选矿厂一次供电系统(2)

河南理工大学毕业设计(论文)说明书

当地最高气温37.6摄氏度，最低气温-25摄氏度，最热月份平均温度23.3摄氏度，变电所所处海拔高度900m。污秽程度中级。

1.4本设计的主要任务

本文主要首先进行电气主接线方案的比较，其次是负荷计算，然后就变压器的选择、短路计算、电气设备的选择、无功功率补偿逐一进行介绍，并进行相关的计算、选择和校验。还对防雷接地也进行了说明。最后对整个设计工作作一个总结。

2 负荷计算

电力负荷的计算，对合理配置电源，合理布局供电线路，以及正确选择各种电器设备和导线、电缆等都是不可缺少的。负荷计算得准确，使设计工作建立在可靠的基础资料之上，得出的工程设计方案经济合理。反之，若负荷计算得过大或过小，则会造成投资和设备器材的浪费，或使设备承

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受不了符合电流而造成事故，影响安全供电。

2.1负荷计算目的与负荷分级

2.1.1负荷计算的内容和目的

在进行工厂供电设计时，基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据。但是，能否简单地用设备额定容量来选择导体和各种供电设备呢?显然是不能的。因为所安装的设备并非都同时运行，而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内，时大时小地变化着。所以直接用额定容量选择供电设备和供配电系统，必将导致有色金属的浪费和工程投资的增加。因而，供配电设计的第一步．需要计算全厂和各车间的实际负荷。

2.1.2电力负荷的分级及其对供电的要求

根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级。

A 一级负荷

中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复，带来极大的政治、经济损失者，属于一级负荷：一级负荷要求有两个独立电源供电。

B 二级负荷

中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复，或大量产品报废、重要产品大量减产、造成较大经济损失者，属于二级负荷；二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时，允许由一回专用架空线路供电。

C 三级负荷

不属于—级和二级的一般电力负荷即为三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电．可用单回线路供电。

2.2负荷曲线与计算负荷

2.2.1负荷曲线

负荷曲线是表示一组用电设备的用电功率随时间变化的图形。它反映了用户用电的特点和规律。该曲线绘制在直角坐标内，纵坐标表示电力负

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荷，横坐标表示时间。如图2—1所示。

图2—1 某厂日有功负荷曲线

a 逐点描绘的日有功负荷曲线 b 阶梯型的日有功负荷曲线 P—有功功率；h—小时；Pmax—日最大有功负荷；Ppj—日平均有功负荷； △P—日最大有功负荷与平均有功负荷的差值

日负荷曲线可用测量的方法绘制。先将横坐标按一定时间间隔(一般为半小时)分格，再根据功率表读数，将每一时间间隔内功率的平均值，对应于横坐标相应的时间间隔绘在图上，即得阶梯形日负荷曲线。

年负荷曲线代表用户全年内用电负荷变化规律。年负荷曲线又分日最大负荷全年时间变化曲线和年持续负荷曲线。

绘制的方法示于图2—2，先由图2—2(a)和(b)中功率最大值开始，依功率递减，逐一绘制在图2—2(c)中。例如功率为P1(最大值)时，其工作小时数仅在冬季日负荷曲线(a)上有t1小时，全年以P1运行的总时数

T1?t1?213，在图2—2(c)中的横坐标(时间轴)上按一定比例取T1点，并 过T1点作垂直于横坐标的直线。该线与过功率P1的水平线相交于a1点，

a1a1'oT1矩形的面积即为P1以运行T1小时所消费的电能。同理可得a2、a3、a4、a5?，连接各点可得年持续负荷曲线。但功率为P5时，以P5在冬季

'\日负荷曲线上运行t5?t5小时，在夏季日负荷曲线上运行t5小时，所以全年'\运行总时数T5?(t5?t5图2—2(c)中年持续负荷曲线与直)?213?t5?152。

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角坐标所包围的面积代表用户全年消费的电能。

a b c

图2—2 年持续负荷曲线

a 冬季代表日负荷曲线 b 夏季代表日负荷曲线 c 年持续负荷曲线

2.2.2与负荷计算有关的物理量

A 年最大负荷和最大负荷利用小时数

年最大负荷是指全年中最大工作班内半小时平均功率的最大值，并用符号Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和视在最大负荷。

所谓最大工作班，是指一年中最大负荷月份内最少出现2—3次的最大负荷工作班，而不是偶然出现的某一个工作班。

年最大负荷利用小时数Tmax，是一个假想时间。其物理意义是：如果用户以年最大负荷Pmax持续运行Tmax小时所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，那么Tmax即为年最大负荷利用小时数。如图2—2所示，年持续负荷曲线与两轴所包围的面积等于Pmax与Tmax的乘积(即面积I等于面积II),所以Tmax可表达为

Tmax?WpPmax （2—1） 同理

Tmax?WQPmax （2—2）

式中W——全年消耗的电量；

Wp—有功电量(kw·h)； WQ——无功电量(kvar·h)；

Tmax一是标志工厂负荷是否均匀的一个重要指标。这一概念在计

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算电能损耗和电气设备选择中均要用到。

B 平均负荷和负荷系数 a 平均负荷

平均负荷是指电力用户在一段时间内消费功率的平均值，记作Ppj、

Qpj、Spj。如图2—1(b)所示为平均有功负荷，其值为用户在由0到t时间内所消费的电能Wp(KW·h)除以时间t，即

Ppj?Wpt （2—3）

式中Wp——由0到t时间内消托的有功电能(kW·h)。

在最大工作班内，平均负荷与最大负荷之比称为负荷系数．并用?、?分别表示有功、无功负荷系数。其关系式为

??PpjPmax （2—4）

??QpjQmax （2—5）

b 负荷系数

负荷系数也称负荷率，又叫负荷曲线填充系数。它是表征负荷变化规律的一个参数。其值愈大，则负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。根据经验数字，一般工厂负荷系数年平均值多为??0.7—0.75；??0.76—0.82。 C 需用系数和利用系数

在工厂供配电系统设计和运行中，常使用需用系数和利用系数，其定义为

需用系数 KX?PmaxPn （2—6） 利用系数 KL?PpjPn （2—7）

式中Pn——额定功率。

实践表明，同类型的工厂，需用系数KX，利用系数KL十分相近，可以分别用典型数值表示它们。

D 计算负荷定义

“计算负荷”是按发热条件选择导体和电器设备时使用的一个假想负荷。其物理意义为：按这个“计算负荷”持续远行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。

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