第5章節(jié)電及電氣化指標(biāo)

1、礦山企業(yè)的節(jié)電途徑可歸納為：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、采用無功補(bǔ)償，提高負(fù)荷的功率因數(shù)、采用無功補(bǔ)償，提高負(fù)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(fèi)開支，降低煤炭的生產(chǎn)成本，而且使電能生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了重要的促進(jìn)作用。煤礦電力負(fù)荷的消耗情況可用電力負(fù)荷曲線來表示。有功負(fù)荷用“度”（KWh）為單位，無功負(fù)荷用“無功度”（kvar）表示。負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷（功率）隨時(shí)間變化的圖形

2、，包括日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。掌握礦井電力負(fù)荷的特點(diǎn)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(qiáng)技術(shù)管理、實(shí)行計(jì)劃用電1）建立日用電量分析制度2）實(shí)行負(fù)荷調(diào)整，降低負(fù)荷高峰3）實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式4）加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)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(xí)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(bǔ)償裝置，人工提高功率因數(shù)常用方法：同步電動(dòng)機(jī)過勵(lì)磁運(yùn)行或并聯(lián)電力電容器。三、電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三、電力

3、變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1、電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行使電力系統(tǒng)的有功損耗最小而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行方式稱電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2、無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量計(jì)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(jì)當(dāng)量，用 表示。reecK,3、確定兩臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)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(shí)，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(duì)電力系統(tǒng)單位容量負(fù)荷的有功損耗換算值求導(dǎo)數(shù)，

4、并令導(dǎo)數(shù)為零，就可以得到變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷。)(,2,2,2,TNreecTNTidreecTidTNreecTidreecTNTidTreecTTCVQKPQKPQKQKPPQKPP令0)/(,TTTCVSdSPd得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為TNreecTNTidreecTidTNTecQKPQKPSS,TNreecTNTidreecTidTecQKPQKPK,變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷與其額定容量之比稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)舉例：確定兩個(gè)臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案設(shè)某礦地面變電所有兩臺(tái)同型號(hào)、同容量的主變壓器，變電所總負(fù)荷為S當(dāng)一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)總負(fù)荷 ，其有功損耗換算值為兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)總負(fù)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(duì)總負(fù)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(fēng)系統(tǒng)3、壓風(fēng)系統(tǒng)4、排水系統(tǒng)5、井下采掘運(yùn)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(xiàng)重要電氣指標(biāo)。目前礦井高壓主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負(fù)荷功率因數(shù)，即所謂集中補(bǔ)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(bǔ)數(shù)的補(bǔ)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(shí)的危害一、功率因數(shù)較低時(shí)的危害二、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(dòng)機(jī)2）避免電動(dòng)機(jī)與變壓器的輕載運(yùn)行3）對(duì)不需要調(diào)速的大型設(shè)備，盡量采用同步電動(dòng)機(jī)。4）繞線式異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行5）盡量采用高壓（6-10KV）電動(dòng)機(jī)，可節(jié)省變壓器。2、人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)1）并聯(lián)

7、移相電容器組2）采用同步調(diào)相機(jī)3）采用可控硅靜止無功補(bǔ)償器4）采用進(jìn)相機(jī)改善功率因數(shù)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(bǔ)償區(qū)的概念1）高壓集中補(bǔ)償2）低壓成組補(bǔ)償3）分散就地補(bǔ)償2、補(bǔ)償電容器組的接線的方式10KV以下線路的補(bǔ)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(duì)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(bǔ)償容量減少，若是星形接線發(fā)生一相斷線，將使某相失補(bǔ)償；3）采用三角形接線可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力；22,/CVXVVIQCAC三角形接法星形接法3/3/)3/(,22,ACYCQCVVCQ具有相同容量的三個(gè)單相

8、電容器組，采用三角形接法時(shí)的補(bǔ)償容量是采用星形時(shí)的3倍。3、高壓集中無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算在礦地面變電所6-10KV母線上裝設(shè)電力電容器組來提高功率因數(shù)。補(bǔ)償方法的計(jì)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(bǔ)償?shù)娜萘?cos2cos6,6,1coscacaSP)tan(tan21,caarloCPKQ3）計(jì)算三相所需電容器的總臺(tái)數(shù)N和每相電容器臺(tái)數(shù)n4）選擇實(shí)際臺(tái)數(shù))(, 0CNCCVVqQN實(shí)際值應(yīng)為3的整倍數(shù)，考慮單母線分?jǐn)嘟泳€，故單相應(yīng)取偶數(shù)，電容器實(shí)際總臺(tái)數(shù)應(yīng)為6的整倍數(shù)。3Nn )tan(tan21acIIaUIUIP11cos)tan(tan21UP

