礦山電工學(xué)節(jié)電及電氣化指標(biāo)

1、第五章第五章 節(jié)電及電氣化指標(biāo)節(jié)電及電氣化指標(biāo) 第一節(jié)第一節(jié) 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 第二節(jié)第二節(jié) 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 第三節(jié)第三節(jié) 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 第四節(jié)第四節(jié) 主要電氣化指標(biāo)主要電氣化指標(biāo) 返回返回 5-1 5-1 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 本節(jié)簡介：本節(jié)簡介： 一、節(jié)約用電的意義一、節(jié)約用電的意義： 二、節(jié)電的一般措施二、節(jié)電的一般措施： 三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 1 1、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 2 2、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量kec.rekec.re ： 3 3、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷：、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷： 4 4

2、、scrscr的計(jì)算公式：的計(jì)算公式： 5-1 5-1 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 一、節(jié)約用電的意義一、節(jié)約用電的意義：（ p236中 ） 二、節(jié)電的一般措施二、節(jié)電的一般措施： 1、加強(qiáng)技術(shù)管理，實(shí)行計(jì)劃用電。 2、積極推廣節(jié)電新技術(shù)。 3、設(shè)置無功功率補(bǔ)償裝置，人工提高功率因數(shù)。 三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 1 1、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 使電力系統(tǒng)的有功損耗最小而經(jīng)濟(jì)效益最佳的運(yùn)行方 式稱電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 2 2、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量：（：（kw/kvar） 它表示電力系統(tǒng)多輸送1kvar的無功功率增加的有功損 耗的數(shù)值，稱為無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量無功

3、經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。 5-1 5-1 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 3 3、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷：、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷： 如圖5-35-3所示。交點(diǎn)a a所對應(yīng)的負(fù)荷scr就 是兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。 scr的實(shí)際含義是：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷sscr時(shí)， 應(yīng)該一臺變壓器運(yùn)行,此時(shí)損耗比兩臺要經(jīng)濟(jì)。 當(dāng)實(shí)際負(fù)荷sscr時(shí),應(yīng)該兩臺變壓器同時(shí)運(yùn) 行,此時(shí)損耗比一臺要經(jīng)濟(jì)。 4、scr的計(jì)算公式：(兩臺變壓器時(shí)) , , , 2 id tec reid t crn t n tec ren t pkq ss pkq 一臺）( , cv p 二臺）( , cv p s a s o cv p ,cv

4、 p ,cvcv pp ,cv p ,cv p s ,cv p s a 圖圖5-3 5-1 5-1 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 式中：scrcr-臨界負(fù)荷； sn,tn,t-變壓器額定容量； pidtidt-變壓器空載有功鐵耗（查表得）； pn,tn,t -變壓器額定有功銅耗（查表得）； kec,reec,re-無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 q qid,tid,t-變壓器空載無功鐵耗（ , iidid%查表得）； qn,tn,t-變壓器額定無功銅耗（ , s%查表得）。 對于對于n n臺時(shí)：臺時(shí)： , 100 id id tn t i qs , 100 s n tn t v qs tnreectn tidr

5、eectid tncr qkp qkp nnss , , , ) 1( 51 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： 一、節(jié)約用電的意義一、節(jié)約用電的意義： 二、節(jié)電的一般措施二、節(jié)電的一般措施： 三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 1 1、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行： 2 2、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量、無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量kec.rekec.re ： 3 3、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷：、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷： 4 4、scrscr的計(jì)算公式：的計(jì)算公式： 返回 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 本節(jié)簡介：本節(jié)簡介： 一、意義：一、意義： 二、定義二、定義： 三、功率因數(shù)低的后

6、果三、功率因數(shù)低的后果： 四、對功率因數(shù)的要求：四、對功率因數(shù)的要求： 五、提高功率因數(shù)的方法：五、提高功率因數(shù)的方法： 六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)： 七、自動無功補(bǔ)償七、自動無功補(bǔ)償coscos裝置：裝置： 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 一、意義：一、意義： 1、可以使發(fā)電、變電設(shè)備和輸電線路的供電能力得 到充分的發(fā)揮； 2、能降低各級線路和供電變壓器的功率損失和電壓 損失。 二、定義：二、定義： 有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用 cos表示。cos=p/s，功率因數(shù)越接近1越好。 三、功率因數(shù)低的后果：三、功率因數(shù)低的后果： 1、使發(fā)電

