昌平矿业104煤焦厂供电设计1

昌平矿业104煤焦厂供电设计王建军2012.7.29为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》，深入持久开展煤矿质量标准化工作，科学指导我矿机电工作顺利进行，夯实基础，确保安全，全面提升机电管理水平，结合《新疆生产建设兵团煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法（试行）》的通知，和我矿现场实际情况，把机电运输设备做供电设计和保护整定校验，切实做到科学管理。

限于我的水平，设计可能存在缺点和不足之处，望各位领导和专家批评指正。

1.昌平矿业104煤焦厂用电设备负荷统计表（地面）-----------42.昌平矿业104煤焦厂用电设备负荷统计表（井下）-----------53.功率因数计算，选择补偿电容器--------------------------74.地面，井下主变压器的选择------------------------------115.短路电流计算------------------------------------------16昌平矿业104煤焦厂用电设备负荷统计表（地面）设备名称电动机型式电动机额定容量安装台数设备容量KW需用系数KλCOSǿtgǿ计算容量工作台数安装容量工作容量Pe有功功率KWPj无功功率KVarQj视在功率KVASj主绞绕线110 1/1 320 320 0.81 0.85 0.62 259.2 160.7305副绞绕线95 1/1 95 95 0.77 0.8 0.75 73.2 54.9 91.5主扇鼠笼22 2/1 148 74 0.9 0.8 0.75 66.6 49.95 83.2 5氮气鼠笼55 1/1 55 55 0.782 0.8 0.75 43.01-32.353.8瓦斯抽放鼠笼110 2/1 220 110 0.85 0.85 0.62 93.5 57.97110.01暖风房鼠笼45 1/1 45 45 0.7 0.7 1.02 31.5 32.1345浴室鼠笼 3 2/1 6 3 0.79 0.72 0.98 2.37 2.32 3.32矿灯房3 2/1 3 3 0.6 0.9 0.49 1.8 0.8822机修房鼠笼 4 1/1 4 4 0.35 0.6 1.33 1.4 1.86 2.33木工房鼠笼 4 1/1 4 4 0.49 0.65 1.17 1.96 2.29 3.01 照明 6 6 0.7 0.98 0.2 4.2 0.84 4.28 其他12 5/5 12 12 0.6 0.8 0.75 7.2 5.4 9洗煤厂鼠笼80 10/180 80 0.6130.7150.97549.0447.8 68.5 全矿地面负荷总计811 635 449 781全矿地面计算负荷（取Kc=0.9）572 404 700 人工补偿后负荷0.921572 241 621表中：Kc=0.9 查《矿山供电》P22Κλ.cosǿ值由《煤矿电工手册》第二分册（上）Ρ 4-1-45取。

昌平矿业104煤焦厂用电设备负荷统计表（井下）设备名称电动机型式电动机额定容量安装台数设备容量KW需用系数ΚλCOSΦtgǿ计算容量工作台数安装容量工作容量Pe有功功率KλPj无功功率KVarQj视在功率KVASj钻孔机鼠笼10 3/1 30 10 0.85 0.85 0.62 8.5 5.27 10主排水泵鼠笼110 2/1 220 110 0.85 0.85 0.62 93.5 57.97110.01供水泵鼠笼4 3/1 12 4 0.85 0.85 0.62 3.4 2.11 4潜水泵鼠笼24.7 4/4 24.7 24.7 0.85 0.85 0.62 21 13 24.7局扇鼠笼11 7/3 63 19 0.97 0.85 0.62 18.4311.4321.69电机车库同步4.0 4/1 45 45 0.5 0.9 0.48822.5 10.9825.04上山绞车鼠笼30 1/1 30 30 0.6570.78 0.8 19.7115.7725.24回柱绞车鼠笼7.5 2/2 15 15 0.7 0.7 1.02 10.5 10.7115皮带上山鼠笼37 1/1 37 37 0.75 0.7 1.02 27.7528.3139.6乳化泵鼠笼37 1/1 37 37 0.7820.8 0.75 28.9321.7 36.2巷道皮带鼠笼55 2/2 110 110 0.75 0.7 1.02 82.5 84.15117.9掘进机鼠笼85 2/2 85 85 0.6280.7120.98253.3852.4274.8刮板机鼠笼80 2/2 80 80 0.6080.71 0.99 48.6448.1568.4井下照明4 4 1 1 0 4 0 4煤电钻6 4/4 6 6 0.4 0.6 1.34 2.4 3.2164.01全矿井下负荷总计616.7 445.05365.17580.6全矿井下计算负荷（取Kc=0.9）400.6 328.7518.2人工补偿后负荷0.923400.6166 4341.以上两表中：A.tgǿ值是由cosǿ的值求出利用cosǿ=（数）求出ǿ的度数，然后就可求出tgǿ的值B.有功功率Pj=Kλ*PeC.无功功率Qj=Pj*tgǿD。

