太原工业学院毕业设计

第 2 章 原始资料及负荷计算

2.1 原始资料

某矿的设计生产能力、入洗能力均达90万吨/年。矿井位于煤田东部，井田面积30平方公里，井深约在500米左右，由于其地下水丰富，该矿总共配有12台大型潜水泵，由于大型潜水泵的使用，其年耗电量大大增加。按其采煤量计算耗电总耗电时间是4000h/年。

煤矿供电系统由两条35kV进线供电。其矿内变配电所占地约2500平方米，两条进线分别到所内室外两个35/6kV主变压器，室外部四脚分别设置3个15米高的避雷器。

2.1.1 电源

(1) 两回35kV架空电源线路长度： l1=l2=6km。

(2) 两回上级35kV电源出线断路器过流保护动作时间：t1=t2=3s。 (3) 本所35KV电源母线最大运行方式下的系统电抗：

A) X*min=0.28 (Sj=100MV

(4) 本所35KV电源母线最小运行方式下的系统电抗：

A) X*max=0.37 (Sj=100MV

(5) 井下6KV母线上允许短路容量：S=50MVA。

(6) 电费收取办法：两部电价制，固定部分按最高负荷收费。 (7) 井下6KV电缆（不含下井电缆）总长度：Lca=20km。 (8) 本所6KV母线上补偿后功率因数要求值：cos?at=0.95。

2.1.2 基本地质气象资料

(1) 最热月室外最高气温月平均值：?m?42?C。 (2) 最热月室内最高气温月平均值：?m?30?C。 (3) 最热月土壤最高气温月平均值：??26?C。 (4) 矿区冻土带厚度：0.3km。 (5) 变电所土质：粘土。

2.1.3 全矿负荷统计及相关数据

2

太原工业学院毕业设计

全矿各用电设备的负荷等级、额定电压、线路类型、单机容量、安装及工作台数、需用系数、功率因数、距变电所的距离均已给出。其详细数据见表2.1。

表2.1 全矿负荷统计及相关数据

安装/工作台数 2/1 2/1 2/1 2/1 5/3 12/4 工作设备总容量/kW 1400 1000 800 800 900 1250 450 480 1200 450 2720 2600 需用系数/距35kv功率因数cos? 变电所的距离/km 0.84 0.82 0.82 0.82 0.86 0.82 0.75 0.78 0.84 0.80 0.86 0.78 0.4 0.4 2.4 2.2 0.2 0.05 0.3 0.6 0.5 2.5 0.8 2.0 设备名称 负荷等级 电压/V 线路类型 单机容量/kV Kd 0.87 0.85 0．87 0.87 0.86 0.76 0.60 0.70 0.76 0.80 0.86 0.72 主井提升 副井提升 扇风机 1 扇风机2 压风机 地面低压 机修厂 综采车间 洗煤厂 工人村 排水泵 井下低压 1 1 1 1 1 1 3 3 2 3 1 2 6000 6000 6000 6000 6000 380 380 380 380 380 6000 660 电缆 电缆 架空线 架空线 架空线 电缆 电缆 电缆 架空线 架空线 电缆 电缆 1400 1000 800 800 300 1250 450 480 680 2.2 负荷计算

企业生产所需的电能，都是由电力系统供给，企业所需的电能都是通过企业的各级变电站经过电压变换后，分配到各用电设备。因此企业变电站可以说是企业电力供应的枢纽，所处的位置十分重要。进行企业电力负荷计算的主要目的就是为了正确地选择企业各级变电站的变压器容量、各种企业电力设备的型号、规格以及供电网所用的导线型号等提供科学依据。故根据原始资料进行负荷计算是很有必要的。本电气设计中采用需用系数法进行负荷计算。

3

太原工业学院毕业设计

2.2.1 需用系数法统计负荷

由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，成组设备中各负荷的功率因数（cos?）不同，一般又不同时工作，最大负荷不同时出现等情况。所以难以精确地计算变电所负荷。故本设计采用了较为精确的需用系数法来进行变电所负荷计算。其计算简便，煤矿系统的供电设计目前主要采用这种方法。其计算公式的一般表达式为：

Pc?Kd?PN?，kW (2.1) Qc?Pc?tan?，kvar (2.2) Sc?Pc/cos?，kVA (2.3) ，A (2.4) Ic?Sc（/3UN）式中：Pc——用电设备的有功功率计算负荷

Qc——用电设备的无功功率计算负荷 Sc——用电设备的视在功率计算负荷

PN?——用电设备的总额定容量 UN——额定电压

tan?——功率因数角的正切值

Ic——该用电设备的计算负荷电流

Kd——需用系数

根据负荷资料，计算出各类设备的tan?、设备容量、有功功率、无功功率及视在功率。

用需用系数法进行负荷计算的步骤是由负载端开始逐级上推，直到电源进线为止。 (1) 主井提升机负荷计算：

由原始资料知：PN?=1400kW, Kd=0.87，cos?=0.84，tan?=0.64 那么由上式可得以下结果

Pc?Kd?PN?=0.87?1400=1218kW

Qc?Pc?tan?=1218?0.64=779.52kvar

Sc?Pc/cos?=1218c0.84=1450kVA =1450?(1.732?6)=139.5 A Ic?Sc（/3UN）(2) 副井提升机负荷计算：

4

太原工业学院毕业设计

由原始资料知：PN?=1000kW, Kd=0.85，cos?=0.82，tan?=0.70 那么由上式可得以下结果

Pc?Kd?PN?=0.85?1000=850kW

Qc?Pc?tan? =850?0.70=595kvar

Sc?Pc/cos?=850÷0.82=1036.6kVA =1036.6?(1.732?6)=99.7 A Ic?Sc（/3UN）其他以此类推。结果见表2.2。

表2.2 全矿计算负荷统计及相关数据

工作设备 名称 电压/V 设备总容量/kW 主井提升 6000 副井提升 6000 扇风机1 扇风机2 压风机 地面低压 机修厂 综采车间 洗煤厂 工人村 排水泵 井下低压 总 6000 6000 6000 380 380 380 380 380 6000 660 1400 1000 800 800 900 1250 450 480 1200 450 2720 2600 14050 需用系数 功率因数 有功功率计算负荷Pc/kW 1218 850 696 696 774 950 270 336 912 360 2339.2 1872 11273.2 0.64 0,70 0.70 0.70 0.59 0.70 0.88 0.80 0.64 0.75 0.59 0.80 无功功视在功率计算负荷Sc/kVA 1450 1036.6 848.78 848.78 900 1158.5 360 430.8 1085.7 450 2720 2400 13689.16 用电设备的计算负荷电流Ic/A 139.5 99.7 81.68 81.68 28.87 1760.16 546.96 654.53 1801.48 683.70 65.43 2099.46 Kd 0.87 0.85 0.87 0.87 0.86 0.76 0.60 0.70 0.76 0.80 0.86 0.72 cos? 0.84 0.82 0.82 0.82 0.86 0.82 0.75 0.78 0.84 0.80 0.86 0.78 tan? 率计算负荷Qc/kvar 779.5 595 487.2 487.2 456.66 665 237.6 268.8 583.68 270 1380.1 1497.6 7708.34 2.2.2 功率补偿

5