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器及导线、电缆。
⑷绘制电气主接线图和变电站平面布置图。
1.3 设计相关规范
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《35kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：
⑴遵守规程、执行政策；
必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
⑵安全可靠、先进合理；
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
⑶近期为主、考虑发展；
应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
⑷全局出发、统筹兼顾。
按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。 工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
要求根据某煤矿的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑到用电负荷的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，选择开关柜，并在图纸上标出其编号，型号规格，开关柜，熔断器，导线型号规格，并按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
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2 负荷计算及无功补偿计算
企业生产所需的电能，都是由电力系统供给，并通过企业的各级变电站经过电压变换后，分配到各用电设备。进行企业电力负荷计算的主要目的就是为了正确地选择企业各级变电站的变压器容量、各种企业电力设备的型号、规格以及供电网所用的导线型号等提供科学依据。
2.1 负荷统计与计算 2.1.1负荷计算的方法
由于一台设备的额定容量往往大于其实际负荷，成组设备中各负荷的功率因数
cos?不同，一般又不同时工作，最大负荷不同时出现等情况，所以难以精确地计算变电所负荷。故本设计采用了较为精确的需用系数法来进行变电所负荷计算。其计算简便，煤矿系统的供电设计目前主要采用这种方法。 需要系数法：
用电设备组的计算负荷， 是指用电设备从供电系统中取用的半小时最大负荷， 所以通常用P30表示。根据设备容量Pe，需要系数Kd，功率因数cos?，tan?
其计算公式的一般表达式为： ⑴三相用电设备组的计算负荷： 有功功率：P30?KdPe； 无功计算：Q30?P30tan?； 视在功率：S30? P30/cos? 计算电流：I30?S303UN
⑵多组用电设备的计算负荷： 总的有功计算负荷：P30?K?p?P30.i 总的无功计算负荷：Q30?K?q?Q30.i
22?Q30总的视在计算负荷：S30?P30
总的计算电流：I30?S303UN需用系数法负荷计算的步骤从负载端开始逐级上推，到电源进线为止。
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2.1.2用需要系数法计算负荷
⑴井下低压
Pe?2500kW Kd?0.75 cos??0.80 tan??0.75
P30?KdPe?0.75?2500kW?1875kW Q30?P30tan??1875kW?0.75?1406.25kvar S30?P30/cos??1875KW/0.80?2343.75kVA
IS2343.75kVA30?303U?6kV?225.53A
N3?⑵主排水泵
Pe?1000kW Kd?0.86 cos??0.80 P30?KdPe?0.86?1000kW?860kW Q30?P30tan??860kW?0.75?645kvar S30?P30/cos??860KW/0.80?1075kVA
IS301075kVA30?3U??103.44A
N3?6kV⑶机修厂
Pe?450kW Kd?0.65 cos??0.65 P30?KdPe?0.65?450kW?292.5kW Q30?P30tan??292.5kW?1.17?342.23kvar S30?P30/cos??292.5KW/0.65?450kVA
I?S30450kVA303U?3?6kV?43.30A
N⑷地面低压
Pe?980kW Kd?0.72 cos??0.75 P30?KdPe?0.72?980kW?705.6kW Q30?P30tan??705.6kW?0.88?620.93kvar S30?P30/cos??705.6KW/0.75?940.8kVA
I?S303U?940.8kVA30?90.53A
N3?6kV⑸选煤厂
Pe?1000kW Kd?0.72 cos??0.80 P30?KdPe?0.72?1000kW?720kW Q30?P30tan??720kW?0.75?540kvar S30?P30/cos??720KW/0.80?900kVA
4
tan??0.75
tan??1.17
tan??0.88
tan??0.75
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I30?S303UN?900kVA?86.60A
3?6kV⑹1号风机
Pe?630kW Kd?0.88 cos??0.80 tan??0.75
P30?KdPe?0.88?630kW?554.4kW Q30?P30tan??554.4kW?0.75?415.8kvar S30?P30/cos??554.4KW/0.80?693kVA
IS30693kVA30?3U??66.68A
N3?6kV⑺2号风机
Pe?500kW Kd?0.90 cos??0.80 P30?KdPe?0.90?500kW?450kW Q30?P30tan??450kW?0.75?337.5kvar S30?P30/cos??450KW/0.80?562.5kVA
IS30562.5kVA30?3U??54.13A
N3?6kV⑻主井车房
Pe?404kW Kd?0.94 cos??0.85 P30?KdPe?0.94?404kW?379.76kW Q30?P30tan??379.76kW?0.62?235.45kvar S30?P30/cos??397.76KW/0.85?446.78kVA
IS30446.783U?kVA30?6kV?42.99A
N3?⑼副井车房
Pe?204kW Kd?0.90 cos??0.85 P30?KdPe?0.90?204kW?183.6kW Q30?P30tan??183.6kW?0.62?113.83kvar S30?P30/cos??183.6KW/0.85?216kVA
I?S303U?216kVA306kV?20.78A
N3?⑽农村用电
Pe?735kW Kd?0.50 cos??0.70 P30?KdPe?0.50?735kW?367.5kW Q30?P30tan??367.5kW?1.02?374.85kvar S30?P30/cos??367.5KW/0.70?525kVA
5
tan??0.75
tan??0.62
tan??0.62
tan??1.02
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I30?S303UN?525kVA?50.52A
3?6kV以上各计算过程即为需要系数法算出的各用电设备的计算负荷，电力负荷计算表列出如下表2-1所示。
2.1.3电力负荷计算表
表2-1煤矿各用电设备电力负荷计算表
用户名称 负荷 等级 工作 需要 功率 tan? 有功计算 无功计算视在计算 容量系数 因数负荷负荷负荷PN(KW) Kd P30(KW) Q30(Kvar) S30(KVA) 计算 电流 I30(A) 225.53 103.44 43.30 90.53 86.60 66.68 54.13 42.99 20.78 50.52 cos? 井下低压 主排水泵 机修厂 地面低压 选煤厂 1号风机 2号风机 主井车房 副井车房 农村用电 总计 2 1 3 1 2 1 1 2 1 3 2500 1000 450 980 1000 630 0.75 0.80 0.86 0.80 0.65 0.65 0.75 0.75 1.17 1875 860 292.5 705.6 720 554.4 1406.25 2343.75 645 342.23 620.93 540 415.8 1075 450 940.8 900 693 0.72 0. 75 0.88 0.72 0.80 0.88 0.80 0.75 0.75 500 0.90 0.80 0.75 450 404 204 735 0.94 0.85 0.90 0.85 0.50 0.70 0.62 0.62 1.02 337.5 562.5 446.78 216 525 379.76 235.45 183.6 367.5 113.83 374.85 8403 6388.36 5031.84 8152.83 784.5
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