WJ-礦山電工-第四-五章-chapter2

第四章礦井照明、通信和信號(hào)★照明燈具型號(hào)★照明地點(diǎn)★照度選擇第四章礦井照明、通信和信號(hào)4.1.礦井照明4.1.1.照明燈具型號(hào)：4.1.2.照明地點(diǎn)P230《煤礦平安規(guī)程》第五節(jié)照明、通信和信號(hào)第四百七十三條井下以下地點(diǎn)必須有足夠的照明：〔一〕井底車場(chǎng)及其附近?！捕硻C(jī)電設(shè)備硐室、調(diào)度室、機(jī)車庫、爆炸材料庫、候車室、信號(hào)站、瓦斯抽放泵站等。第四百四十八條井下照明、信號(hào)、和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓，不超過127V。礦用一般型〔KY〕、礦用增安型〔ExeI〕、礦用隔爆型〔ExdI〕P228-232表4-2、4-3、4-4按照P85表2—5井下電氣設(shè)備選用規(guī)定選用4.1.2.照明地點(diǎn)〔三〕使用機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道、兼作人行道的集中帶式輸送機(jī)巷道、升降人員的絞車道以及升降物料和人行交替使用的絞車道，其照明燈的間距不得大于30m?！菜摹持饕M(jìn)風(fēng)巷的交岔點(diǎn)和采區(qū)車場(chǎng)?！参濉硰牡孛娴骄碌膶Ｓ萌诵械??！擦尘C合機(jī)械化采煤工作面，照明燈間距不得大于15m。地面的通風(fēng)機(jī)房、絞車房、壓風(fēng)機(jī)房、變電所、礦調(diào)度室等必須設(shè)有應(yīng)急照明設(shè)施4.1.3.照度選擇：參考P231表4-5、表4-6第五章節(jié)電及電氣化指標(biāo)5.1.節(jié)約用電意義1〕節(jié)約發(fā)電所需的一次能源(煤、水等〕，減輕能源和交通運(yùn)輸?shù)木o張程度；

2〕節(jié)省國家對(duì)發(fā)供用電設(shè)備需要投入的基建投資；

3〕能夠減少不必要的電能損失為企業(yè)減少電費(fèi)支出，降低本錢，提高經(jīng)濟(jì)效益，從而使有限的電力發(fā)揮更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，提高電能利用率，更為有效地利用好電力資源。作業(yè)：P2569、10

第五章節(jié)電及電氣化指標(biāo)5.2.主要電氣化指標(biāo)1〕功率因數(shù)cosΦ；3〕噸煤(產(chǎn)品)電費(fèi)；5.3.節(jié)約用電措施P237-1).加強(qiáng)技術(shù)管理實(shí)行方案用電2).積極推廣新技術(shù)3).提高功率因數(shù)cosΦ4〕勞動(dòng)力電氣裝置程度.2〕噸煤(產(chǎn)品)電耗;0.9≤cosΦ

≤0.955.4.功率因數(shù)

在交流電路中，電壓與電流之間的相位角Φ的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)COSΦ表示。它是有功功率和視在功率的比值，即cocΦ=P/SP=IVcosφ〔KW〕Q=IVsingφ=Ptgφ〔Kvar〕SQPφ5.4.1.提高功率因數(shù)的意義：

3〕.能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。4〕.可減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。5〕.因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量的限定，故提高cos?也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。1〕.提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于平安生產(chǎn)。2〕.可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)本錢，減少企業(yè)的電費(fèi)開支。例如：當(dāng)cos?=0.5時(shí)的損耗是cos?=1時(shí)的4倍。

5.4.3.無功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：〔1〕降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出;〔2〕降低輸、變壓設(shè)備的供電能力;〔3〕

