变压器的经济运行分析方法二、变压器的经济运行分析方法（

13、1）空载损耗（铁损）空载损耗（铁损Pt）：与变压器的负荷无关。）：与变压器的负荷无关。可由空载实验测定。可由空载实验测定。（2）铜损）铜损Pcu：与负荷电流（或功率）的平方成正：与负荷电流（或功率）的平方成正比。由短路实验测得。比。由短路实验测得。有功损耗：有功损耗：2TNTiTPPP（1）产生主磁通（产生励磁电流）产生主磁通（产生励磁电流）QU：与负荷无：与负荷无关。与励磁电流（或近似地与空载电流）成正比。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）消耗在一、二次绕组电抗上的无功功率QN：与负荷电流（或功率）的平方成正比。如果缺少参数，与负荷电流（或

14、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：变压器的功率损耗可估算如下：PT=0.02PT QT=0.1QT 202100%100%TNZTNTNTiTSuSIQQQ（1）包括变压器的有功损耗和无功损耗两部分。）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）有关计算（了解）二、变压器的经济运行分析方法二、变压器的经济运行分析方法（1）定义：无功功率经济当量）定义：无功功率经济当量Kec，电力系统每输送，电力系统每输送1kvar的的无功功率，在系统中所产生的有功功率损耗的千瓦数之比无功功率，在系统中所产生的有功功率损耗的千瓦数之比,（2）有关因素：）有关因素：Ke

15、c与输电距离、电压变换次数与输电距离、电压变换次数等因素有关。（等因素有关。（3）参考值：）参考值：0.020.15（平均取（平均取0.1）。对于）。对于发电机直配用户发电机直配用户 Kec=0.020.04；对于经两级变压的；对于经两级变压的Kec=0.050.07；对于经三级以上变压的；对于经三级以上变压的；Kec=0.080.15。varKKWKec（1）变压器经济损耗的计算）变压器经济损耗的计算 A、经济运行方式。、经济运行方式。B、单台变压器运行时其功率损耗的计算：、单台变压器运行时其功率损耗的计算：经济负荷经济负荷:经济负荷率经济负荷率:两台同容量变压器并列运行时其功率损耗的计算：

16、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：临界负荷：TNecTNTiecTiTNecQKPQKPSSTNecTNTiecTiTNececQKPQKPSSTNecTNTiecTiTNcrQKPQKP)1n(nSS三、会确定变压器的型号、台数、容量三、会确定变压器的型号、台数、容量示例：示例：已知某煤已知某煤矿矿年年产产量量为为150150万万t t，地，地区电区电源源电压为电压为63 kV63 kV，矿矿井全部井全部用用电设备电设备的技的技术数术数据据见负见负荷荷统计统计表。表。试试求求该矿该矿井井总总降降压变电压变电所的所的计计算算负负荷，荷，并选择并选择主主变压变压器；器；计计算

17、全算全矿吨矿吨煤煤电电耗及确定耗及确定变压变压器的器的经济运经济运行方式。行方式。解：解：1 1、负负荷荷统计统计1)1)低低压负压负荷的荷的统计负统计负荷荷统计应从线统计应从线路末端路末端开开始逐始逐级级向向电电源源侧统计侧统计。这时应这时应先先统计统计各低各低压负压负荷荷组组的的计计算算负负苛，苛，选选出配出配电变压电变压器；求出器；求出变变压压器一次器一次计计算算负负荷后，荷后，将计将计算算结结果果填填入表中，然后再入表中，然后再参与参与全全矿负矿负荷的荷的统计统计。下面以地面工下面以地面工业业广广场为场为例例进进行行计计算。算。(1)(1)用用电设备电设备功率的确定。由于煤功率的确定。

