項(xiàng)目二工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算和變壓器選擇

1、項(xiàng)目二 工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算和變壓器選擇內(nèi)容一工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容二功率因數(shù)的提高；提高功率因數(shù)的方法補(bǔ)償電容器的選擇內(nèi)容三 變壓器的擇選內(nèi)容一 工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容介紹：進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，為工礦企業(yè)供電系統(tǒng)變壓器、電氣設(shè)備、輸電線路的選擇和繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算提供重要的依據(jù)。內(nèi)容分析：分析各種工作制下設(shè)備的額定功率，利用需用系數(shù)法進(jìn)行復(fù)核統(tǒng)計(jì)計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)1、用電設(shè)備工作制2、需用系數(shù)法3、負(fù)荷計(jì)算方法技能點(diǎn)1、會(huì)進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2、會(huì)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算一、用電設(shè)備工作制1、長時(shí)連續(xù)工作制用電設(shè)備（補(bǔ)：解釋：設(shè)備長時(shí)連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定 。銘牌值。）舉例：通風(fēng)機(jī)水泵、空氣壓縮機(jī)、機(jī)床電機(jī)、照明、水泵等

2、。 負(fù)荷功率：等于銘牌下的額定功率。2、短時(shí)工作制用電設(shè)備：（補(bǔ)：解釋：運(yùn)行時(shí)間短，停歇時(shí)間長。）容量小可不考慮；容量大的適當(dāng)考慮。舉例：車床進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、小絞車、控制閘門電動(dòng)機(jī)等。 負(fù)荷性質(zhì)。3、斷續(xù)周期工作制用電設(shè)備（1）斷續(xù)周期工作制：周期性地時(shí)而工作，時(shí)而停歇，如此反復(fù)運(yùn)行，工作周期一般不超過10分鐘。（2）舉例:點(diǎn)焊機(jī)、對焊機(jī)、吊車負(fù)荷持續(xù)率：為一個(gè)工作周期內(nèi)時(shí)間與工作周期的百分比，用“ ”表示。 斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（名牌功率）PN ,是對應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的N 二、需用系數(shù)法需用系數(shù)：用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷總?cè)萘颗c其額定總?cè)萘康陌俜直戎怠Ｐ栌孟禂?shù)法：根據(jù)用電設(shè)備的額定容量和

3、需用系數(shù)，計(jì)算實(shí)際負(fù)荷容量的方法。1、單臺(tái)設(shè)備需用系數(shù) 2、成組設(shè)備需用系數(shù)：加權(quán)平均效率三、負(fù)荷計(jì)算方法1、單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷2、成組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷煤礦各組用電設(shè)備的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)可查表。3、變電所總負(fù)荷的計(jì)算原則：（）按逐級(jí)計(jì)算法確定計(jì)算負(fù)荷：末首?？紤]同時(shí)系數(shù)、線路損耗、變壓器損耗。（）分組原則：按生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)置地點(diǎn)分。（）分組計(jì)算：負(fù)荷系數(shù)原則。按需用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷總?cè)萘?、需用系?shù)四、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)小結(jié)1、用需用系數(shù)法統(tǒng)計(jì)負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先將不同工作制下的用電設(shè)備功率換算成統(tǒng)一工作制下的額定功率。2、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Pca=KdePN ，Qca=Pcatanwm ，Sc

4、a=PcaCOSm 。3、統(tǒng)計(jì)變電所總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)從供電系統(tǒng)末端開始向電源側(cè)統(tǒng)計(jì)。將下級(jí)各線路負(fù)荷相加后再乘以組間最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)即為本線路的計(jì)算負(fù)荷。但各最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)的乘積不得小于0.8。 思考題1、工礦企業(yè)用電設(shè)備按工作制的分類？各有什么特點(diǎn)？何謂負(fù)荷持續(xù)率？2、什么是需用系數(shù)？什么是負(fù)荷系數(shù)？什么是同時(shí)系數(shù)？什么是加權(quán)平均功率和加權(quán)平均效率？3、根據(jù)提供的計(jì)算參數(shù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？內(nèi)容二 功率因數(shù)的提高內(nèi)容介紹1、工礦企業(yè)使用大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備，供電系統(tǒng)除供給有功功率外，還需供給大量的無功功率。2、提高功率因數(shù)，減少了電能損耗，降低了電壓損失，避免電力部門對煤礦企業(yè)的電費(fèi)懲

