第2章負荷分析和主變壓器的選擇

1、第2章:負荷分析和主變壓器的選擇2.1 負荷分析2.1.1 負荷分類及定義1. 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。2. 二級負荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。3. 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。煤礦變電所負責(zé)向整個礦區(qū)供電，在煤礦上除了家屬區(qū)及一些輔助設(shè)備以外

2、,大部分是井下用電，例如：提升機,排水泵等等，若煤礦變電所一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級負荷。采用兩個獨立回路供電.2.1.2 本系統(tǒng)的負荷計算1. 定義（1）、計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）、平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。2. 負荷計算的方法負荷計算

3、的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設(shè)計將采用需要系數(shù)法予以確定。所用公式有：(1)、單組用電設(shè)備的計算負荷單組用電設(shè)備的計算負荷應(yīng)按下式計算:式中 pca、qca、sca-該組用電設(shè)備的有功、無功、視在功率計算值,kw、kvar、kva-該組用電設(shè)備額定容量之和,kw,-該組用電設(shè)備的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)-與相對應(yīng)的正切值該組用電設(shè)備的負荷電流按下式計算:式中 ica-該組用電設(shè)備的總負荷電流,a un-電網(wǎng)的額定電壓,kv(2)、變電所總計算負荷將變電所各組用電設(shè)備的計算負荷相加,再乘以組間最大負荷的同時系數(shù),即可求出變電所的總計算負荷.式中 -變電所負荷的總有功、無功、

4、視在功率計算值，kw、kvar、kva-變電所各組用電設(shè)備的有功、無功功率計算值之和, kw、kvar-各組用電設(shè)備最大負荷不可能同時出現(xiàn)的組間最大負荷同時系數(shù),組數(shù)越多其值越小,本設(shè)計取ksp=0.9,ksq=0.95變電所的功率因數(shù)為 3. 負荷計算結(jié)果 見表2-12.2 無功功率的補償根據(jù)全國供用電規(guī)則的規(guī)定:高壓供電的工業(yè)用戶功率因數(shù)應(yīng)該在0.90以上.,所以當變電所的功率因數(shù)低于0.9時,應(yīng)采取人工補償措施,補償后的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95.目前35kv變電所一般是采用在6kv母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器的進行集中補償?shù)姆椒?來提高變電所的功率因數(shù)。1、 電容器補償容量的計算電容器的無功補償

5、容量為：式中 -補償前功率因數(shù)角的正切值-補償后應(yīng)達到的功率因數(shù)角的正切值2、 電容器（柜）臺數(shù)的確定無功補償所需電容器總臺數(shù)n為式中 -單臺電容器柜的額定容量，kvar -電容器的實際工作電壓，kv-電容器的額定電壓，kv確定電容器的總臺數(shù)時，應(yīng)選取不小于計算值n的整數(shù)。3、 補償后的實際功率因數(shù)因為電容器的臺數(shù)選擇與計算值不同，所以應(yīng)計算補償后的實際功率因數(shù)。電容器的實際補償容量為：式中 qca-電容器的實際補償容量，kvar n-所選電容器的實際臺數(shù)補償后變電所負荷的總無功功率為補償后變電所的負荷總?cè)萘垦a償后的功率因數(shù)式中 、 、-補償后變電所負荷的總無功功率、總?cè)萘亢凸β室驍?shù)，kvar、kva、-補償前變電所負荷的用功功率、無功功率的計算值，kw、kvar2.3 主變壓器的選擇1、 主變壓器臺數(shù)的確定具有一級負荷的變電所，應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，礦井變電所的主變壓器一般選用兩臺，當其中一臺停運時，另一臺應(yīng)能保證安全及原煤生產(chǎn)用電，并不得少于全礦負荷的80%，根據(jù)實際情況的需要在本設(shè)計中選擇了兩臺主變壓器，采用一臺工作一臺帶電備用的運行形式。2、 變電所主變壓器容量的確定本變電所選擇的兩臺變