某礦井35kV變電站的負(fù)荷計(jì)算以及變壓器的選擇案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7025某礦井35kV變電站的負(fù)荷計(jì)算以及變壓器的選擇案例 ①6101回采工作面：查負(fù)荷表得kd=0.577,cosφ=0.7tanPQS②6102軌道順槽：查負(fù)荷表得kd=0.587，costanPQS其他各組計(jì)算方法與上述方法相同，不再贅述。井下負(fù)荷合計(jì)：有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)ks取0.85，無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)kPQPQS地面部分主井皮帶：查負(fù)荷表得kd=0.85，costanPQS壓風(fēng)機(jī)組：查負(fù)荷表得kd=0.9，costanPQS瓦斯抽放高壓設(shè)備：查負(fù)荷表得kd=0.75，costanPQS其他各組計(jì)算方法與上述方法相同，不再贅述。地面合計(jì)：有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)ks取0.85，無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)kPQPQS全礦計(jì)算負(fù)荷：有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)ks取0.8，無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)kPQPQSI2.4變壓器損耗和線路損耗的計(jì)算2.4.1線路損耗當(dāng)電流流過線路時(shí)，線路中有一些阻抗，包括電阻和電抗，造成有功功率損耗和無功功率損耗，計(jì)算總負(fù)荷時(shí)應(yīng)該把這部分加進(jìn)去。ΔΔIca2=X線路每相電抗，Ω；UNPca2.4.2變壓器損耗變壓器在運(yùn)行過程中在繞組和鐵芯中都會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，變壓器的損耗包括有功功率的損耗和無功功率的損耗，有功功率損耗是磁（鐵）的損耗，無功功率損耗是電（銅）的損耗。當(dāng)外加電壓不變時(shí)鐵損為一個(gè)常數(shù)，與變壓器的負(fù)荷大小無關(guān)，一般用變壓器的空載試驗(yàn)確定。計(jì)算總負(fù)荷時(shí)應(yīng)該把這部分也要加進(jìn)去。變壓器有功損耗變壓器的有功損耗一般有兩個(gè)部分組成，鐵損和銅損。鐵損是變壓器在額定電壓時(shí)的空載損耗，銅損是變壓器帶負(fù)荷運(yùn)作時(shí)繞組中的損耗。所以變壓器的有功損耗為：Δβ式中ΔPΔPΔPβ變壓器的負(fù)荷系數(shù)；IN.T、SIca、S變壓器的無功損耗變壓器的無功功率損耗也是由兩個(gè)部分組成，一部分是變壓器空載時(shí)的無功損耗，他和變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù)有關(guān)；另一個(gè)部分是變壓器帶負(fù)荷運(yùn)作時(shí)的無功功率損耗，他和變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)及負(fù)荷率有關(guān)。所以變壓器的無功損耗為：Δ式中ΔQΔQ0ΔQNIo%UK%SN.設(shè)計(jì)中的線損變損由于供電線路和變壓器還未選擇，沒有一些線路和變壓器的確切參數(shù)，負(fù)荷計(jì)算就是為了后面選擇合適的變壓器，但是要把這些損失考慮進(jìn)去，線損暫時(shí)忽略不計(jì)，所以可以按以下公式計(jì)算變損：有功功率損耗Δ無功功率損耗Δ利用公式可以得到：ΔΔ2.5提高功率因數(shù)2.5.1提高功率因數(shù)的意義礦山供電系統(tǒng)中，因?yàn)槭褂昧舜罅康母袘?yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器等大功率設(shè)備，電力部門的供電系統(tǒng)除了提供有功功率還要提供無功功率，使得發(fā)電、輸電和配電設(shè)備的能力不能充分被利用和提高。因此，給用戶提高功率因數(shù)是非常有必要的。提高功率因數(shù)對礦井供電系統(tǒng)的好處有以下幾點(diǎn)：提高了電力系統(tǒng)的供電能力；在發(fā)電、輸電、配電的工作容量一定時(shí)，提高用戶的功率因數(shù)，相當(dāng)于減少了無功功率的供給，在相同設(shè)備的條件下電力系統(tǒng)的有功功率可以得到一定的提高，這要效率就提高了，也明顯提高了電力系統(tǒng)的供電能力。降低了輸電線路中的損耗；由線路損耗的公式P=可知當(dāng)線路額定電壓UN功率因數(shù)的提高，使得電網(wǎng)中的電流變小，線路中的電壓損失就減小，電網(wǎng)末端的電能質(zhì)量就能提高。能降低電能成本；因?yàn)殡姀S發(fā)出來的電能需要的成本一定，提高用戶的功率因數(shù)可以減少電網(wǎng)中的電能損耗，在發(fā)電廠設(shè)備容量不變的條件下，提供給用戶的電能就增多了，就能減小供電成本。2.5.2提高功率因數(shù)的方法正確選擇電氣設(shè)備①選用一些氣隙小，磁阻Ru②如果容量相同，你們應(yīng)該選擇一些磁路小的電氣設(shè)備。例如在同等容量下，高速開啟式電機(jī)要小于低速封閉式電機(jī)和隔爆型電機(jī)。③像主要通風(fēng)機(jī)這樣的不需要調(diào)速且需要持續(xù)運(yùn)行的大容量電機(jī)，有條件的時(shí)候可以選擇同步電動(dòng)機(jī)，可以讓其過激磁運(yùn)行，提供超前無功補(bǔ)償，這樣的話電網(wǎng)總的無功功率就減小。