礦山電工學(xué)節(jié)電及電氣化指標(biāo)ppt課件

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.re Kec.re ：3 3、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷：荷： 4 4、ScrScr

2、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：（ P236P236中中 ）二、節(jié)電的一般措施：二、節(jié)電的一般措施：1 1、加強(qiáng)技術(shù)管理，實(shí)行計(jì)劃用電。、加強(qiáng)技術(shù)管理，實(shí)行計(jì)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、設(shè)置無功功率補(bǔ)償裝置，人工提高功率因數(shù)。、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。式稱電力設(shè)備的

3、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/kvarkw/kvar）它表示電力系統(tǒng)多輸送它表示電力系統(tǒng)多輸送1kvar1kvar的無功功率增加的有功損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。耗的數(shù)值，稱為無功經(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： 如圖如圖5-35-3所示。交點(diǎn)所示。交點(diǎn)a a所對應(yīng)的負(fù)荷所對應(yīng)的負(fù)荷ScrScr就就是兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。是兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。 ScrScr的實(shí)際含義是：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷的實(shí)際含義是：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷SSScrScr時(shí)，應(yīng)該一臺

4、變壓器運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該一臺變壓器運(yùn)行, ,此時(shí)損耗比兩臺要此時(shí)損耗比兩臺要經(jīng)濟(jì)。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷經(jīng)濟(jì)。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷SSScrScr時(shí)時(shí), ,應(yīng)該兩臺變壓應(yīng)該兩臺變壓器同時(shí)運(yùn)行器同時(shí)運(yùn)行, ,此時(shí)損耗比一臺要經(jīng)濟(jì)。此時(shí)損耗比一臺要經(jīng)濟(jì)。4 4、ScrScr的計(jì)算公式：的計(jì)算公式：( (兩臺變壓器時(shí)兩臺變壓器時(shí)) ),2id Tec reid TcrN TN Tec reN TPKQSSPKQ一臺）(,CVP二臺）(,CVPSaSOCVP ,CVP,CVCVPP,CVP ,CVPS,CVPS a圖圖5-35-1 5-1 礦山節(jié)電的概念礦山節(jié)電的概念 式中：Scr-臨界負(fù)荷； SN,T-變壓器額定容量；PidT

5、-變壓器空載有功鐵耗查表得）；PN,T -變壓器額定有功銅耗查表得）； Kec,re-無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量Qid,T-變壓器空載無功鐵耗（ , Iid%查表得）； QN,T-變壓器額定無功銅耗（ , s%查表得）。 對于n臺時(shí)：,100idid TN TIQS,100sN TN TvQSTNreecTNTidreecTidTNcrQKPQKPnnSS,) 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)

6、當(dāng)量Kec.re Kec.re ：3 3、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)、兩臺變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷：荷： 4 4、ScrScr的計(jì)算公式：的計(jì)算公式： 返回返回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六、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：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 1、可以使發(fā)電、變電

7、設(shè)備和輸電線路的供電能力得、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；到充分的發(fā)揮；2 2、能降低各級線路和供電變壓器的功率損失和電壓、能降低各級線路和供電變壓器的功率損失和電壓損失。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)，用有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用coscos表示。表示。cos=P/Scos=P/S，功率因數(shù)越接近，功率因數(shù)越接近1 1越好。越好。三、功率因數(shù)低的后果：三、功率因數(shù)低的后果：1 1、使發(fā)電機(jī)和變壓器的容量變?。?、使發(fā)電機(jī)和變壓器的容量變?。? 2、增加輸電電線的功率損失：、增加輸電電線的功率損失：3 3、增加線路的電壓損

8、耗：、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：電力部門對用戶的功率因數(shù)由明確的規(guī)定：1 1、要求高壓供電、要求高壓供電6KV6KV以上的工業(yè)及裝有以上的工業(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)為帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的用戶，功率因數(shù)應(yīng)為0.950.95以上。以上。 2 2、要求其他電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)為、要求其他電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)為0.900.90以上。以上。 3 3、農(nóng)業(yè)用戶要求為、農(nóng)業(yè)用戶要求為0.800.80以上。以上。 4 4、煤礦企業(yè)地面總變配電所、煤礦企業(yè)地面總變配電所6-10KV

