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矿山供电

甘肃煤炭工业学校精品课程. 矿山供电. 项目二 负荷计算与变压器选择. 机电. 任务三 变压器 的选择. 项目二 煤矿企业负荷计算与变压器选择. 任务二 补偿电容器 的选择与安装. 任务一 煤矿企业 负荷计算. 煤矿企业 负荷计算. 变压器的选择. 补偿电容器 的选择与安装. 任务一 煤矿企业负荷计算. 任务描述. 利用科学方法进行负荷的统计和计算，为煤矿供电系统 电气设备，输电线路和继电保护装置的选择提供重要的依据。. 任务分析. 负荷计算有需用系数法、二项式法、利用系数法，单位产品电耗法等。 广泛采用的是需用系数法。.

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Presentation Transcript

  1. 甘肃煤炭工业学校精品课程 矿山供电 项目二 负荷计算与变压器选择 机电

  2. 任务三 变压器 的选择 项目二 煤矿企业负荷计算与变压器选择 任务二 补偿电容器 的选择与安装 任务一 煤矿企业 负荷计算 煤矿企业 负荷计算 变压器的选择 补偿电容器 的选择与安装

  3. 任务一 煤矿企业负荷计算 任务描述 利用科学方法进行负荷的统计和计算，为煤矿供电系统 电气设备，输电线路和继电保护装置的选择提供重要的依据。 任务分析 负荷计算有需用系数法、二项式法、利用系数法，单位产品电耗法等。 广泛采用的是需用系数法。

  4. 1 2 3 （3） 负荷计算方法 （2） 需用系数法 （1） 用电设备工作制 知识点：

  5. 技 能 点 （1） 会进行负荷统计 （2） 会进行负荷计算 技能点：

  6. 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。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。 用 电 设 备 工 作 制 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

  7. 一、用电设备工作制 断续周期工 作制用电设备

  8. 1、单台用电设备的需用系数 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： 加权平均效率

  9. 1 3 2 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 1、单台用电设备的计算负荷 2、成组用电设备的计算负荷 煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数可查表。 三、负荷计算方法

  10. 四、进行负荷统计

  11. 小结 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。

  12. 思考题 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？ ？

  13. 任务二 补偿电容器的选择与安装 任务描述 根据电力部门实行的电费奖惩制度，利用合理的方法提高了 功率因数，减少电能损耗，避免电力部分对煤矿企业的电费惩罚。 任务分析

  14. NO.1 NO.2 NO.3 （一） 功率因数有关基本概念 （二） 提高自然功率因数意义和方法 （三） 功率因数的补偿方法 知识点：

  15. 技能点： 一、会制定提高自 然功率因数的方案 二、会确定电容 器的补偿方案 四、会确定补偿 电容器的接线方式 三、会选择补偿电容器 要求

  16. 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。 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。

  17. 1、电容器无功容量的计算 Qc=Pi(tanφANT－tanφac) 如图2-1 功 率 因 数 的 补 偿 方 法 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。 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 二、功率因数的补偿方法

  18. 补偿前后的功率三角形

  19. 小结 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。

  20. 思考题 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。 ？

  21. 任务三 变压器的选择 任务描述 主变压器是煤矿地面变电所的重要设备，通过对全矿各 类负荷统计分析，正确选择主变压器的容量、台数以及 运行方式，确保煤矿供电的可靠性和经济性。 任务分析 首先根据是否有一、二类负荷确定变压器台数，根据负荷 统计结果确定容量，然后考虑变压器的损耗情况决定补偿 电容器的容量、台数，最后给出经济运行方式。

  22. 知 识 点 （2） 变压器的经济运行分析方法 （1） 变压器选择原则 知识点：

  23. 一、 会确定变压器的型号、台数、容量 二、 会分析变压器经济运行情况 技能点：

  24. 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）。 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。 （3)变电所主变压器容量的确定 两台变压器同时工作： 两台，一台工作，一台备用。

  25. 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： 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 二、变压器的经济运行分析方法

  26. 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, （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。 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。 B、单台变压器运行时其功率损耗的计算： 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： 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） 二、变压器的经济运行分析方法

  27. 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 ，并计算其正切值 ，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、12、13及14等栏内。 三、会确定变压器的型号、台数、容量

  28. 以主井提升辅助设备为例 计算各组设备的计算负荷 kde=0.7, =0.7，则 Pca=Kde∑PN=0.7×259.8=181.9kw Qca=Pca =181.9×1.02=185.5kvar Sca= = =259.8KVA E=PcaTmax=181.9×3500=636.7MW•H 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。

  29. 某矿负荷统计表

  30. 地面工业广场低压负荷统计表

  31. 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

  32. 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：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 变压器的负荷系数为：

  33. 地面主变压器

  34. 小结 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。

  35. 思考题 1、负荷计算的原则是什么？ 2、变压器具体选择方法步骤？ ？

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