煤礦井下設(shè)備負(fù)荷計(jì)算

負(fù)荷計(jì)算主講：唐萬良當(dāng)我們?yōu)橐慌_或一組電動(dòng)機(jī)選配開關(guān)、變壓器和電纜時(shí)，首先要知道這一臺或一組電動(dòng)機(jī)的功率和電流，計(jì)算一臺、一組或多組電動(dòng)機(jī)的功率和電流叫做負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算是正確選擇開關(guān)、變壓器、選擇電纜截面的基礎(chǔ)。來自采區(qū)變電所6(10)kV660(1140)V2號移動(dòng)變電站81號移動(dòng)變電站1140Vcrcro皮綜帶采輸工送作機(jī)面其他

小型設(shè)備6(10)kV660(1140)V2號移動(dòng)變電站81號移動(dòng)變電站1140Vcrcro皮綜帶采輸工送作機(jī)面其他

小型設(shè)備O乳化液泵O刮板輸送機(jī)-O采煤機(jī)O乳化液泵O噴霧泵負(fù)荷計(jì)算要計(jì)算的參數(shù)有二個(gè)：（1） 有功計(jì)算功率，用Pg表示；它是負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)持續(xù)30分鐘的最大平均有功功率，又稱為P30；單位是千瓦（kW。是后續(xù)參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)，也用于線路導(dǎo)線截面的計(jì)算。（2） 無功計(jì)算功率，用Qca表示；它是負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)持續(xù)30分鐘的最大平均無功功率，又稱為Q30；單位是千乏（kvar。用于功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算。（3） 視在計(jì)算功率，用S表示；它是負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)持續(xù)30分鐘的最大視在功率，單位是千伏安（kVA，用于選擇變壓器容量。（4） 最大長時(shí)工作電流，用Ia表示，它是一臺或一組電動(dòng)機(jī)在ca實(shí)際運(yùn)行時(shí)持續(xù)30分鐘的最大平均電流，又稱為I30；單位是安（A）用于選擇開關(guān)和電纜截面。這里的長時(shí)功率、長時(shí)電流是指持續(xù)30min的平均功率和平均電流。與長時(shí)功率、長時(shí)電流相對的是瞬時(shí)功率、瞬時(shí)電流。瞬時(shí)功率、瞬時(shí)電流有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)大于長時(shí)功率、長時(shí)電流，但持續(xù)時(shí)間往往很短，不能作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。例如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)最大電流可達(dá)其額定電流的數(shù)倍，但持續(xù)時(shí)間只有幾秒。一、負(fù)荷計(jì)算下面，我們分三種情況討論負(fù)荷計(jì)算的方法：一臺電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷計(jì)算通常我們能夠從銘牌知道一臺電動(dòng)機(jī)的額定功率PN和額定電流PPcaUcacos申 0.85在生產(chǎn)現(xiàn)場常常會(huì)只知道電動(dòng)機(jī)的額定功率和額定電壓，而不知道額定電流，這就需要迅速的估算電動(dòng)機(jī)的額定電流，估算公式如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V時(shí)，IN?2Pn；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為660V時(shí)，IN?1.15Pn；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為1140V時(shí)，IN?0.66Pn；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為6kV時(shí)， IN二0.12Pn；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為10kV時(shí)，IN“0.07Pn。公式中的PN的單位是kW。例2-1：有一臺額定電壓為660V,額定功率為40kW的電動(dòng)機(jī)，試估算其額定電流。解：當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為660V時(shí)，IN=1?15Pn，把額定功率等于40kW代入公式，IN=1.15x40=46(A)—個(gè)用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算生產(chǎn)工藝相同或相近，在生產(chǎn)過程中相互協(xié)同共同完成一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的多臺生產(chǎn)機(jī)械稱為一個(gè)用電設(shè)備組。采區(qū)有采煤工作面、掘進(jìn)工作面、集中運(yùn)輸?shù)葞最愑秒娫O(shè)備組。設(shè)一個(gè)用電設(shè)備組有n臺，每臺電動(dòng)機(jī)的額定功率已知，為PN1、PN2、卩稲…卩血。則總額定功率為：SPN=PN1+PN2+PN3+???+PNNN1N2N3 Nn但是這一組電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，一般不會(huì)同時(shí)工作，同時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)也不會(huì)同時(shí)滿載，因此實(shí)際需要的功率P“總小于ZPN。p=KdepncadeNS=P/cos?cacaTOC\o"1-5"\h\zPca ScaI= ca =ca\o"CurrentDocument"caJ3UNcos0 兀式中：UN—額定電壓，kVKde—需用系數(shù)，可由表2-2查得；cos卩一該組電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，可由表2-2查得。表2-2煤礦各用電設(shè)備組的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)用電設(shè)備名稱需用系數(shù)Kde功率因數(shù)cos申tan?備 注井底車場不包含主排水泵0.6?0.70.71采區(qū)綜采工作面0.6~0.750.71也可按公式1計(jì)算一般機(jī)采工作面0.6?0.750.6~0.71.33~1也可按公式2計(jì)算炮采緩傾斜工作面0.4?0.50.61.33急傾斜采煤工作面0.5?0.60.6?0.71.33~1無掘進(jìn)機(jī)煤巷掘進(jìn)工作面0.3?0.40.61.33掘進(jìn)機(jī)煤巷掘進(jìn)工作面0.50.6?0.71.33~1也可按公式1計(jì)算井下運(yùn)輸架線式電機(jī)車蓄電池電機(jī)車輸送機(jī)和絞車0.45?0.650.80.6?0.70.90.90.70.480.481例2-2：—個(gè)緩傾斜炮采工作面，供電電壓660V,有SGB-40T刮板輸送機(jī)5臺，額定功率40kW；BRW80/20乳化液泵站2臺（一臺工作，一臺備用），額定功率30kW；JH-8回柱絞車2臺，額定功率7.5kW，小水泵2臺，額定功率5.5kW，JD-11.4調(diào)度絞車2臺，額定功率11.4kW；煤電鉆2臺，額定功率1.2kW。試計(jì)算該工作面的負(fù)荷(P、S和I)cacaca解：(1)刃n=PN1+PN2+PN3+???+PNn=5x40+30+2x7.5+2x5.5+2x11.4+2x1.2=281.2kW查表2-2，緩傾斜炮采工作面Kde取0.5，cos卩取0.6。P=KdZPNcadeN=0.5x281.2=140.6kWPca4)I=ca c43Uncos申=140.6/(1.732x0.66x0.6)=205(A)(5)S=P/cos0=140.6/0.6=234(KVA)caca例2-3某綜采工作面生產(chǎn)設(shè)備如下表所示，試計(jì)算負(fù)荷并選擇移動(dòng)變電站容量。序號設(shè)備名稱臺數(shù)型號額定功率額定電壓備注1米煤機(jī)1MGTY200/500-1.1D電牽引采煤機(jī)500kW1140V2工作面刮板輸送機(jī)1SGZ-730/2642x132kW1140V3轉(zhuǎn)載機(jī)1SZB-730/7575kW1140V4乳化液泵2BRW200/31.5125kW1140V一臺工作5米煤工作面順槽可伸縮皮帶輸送機(jī)1DJS100/100/2*160(B)2x160kW1140V或660V單設(shè)一臺移變6調(diào)度絞車2JD-11.411.4kW1140V或660V7回柱絞車2JH-87.5kW1140V或660V=500+2x132+75+125+2x11.4+2x7.5=1001.8kW(2)查表2-2,綜采工作面Kde取0.7,cos卩取0.7,⑶P=KdSPNcadeN=0.7x1001.8=700kWS=P/cos0=925/0.7=1001(KVA)caca選取一臺1250k、A移動(dòng)變電站，可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)選用400k、A一臺。練習(xí)：有一個(gè)炮掘工作面，額定電壓660V,有SGB-20T刮板輸送機(jī)4臺，額定功率20kW；小水泵2臺，額定功率5.5kW，JD-11.4調(diào)度絞車2臺，額定功率11.4kW；煤電鉆1臺，額定功率1.2kW。試計(jì)算該工作面的負(fù)荷(P、I和S)。cacaca解：(1) ZPN=PN1+PN2+PN3+???+PNn=4x20+2x5.5+2x11.4+1.2=115kW查表2-2，Kde取0.4，cos卩取0.6，P=KdIPNcadeN=0.4x115=46kWPca4) I=ca ccJUNcos申=46/(1.732*0.66*0.6)=67(A)S=P/cos卩=46/0.6=77(KVA)caca多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算

