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Ksp0.9,Ksq0.95 变电所的功率因数为 3. 负荷计算结果 见表2-1 2.2 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、kvar 2.3 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压器，一台工作一台备用，则变压器的容量应该按下式计算 主变压器型号的选择应尽量考虑采用低损耗、高效率的变压器。根据实际情况本设计选择了两台型号为SFL7-20000/35的变压器。