9、6-10KV母線上母線上的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.950.95以上。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：（有兩大類）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)：、提高自然功率因數(shù)： 盡量采用鼠籠異步電動機(jī)：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：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)：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)：盡量采用高壓電動機(jī)： 繞線式異步電機(jī)同步化：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：并

10、聯(lián)移相電容器組： 采用同步調(diào)相機(jī)：采用同步調(diào)相機(jī)： 采用可控硅靜止無功補(bǔ)償器：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)：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)：如圖、補(bǔ)償方式及補(bǔ)償區(qū)：如圖5-45-4 高壓集中補(bǔ)償：如圖中的高壓集中補(bǔ)償：如圖中的C1C1； 低壓成組補(bǔ)償：如圖中的低壓成組補(bǔ)償：如圖中的C2C2； 分散就地補(bǔ)償：如圖中的分散就地補(bǔ)償：如圖中的C3C3。2 2、接線方式：、接線方式： 補(bǔ)償電容器組常按三角形接線，如圖補(bǔ)償電容器組常按三角形接線，如圖5-55-5

11、所所示。主要原因如下：示。主要原因如下： 可以防止電容器容量不對稱而出現(xiàn)過電壓可以防止電容器容量不對稱而出現(xiàn)過電壓升為線電壓）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。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：三角是星形可充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力：三角是星形3 3倍。倍。 圖圖5-4圖圖5-552 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：分四步進(jìn)行、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)：確定母線上的自然功率因數(shù)：設(shè)計(jì)時(shí)：設(shè)計(jì)時(shí)：cos1=Pca/Scacos1=Pca/

12、Sca Pca Pca計(jì)算有功功率計(jì)算有功功率 （ Pca=PN Pca=PN ） ScaSca計(jì)算視在功率計(jì)算視在功率 QcaQca計(jì)算無功功率計(jì)算無功功率 Sca=Sca=生產(chǎn)礦井：生產(chǎn)礦井： cos1=cos1= Wwa Wwa電度表上的有功電耗量電度表上的有功電耗量 WreWre電度表上的無功電耗量電度表上的無功電耗量22PcaQca22W waW waW re52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償使使cos1cos1提高到提高到cos2cos2所需的補(bǔ)償容量所需的補(bǔ)償容量QcQc： Qc=KLo.arPca(tg1- tg2)Qc=KLo.arPca(tg1- tg2)式中：式中：QcQ

13、c所需電容器組的總電容量所需電容器組的總電容量KvarKvar； Kco.arKco.ar平均負(fù)荷率平均負(fù)荷率, ,計(jì)算時(shí)取計(jì)算時(shí)取0.7-0.850.7-0.85； tg1tg1、tg2tg2補(bǔ)償前、后功率因數(shù)角的正切值；補(bǔ)償前、后功率因數(shù)角的正切值； Pca6Pca610KV10KV母線上的計(jì)算有功負(fù)荷母線上的計(jì)算有功負(fù)荷KWKW。計(jì)算電容器的總臺數(shù)計(jì)算電容器的總臺數(shù)N N： 每相電容器的臺數(shù)：每相電容器的臺數(shù)： n = N/3n = N/3,()cocN CQNVqV52 功率因數(shù)及補(bǔ)償功率因數(shù)及補(bǔ)償式中：式中：Qc-Qc-三相所需總電容器容量表三相所需總電容器容量表5-15-1所所示示

14、) ) ；qc -qc -單臺電容器容量；單臺電容器容量； Vo,- Vo,- 電網(wǎng)工作電壓；電網(wǎng)工作電壓；VNC- VNC- 電容器額定電壓。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)當(dāng)單母線分段時(shí) ，N N應(yīng)為應(yīng)為6 6的倍數(shù)煤礦均為的倍數(shù)煤礦均為分段）分段）; ;當(dāng)單母線不分段時(shí)，當(dāng)單母線不分段時(shí)，N N應(yīng)為應(yīng)為3 3的倍數(shù)的倍數(shù); ;七、自動無功補(bǔ)償七、自動無功補(bǔ)償coscos裝置：（簡單了解）裝置：（簡單了解） 1 1、組成與特性：、組成與特性： 2 2、自動補(bǔ)償控制原理：、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： 二、定義：三、功率

