第5章節(jié)電及電氣化指標

1、礦山企業(yè)的節(jié)電途徑可歸納為：1 1、加強技術(shù)管理，實行計劃用電、加強技術(shù)管理，實行計劃用電2 2、積極推廣節(jié)電新技術(shù)、積極推廣節(jié)電新技術(shù)3 3、采用無功補償，提高負荷的功率因數(shù)、采用無功補償，提高負荷的功率因數(shù)一、節(jié)約用電的意義一、節(jié)約用電的意義電能是一種非常重要的二次能源，易于變換、傳輸、分配和控制。煤炭生產(chǎn)中節(jié)約用電，不只是減少煤礦的電費開支，降低煤炭的生產(chǎn)成本，而且使電能生產(chǎn)成本進一步降低，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起了重要的促進作用。煤礦電力負荷的消耗情況可用電力負荷曲線來表示。有功負荷用“度”（KWh）為單位，無功負荷用“無功度”（kvar）表示。負荷曲線是表示電力負荷（功率）隨時間變化的圖形

2、，包括日負荷曲線、月負荷曲線和年負荷曲線。掌握礦井電力負荷的特點及變化規(guī)律是擬定各種節(jié)電措施的基本依據(jù)。二、節(jié)約的一般措施二、節(jié)約的一般措施1、加強技術(shù)管理、實行計劃用電1）建立日用電量分析制度2）實行負荷調(diào)整，降低負荷高峰3）實行經(jīng)濟運行方式4）加強運行維護和檢修5）提高職工的技術(shù)素質(zhì)，養(yǎng)成節(jié)約用電的良好習慣2、積極推廣節(jié)電新技術(shù)1）采用高效低耗的節(jié)能型供用電設(shè)備；2）改造現(xiàn)有電耗大的生產(chǎn)工藝與設(shè)備；3）改造供電系統(tǒng)，降低線路損耗；4）合理使用現(xiàn)有設(shè)備，人工提高功率因數(shù)；3、設(shè)置無功功率補償裝置，人工提高功率因數(shù)常用方法：同步電動機過勵磁運行或并聯(lián)電力電容器。三、電力變壓器的經(jīng)濟運行三、電力

3、變壓器的經(jīng)濟運行1、電力設(shè)備的經(jīng)濟運行使電力系統(tǒng)的有功損耗最小而獲得最佳經(jīng)濟效益的運行方式稱電力設(shè)備的經(jīng)濟運行。2、無功功率經(jīng)濟當量計算設(shè)備無功損耗所引起電力系統(tǒng)有功損耗的增加量，定義換算系數(shù)無功功率經(jīng)濟當量，用 表示。reecK,3、確定兩臺變壓器的經(jīng)濟運行方案變壓器的經(jīng)濟運行對節(jié)約電能有很大的意義。變壓器的無功損耗將引起電力系統(tǒng)有功損耗的增加，變壓器的有功損耗小于無功損耗，所以考慮電力系統(tǒng)的有功損耗增量時，忽略變壓器有功損耗的影響。將變壓器本身的有功損耗加上變壓器的無功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗增量，二者之和稱為電力設(shè)備有功損耗換算值。然后對電力系統(tǒng)單位容量負荷的有功損耗換算值求導數(shù)，

4、并令導數(shù)為零，就可以得到變壓器的經(jīng)濟負荷。)(,2,2,2,TNreecTNTidreecTidTNreecTidreecTNTidTreecTTCVQKPQKPQKQKPPQKPP令0)/(,TTTCVSdSPd得變壓器的經(jīng)濟負荷為TNreecTNTidreecTidTNTecQKPQKPSS,TNreecTNTidreecTidTecQKPQKPK,變壓器的經(jīng)濟負荷與其額定容量之比稱為變壓器的經(jīng)濟負荷系數(shù)舉例：確定兩個臺變壓器的經(jīng)濟運行方案設(shè)某礦地面變電所有兩臺同型號、同容量的主變壓器，變電所總負荷為S當一臺變壓器運行時，它承擔總負荷 ，其有功損耗換算值為兩臺變壓器運行時，它承擔總負荷 ，