造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加;〔4)功率因數(shù)過低造成電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮.1〕．對(duì)于電力系統(tǒng)中的供電局部，提供電能的發(fā)電機(jī)是按要求的額定電壓和額定電流設(shè)計(jì)的，發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行中，電壓和電流都不能超過額定值，否那么會(huì)縮短其使用壽命，甚至損壞發(fā)電機(jī)。當(dāng)其接入負(fù)載為電阻時(shí)，理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用，因?yàn)镻=UIcos?中的cos?=1；但是當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí)，cos?<1,發(fā)電機(jī)就得不到充分利用。為了最大程度利用發(fā)電機(jī)的容量，就必須提高其功率因數(shù)。2〕．對(duì)于電力系統(tǒng)中的輸電局部，輸電線上的損耗功率P/為：在U和P都不變的情況下，提高功率因數(shù)cos?會(huì)降低輸電線上的功率損耗！5.4.4.提高功率因數(shù)的方法自然功率因數(shù)法、人工補(bǔ)償法

5.4.4.1.提高自然功率因數(shù)法：1).恰中選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無功消耗，防止“大馬拉小車”。2).對(duì)平均負(fù)荷小于其額定容量40%左右的輕載電動(dòng)機(jī)，可將線圈改為三角形接法〔或自動(dòng)轉(zhuǎn)換〕。3).防止電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。4).合理配置變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。5).調(diào)整生產(chǎn)班次，均衡用電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率。6).改善配電線路布局，防止曲折迂回等。5.4.3.2.采用人工補(bǔ)償法：P247圖5-41.1概述1〕.個(gè)別補(bǔ)償：用于低壓網(wǎng)絡(luò)，將電容器直接接在用電設(shè)備附近。優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償效果好，缺點(diǎn)：電容器利用率低2〕.分組補(bǔ)償：將電容器分別安裝在各用電戶配電盤的母線上。優(yōu)點(diǎn)：電容器利用率較高且補(bǔ)嘗效果也較理想。3〕.集中補(bǔ)償：將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上，電容器組的容量按配電所的總無功負(fù)荷來選擇.

優(yōu)點(diǎn):

電容器利用率高，能減少電網(wǎng)和用戶變壓缺點(diǎn):不能減少用戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)的無功負(fù)荷。原那么:必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。就是借助于無功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。在負(fù)荷上并連電容M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C1的補(bǔ)償區(qū)C1的未補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C1的補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)圖5-4無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置地點(diǎn)與補(bǔ)償區(qū)C1的補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C1的補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C1的補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)C1的補(bǔ)償區(qū)C2的補(bǔ)償區(qū)C3的補(bǔ)償區(qū)C3的未補(bǔ)償區(qū)C2的未補(bǔ)償區(qū)M660V礦區(qū)電網(wǎng)C335KV6~10KV660VC1C2礦井電網(wǎng)井內(nèi)及井下低壓外電網(wǎng)個(gè)別補(bǔ)償分組補(bǔ)償集中補(bǔ)償5.4.2.3.并聯(lián)電容值的計(jì)算

在感性負(fù)載兩端并電容+-由相量圖可得：;ω=2πfΦ1、φ分別為補(bǔ)償前后的功率因數(shù)角=72.8〔μf〕例1:有一感性負(fù)載其功率為10KW，功率因數(shù)cosΦ1=0.6，接在220v電網(wǎng)上，電源頻率為50HZ，①.假設(shè)將功率因數(shù)提高到cosΦ2=0.95，試問須并聯(lián)多大的電容器，②.計(jì)算線路并聯(lián)電容器前后的電流。②.并聯(lián)前后的電流解:①.并C前:并C后:由于電流減少，降低了損耗值cosΦ1=0.6，tanφ1=1.333；cosΦ2=0.95，tanφ2=0.329

結(jié)論并聯(lián)電容C后：(2)

原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感性支路的功率因數(shù)不變感性支路的電流I1(3)

電路總的有功功率不變因?yàn)殡娐分须娮铔]有變，所以消耗的功率也不變。(1)電路的總電流，電路總功率因數(shù)I電路總視在功率S例2：某礦10KV母線上全礦的有功功率P=970.91〔KW〕，無功功率Q=1004.47〔Kvar〕，視在功功率S=1397.01〔KVA〕，現(xiàn)將功率因數(shù)cosΦ2提高到〔0.9~0.95〕之間，需要補(bǔ)償無功功率的容量是多少？及電容器的臺(tái)數(shù)？

