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井下采区供电设计 中“ 需用系数” 取值的探讨 钱强李景冲 井下采区供电设计中 “ 需用系数” 取值的探讨 钱强李景坤 淮南矿业 集I fl 租赁站 淮南2 3 2 0 3 3 TD 6 1 1 摘要在井下采区供电设计中， 常采用“ 需用系数法” 对采区供电负荷进行计算。通过理论分析及多年 实践， 提出了在设计计算中其“ 需用系数” 的取值范围， 这对推广使用高效节能机电产品有较好的参考价值。 主题词煤矿供电负荷 系数探讨 需用系数及需用 系数法 由于一个设备的额定容量， 往往大于其实际负 荷的容量， 一组设备中， 根据生产的需要， 所有设备 一般不同时工作， 同时工作的设备， 其最大负荷出现 的时间也不同， 所以变电所各设备的实际负荷总容 量， 总是小于它的联接设备额定总容量。其比值叫 需用 系数 。 根据接于变电所的设备总容量及需用系数， 来 计算变 电所实 际总负荷的方 法 ， 叫需用 系数法 。 2 用需用系数法求变压器计算容量 其基本公式为 S y 二尸 ‘ K c o s tp d i 式中 P l ; 由变压器供电的每一台用电设备 的额定功率， 不包括备用设 备， k W ; Z P c ,由 变压器供电的所有用电设备 额定功率之和， k W; c o s “由 变压器供电的用电 设备的加 权平均功率因数 对于井下不 同的供电用户， 其数值 可查有 关资料 ; S , 变压器的计算容量， k V A 根据计 算容量选择变压器的容量及变压 器台数的依据 ; K x需用系 数 K , K r X K , / j a o 用需用系数法求变压器计算容量的物理概念 为 首先将变压器所供负荷的额定功率全部加起来， 求出5 P , ， 然后乘上需用系 数 K x ， 这样便可以求得 变压器的计算功率为YP , - K x 。由于变压器容量 单 位 为k V A , 因 此 将 计 算 功 率被 功 率 因 数c o s y d l 除 ， 便可得到所要求的计算容量了。 2 . 1 需用系数 K, K二 K r - K , / I d ; 式中各系数及其含意分述如下 1 设备的同时系数K , 即 在最大负荷时工作设备总额定容量z P , g 与 该组变压器系统联接设备总额定容量之比S 尸 e ， 即 K , - 习 P , / E P , 。 同 时系 数又 名同 时 率， 同 一 个 供 电系统的机电设备， 它们不一定都在同一个时间工 作， 而且即使在同一个时间运行的电气设备， 它们也 决不会同时都达到额定负荷， 因此， 在求变压器的计 算容量时， 决不能简单地采取将所有用电设备的额 定功率直接相加而得， 必须考虑同时系数 K , 2 电 动 机 的 加 权 平 均 效 率I d 1 l d j 一 E P,, - ,k ; / P , ; 式中 尸 。 各台电 动机的 额定功率， k W; z p e; 各台电动机的额定功率之和， k W; 7 }, 各台电动机的额定效率; 瓶 电动 机的 加权平均效率 此式 为 电动机 的额定 功率 即其轴上 的输 出功 参 考 文 献 周卿荣， 严万生 矿山固定机械手册 北京 煤炭工业出版 社 ， 1 9 8 6 收稿 日期1 9 9 9 一 0 5 一1 7 作者简 介 周 新贞 ， 1 9 7 0 年牛 1 9 9 3 年 毕业 f 焦 作矿 业学 院。现 在永 城煤 电集 团公 司调度室工 作 . 工程师 ， 曾发表论 文数篇 万方数据 煤矿 自动化 1 9 9 9年 第4期 率， 而电动机实际消耗的功率应是其输入功率. 因此 在求变压器的计算容量时， 必须考虑电动机的效率 在上述公式中为了求多台电动机的总效率， 必须按 电动机功率大小所占的比例来进行平均， 这样求得 的平均效率就是所谓电动机的加权平均效率。 3 供 电 线 路 的 效 率X1 8 如果已知电动机在额定负荷下运行， 那么， 为保 证电动机能输出额定功率， 变压器对电动机实际输 送的功率， 除了应考虑其效率外， 还必须考虑供电线 路的电能消耗， 即供电线路的效率。