5、罰。內(nèi)容分析提高功率因數(shù)的方法：1、提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)2、人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)知識(shí)點(diǎn)1、提高功率因數(shù)意義2、提高自然功率因數(shù)意義和方法3、功率因數(shù)的人工補(bǔ)償方法技能點(diǎn)1、能夠制定提高自然功率因數(shù)的方案2、能夠確定補(bǔ)償電容器的接線方式3、能夠選擇補(bǔ)償電容器要求一、提高自然功率因數(shù)的意義與方法 1、提高功率因數(shù)的意義 （1）提高電力系統(tǒng)的供電能力。（P=S cos）(2）減少供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失，提高供電質(zhì)量。(3）降低供電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗。（P=3IR）(4）降低企業(yè)產(chǎn)品企業(yè)的成本。電費(fèi)的收取方法：“兩部電價(jià)制”：基本電價(jià)、電度電價(jià)。 cos大于等于0.9 獎(jiǎng)，低于此值罰。2、提高自然功率因數(shù)的

6、方法:(1)正確選擇并合理使用電動(dòng)機(jī)(2)合理選擇變壓器容量(3)對于容量較大，且不要求調(diào)速的電動(dòng)機(jī)，盡量選用同步機(jī)。二、怎樣補(bǔ)償功率因數(shù)功率因數(shù)的補(bǔ)償方法:1、電容器無功容量的計(jì)算 Qc=P（tan-tanac） 如圖2-12、電容器（柜）臺(tái)數(shù)的確定N=Qc/qNc（Uw/UNc）。每相所需要電容器臺(tái)數(shù)n=N/3偶數(shù) 3、電容器的補(bǔ)償方式和連接方式: （1）電容器的補(bǔ)償方式：單獨(dú)就地補(bǔ)償；分散補(bǔ)償；集中補(bǔ)償（2）電容器的接線方式：三角形接線；星形接線圖2-1小結(jié)1、提高功率因數(shù)的意義。 2、提高功率因數(shù)的方法： (1) 提高自然功率因數(shù)。 (2)人工補(bǔ)償法（并聯(lián)電容器法）。3、電容器的選擇：

7、補(bǔ)償方式、接法、容量計(jì)算、放電要求。思考題1、為什么提高功率因數(shù)？如何提高功率因數(shù)？ 2、并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有幾種？優(yōu)缺點(diǎn)是什么？電容器組一般采用何種接線方式？為什么？3、某工廠變電所裝有一臺(tái)S9-630/10型電力變壓器其二次側(cè)（380V）的有工計(jì)算負(fù)荷為420KW無功計(jì)算負(fù)荷350Kvar 試求此變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)。如果功率因數(shù)未達(dá)到0.9，問此變電所低壓母線上應(yīng)裝多少電容器才能達(dá)到要求。內(nèi)容三 變壓器的擇選內(nèi)容介紹變壓器是工礦企業(yè)的重要設(shè)備，通過對工礦企業(yè)各類負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析，正確選擇主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)以及運(yùn)行方式，確保工礦企業(yè)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。內(nèi)容分析1、根據(jù)是否有一

8、、二類負(fù)荷確定變壓器臺(tái)數(shù)，2、根據(jù)補(bǔ)償電容接入之后的計(jì)算負(fù)荷確定變壓器容量，3、根據(jù)變壓器的損耗情況決定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。知識(shí)點(diǎn)1、變壓器的選擇原則2、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析方法技能點(diǎn)1、能夠確定變壓器的型號(hào)、臺(tái)數(shù)、容量2、能夠分析變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況一、變壓器選擇原則1、原則：供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)為前提，同時(shí)考慮發(fā)展余地。2、變電所主變壓器的選擇。（1）主變壓器臺(tái)數(shù)的確定礦井變電所的主變壓器一般選擇兩臺(tái)。當(dāng)其中一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)保證全礦總計(jì)算負(fù)荷的80%，具有大量一、二類負(fù)荷的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)保證全部一、二類負(fù)荷不中止供電，并不的小于全部負(fù)荷的70%。只有二、

9、三類負(fù)荷的變電所，可選用一臺(tái)變壓器，但應(yīng)有備用電源。對于變化較大的負(fù)荷，可采用兩臺(tái)變壓器。 （2)變電所主變壓器容量的確定 1）當(dāng)選用兩臺(tái)變壓器且同時(shí)運(yùn)行，每臺(tái)變壓器容量為SNTKtpPCOSac=KtpSac故障保證系數(shù)Ktp，煤礦不應(yīng)小于0.8，工廠不應(yīng)小于0.72）當(dāng)一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用時(shí)，則變壓器應(yīng)SNTSac3）當(dāng)只選用一臺(tái)變壓器時(shí)，變壓器容量為SNT（1.151.25）Sac二、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析方法1、變壓器的損耗計(jì)算（1）無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的概念 為了計(jì)算電器設(shè)備的無功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗，引入一個(gè)換算系數(shù)Kec，稱無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量Kec的值與輸電距離