5、其有功損耗換算值為 2/S2,)(TNTNreecTNTidreecTidICVSSQKPQKPP2,2,)2/)(21)(2)2/)( 2TNTNreecTNTidreecTidTNTNreecTNTidreecTidIICVSSQKPQKPSSQKPQKPP下圖為兩種情況下，有功損耗換算值對總負荷的關(guān)系四、礦山主要生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)電措施四、礦山主要生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)電措施1、提升系統(tǒng)2、通風系統(tǒng)3、壓風系統(tǒng)4、排水系統(tǒng)5、井下采掘運生產(chǎn)系統(tǒng)（合理轉(zhuǎn)速）6、采用硅整流及可控硅系統(tǒng)功率因數(shù)是電力系統(tǒng)特別是用電戶的一項重要電氣指標。目前礦井高壓主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負荷功率因數(shù)，即所謂集中補償法。

6、NO.2（二）（二） 提高功率提高功率因數(shù)意義因數(shù)意義和方法和方法NO.3（三）（三） 功率因功率因數(shù)的補數(shù)的補償方法償方法NO.1（一）（一） 功率因功率因數(shù)有關(guān)數(shù)有關(guān)概念概念電源容量無法充分利用；電源線路和礦內(nèi)配電線路的損耗增加；一、功率因數(shù)較低時的危害一、功率因數(shù)較低時的危害NoImage二、提高功率因數(shù)的方法二、提高功率因數(shù)的方法1、提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)（提高自然功率因數(shù)）1）盡量采用鼠籠式異步電動機2）避免電動機與變壓器的輕載運行3）對不需要調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步電動機。4）繞線式異步電動機同步化運行5）盡量采用高壓（6-10KV）電動機，可節(jié)省變壓器。2、人工補償提高功

7、率因數(shù)1）并聯(lián)移相電容器組2）采用同步調(diào)相機3）采用可控硅靜止無功補償器4）采用進相機改善功率因數(shù)NoImage三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)1、無功補償區(qū)的概念1）高壓集中補償2）低壓成組補償3）分散就地補償2、補償電容器組的接線的方式10KV以下線路的補償電容器組常按三角形接線。1）三角形接線可以防止電容器容量不對稱而出現(xiàn)的過電壓；2）三角形接線若發(fā)生一相斷線，只是使各相補償容量減少，若是星形接線發(fā)生一相斷線，將使某相失補償；3）采用三角形接線可以充分發(fā)揮電容器的補償能力；22,/CVXVVIQCAC三角形接法星形接法3/3/)3/(,22,ACYCQCV

8、VCQ具有相同容量的三個單相電容器組，采用三角形接法時的補償容量是采用星形時的3倍。3、高壓集中無功補償?shù)挠嬎阍诘V地面變電所6-10KV母線上裝設(shè)電力電容器組來提高功率因數(shù)。補償方法的計算步驟1）確定全礦6-10KV母線上的自然功率因數(shù)2）使功率因數(shù)從 提高 到所需補償?shù)娜萘?cos2cos6,6,1coscacaSP)tan(tan21,caarloCPKQ3）計算三相所需電容器的總臺數(shù)N和每相電容器臺數(shù)n4）選擇實際臺數(shù))(, 0CNCCVVqQN實際值應(yīng)為3的整倍數(shù)，考慮單母線分斷接線，故單相應(yīng)取偶數(shù)，電容器實際總臺數(shù)應(yīng)為6的整倍數(shù)。3Nn )tan(tan21acIIaUIUIP11c

9、os)tan(tan21UPIc)tan(tan21PUIQcc22221fCUfCUXUUUIQccc)()(22222NNcNNcNNcNUUqQUUqQfUqfUQCCN3Nn 由上式知所選電容的個數(shù)為：每相所需要的電容器個數(shù)為：例題例1某礦區(qū)6KV母線上的有功功率為2100kW，功率因數(shù)0.74。若將功率因數(shù)提高到0.9時，求所需要的電容器容量和個數(shù)。已知： ， ， ，則功率因數(shù)所對應(yīng)的正切值分別為 ， 。kWP210074. 0cos19 . 0cos291. 0tan147. 0tan2電容器容量為：var903)47. 091. 0(2100)tan(tan21kPQc解79)3