當(dāng)一個(gè)變壓器、開關(guān)或電纜的負(fù)荷為多個(gè)用電設(shè)備組時(shí)，就需要計(jì)算多組用電設(shè)備的總功率和總電流。步驟如下：計(jì)算各組的込；查表選取各組的Kde、cos?和tan^o計(jì)算各組的Pca和Qca(無功功率)；cacaQca=Pcatan?PcaE=KSP(Pca1PcaE=KSP(Pca1+Pca2+Pca3QcaE=KSQ(Qca1+Qca2+Qca3 )式中K——有功功率同時(shí)系數(shù)，取0.85?0.95spK——無功功率同時(shí)系數(shù)，取0.9?0.97sq(5)計(jì)算ScacaScaSca例2-4設(shè)例2-2采煤工作面和練習(xí)的掘進(jìn)工作面由一臺變壓器供電，試計(jì)算變壓器的總負(fù)荷。解：已知：采煤工作面Pca1=140.6kW，cos?1=0.6，tan?1=1.33則Qca1=Pca1tan?1=140.6*1.33=187kvar掘進(jìn)工作面Pca2=46kW，cos?2=0.6，tan?2=1.33。則Qca2=Pca2tan?2=46*1.33=61kvarP=Pca1+Pca2=140.6+46=186.6kWcaEcalca2QcaE=Qca1+Qca2=187+61=248kvarS=!P2+Q2 =‘186.62+2482二310kVAca caZ caL需選用315kVA的KBSG-315/6/0.693礦用隔爆型干式變壓器。第二節(jié)功率因數(shù)的提高提高功率因數(shù)的意義由于工礦企業(yè)使用大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器等用電設(shè)備，因此供電系統(tǒng)除供給有功功率外，還需供給大量的無功功率，造成企業(yè)的功率因數(shù)偏低，一般只有0.7左右。功率因數(shù)偏低，會(huì)增大負(fù)荷電流，增大損耗，占用設(shè)備容量。我國電力部門實(shí)行電費(fèi)獎(jiǎng)懲制度，一般對于cos申〉0.9的用戶給予獎(jiǎng)勵(lì)，而對于cos申＜0.9的用戶給予罰款。為此必須提高工礦企業(yè)用戶的功率因數(shù)。提高功率因數(shù)的方法目前工礦企業(yè)廣泛采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。1） 電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算設(shè)補(bǔ)償前負(fù)荷的有功功率為Pca，功率因數(shù)角為件，補(bǔ)償后功率ca 1因數(shù)角要求達(dá)到申2，則所需補(bǔ)償電容器容量Q