矿山电工学课程设计

2026/1/16 2:26:20

括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。

(2)工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全,供电可靠,电能质量合格,技术先进和经济合理,采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

(3)工厂供电设计应根据工作特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合,适当考虑扩建的可能性。

(4)工厂供电设计应按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等,合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。

3、本设计的具体内容

八矿选煤厂总降压变电站及高压配电系统设计,是根据工厂电力负荷数量和性质,生产工艺对负荷的要求,以及负荷分布,结合国家供电情况,解决对电能分配的安全可靠,经济合理的问题。其具体内容有以下七个方面: (1)负荷计算及无功功率补偿

全厂总降压变电所的负荷计算,是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗,从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。 (2)厂总降压变电站选址及主变压器的台数和容量选择

参考电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器的台数和容量。

(3)工厂总降压变电站主接线方案及高压供电线路的设计

根据变电站配电回路数,负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电站高、低压接线方式。对它的基本要求,即要安全可靠又要灵活经济,安装容易维修方便。

(4)工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电,通常为国家电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 (5)变电站高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值,选择变电所高、低压侧电器设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和动稳定检验。

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(6)继电保护装置的整定计算

为了监视,控制和保证安全可靠运行,变压器、高压配电线路电容器、母线分段断路器及联络线断路器,皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置,并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。 (7)防雷和接地设计

参考本地区气象地质材料,设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算,避免产生反击现象的空间距离计算,按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号,并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压,频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。

4、本设计的原始资料

矿年产量:90万吨;服务年限:75年;矿井沼气等级:煤与沼气突出矿井;立井深度:0.36 km ;冻土厚度: 0.35 m ; 矿井地面土质:一般黑土; 两回35kV架空电源线路长度:L1=L2=6.5km ;

两回35kV电源上级出线断路器过流保护动作时间:t1=t2=2.5s ;

本所35kV电源母线上最大运行方式下的系统电抗:Xs.min=0.12(Sd=100MVA); 本所35kV电源母线上最小运行方式下的系统电抗:Xs.max=0.22(Sd=100MVA); 井下6kV母线上允许短路容量:Sal=100MVA;

本所35kV母线上补偿后平均功率因数要求值:cosφ′35.a≥0.9; 地区日最高气温: θm=44℃ ; 最热月室外最高气温月平均值:θ 热月室内最高气温月平均值:θ

m.i

m.o

=42℃ ;

=32℃ ;

办 生 公 区 活 区 最热月土壤最高气温月平均值:θm 动力 储 机修车间 运 车间 主洗车间 车 间 压滤车间

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第2章 工厂的电力负荷及其计算

供配电系统的设计,首先要根据用户的原始资料即用电设备的容量,对系统中各个环节的电力负荷进行统计,其目的是确定供配电系统方案,并选择其中的各个元器件(如电力变压器、开关设备、导线及电缆等),以使其满足正常运行时负荷电流热效应的要求。另外,负荷计算也是合理地进行无功补偿的重要依据。负荷计算的准确与否直接影响着供电设计的质量。但是,由于影响负荷变化的因素众多,要准确地计算出实际负荷的大小几乎是不可能的,因此负荷计算力求使结果接近实际值。

1、负荷计算的目的与负荷分级

1.1、负荷计算的内容和目的

在进行工厂供电设计时,基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据,如额定容量、额定电压等,这是设计的依据。但是,能否简单地用设备额定容量来选择导体和各种供电设备呢?显然是不能的。因为所安装的设备并非都同时运行,而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量,而是在不超过额定容量的范围内,时大时小地变化着。所以直接用额定容量(也称安装容量)选择供电设备和供配电系统,必将导致有色金属的浪费和工程投资的增加。因而,供配电设计的第一步.需要计算全厂和各车间的实际负荷。

1.2、电力负荷分级及其对供电电源的要求

根据用电设备在工艺生产中的作用,以及供电中断对人身和设备安全的影响,电力负荷通常可分为三个等级。 (1)一级负荷

中断供电将造成人身伤亡,或重大设备损坏难以修复,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

中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复,或大量产品报废、重要产品大量减产、造成较大经济损失者,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),允许由一回专用架空线路供电。 (3) 三级负荷

不属于—级和二级的一般电力负荷即为三级负荷。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。

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2、计算负荷的实用计算方法

分别算出各设备或设备组的Pca、Qca、及Sca,并填入表2中12~14列。

对于主井提升机有

Pca=Kd1PN1=0.95×1000=950kW Qca=tanφPca=0.62×950=589kvar

kVA Sca=Pca?Qca?9502?5892?1118 对于扇风机1,由同步电动机拖动,表1-1中其cosφ标出负值,其原因是:同步电动机当负荷率>0.9,且在过励磁的条件下,其功率因数超前,向电网发送无功功率,故为负值。此时同步电动机的无功补偿率约为40~60%,近似计算取50%,故其补偿能力可按下式计算:

Pca=Kd3PN3=0.88×800=704kW

Qca=0.5(tanφPca3)=0.5×[704×(-0.46)]=—162kvar

2(-162)?722kVA Sca3=Pca?Qca?7042?2222 同理可得其余各组数据见表1-2在表1-2的合计栏中,合计有功负荷8506 kW和无功负荷4505 kvar是表中12列、13列的代数和,而视在负荷9597 kVA,则是据上述两个数值按公式计算得出,视在容量的代数和无意义。

2.1、负荷计算的方法

(1) 需要系数是把设备功率乘以需要系数和同时系数,直接来计算负荷。这种方法比较简便,因而广泛使用。当用电设备少而功率相差悬殊时,这种方法的计算结果往往偏小,所以不适用于低压配电线路的计算,常用于计算变、配电所的负荷。

(2) 二项式法指计算负荷包括用电设备组的平均功率,同时考虑数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法也比较简便但计算结果往往偏大,一般用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。

(3) 利用系数法是采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,在考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷,这种方法的理论根据是概率论和数理统计,因而计算结果比较接近实际,适用于各种范围的负荷计算,但计算过程繁琐,工程设计中仍不普遍采用。

(4) 除以上方法外,还有单位产品电量法、单位面积功率法、负荷密度法、ABC法、

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