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供供电设备选型计算

需用系数及平均功率因数表(表1)
经济电流密度选择表(表2)
采掘工作面不同电压等级允许电压损失
1、负荷统计与变压器选择
1.1负荷统计表
变压器负荷统计表
1.2变压器选择
根据供电系统的拟定原则,变压器的选择理由如下:1.2.1变压器T N选型计算
K X=0.4+0.6×P max P
e
S=K X
P e cosφpj
平均功率因数cosφpj查表1为0.65,当有功率因数补偿时,按计算的功率因数取值:选用型号为KBSGZY-500(630/800)/10/1.2的移动变电站符合要求。

式中:
K x——需用系数;
cosφpj——平均功率因数;
P max——最大一台(套)电动机功率,kW;S——变压器需用容量,KVA;
P e——变压器的负荷额定功率之和,kW。

2、高压电缆选择和校验
2.1 C1高压电缆截面选择和校验计算2.1.1按长时负荷电流初选电缆截面
I n=K× P×103 3×cosφpj×ηpj
K X=0.4+0.6×
P max
e
××××型号高压电缆长时载流量为××A,满足C1电缆长时负荷电流初选要求。

式中:
cosφpj——加权平均功率因数;
P e——高压电缆所带的设备额定功率之和,kW;
K X——需用系数,计算和选取方法见表1;
U e——高压电缆高压电缆额定电压,6kV、10kV;
ηpj——加权平均功率因数。

2.1.2按经济电流密度选择高压电缆截面
A j=
I n n×I j
所选电缆截面合适(偏小当热稳定校验和电压损失校验能通过时,基本满足使用要求)。

式中:
I j——经济电流密度,A/mm2(见表2);n——同时工作电缆根数。

2.1.3按允许电压损失校验高压电缆截面
∆U g%=P×L g
e
2
(R+X×tanφ)P=K X× P e
tanφ=1−cosφ2 cosφ
一般情况下电压损失百分数正常情况下不得超过7%,故障状态下不得超过10%。

综合以上计算,选择型号为××××、截面为××mm2的高压电缆。

式中:
P e,P——高压电缆带的所有设备额定功率之和、负荷计算功率,kW;K X——需用系数,计算和选取方法见第一章;
tanφ——电网平均功率因数角对应的正切值;
U e——高压电缆额定电压,6kV、10kV;
R、X——高压电缆每千米电阻和电抗,Ω/km;
L g——高压电缆长度,km。

3、低压电缆选择和校验
3.1按长时负荷电流初选电缆截面
3.1.1C1干线电缆初选电缆截面
3.1.1.1 向单台或两台电动机供电的电缆
I n=I e=e3
3U×η×cosφ
(向单台或两台电动机供电的电缆)
型号××××的电缆长时载流量为××A,满足要求。

式中:
I n,I e——分别为通过电缆的工作电流与电动机的额定电流,A;cosφe——电动机的额定功率因数;
P e——电动机的额定功率,Kw;
U e——电动机的额定电压,V;
ηe——电动机的额定效率。

3.1.1.2 向三台及以上电动机供电的电缆
I n=
K× P×103 3U e×ηpj×cosφpj
型号××××的电缆长时载流量为××A,满足要求。

式中:
K X——需用系数,需用系数计算和选取方法同第一章;
ηpj——平均效率,取ηpj=0.8~0.9(注:《煤矿电工手册》没有考虑平均效率);
cosφpj——加权平均功率因数,可以取0.7(注:井下采取如有电容补偿,应按补偿后的功率因数计算)。

3.2按允许电压损失选择电压
3.2.1变压器电压损失计算
∆U b=S
S e
U r×cosφpj+U x×sinφpj×U2e U r=
ΔP
10S e
%U x=U z2−U r2
式中:
cosφpj——选择变压器时的加权平均功率因数;
sinφpj——加权平均功率因数角对应的正弦值,sinφpj=1−cosφpj2;U r——变压器在额定负荷下内部电阻上压降的百分数,U r=ΔP
10S e
%,ΔP 为变压器短损耗;
U x——变压器在额定负荷下内部电阻上压降的百分数;
S——选择变压器时计算的需用容量,kV⋅A;
S e——选择变压器额定容量,kV⋅A;
3.2.2干线电缆电压损失计算
∆U g=P×L g
U e
R0+X0×tanφ(一台或朗泰设备)
∆U g=K x× P e×L g
U e
R0+X0×tanφ(多台设备)
P=K x× P e
式中:
R0、X0——干线电缆每千米电阻和电抗,Ω/km;
P e——电缆带的所有设备额定功率之和,Kw;
K x——需用系数,计算和选取方法同第一章;
P——电缆所带负荷计算功率,kW;
tanφ——干线电缆平均功率因数角对应的正切值;
U e——干线线路的额定电压,kV;
L g——低压干线电缆长度,km。

3.2.3支线电缆电压损失计算
∆U z=P e×L z
U e
R0+X0×tanφ
式中:
R0、X0——支线电缆芯线每千米电阻和电抗,Ω/km;
P e——电动机额定功率,Kw;
tanφ——电动机额定功率因数角对应的正切值;
U e——干线线路的额定电压,kV;
L z——低压干线电缆长度,km。

3.2.4各负荷的总线路电压损失计算
C××支线电缆末端负荷××××设备正常运行时的电压总损失为ΔU=∆U b+∆U g+∆U z=××+××+××<∆U y
4、短路电流计算。

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