7、機(jī)和變壓器的容量變?。?2、增加輸電電線的功率損失： 3、增加線路的電壓損耗： 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 四、對功率因數(shù)的要求：四、對功率因數(shù)的要求： 電力部門對用戶的功率因數(shù)由明確的規(guī)定：規(guī)定： 1、要求高壓供電（6kv以上）的工業(yè)及裝有 帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的用戶，功率因數(shù)應(yīng)為 0.95以上。 2、要求其他電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)為0.90 以上。 3、農(nóng)業(yè)用戶要求為0.80以上。 4、煤礦企業(yè)地面總變配電所6-10kv母線上 的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 五、提高功率因數(shù)的方法五、提高功率因數(shù)的方法：（有兩大類） 1 1、提高自然功率因數(shù)：、提高

8、自然功率因數(shù)： 盡量采用鼠籠異步電動機(jī)： 避免電動機(jī)與變壓器的輕載運(yùn)行： 對不需調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步電動機(jī)： 盡量采用高壓電動機(jī)： 繞線式異步電機(jī)同步化： 2 2、人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)：、人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)： 并聯(lián)移相電容器組： 采用同步調(diào)相機(jī)： 采用可控硅靜止無功補(bǔ)償器： 采用進(jìn)相機(jī)改善功率因數(shù)： 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)： 1 1、補(bǔ)償方式及補(bǔ)償區(qū)：、補(bǔ)償方式及補(bǔ)償區(qū)：如圖5-45-4 高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償：如圖中的c1； 低壓成組補(bǔ)償?shù)蛪撼山M補(bǔ)償：如圖中的c2； 分散就地補(bǔ)償分散就地補(bǔ)償：如圖中的

9、c3。 2 2、接線方式：、接線方式： 補(bǔ)償電容器組常按三角形接線常按三角形接線，如圖5-55-5所 示。主要原因如下：主要原因如下： 可以防止電容器容量不對稱而出現(xiàn)過電壓 （升為線電壓） 三角形接線時(shí)，若發(fā)生一相短線，只是補(bǔ)償 容量減少，而星形時(shí)，則失去補(bǔ)償。 可充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力：三角是星形3 倍。 圖圖5-4 圖圖5-5 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 3 3、無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算：、無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算：分四步進(jìn)行 確定母線上的自然功率因數(shù)： 設(shè)計(jì)時(shí)：coscos1 1=pca/sca=pca/sca pca計(jì)算有功功率 （ pca=pn ） sca計(jì)算視在功率 qca計(jì)算無功功率 sc

10、a= 生產(chǎn)礦井： cos1 1= wwawa電度表上的有功電耗量 wrere電度表上的無功電耗量 22 pcaqca 22 w wa w waw re 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 使使coscos1 1提高到提高到coscos2 2所需的補(bǔ)償容量所需的補(bǔ)償容量qcqc： qc=kqc=klo.arlo.arpca(tgpca(tg1 1- tg- tg2 2) ) 式中：qc所需電容器組的總電容量kvar； kco.ar平均負(fù)荷率,計(jì)算時(shí)取0.7-0.85； tg1 1、tg2 2補(bǔ)償前、后功率因數(shù)角的正切值； pca610kv母線上的計(jì)算有功負(fù)荷kw。 計(jì)算電容器的總臺數(shù)計(jì)算電容器的

11、總臺數(shù)n n： 每相電容器的臺數(shù)： n = n/3n/3 , , () c o c n c q n v q v 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 式中式中：qc-三相所需總電容器容量（表5-1所 示) ；qc c -單臺電容器容量； vo,o,- 電 網(wǎng)工作電壓；vncnc- 電容器額定電壓。 選擇實(shí)際臺數(shù)：選擇實(shí)際臺數(shù)： 當(dāng)單母線分段時(shí) ，n應(yīng)為6的倍數(shù)（煤礦均為分 段）; 當(dāng)單母線不分段時(shí)，n應(yīng)為3的倍數(shù); 七、自動無功補(bǔ)償七、自動無功補(bǔ)償coscos裝置裝置：（簡單了解） 1、組成與特性： 2、自動補(bǔ)償控制原理： 52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償 本節(jié)小結(jié)： 一、意義：一、意義： 二