解：1.QC=KloP〔tanφ1-tanφ2〕cosΦΦ(度)tanΦ0.6946.3701.0490.9025.8420.4840.9124.4950.4560.9223.0740.4260.9321.5650.3950.9419.9480.3630.9518.1950.3291.000.0000.000P248(5-15)例2：某礦10KV母線上全礦的有功功率P=970.91〔KW〕，無功功率Q=1004.47〔Kvar〕，視在功功率S=1397.01〔KVA〕，現(xiàn)將功率因數(shù)cosΦ2提高到〔0.9~0.95〕之間，需要補(bǔ)償無功功率的容量是多少？及電容器的臺(tái)數(shù)？

解：1).確定全礦10KV母線上的自然功率因數(shù)cosφ1:

2〕計(jì)算從功率因數(shù)cosφ1提高到cosφ2所需補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘縌C：ａ).cosΦ2=0.9，tanφ2=0.484QC=KloP〔tanφ1-tanφ2)=1*970.91(1.049-0.484)=549Kvar3〕補(bǔ)償后負(fù)荷為P=970.91〔KW〕，Q/=Q-QC=1004.47-〔549~699)=〔455.47~305.47)Kvar4〕驗(yàn)算cosφ2b〕．cosΦ2=0.95，tanφ2=0.329QC=KloP〔tanφ1-tanφ2)=1*970.91(1.049-0.329)=699Kvar將功率因數(shù)提高到〔0.9~0.95〕需補(bǔ)償無功功率QC:549~699KvarKVA查P249表5-1采用YY10.5-12.1電容器5〕電容器的臺(tái)數(shù)

每相電容器數(shù)目定為18個(gè)，總的為54個(gè)5.5電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

由于無功功率的存在，使得系統(tǒng)中的電流增大，從而使電力系統(tǒng)的有功損耗增加。為了計(jì)算設(shè)備的無功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗增加量，特引入一個(gè)換算系數(shù)，即無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。5.5.1.電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能使電力系統(tǒng)的有功損耗最小、經(jīng)濟(jì)效益最正確的一種運(yùn)行方式,稱為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.5.5.2.無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量是表示電力系統(tǒng)多發(fā)送1kvar的無功功率時(shí)，將使電力系統(tǒng)增加的有功功率損耗kW數(shù)，其符號(hào)為Kec.re。

對(duì)工礦企業(yè)變、配電所，

Kec.re=0.02～0.10

；對(duì)由發(fā)電機(jī)直配的負(fù)荷，Kec.re=0.02～0.04；對(duì)經(jīng)兩級(jí)變壓的負(fù)荷，Kec.re=0.05～0.07；對(duì)經(jīng)三級(jí)及以上變壓的工廠，Kec.re=0.08～0.1；5.5.3.一臺(tái)變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷計(jì)算變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗兩局部，無功損耗對(duì)電力系統(tǒng)來說，可通過換算等效為有功損耗。因此變壓器的有功損耗加上變壓器無功損耗所換算的等效有功隕耗，就稱為變壓器有功損耗換算值。一臺(tái)變壓器在負(fù)荷為ST時(shí)的有功損耗換算值ΔPcv.t為:式中，△PT---變壓器的有功損耗，公式(6-5)；△QT----變壓器的無功損耗，公式(6-4)計(jì)算；△Pid.T----變壓器的空載損耗(鐵損)；△PN.T為變壓器的短路損耗〔銅損〕β--變壓器的負(fù)荷率；△Qid.T---變壓器空載時(shí)的無功損耗，按公式計(jì)算；△QN.T--變壓器額定的無功損耗，按公式計(jì)算；SN---變壓器的額定容量。要使變壓器運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Sec.T下，就必須滿足變壓器單位容量的有功損耗換算值△PCV.T／ST為最小值的條件。因此令d(△PCV.T／ST)／dST=0，可得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為變壓器經(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)Kec.T，即一般電力變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為50%左右，按我國目前情況，選擇負(fù)荷率在70%左右較適宜。對(duì)于煤礦負(fù)荷率選擇為65%~75%。

5.5.4.兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷計(jì)算假設(shè)變電所有兩臺(tái)同型號(hào)同容量(均為SN)的變壓器，變電所的總負(fù)荷為ΣS。一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)總負(fù)荷ΣS,按公式(5-1)有功損耗換算值為:兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)承擔(dān)ΣS／2，按公式(5-