35kV变电站一次部分设计(3)

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扇风机和压风机等功率因数超前表示其无功电流为容性，即提供无功功率，其无功补偿作用，他们的无功功率为负值。

表2-1 全矿电力负荷计算负荷表

编 号

用户 名称

设备总 容量 （KW）

1

主提升机

2

副提升机

3 4

扇风机1 扇风机2

800 800

0.86 0.86

-0.88 -0.88

-0.540 -0.540

688 688

-185.26 -185.26

781.90 781.90

1000

0.84

0.81

0.724

840

608.16

1037.04

1200

需用 系数(

Kd功率 因数

cos?

tan?

计算负荷

有功 (KW)

无功(kvar) 667

视在(kVA) 1228.79

)

0.86 0.84 0.646 1032

5 压风机 500 0.88 -0.86 -0.593 440 -130,46 781.82

6 综采车间

500 0.7 0.76 0.855 350 299.25 460.5

7 地面低压

1100 0.75 0.78 0.802 825 661.65 1057.69

8 9

机修厂 洗煤厂

600 1200

0.60 0.76

0.70 0.80

1.02 0.75

360 912

367.2 684

514.29 1140

10 11 12

工人村 支农 主排水泵

600 550 2100

0.80 0.75 0.85

0.85 0.85 0.83

0.620 0.620 0.672

480 412.5 1785

297.6 255.75 11119.195

564.71 485.29 2150.60

13 井下低压

2700 0.72 0.78 0.802 1944 1559.09 2492.31

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2.3.2各低压变压器的选择与损耗计算

（1）低压变压器选择

由于采用高压集中补偿功率因数，对各低压变压器均无补偿作用，选择时可按表2-1的计算容量进行选择。基于原煤生产负荷对供电可靠性和电能质量的要求且供电电网为双回路，应选两台变压器同时运行。矿井地面低压变压器的选择原则与一般工矿企业类似，选单台者，只须变压器额定容量大于或等于计算容量即可；选两台者，每台的容量应能满足该组全部生产负荷的需要。故：

①综采车间、机修厂、工人村、支农变压器分别选S9-500,6/0.4kV型，S9-630,6/0.4kV型，S9-630,6/0.4kV型和S9-500,6/0.4kV型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。

②选煤厂变压器选两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器。 ③地面低压变压器选两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器 （2）各低压变压器损耗计算

变压器的功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。当变压器的外加电压不变时，铁耗是一常数，与变压器的负荷无关，通常用变压器的空载实验确定。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用?P0和?Q0表示。变压器铜耗是变压器负荷电流在其绕组中产生的有功损耗和无功损耗。变压器的功率损耗可按如下公式计算。

?PT??P0???PNT2

?QT??Q0???QNT2???Q0??QN.T?ScaSN.T (2-3)

I0%SN.T100Uk%SN.T100式中

?—变压器的负荷率；

Sca—变压器计算负荷，kVA； —变压器额定容量，kVA；

SN.T?P0—变压器空载有功损耗，kW； ?PN.T—变压器满载有功损耗，kW；

；

?Q0—变压器空载无功损耗，kvarI0%—变压器空载电流占额定电流的百分数；

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?QN.T—变压器满载无功损耗，kvar；

Uk%—变压器阻抗电压占额定电压的百分数；

?P0、?PN.T、I0%、Uk%均可由变压器产品样本中查得。

I0%SN.T1.2?630①对于工人村变压器 空载无功损耗：?Q0?100Uk%SN.T?7.56kvar 1004.5?630??28.35kvar

100100564.71??0.896 630?满载无功损耗：?QN.T?变压器的负荷率，??则：

ScaSN.T（有功损耗：?PT??P0??2?PNT?1.23?6.0?5647.1630）?6.05kW22

（无功损耗：?QT??Q0??2?QNT?7.56?28.35?5647.1630）?30.34kvar②对于综采车间变压器 空载无功损耗：?Q0?I0%SN.T100Uk%SN.T?1.4?5001004.0?500?7.0kvar ?20kvar