18、由于煤矿矿大量大量负负荷都荷都为长时为长时或短或短时时工作制的工作制的负负荷，其荷，其设备设备的功率等于其的功率等于其额额定功率，所以不必定功率，所以不必进进行功率行功率换换算。算。(2)(2)单单相相负负荷荷换换算算为为三相三相负负荷。由于煤荷。由于煤矿单矿单相用相用电设备电设备占占总负总负荷比例很少，荷比例很少，故均按三相平衡故均按三相平衡负负荷荷计计算。算。(3)(3)用用电设备电设备(组组)的的计计算算负负荷。荷。用需用系用需用系数数法法统计负统计负荷，荷，查查表表查查出出对应电气设备对应电气设备(组组)的需用系的需用系数数KdeKde、功率、功率因因数数 ，并计并计算其正切算其正切值

19、值 ，填填于于负负荷荷统计统计表的表的8 8、9 9及及1010等等栏内栏内。然后分然后分别计别计算算单单台或成台或成组组三相用三相用电设备电设备的的计计算算负负荷，荷，并并分分别填别填于于负负荷荷统计统计表表1111、1212、1313及及1414等等栏内栏内。wmcoswmtankdekde=0.7,=0.7=0.7,=0.7，则，则 Pca=KdePNPca=KdePN=0.7=0.7259.8=181.9kw 259.8=181.9kw Qca=PcaQca=Pca =181.9 =181.91.02=185.5kvar 1.02=185.5kvar ScaSca=259.8KVA=2

20、59.8KVA E=PcaTmaxE=PcaTmax=181.9=181.93500=636.7MW3500=636.7MWH H 将上述计算结果分别填入负荷统计表第将上述计算结果分别填入负荷统计表第1114栏和第栏和第16栏内。栏内。其它各组负荷的计算与上述相同。其它各组负荷的计算与上述相同。wmcoswmtan22cacaQP 225.1859.181AUsINcaca7.39438.038.2593 某矿负荷统计表某矿负荷统计表 地面工业广场低压负荷统计表地面工业广场低压负荷统计表低压负荷总计：将表中第低压负荷总计：将表中第1 11010行的有关数据相加。即：行的有关数据相加。即：Pca

21、Pca=181.9+158.8+=181.9+158.8+256.0=1325.9kw+256.0=1325.9kw QcaQca=185.5+162.0+=185.5+162.0+40.0=998.8kvar+40.0=998.8kvar 低压计算负荷：工业广场低压侧计算负荷计算，取：低压计算负荷：工业广场低压侧计算负荷计算，取：KspKsp=0.95=0.95，KsqKsq=0.97=0.97，则，则 P Pca=KspPcaca=KspPca=0.95=0.951325.9=1259.6KW 1325.9=1259.6KW Q Qca=KsqQcaca=KsqQca=0.97=0.979

22、98.8=968.8KW998.8=968.8KWKVAQPScacaca1.15898.9686.1259222.2.AUSINcaca4.241438.031.15893.793.01.15896.1259cos.cacawmSP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：电的可靠须选两台变压器，每台变压器的计算容量为：变压器的负荷系数为：变压器的负荷系数为：查表选查表选S9-1250/10S9-1250/10型变压器两台，其技术数据见下表：型变压器两台，其技术数据见下表：S9-

23、1250/10S9-1250/10型变压器技术数据型变压器技术数据型号额定容量 KVA额定电压KV额定损耗KW阻抗电压%空载电流%连接组重量 t外形尺寸：mm高压低压空载短路长宽高S9-1250/10125060.42.211.84.51.2Y，yn04.652310191026301 1、变电所主变压器的选择。、变电所主变压器的选择。2 2、变压器的损耗计算；有功功率损耗和无功功率、变压器的损耗计算；有功功率损耗和无功功率损耗。损耗。3 3、变压器的经济运行：单台、两台、多台变压器、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。经济运行负荷、临界负荷。1 1、负荷计算的原则是什么？、负荷计算的原则是什么？2 2、变压器具体选择方法步骤？、变压器具体选择方法步骤？