煤礦井下設(shè)備負(fù)荷計(jì)算

1、ca30ca30caca30負(fù)荷計(jì)算主講：唐萬(wàn)良當(dāng)我們?yōu)橐慌_(tái)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(tái)或一組電動(dòng)機(jī)的功率和電流，計(jì)算一臺(tái)、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(lái)自采區(qū)變電所6(10)kv660(1140)v2 號(hào)移動(dòng)變電站1 號(hào)移動(dòng)變電站1140v皮綜帶采輸工送作機(jī)面其他小型設(shè)備刮采 板煤 輸機(jī) 送機(jī)乳乳 化化 液液 泵泵轉(zhuǎn)載機(jī)噴霧泵負(fù)荷計(jì)算要計(jì)算的參數(shù)有三個(gè)：（1） 有功計(jì)算功率，用 p 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 p ；單位是千瓦（kw）。是后續(xù)參 數(shù)計(jì)算的基

2、礎(chǔ)，也用于線路導(dǎo)線截面的計(jì)算。（2） 無(wú)功計(jì)算功率，用 q 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(wú)功功率，又稱為 q ；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(zhǎng)時(shí)工作電流，用 i 表示，它是一臺(tái)或一組電動(dòng)機(jī)在 實(shí)際運(yùn)行時(shí)持續(xù) 30 分鐘的最大平均電流，又稱為 i ；單位是安（a）， 用于選擇開關(guān)和電纜截面。這里的長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)時(shí)電流是指持續(xù) 30min 的平均功率和平均電 流。與長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)時(shí)電流相對(duì)的是瞬時(shí)功率、瞬時(shí)電流。瞬時(shí)功率

3、、 瞬時(shí)電流有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)時(shí)功率、長(zhǎng)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1 / 7nncann nnn1n2 n3nn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：1.一臺(tái)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(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率 p 和額定電流 i ，則p =pca nps = cacos ji =ica nnp ca0.85在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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)， i 2p ；n

4、 n當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 660v 時(shí)， i 1.15p ；n n當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 1140v 時(shí)， i 0.66p ；n n當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 6kv 時(shí)，i 0.12 p ； n n當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 10kv 時(shí)， i 0.07p 。n n公式中的 p 的單位是 kw。例 2-1：有一臺(tái)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)，i = 1.15 p ，把額定功率等 于 40kw 代入公式，i = 1.1540 = 46（a）2.一個(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(guò)程中相互協(xié)同共同完成一項(xiàng)生產(chǎn) 任務(wù)的多臺(tái)

5、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(tái)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率已知，為 p 、 p 、p p 。則總額定功率為：2 / 7canca de nca candekp = p + p + p + p n n1 n2 n3nn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 p 。p =k ps =p /cosi =capca3u cosnj=sca3un式中：u 額定電壓，kv；k 需用系數(shù)，可由表 2-2 查得；cos 該組電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，可由表 2-2 查得

6、。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 井底不包含主排水泵 車場(chǎng)需用系數(shù)de0.60.7功率因數(shù)cos j0.7tan1備注綜采工作面一般機(jī)采工作 面0.60.750.60.750.70.60.711.331也可按公式 1 計(jì)算 也可按公式 2 計(jì)算采區(qū)炮采緩傾斜工 作面急傾斜采煤工 作面無(wú)掘進(jìn)機(jī)煤巷 掘進(jìn)工作面0.40.50.50.60.30.40.60.60.70.61.331.3311.33掘進(jìn)機(jī)煤巷掘 進(jìn)工作面0.50.60.71.331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0.450.650.80.60.70.90.90.

7、70.480.481例 2-2：一個(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(tái)，額定功率 40kw；brw80/20 乳化液泵站 2 臺(tái)（一臺(tái) 工作，一臺(tái)備用），額定功率 30 kw ；jh-8 回柱絞車 2 臺(tái)，額定功率 7.5 kw ，小水泵 2 臺(tái)，額定功率 5.5 kw ，jd-11.4 調(diào)度絞車 2 臺(tái)，額3 / 7n n1 n2 n3nndeca de nca can n1 n2 n3nn定功率 11.4 kw；煤電鉆 2 臺(tái)，額定功率 1.2 kw。試計(jì)算該工作面的 負(fù)荷（p 、s 和 i ）。ca ca ca解：（1） p = p + p +