为保证电气设 备的正常运行， 电业规程规定， 动力线路在正常情况 下的电压变动不得超过 士 5 。而在选择电缆线路 估算时， 由于在 6 6 0 V系统中正常运转时最大电压 损失为 6 3 V, 3 8 0 V系统中为 3 9 V。由于过去采用 3 8 0 V供电， 电网的电压损失往往是主要矛盾， 为了 解决矛盾， 保证供电质量， 电缆截面选值偏大。而现 在采用6 6 0 V以至 k V级电压后， 电压损失的问题降 为次要矛盾。提高电压后， 电压损失值占总值的9 5 4 。而3 8 0 V电压损失值占总值的 1 0 . 2 6 所 以提高电压后供电线路的电压损失可以不加验算， 供 电 质 量 也 得以 提 高。 相应 的 供电 线 路的 效率、 也应该相应的得以提高增大。 4 负 荷系 数 K f 又名负荷率 Kf 只/ P , 式中 K,负荷系 数; 尸 J 用电 设备的 实际负荷, k W; P , 用电设备的额定功率, k Wo 负荷系数 K、 的物理意义是用电设备的实际负 荷与其额定功率的比值 1 4 4 k w 0 1 0 0 0. 0一 7. 4 4 / 1 . 7 3. 6 6 0. 0 . 7 5. 0 . 8 9 4 1 A 由理论可计算 出 K 二 一 K , , K气. N 二 。8 3 其 中 K 。 一 。 . 9 一 0 . 9 5 , 、 一 。 . 9 一 0 . 9 5 , 飞- 0 . 9 1 , x, 0 . 8 2 据多年实践和对电动机综合保护器J D B- 1 2 0 . 2 2 5 及 J D B 一8 0取值整定， 对现场读际测量得 出的电动机电流值为 1 4 O k W - 1 7 一1 9 A 1 4 4 k W 1 8 一2 8 A 故选择变 压器容量时的需 用系数K , K , K , “ K勺 a - 1 0 . 4 1 其 中K , 1 8 / 4 5 , K , 。9 , 71 g 。 . 9 1 , , h 0 9 5， 若K1 1 7 / 4 . 5 二 。3 7时， 可得 K, 0 . 3 8 若K 1 2 8 / 4 5 0 . 6 2 时， 可得 K, O一 6 4 而从理论上计算煤矿井下采区供电设计时， 变 压器容量的 选择的 需用系 数K 二 二 0 . 8 3 , 综 r 所述， 对煤矿井下采区供电设计时， 变压器 容量选择采用需用系数法计算时， 本人认为需用系 数的取值范围应为 0 . 3 5 一 0 . 6 5 0 4结语 3实例分析 现以S G W一 4 0 T刮板输送机 电动机为4 0 k W, 4 4 k W 为例， 看其负荷系数 K、 如何确定。 1 理论计算 已知电机电流 I 二 1 0 0 0 “ K x “ P , ; / v [ 3 “ U ; - c o s y , - } 从煤矿低压供电手册可查得 K 、 二 0 . 7 , c o s y , 二 0 . 7 5 , j 1 0 . 9 1 , 1 2 0 . 8 9 ， 从 而计算电动机的电流 I 4 0 k W - 1 0 0 0 . 0 . 7 . 4 0 / 1 . 7 3 . 6 6 0 . 0 一 7 5 . 0 . 9 1 二 3 6 A 在多年煤矿井下采掘供电设计中， 经过多次现 场取值和实际试验取值， 对以上理论计算中的S G W - 4 0 T及 S G W一4 0 Z刮板输送机系统也进行了多 次现场测试。例如 谢一矿采煤一队在 一 3 2 0 m水平 北异， 有 1 台拉上山刮板输送机， 我们在现场对其电 动机电流进行了测试取值 ， 得到如下数据 4 0 k W 的 电动机在重载负荷的情况下， 它的工作电流为 1 7 - 1 9 A， 而4 4 k W 2 2 k W“ 2 的电动机， 它的工作电流为 1 8一 2 8 A 故以上结论是比较切合实际的取值范围， 由于 负荷系数取值降低， 对推广高效节能机电产品， 充分 发挥机械效能， 有较好的实用价值。 收橘 日 期1 9 9 9 0 2 一 0 9 作者 简介 钱强 , 1 9 8 7 年 7 月毕业 于淮南 矿业 学院 。现在 惟南 矿业 集团 租 赁公 司从事 设备管 理工 作 .工 程师 ， 万方数据