12、、定義二、定義： 三、功率因數(shù)低的后果三、功率因數(shù)低的后果： 四、對功率因數(shù)的要求：四、對功率因數(shù)的要求： 五、提高功率因數(shù)的方法：五、提高功率因數(shù)的方法： 六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)： 七、自動無功補(bǔ)償七、自動無功補(bǔ)償coscos裝置：裝置： 返回 53 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 本節(jié)介紹： 由三部分組成： 基本電費(fèi)； 流動電費(fèi)； 力率調(diào)整電費(fèi)。 53 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 一、基本電費(fèi)：一、基本電費(fèi)： 是指按用戶用電容量計(jì)算的電費(fèi)，不管 實(shí)際耗電量多少，只按安裝的變壓器及高壓按安裝的變壓器及高壓 電動機(jī)的容量來收費(fèi)。電動機(jī)的容量來收費(fèi)。 e ebaba=

13、k=k1 1(s(sm m+s+sn.tn.t) ) 式中：ebaba基本電費(fèi) k1 1計(jì)算系數(shù)（國家定） sm m電機(jī)接用容量 sm m=pn n/ cos sn.tn.t變壓器的額定容量 53 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 二、流動電費(fèi)：二、流動電費(fèi)： 是按用戶電度表電度表上的度數(shù)計(jì)算電費(fèi)： e emomo=k=k2 2w waa 式中：emomo 流動電費(fèi) 元/月 k2 2 計(jì)算系數(shù)（當(dāng)?shù)厝2 2=0.5元/kw.h） waa 月有功電度表讀數(shù) 53 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 三、力率調(diào)整電費(fèi)：三、力率調(diào)整電費(fèi)： 是根據(jù)用電力率（功率因數(shù)功率因數(shù)）水平的高低 而增或減收的電費(fèi)，當(dāng)?shù)蜁r(shí)電費(fèi)增加，當(dāng)高

14、 時(shí)減少，當(dāng)正常時(shí)免。 e eadad=k=k3 3(e(ebaba+e+emomo) ) 式中：ead減收或追加電費(fèi)；k3 3調(diào)整率 （電力部門規(guī)定）；ebaba基本電費(fèi)；emomo流 動電費(fèi) 四、企業(yè)總電費(fèi)四、企業(yè)總電費(fèi)： e e2 2=e=ebaba+e+emomoe eadad eadad前的符號，當(dāng)cos高于0.95時(shí)取負(fù)號， 低于時(shí)取正號，正常時(shí)取0。 53 電費(fèi)計(jì)算法電費(fèi)計(jì)算法 本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： 基本電費(fèi)；基本電費(fèi)； 流動電費(fèi)；流動電費(fèi)； 力率調(diào)整電費(fèi)。力率調(diào)整電費(fèi)。 返回 54 主要電氣化指標(biāo)主要電氣化指標(biāo) 本節(jié)簡介： 主要電氣化指標(biāo)有以下四個(gè)： 一、全礦功率因數(shù)：一、全礦

15、功率因數(shù)： 二、噸煤電耗：二、噸煤電耗： 三、噸煤電費(fèi)：三、噸煤電費(fèi)： 四、勞動力電氣裝備程度：四、勞動力電氣裝備程度： 54 主要電氣化指標(biāo)主要電氣化指標(biāo) 一、全礦功率因數(shù)：一、全礦功率因數(shù)： coscos= 0.95 二、噸煤電耗：二、噸煤電耗：（有兩項(xiàng)） 1 1、綜合電耗：、綜合電耗：每生產(chǎn)1t原煤消耗的有功電量（輔 助生產(chǎn)的電耗） cs.e = 式中：wa全年的有功電量消； 全年的實(shí)際原煤產(chǎn)量； 22 wa wawre wa y c y c 54 主要電氣化指標(biāo)主要電氣化指標(biāo) 2 2、原煤電耗、原煤電耗：每產(chǎn)1t原煤與原煤生產(chǎn)有關(guān)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所 消耗的有功電量。 cc.e = （不含輔助生產(chǎn)的電耗） 三、噸煤電費(fèi)：三、噸煤電費(fèi)： ec = 式中：ey全年電費(fèi) 全年煤產(chǎn)量 .wa c y c e y y c y c 54 主要