视在功率Sj= √Pj2 + Qj22.全矿井下计算负荷：由公式：P∑=K cΣP j Q∑=K CΣQ j S∑= √P∑2+QΣ2 求出。

SjQj 三角函数图pj其中：РΣ—全矿总的有功计算容量，KwQΣ--全矿总的无功计算容量，Kvar。

S∑--全矿总计算容量的视在功率，KVA。

ΣРj--各组有功计算容量之和，KW。

ΣQj--各组无功计算容量之和，Kvar。

Kc--组间最大负荷重合系数，一般取0.9--0.95. 地面负荷：ΡΣ地面=Kc*ΣPj=0.9*635=572 Q Σ地面=Kc*ΣQj=0.9*449=404 S Σ地面=∑∑+22Q P =22404572+=700井下负荷：P Σ井下=Kc*ΣPj=0.9*445.05=400.6 Q Σ井下=Kc*ΣQj=0.9*365.17=328.7 S Σ井下=22Q ∑∑+P =22328.7400.6+=518.2功率因数计算，选择补偿电容器1.计算自然功率因数 地面 ：Cos φ1地面=22Q 地面地面地面∑∑∑+P P =22404572572+=0.817 井下： Cos φ1井下=2222328.7400.6400.6Q +=+P P ∑∑∑井下井下井下=0.773全矿地面，井下自然功率因数都小于0.85，需进行人工补偿，将功率因数提高到0.9以上。

2.计算补偿电容器的无功容量 地面：由cos φ1地面=0.817可求出tg φ1地面=0.706 Cos φ2=0.90可求出tg φ2=0.484Q c地面=ΡΣ地面（tgφ1地面-tgφ2）=572*（0.706-0.484）=127Kvar 井下：由Cosφ1井下=0.773可求出tgφ1井下=0.821Q c井下=РΣ井下（tgφ1井下-tgφ2）=400.6*（0.821-0.484）=135Kvar Qc-----补偿电容器的无功容量QcS1QΣS2Q2PΣ补偿前后的功率三角形3.选择静电电容器表1 国产电力静电电容器技术数据型号额定电压KV 标称容量Kvar相数外形尺寸mm 重量备注长宽高YY0. 4-12-3 0.4 12 3 303 122 414 21 型号说明第一个Y表示YY0.4-10-30.4 10 3 325 110 425 23移相，第二个Y 表示油侵查表1，选择YY0.4-10-3型电容器。

Ue=0.4Kv q e =10Kvar 计算电容器总个数： 地面： 地面N =2UeU qe Qc ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛地面 =20.40.38*10127⎪⎭⎫ ⎝⎛≈14每项计算个数：n地面=3N 地面= 4.67314≈ 取每相个数n 地面=6， 总个数N 地面=6*3=18井下： N 井下 =2UeU qe Qc ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛井下 =150.40.38*101352≈⎪⎭⎫ ⎝⎛每项计算个数：n井下=53153N ==井下 取每相个数n 井下=6，总个数N 井下=6*3=18注：q e-------每个电容器的标称无功容量，kvarU------电容器的实际工作电压，即所联接电网的额定电压，kv Ue-----电容器的额定电压，kv因为电容器一般分为两组，分别接在地面变电所的两段母线上，所以n 应取与计算值相等或稍大的偶数。

4.验算补偿后实际的功率因数 实际的补偿容量为 地面：Qc 地面=地面N q e 2Ue U ⎪⎭⎫ ⎝⎛=18*10*20.40.38⎪⎭⎫ ⎝⎛=163kvar 井下： Qc 井下=N 井下qe 2Ue U ⎪⎭⎫ ⎝⎛=18*10*20.40.38⎪⎭⎫ ⎝⎛=163kvar 补偿后负荷的无功容量为 地面：Q 地面=Q Σ地面-Q c 地面=404-163=241kvar 井下：Q 井下=Q Σ井下-Q c 井下=328.7-163=166kvar 补偿后的视在容量为 地面： S Σ地面=22Q P 地面地面+∑=22241572+=621KV A井下： S Σ井下=22Q P井下井下+∑=22166400.6+=434KV A 补偿后的功率因数为 地面： Cos φ地面=地面地面∑∑S P =621572=0.921井下： Cos φ井下=井下井下∑∑S P =434400.6=0.923 以上地面，井下符合计算要求。

注：补偿电容器通常采用三角形接线，因为三角形接线时电压为星形接线的3倍，电容器的无功功率Q c =22fCU ∏，电容量C 一定时，电压U 愈高，无功功率愈大。

故前者的无功功率Q c 为后者的3倍。

所以补偿电容器接成三角形可以得到较大的无功容量，另外，每一相电容器通常都有多个单相电容器并联而成，如果三相电容器接成星形，只要有一只电容器发生故障退出运行，三相电容不平衡就会产生零点漂移。

各相电容器承受的电压就会发生变化，使整个补偿装置不能正常工作。

三角形接法，不管三相电容器是否对称，它们所承受的电压始终等于电源的线电压。

地面，井下主变压器的选择1，选择主变压器根据《煤炭工业设计规范》规定，矿井变电所的主要变压器一般选用两台，当其中一台停止运行时，另一台应能保证安全及原煤生产用电。

考虑供电的发展前景，可将每台变压器的容量选择得大于或等于全矿的计算容量S Σ。

地面：由地面负荷统计表查得P Σ地面=572KW ，cos φ地面=0.921变压器的计算容量为 S b 地面≥地面地面ϕcos P K sb ∑=0.921572*0.8=497KV A 井下：由井下负荷统计表查得P Σ井下=400.6KW ，cos φ井下=0.923 变压器的计算容量为 S b 井下≥井下井下ϕcos P K sb ∑=0.923400.6*0.8=347KV A 式中：K sb ----事故保证系数，其大小根据矿井的一，二类负荷所占的比重决定，一般取0.8.P Σ-----变电所母线上计算容量的有功功率，KW Cos φ-----补偿后的功率因数，一般在0.9--0.95之间。