9、Ic)tan(tan21PUIQcc22221fCUfCUXUUUIQccc)()(22222NNcNNcNNcNUUqQUUqQfUqfUQCCN3Nn 由上式知所選電容的個(gè)數(shù)為：每相所需要的電容器個(gè)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(shí)，求所需要的電容器容量和個(gè)數(shù)。已知： ， ， ，則功率因數(shù)所對(duì)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 . 66(12903)(2

10、2NNcUUqQN個(gè)則每相所需電容的個(gè)數(shù)為：3 .263793Nn個(gè)27n取 個(gè)接于6kV母線上，選用YY6.3-3-12-1型電容器，標(biāo)準(zhǔn)容量為12kvar，額定工作電壓為6.3kV,則電容個(gè)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(bǔ)償法（并聯(lián)電容器法）。人工補(bǔ)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(fèi)由基本電費(fèi)、流動(dòng)電費(fèi)和力率調(diào)整電費(fèi)組成?；倦娰M(fèi)：是指按用戶用電容量計(jì)算的

11、電費(fèi)；流動(dòng)電費(fèi)：是指按用戶用電度數(shù)計(jì)算的電費(fèi)；力率調(diào)整電費(fèi)：是根據(jù)用戶力率的高低而減收或增收的電費(fèi)；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(fèi)的計(jì)算基本電費(fèi)僅按企業(yè)安裝的變壓器及高壓電動(dòng)機(jī)的接用容量來收費(fèi)。基本電費(fèi)的計(jì)算公式：)(,1TNMbaSSKE）（月元AkVK/111備注：當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)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(fèi)二、流動(dòng)電費(fèi)的計(jì)算流動(dòng)電費(fèi)的計(jì)算公式：amoWKE2流動(dòng)電費(fèi)按電度表度數(shù)征收。）（元hkVK/5 . 01力率電費(fèi)是根據(jù)用戶功率因數(shù)高于或低于額定值時(shí)，對(duì)電費(fèi)的征收進(jìn)行減收或追加的電費(fèi)。力

12、率電費(fèi)的計(jì)算公式：)(3mobaadEEKE調(diào)整率，各地電力部分不同企業(yè)總電費(fèi)的計(jì)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(tái)主變壓器容量為2000kVA，采用一臺(tái)使用、一臺(tái)備用的運(yùn)行方式。高壓電動(dòng)機(jī)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(fèi)（K1）為11元/（月kVA）；流動(dòng)電費(fèi)（K2）為0.5元/（kWh）。求該礦每月應(yīng)交納的電費(fèi)（ 額定值為0.95）。cos【解】：（1）求基本電費(fèi)月萬元/96. 3)20001600(11)(,1TNMbaSSKE（2）求流動(dòng)電費(fèi)月萬元/90101805

13、. 042amoWKE（3）計(jì)算力率調(diào)整電費(fèi)95. 091. 0)1082()10180(10180cos2424422reaaWWW（4）總電費(fèi)月萬元/84.9588. 19096. 3admobaEEEE設(shè)當(dāng) 時(shí)的調(diào)整率（K3）為0.02，追加電費(fèi)如下：91. 0cos月萬元/88. 1)9096. 3(02. 0)(3mobaadEEKE（5）追加電費(fèi)占總電費(fèi)的百分?jǐn)?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(biāo)有全礦功率因數(shù)、噸煤電耗、噸煤電費(fèi)、勞動(dòng)力電氣裝備程度。一、全礦功率因數(shù)(平均值)22cosreaaWWW礦井的功率因數(shù)每月計(jì)算一次，要求 。9

14、5. 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(fèi)cycYEE 它表示礦井生產(chǎn)機(jī)械化與電氣化的程度，即礦井每個(gè)工人全年每小時(shí)所消耗的有功電量。全礦的噸煤電費(fèi)：四、勞動(dòng)力電氣裝備程度maeQWD3508,【例5-3】某礦供電電源為6kV，礦年實(shí)際產(chǎn)煤68.5萬t兩臺(tái)主變壓器容量為2000kVA，采用一臺(tái)使用、一臺(tái)備用的運(yùn)行方式。高壓電動(dòng)機(jī)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(fèi)（K1）為11元/（月kVA）；流動(dòng)電費(fèi)（K2）為0.5元/（kWh）。求該礦每月應(yīng)交納的電費(fèi)（ 額定值為0.95）。cos【解】：（1）求噸煤綜合電耗hkWYWCcaes53.31105 .68121018044,（2）求噸煤電費(fèi)，由于礦井功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，所以力率調(diào)整電費(fèi)為零萬元52.1127)9096. 3(12)(12mobayEEE（3）求勞動(dòng)力電氣裝備程度：人/325603508121018035084,kWQWDmaetYEEcyc/46.16105 .681052.112744元小小 結(jié)結(jié) 礦井的電氣化指標(biāo)礦井的電氣化