10、 . 66(12903)(22NNcUUqQN個則每相所需電容的個數(shù)為：3 .263793Nn個27n取 個接于6kV母線上，選用YY6.3-3-12-1型電容器，標準容量為12kvar，額定工作電壓為6.3kV,則電容個數(shù)為：1 1、提高功率因數(shù)的意義。、提高功率因數(shù)的意義。 2 2、提高功率因數(shù)的方法：、提高功率因數(shù)的方法： a. a. 自然提高。自然提高。 b. b. 人工補償法（并聯(lián)電容器法）。人工補償法（并聯(lián)電容器法）。 3 3、電容器的選擇：選擇、接法、位置、放電要求。、電容器的選擇：選擇、接法、位置、放電要求。工礦企業(yè)（大工業(yè)）的電費由基本電費、流動電費和力率調(diào)整電費組成?；倦?/p>

11、費：是指按用戶用電容量計算的電費；流動電費：是指按用戶用電度數(shù)計算的電費；力率調(diào)整電費：是根據(jù)用戶力率的高低而減收或增收的電費；力率（功率因數(shù)）：因功率因數(shù)的高低直接反映為變壓器、電網(wǎng)的出力程度，故簡稱為力率。一、基本電費的計算基本電費僅按企業(yè)安裝的變壓器及高壓電動機的接用容量來收費。基本電費的計算公式：)(,1TNMbaSSKE）（月元AkVK/111備注：當高壓電動機的額定電壓低于礦井地面變電所的電源電壓，SM=0。三、力率調(diào)整電費二、流動電費的計算流動電費的計算公式：amoWKE2流動電費按電度表度數(shù)征收。）（元hkVK/5 . 01力率電費是根據(jù)用戶功率因數(shù)高于或低于額定值時，對電費的

12、征收進行減收或追加的電費。力率電費的計算公式：)(3mobaadEEKE調(diào)整率，各地電力部分不同企業(yè)總電費的計算公式：admobaEEEE月有功電度表讀數(shù)【例5-2 】某礦供電電源為6kV，兩臺主變壓器容量為2000kVA，采用一臺使用、一臺備用的運行方式。高壓電動機的接用容量為1600kVA，每月電耗量為180104kWh；無功耗電量為82104kvarh；基本電費（K1）為11元/（月kVA）；流動電費（K2）為0.5元/（kWh）。求該礦每月應(yīng)交納的電費（ 額定值為0.95）。cos【解】：（1）求基本電費月萬元/96. 3)20001600(11)(,1TNMbaSSKE（2）求流動電

13、費月萬元/90101805 . 042amoWKE（3）計算力率調(diào)整電費95. 091. 0)1082()10180(10180cos2424422reaaWWW（4）總電費月萬元/84.9588. 19096. 3admobaEEEE設(shè)當 時的調(diào)整率（K3）為0.02，追加電費如下：91. 0cos月萬元/88. 1)9096. 3(02. 0)(3mobaadEEKE（5）追加電費占總電費的百分數(shù)%96. 1%100/84.95/88. 1月萬元月萬元煤礦企業(yè)的主要電氣化指標有全礦功率因數(shù)、噸煤電耗、噸煤電費、勞動力電氣裝備程度。一、全礦功率因數(shù)(平均值)22cosreaaWWW礦井的功率

14、因數(shù)每月計算一次，要求 。95. 0cos二、噸煤電耗caesYWC,煤礦企業(yè)的噸煤電耗是指每采1t煤所消耗的電能（有功電量），它分綜合電耗和原煤電耗兩種。1、綜合電耗ccaecYWC,原煤電耗是指每采1t原煤以及與原煤生產(chǎn)有關(guān)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所消耗的有功電量。2、原煤電耗三、噸煤電費cycYEE 它表示礦井生產(chǎn)機械化與電氣化的程度，即礦井每個工人全年每小時所消耗的有功電量。全礦的噸煤電費：四、勞動力電氣裝備程度maeQWD3508,【例5-3】某礦供電電源為6kV，礦年實際產(chǎn)煤68.5萬t兩臺主變壓器容量為2000kVA，采用一臺使用、一臺備用的運行方式。高壓電動機的接用容量為1600kVA，每月電耗量為180104kWh；無功耗電量為82104kvarh；基本電費（K1）為11元/（月kVA）；流動電費（K2）為0.5元/（kWh）。求該礦每月應(yīng)交納的電費（ 額定值為0.95）。cos【解】：（1）求噸煤綜合電耗hkWYWCcaes53.31105 .68121018044,（2