10、、電壓變換次數(shù)等因數(shù)有關(guān)。對于發(fā)電機(jī)直配用戶 Kec=0.020.04對于經(jīng)兩極變壓用戶 Kec=0.050.07對于經(jīng)三級(jí)以上變壓的用戶 Kec=0.080.1（2）變壓器的功率損耗 單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)其功率損耗為：PI=PT+KecQT=PT+PNT+Kec（QiT+QNT） =PT+KecQiT+（Sac/SNT）（PNT+KecQNT）兩臺(tái)變壓器同容量并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其總運(yùn)行功率損耗為單臺(tái)變壓器運(yùn)行損耗的2倍，若幾臺(tái)時(shí)并聯(lián)，則為N倍。2、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析（1）單臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 1）滿足變壓器單位容量的有功損耗換算值PI/S最小，令d（PI/S）Ds=0。求得單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷2）單臺(tái)

11、變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)負(fù)荷功率（2）兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 1）根據(jù)上敘公式可繪出變壓器功率損耗P與變壓器負(fù)荷S的關(guān)系曲線，兩條曲線交點(diǎn)所對應(yīng)的負(fù)荷Scr就是變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨近負(fù)荷。2）兩臺(tái)變壓器并聯(lián)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨近負(fù)荷Scr三、確定變壓器的型號(hào)、臺(tái)數(shù)、容量示例： 已知某煤礦年產(chǎn)量為150萬t，地區(qū)電源電壓為63 kV，礦井全部用電設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)見負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表。試求該礦井總降壓變電所的計(jì)算負(fù)荷，并選擇主變壓器；計(jì)算全礦噸煤電耗及確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。解： 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)低壓負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)應(yīng)從線路末端開始逐級(jí)向電源側(cè)統(tǒng)計(jì)。這時(shí)應(yīng)先統(tǒng)計(jì)各低壓負(fù)荷組的計(jì)算負(fù)苛，選出配電變壓器；求出變壓器一次計(jì)算負(fù)荷后，將計(jì)算結(jié)

12、果填入表中，然后再參與全礦負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)。下面以地面工業(yè)廣場為例進(jìn)行計(jì)算。1、用電設(shè)備功率的確定。由于煤礦大量負(fù)荷都為長時(shí)或短時(shí)工作制的負(fù)荷，其設(shè)備的功率等于其額定功率，所以不必進(jìn)行功率換算。2、單相負(fù)荷換算為三相負(fù)荷。由于煤礦單相用電設(shè)備占總負(fù)荷比例很少，故均按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。3、用電設(shè)備(組)的計(jì)算負(fù)荷。用需用系數(shù)法統(tǒng)計(jì)負(fù)荷，查表查出對應(yīng)電氣設(shè)備(組)的需用系數(shù)Kde、功率因數(shù)，并計(jì)算其正切值，填于負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表的8、9及10等欄內(nèi)。然后分別計(jì)算單臺(tái)或成組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，并分別填于負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表11、12、13及14等欄內(nèi)。以主井提升輔助設(shè)備為例計(jì)算各組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：kde=0.7, =0

13、.7，則Pca=KdePN=0.7259.8=181.9kwQca=Pca =181.91.02=185.5kvarSca=259.8KVAE=PcaTmax=181.93500=636.7MWH將上述計(jì)算結(jié)果分別填入負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表第1114欄和第16欄內(nèi)。其它各組負(fù)荷的計(jì)算與上述相同。某工礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表地面工業(yè)廣場低壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表4、地面工業(yè)廣場低壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)低壓負(fù)荷總計(jì)：將表中第110行的有關(guān)數(shù)據(jù)相加。即：Pca=181.9+158.8+256.0=1325.9kwQca=185.5+162.0+40.0=998.8kvar低壓計(jì)算負(fù)荷：工業(yè)廣場低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷計(jì)算，?。?Ksp=0.95，Ksq=0.97，則Pca=KspPca=0.951325.9=1259.6KWQca=KsqQca=0.97998.8=968.8KW5、配電變壓器的選擇考慮到工業(yè)廣場低壓負(fù)荷有一類負(fù)荷的輔助設(shè)備，為了保證供電的可靠須選兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器的計(jì)算容量為：查表選S9-1250/10型變壓器兩臺(tái)，其技術(shù)數(shù)據(jù)見下表： S9-1250/10型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量KVA額定電壓KV額定損耗KW阻抗電壓%空載電流%連