15、因數(shù)低的后果：四、對功率因數(shù)的要求：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)：七、自動無功補(bǔ)償cos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實(shí)際耗電量多少，只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)。 Eba=K1(Sm+Sn.T)Eba=K1(Sm+Sn.T)式中：式中：EbaEba基本電費(fèi)基本電費(fèi) K1K1計(jì)算系數(shù)國家定）計(jì)算系數(shù)國家定）

16、SmSm電機(jī)接用容量電機(jī)接用容量 SM=PN/ cosSM=PN/ cos Sn.T Sn.T變壓器的額定容量變壓器的額定容量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)： 是按用戶電度表上的度數(shù)計(jì)算電費(fèi)：是按用戶電度表上的度數(shù)計(jì)算電費(fèi)： Emo=K2WaEmo=K2Wa 式中：式中：Emo Emo 流動電費(fèi)流動電費(fèi) 元元/ /月月 K2 K2 計(jì)算系數(shù)當(dāng)?shù)厝∮?jì)算系數(shù)當(dāng)?shù)厝2=0.5K2=0.5元元/KW.h/KW.h） Wa Wa 月有功電度表讀數(shù)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)水平的高低是根據(jù)用電力率功率因數(shù)水

17、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)高而增或減收的電費(fèi)，當(dāng)?shù)蜁r(shí)電費(fèi)增加，當(dāng)高時(shí)減少，當(dāng)正常時(shí)免。時(shí)減少，當(dāng)正常時(shí)免。 Ead=K3(Eba+Emo)Ead=K3(Eba+Emo) 式中：式中：EadEad減收或追加電費(fèi)；減收或追加電費(fèi)；K3K3調(diào)整率調(diào)整率電力部門規(guī)定）；電力部門規(guī)定）；EbaEba基本電費(fèi)；基本電費(fèi)；EmoEmo流動電費(fèi)流動電費(fèi)四、企業(yè)總電費(fèi)：四、企業(yè)總電費(fèi)： E2=Eba+EmoE2=Eba+EmoEadEad Ead Ead前的符號，當(dāng)前的符號，當(dāng)coscos高于高于0.950.95時(shí)取負(fù)號，時(shí)取負(fù)號，低于時(shí)取正號，正常時(shí)取低于時(shí)取正號，正常時(shí)取0 0。53 電費(fèi)

18、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)：二、噸煤電耗： 三、噸煤電費(fèi)：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)： cos= cos= 0.950.95二、噸煤電耗：（有兩項(xiàng)）二、噸煤電耗：（有兩項(xiàng)）1 1、綜合電耗：每生產(chǎn)、綜合電耗：每生產(chǎn)1t1t原煤消耗的有功電量輔原煤消耗的有功電量輔助生產(chǎn)的電耗）助生產(chǎn)的電耗） Cs.e =Cs.e =式中：式中：WaWa全年的有功電量消；全年的有功電量消； 全年的實(shí)際原煤產(chǎn)量；全年的實(shí)際原煤產(chǎn)量；22WaWaWreWaY cY c 54 主要電氣化指標(biāo)主要電氣化指標(biāo)2 2、原煤電耗：每產(chǎn)、原煤電耗：每產(chǎn)1t1t原煤與原煤生產(chǎn)有關(guān)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所原煤與原煤生產(chǎn)有關(guān)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所消耗的有功電量。消耗的有功電量。 Cc.e = Cc.e = （不含輔助生產(chǎn)的電耗）（不含輔助生產(chǎn)的電耗）三、噸煤電費(fèi)：三、噸煤電費(fèi)： EC = EC = 式中：式中：EyEy全年電費(fèi)全年電費(fèi) 全年煤產(chǎn)量全年煤產(chǎn)量.Wa cY cE yY c Y c