矿山供电重点

主要内容:⏹供配电系统和电力系统的基本知识⏹工厂电力负荷的计算⏹短路电流的计算⏹电气主接线及电气主设备⏹二次回路⏹防雷与接地一、1、电力系统的额定电压，是指系统正常运行时，能获得最佳技术性能及最好经济效果的电压（额定电压一般指线电压）。

分级的原因：1）、输出视在功率一定时，U越高，I越小，对导线的投资越小；但对绝缘要求越高。

因此，有一最佳值存在2）、考虑实际情况（安全性等）主要分级：220V；380V；3KV；6KV；10KV；35KV；110KV；220KV；500KV2、变压器变压器的一次绕组（接受功率）：当与发电机直接相连时，与发电机额定电压相等；当与电网相连时，额定电压与电网额定电压相等。

变压器的二次绕组（输出功率）：当与用户直接相连时，比用电设备额定电压高5%，当不与用户直接相连时，比用电设备额定电压高10%（主要考虑变压器满载功率损耗及长距离输送电损耗）3、电力系统中性点运行方式电力系统中性点:星型连接的变压器或发电机的中性点。

电力系统的中性点运行方式是一个综合问题，它对系统发生单相接地故障具有较大影响，从而对电压等级的选择、单相接地电流的保护、对系统绝缘水平的要求等都产生较大影响。

电力系统中性点有三种运行方式：1）中性点直接接地（500KV、220KV、110KV、380V、220V)2）中性点不接地（3~10KV）3）中性点经消弧线圈接地1）为大电流接地系统2）3）为小电流接地系统中性点不接地系统总结：◆中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的倍◆单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的三倍◆中性点对地电压为相电压◆线电压依然对称中性点不接地系统应用范围：仅用于单相接地时电容电流不大的电网◆3~10KV电网中，单相接地分布电容电流<30A◆35~60KV电网中，单相接地分布电容电流<10A4、电能的质量指标⏹电压1．电压偏差：2．电压波动：⏹频率我国规定，电力系统的额定频率为50Hz，频率的允许偏差不得超过±0.5Hz，容量大于3000MW的用户，频率偏差不得超过±0.2Hz。

⏹电压波形电压波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。

5、供配电系统的组成：◆电源系统：外部供电系统◆变配电系统：总降压变电所、高压配电所、低压变电所、高压配电线路、低压配电线路。

二、1、电力负荷计算的目的电力负荷的计算是对供配电系统进行设计的一个必不可少的环节，是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等设备的基础，是保障供配电系统安全可靠性的重要依据。

负荷计算的目的：工厂用电设备工作时，实际负荷不等于设备的额定负荷，如果用额定容量设计会造成大量浪费。

电力负荷（electric power load)：指用电设备需要的电功率。

负荷的本质是功率、负载的本质是消耗电能的用电设备。

电力负荷：有功负荷：实际消耗的功率无功负荷：储能元件与电源间的能量交换2、负荷分级按供电可靠性要求，负荷可分为：◆一级负荷：停电将造成巨大损失，包括生命、财产损失。

由两个独立电源供电。

◆二级负荷：停电将造成较大财产损失。

双回路供电，可能来自同一电源。

◆三级负荷：单回路供电。

3、负荷曲线（load curve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。

在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。

负荷曲线反映了用户的用电特点和规律。

◆负荷曲线可帮助设计人员获取资料，有助于设计分析；◆负荷曲线可帮助运行人员合理、有计划安排用户，从而降低负荷高峰，填补低谷。

4、负荷曲线的特点◆电力负荷不等于额定功率，而是实际消耗的功率；◆负荷曲线是有规律的◆按负荷的功率性质分：可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；◆按所表示的负荷变动的时间分：可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。

◆日负荷曲线可分为夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线5、日有功负荷曲线的绘制：6、年有功负荷曲线的绘制：7、日负荷曲线和年负荷曲线的区别：◆日负荷曲线按时间先后顺序绘制；◆年负荷曲线按负荷的大小和累计时间绘制。

8、负荷计算的意义和目的：负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。

计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。

正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

9、用电设备额定容量的确定用电设备的工作方式用电设备按其工作方式可分为三种：（1）连续运行工作制（长期工作制）（2）短时运行工作制（短暂工作制）（3）断续运行工作制（重复短暂工作制）将各种用电设备的额定功率换算成同一标准工作条件下的“额定功率”，称为设备容量。

用Pe 表示。

10、需用系数法计算负荷1）、需要系数用系数是一个综合系数，表征了用电设备投入使用时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的功率之比。

需要系数考虑了以下的主要因素：K ∑——同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；KL ——负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；ηwl——线路供电效率；η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。

ηηwl Ld K K K ∑=2）、单个用电设备组的计算负荷（1）有功计算负荷：P ca =K d ∑P eK d —用电设备组的需要系数；∑P e —用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量。