满载无功损耗：?QN.T?变压器的负荷率，??则：

ScaSN.T100100460.5??0.921 500?（有功损耗：?PT??P0??2?PNT?1.0?5.0?460.5（无功损耗：?QT??Q0??2?QNT?7.0?20?500460.5500）?5.24kW22

）?23.96kvar③对于地面低压变压器

因地面低压装设两台S9-800,6/0.4kV型铜线电力变压器，故其功率损耗计算如下。 有功损耗：

?PT?2[?P0??PNT(12?ScaSNT)]?2[[1.45?7.2?(212?1057.7800)]?9.19kW

2无功损耗：

?QT?2[SN?I00?SN?u00(ScaSNT1.2%4.557.692??2)]?2??800??800?()??50.66kvar100100800??④井下低压损耗为

有功损耗：?PT?0.015Sca?37.38kW 无功损耗：?QT?0.006Sca?149.52kW

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同理可以得出其他低压变压器功率损耗，其结果记入表2-2中。

表2-2低压变压器功率损耗

负荷名称

SN.T地面低压

2?800

机修厂 630

洗煤厂

2?800

工人村 630

支农 500

井下低压 2492.31

((kVA) ?PT（kW） ?QT(kvar) 9.19 50.66 5.23 18.89 10.21 84.18 6.05 30.34 5.71 25.84 37.38 149.52 2.3.36kV母线侧补偿前总计算负荷

由于矿区配电线路损耗甚小，忽略此项损耗不计。由表2-1可知，?Pca?10756.5kW，

?Qca?6016.92kvar。取最大负荷同时系数K??0.85，则补偿前6kV母线上的总计算

负荷由公式2-2计算可得：

mPca.6?Ksi?(KdiPn?i)?Ksii?1m??Pca????P??0.85??10756.5?79.01??9210.1853kW

TQca.6?Ksi?(KdiQn?i)?Ksii?1??Qca??Q??0.85??6016.92?383.39??5440.26kvar

T平均负荷系数区Kav?0.8

Pav?KavPca.6?7368.15kW

Qav?KavQca.6?4352.21kvar补偿前功率因数cos?为：

cos?1?cos(tan?1QavPav)?0.86?0.9（2-4）

故需进行无功补偿，拟定补偿后功率因数为0.96。

tan?1?QavPav?1?0.59

0.96??0.29

tan?2?tan?cos2.3.4无功补偿计算及电容器柜选择

（1）无功补偿计算

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当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到供用电规则所要求的数值时，就需要设置专门的补偿设备来提高功率因数。在工矿企业用户中，广泛采用静电电容器作为无功补偿电源。

用电力电容器作为无功补偿以提高功率因数时，其电力电容器的补偿容量Qc用下式确定：

Qc??Pca?tan?1?tan?2?（2-5）

式中?——月平均有功负荷系数，在0.7-0.8间；

tan?1——补偿前功率因数角的正切值；

tan?2——补偿后要求达到的功率因数角的正切值；

本设计供电规范要求功率因数应达到0.9及以上。假设补偿后6kV侧功率因数

cos?2?0.96，tan?2?0.29，?取0.8，则所需补偿容量由公式（2-5）计算得：：

Qc??Pca?tan?1?tan?2?

=0.8?7368.15?0.3 =2210.44kvar

（2）电容器柜的选择及实际补偿容量计算

本变电站6kV母线接线初步定为单母线分段，两段母线均应装设电容器柜，因此电容器柜应选择偶数。选用GR－1C-08型电容器柜，额定电压6kV，单柜容量

qc?15?18?270kv。ar

共需电容器柜的数量：n＝2210/270=8.2

实际选用10个，分为两组单母线分段两侧，实际补偿的电容量为： Q=270×10=2700kvar。

2.3.5补偿后6kV母线侧总计算负荷及功率因数校验

6kV侧补偿后等效无功功率为：

?.6?Qav-Q?4352.21?2700?1652.21kvarQca

cos??cos(tan?1?.6QcaPav)?0.976

校验合格。

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