8、 p + p=540+30+27.5+25.5+211.4+21.2=281.2 kw（2） 查表 2-2，緩傾斜炮采工作面 k 取 0.5，cos 取 0.6。 （3） p =k p=0.5281.2=140.6 kw（4）ica=pca3u cosnj=140.6/(1.732 0.660.6)=205(a)（5） s =p /cos=140.6/0.6=234(kva)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(hào)1234設(shè)備名稱采煤機(jī)工作面刮板輸送機(jī) 轉(zhuǎn)載機(jī)乳化液泵臺(tái)數(shù)1112型號(hào)mgty200/500-1.1d 電 牽引采煤機(jī) sgz-730/26

9、4szb730/75brw200/31.5額定功率500 kw2132kw75kw125kw額定電壓1140v1140v1140v1140v備注一臺(tái)工作567采煤工作面順槽可 伸縮皮帶輸送機(jī) 調(diào)度絞車回柱絞車122djs100/100/2*160(b)jd-11.4jh-82160kw11.4kw7.5kw1140v 或 單 設(shè) 一 臺(tái) 660v 移變1140v 或660v1140v 或660v解：（1）p = p + p + p + p4 / 7deca de nca can n1 n2 n3nndeca de nca ca=500+2132+75+125+211.4+27.5=1001.8

10、kw（2） 查表 2-2，綜采工作面 k 取 0.7，cos 取 0.7， （3） p =k p=0.71001.8=700 kw（4） s =p /cos=925/0.7=1001(kva)選取一臺(tái) 1250kva 移動(dòng)變電站，可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)選用 400kva 一臺(tái)。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(tái)，額定功率 20kw；小水泵 2 臺(tái)，額定功率 5.5kw，jd-11.4 調(diào)度絞車 2 臺(tái)，額定功率 11.4kw；煤電鉆 1 臺(tái)，額定功率 1.2kw。 試計(jì)算該工作面的負(fù)荷（p 、i 和 s ）。ca ca ca解：（1）p = p +

11、p + p + p=420+25.5+211.4+1.2=115 kw（2） 查表 2-2，k 取 0.4，cos 取 0.6， （3） p =k p=0.4115=46 kw（4）ica=pca3u cosnj=46/(1.732*0.66*0.6)=67(a)（5） s =p /cos=46/0.6=77(kva)3. 多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算5 / 7ndeca caca caca caca sp ca1 ca2 ca3ca sq ca1 ca2 ca3spsqcaca111ca1 ca1 1ca222ca2 ca2 2ca ca1 ca2ca ca1 ca22 22 2當(dāng)一個(gè)變壓器、開關(guān)

12、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：（1） 計(jì)算各組的 p ；（2） 查表選取各組的 k 、 cos 和 tan 。（3） 計(jì)算各組的 p 和 q （無(wú)功功率）；q = p tan（4）計(jì)算 p 和 q 。p =k （p + p + p ）q =k （q +q +q ）式中 k 有功功率同時(shí)系數(shù)，取 0.850.95k 無(wú)功功率同時(shí)系數(shù)，取 0.90.97（5）計(jì)算 ssca= p 2 +q 2 cas cas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(tái)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 p =140.6 k

13、w，cos =0.6，tan =1.33； 則q = p tan =140.6*1.33=187 kvar掘進(jìn)工作面 p =46 kw，cos =0.6，tan =1.33。則q = p tan =46*1.33=61 kvarp = p + p =140.6+46=186.6 kwq = q +q =187+61=248 kvars = p +q = 186.6 +248 =310 ca cas caskva需選用 315kva 的 kbsg-315/6/0.693 礦用隔爆型干式變壓器。6 / 7ca第二節(jié)功率因數(shù)的提高1.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(wú)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(guó)電力部門實(shí)行電費(fèi)獎(jiǎng)懲制度，一般對(duì)于 cosj0.9的用戶給予獎(jiǎng)勵(lì)，而對(duì)于 cosj0.9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)。2. 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(wú)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 p ，功率因數(shù)角為j 因數(shù)角要求達(dá)到 j ，則所需補(bǔ)償電容器容量 q 為2 cj )q =p (tan