電氣設(shè)備合理運(yùn)行①減少嚴(yán)重欠負(fù)載運(yùn)行的電機(jī)和變壓器，如果這個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定功率小于總功率的40％，并且在啟動(dòng)和工作時(shí)能穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，那么應(yīng)該用小容量電動(dòng)機(jī)更換大容量電動(dòng)機(jī)或者把原來為三角形接法的繞組改為星形接法來降低激磁電壓。如果這個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定功率小于30％，那么更換變壓器或者調(diào)整負(fù)荷。②合理調(diào)度安排生產(chǎn)工藝流程，限制電氣設(shè)備長時(shí)間空載運(yùn)行。定時(shí)安排多次維護(hù)檢修，確保電動(dòng)機(jī)的電磁特性符合正常標(biāo)準(zhǔn)。④進(jìn)行技術(shù)改造升級，降低總的無功消耗。例如升級改造電磁開關(guān)讓他無壓運(yùn)行，減少運(yùn)行時(shí)的無功損耗。2.5.3無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算由前面的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果補(bǔ)償前的功率因數(shù)為：cos無功補(bǔ)償計(jì)算為了讓功率因數(shù)提高，工程上一般采用并聯(lián)電容器的辦法進(jìn)行人工補(bǔ)償。人工補(bǔ)償有投資小，檢修方便，故障范圍小，有功功率損失少的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是當(dāng)有不通風(fēng)或者電網(wǎng)高次諧波導(dǎo)致電容器過負(fù)荷長時(shí)間運(yùn)行的時(shí)，長時(shí)間溫度過高，導(dǎo)致漏油或者火災(zāi)甚至是爆炸。如果補(bǔ)償前的功率因數(shù)是cosφ1，補(bǔ)償后提高到Q式中a平均負(fù)荷系數(shù)，一般情況取0.7~0.8；tanφtanφ本設(shè)計(jì)要求功率因數(shù)不小于0.9，cosφ1=0.72取cosφQ電容柜的選擇以及實(shí)際補(bǔ)償容量電容柜數(shù)量N的確定按照以下公式計(jì)算：N=式中Qc1U電容器裝設(shè)處的電網(wǎng)電壓，kV；UN.C因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是采用的是集中補(bǔ)償方式，在10.5KV側(cè)安裝電容柜，查閱資料之后選用型號為BGF10.5-100-3W，每個(gè)柜子安裝容量為100kvar。電容器的額定電壓10.5kV。N=因?yàn)镹只能取整數(shù)并且是3的倍數(shù)，所以N最終取45。由于電容器要分接在兩斷母線上所以電容柜最終取90臺(tái)電容器。所以

Q2.635kV側(cè)全礦負(fù)荷功率因素校驗(yàn)表2-1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表符合名稱PkWQkvarSkVA井下部分2792.812960.374069.84地面部分6053.244793.977721.65全礦統(tǒng)計(jì)7076.846591.209670.86全礦變損141.54659.12全礦合計(jì)7218.387250.3210230.94無功補(bǔ)償0.00-4500.00補(bǔ)償后合計(jì)7218.382750.327724.59補(bǔ)償后功率因數(shù)為：coscosφ2.7主變壓器的選擇2.7.110KV側(cè)變壓器的選擇根據(jù)負(fù)荷分組和計(jì)算的結(jié)果，因?yàn)?0kV母線的接線方式是單母線分段接線，所以要選擇雙份的變壓器。本設(shè)計(jì)選用S9-1250/10兩臺(tái)、S9-1000/10六臺(tái)、SZ9-1250/10兩臺(tái)。變壓器的參數(shù)由表2-3可知。2.7.235kV主變壓器的選擇根據(jù)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井的主降壓變壓器要選用兩臺(tái)，來保證對一級二級負(fù)荷供電的可靠性，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證安全，順利生產(chǎn)的正常供電，而且不能低于全礦負(fù)荷的80％，大型礦井都在80％左右且希望備用率能更高，但是備用率更高的投資非常大，技術(shù)也比較難以達(dá)到，但對長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益更有意義。礦井主變壓器型號要盡量選擇地?fù)p耗高效率的變壓器，社會(huì)中使用最廣泛的型號的S9、SL7、SFL7、SF9等型號。根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果選用的主變的容量要大于全礦負(fù)荷容量，但不能超出太多，因?yàn)樵诮?jīng)濟(jì)效益上是不合理的。在負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，經(jīng)濟(jì)，技術(shù)等因素決定之后本設(shè)計(jì)選擇型號為SF9-8000/35的變壓器，變壓器參數(shù)查閱資料后如表2-2所示：表2-