第2章负荷分析和主变压器的选择.doc

第2章:负荷分析和主变压器的选择2.1 负荷分析2.1.1 负荷分类及定义1. 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。2. 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。3. 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。煤矿变电所负责向整个矿区供电，在煤矿上除了家属区及一些辅助设备以外,大部分是井下用电，例如：提升机,排水泵等等，若煤矿变电所一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。采用两个独立回路供电.2.1.2 本系统的负荷计算1. 定义（1）、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2. 负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有：(1)、单组用电设备的计算负荷单组用电设备的计算负荷应按下式计算:式中 pca、qca、sca-该组用电设备的有功、无功、视在功率计算值,kw、kvar、kva-该组用电设备额定容量之和,kw,-该组用电设备的需用系数和加权平均功率因数-与相对应的正切值该组用电设备的负荷电流按下式计算:式中 ica-该组用电设备的总负荷电流,a un-电网的额定电压,kv(2)、变电所总计算负荷将变电所各组用电设备的计算负荷相加,再乘以组间最大负荷的同时系数,即可求出变电所的总计算负荷.式中 -变电所负荷的总有功、无功、视在功率计算值，kw、kvar、kva-变电所各组用电设备的有功、无功功率计算值之和, kw、kvar-各组用电设备最大负荷不可能同时出现的组间最大负荷同时系数,组数越多其值越小,本设计取ksp=0.9,ksq=0.95变电所的功率因数为 3. 负荷计算结果 见表2-12.2 无功功率的补偿根据全国供用电规则的规定:高压供电的工业用户功率因数应该在0.90以上.,所以当变电所的功率因数低于0.9时,应采取人工补偿措施,补偿后的功率因数应不低于0.95.目前35kv变电所一般是采用在6kv母线上装设并联电容器的进行集中补偿的方法,来提高变电所的功率因数。1、 电容器补偿容量的计算电容器的无功补偿容量为：式中 -补偿前功率因数角的正切值-补偿后应达到的功率因数角的正切值2、 电容器（柜）台数的确定无功补偿所需电容器总台数n为式中 -单台电容器柜的额定容量，kvar -电容器的实际工作电压，kv-电容器的额定电压，kv确定电容器的总台数时，应选取不小于计算值n的整数。3、 补偿后的实际功率因数因为电容器的台数选择与计算值不同，所以应计算补偿后的实际功率因数。电容器的实际补偿容量为：式中 qca-电容器的实际补偿容量，kvar n-所选电容器的实际台数补偿后变电所负荷的总无功功率为补偿后变电所的负荷总容量补偿后的功率因数式中 、 、-补偿后变电所负荷的总无功功率、总容量和功率因数，kvar、kva、-补偿前变电所负荷的用功功率、无功功率的计算值，kw、kvar2.3 主变压器的选择1、 主变压器台数的确定具有一级负荷的变电所，应满足用电负荷对供电可靠性的要求。根据煤炭工业设计规范规定，矿井变电所的主变压器一般选用两台，当其中一台停运时，另一台应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿负荷的80%，根据实际情况的需要在本设计中选择了两台主变压器，采用一台工作一台带电备用的运行形式。2、 变电所主变压器容量的确定本变电所选择的两台变