（2）无功计算负荷：Q ca =P ca tan ϕwm（3）视在计算负荷：计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。

例：某企业有一组用电设备，共有电压为380V 的电动机39台，其中3台10KW ，8台4KW ，18台3KW ，10台1.5KW 。

用需用系数法求该设备的计算负荷。

该用电设备为连续工作制，Pe=Pn 。

Pe=10x3+8x4+18x3+10x1.5=131KW查表得：Kd=0.2 cosa=0.5 tana=1.73Pc=KdxPe=0.2x131=26.2KWQc=Pcxtana=26.2x1.73=45.3KVarSc=sqrt(PcxPc+QcxQc)=52.3KW3）、当K d 值有一定变动范围时，取值要作具体分析。

如台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较小值。

当一条线路内的用电设备的台数较小（n<3台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计算负荷，或者采用较大的K d 值(0.85~1)。

需用系数是一个长期经验数据，当设备台数较多、总容量够大时，并且没有特殊的大型用电设备时，表中查出的值才较为准确。

但如果计算的组别中含有大型用电设备时，则需用二项式法确定计算负荷。

例：一机修车间的380V 线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW ；另接通风机3台共5kW ；电葫芦4个共6kW （FC N =40%）试求计算负荷。

解：电动机组：查表可得K d =0.16~0.2（取0.2），cos ϕ=0.5， tan ϕ=1.73，因此P ca(1)=K d ∑P e =0.2×50 =10(kW)Q ca(1)= P ca(1)tan ϕwm =10×1.73=17.3 (kvar)S ca(1)= P ca(1)/cos ϕwm =10/0.5=20(kVA)通风机组：查附录表3可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos ϕ=0.8，tan ϕ=0.75，因此Pca(2)=Kd ∑Pe=0.8×5 =4(kW)Qca(2)= P ca(2)tan ϕwm=4×0.75=3 (kvar)Sca(2)= P ca(2)/cos ϕwm=4/0.8=5(kVA)电葫芦：由于是单台设备，可取Kd=1，查表可得cos ϕ=0.5，tan ϕ=1.73，因此电葫芦：Pca(3)= Pe=3.79 =3.79(kW)Qca(3)= Pca(3)tan ϕwm=3.79×1.73= 6.56(kvar))(79.34.0322%25kW P P P n N NN e =⨯⨯==⨯=εεSca(3)= Pca(3)/cos wm=3.79/0.5=7.58(kVA)取同时系数Ｋ∑为0.9，因此总计算负荷为Pca(∑)＝Ｋ∑ΣPca=0.9×（10+4+3.79）=16.01(KW)Qca(∑)＝Ｋ∑ΣQca=0.9×（17.3+3+6.56）=24.17(KVar)11、尖峰电流的计算尖峰电流：单台或多台设备持续1-2S的短时最大负荷电流。

用Ipk表征。

尖峰电流产生的原因：主要由大容量电动机的启动、电压的波动等原因造成。

计算尖峰电流的目的：选择熔断器、继电保护装置。

三、1、电气主接线的基本概念企业供电系统：1）外部供电电源（35KV）2）内部供电系统：包括总降压变电所（35KV 10/6KV)、总配电所、下级变电所、下级配电所、高低压配电网络、各种用电设备。

变电所和配电所的区别：变电所的功能包括受电、变电、配电配电所的功能包括受电、配电2、电气接线图：描述主要电气设备间的电气联系的示意图，包括一次接线图和二次接线图。

电气接线图犹如人的骨骼，描绘了供电系统的供配电系统结构，对整个系统具有重大影响。

3、一次接线（电气主接线、一次回路）：将各主要电气设备按一定顺序连接而成的接受、传输和分配电能的总电路。

规定：一般用单线表示对称的三相，特殊时标出三相。

一次设备：一次接线中所有的电气设备。

一次设备包括：◆变换设备：变压器、互感器◆控制设备：高低压开关、断路器◆保护设备：熔断器、避雷器◆补偿设备：并联电容器◆成套设备：高低压开关柜、照明配电箱◆配电线路：母线、电缆、架空线路4、二次接线（二次回路）：用来测量、控制、信号指示、保护、自动调节一次设备运行的电路，主要为一次回路服务，并不直接参与电能的输送、分配。

二次设备：二次回路中所有的电气设备，包括仪表、测量元件、继电器等。

注意：一次设备和二次设备通过互感器连接，但一般将互感器归属于一次设备。

5、供电电压：供配电系统从电力系统取得的电源电压。

（电源进线的电压等级）供电电压等级的确定考虑三个因素：◆电力部门提供的电源电压◆企业负荷的大小及距离电源线路的远近◆企业内部大型设备的额定电压注意：一般情况下，大中型企业采用35KV/110KV 电压等级，中小型企业采用10KV/6KV 电压。