矿山电工学(5)

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矿山电工学 5第五章 节电及电气化指标 第一节 矿山节电的概念 第二节 功率因数及补偿 第三节 电费计算法 第四节 主要电气化指标 矿山电工学 5-1 5-1 矿山节电的概念一、节约用电的意义:( P236中 )二、节电的一般措施:1、加强技术管理,实行计划用电。2、积极推广节电新技术。3、设置无功功率补偿装置,人工提高功率因数。三、电力变压器的经济运行: 1、经济运行:使电力系统的有功损耗最小而经济效益最佳的运行方 式称电力设备的经济运行。2、无功经济当量:(kw/kvar)它表示电力系统多输送1kvar的无功功率增加的有功损 耗的数值,称为无功经济当量。 5-1 矿山节电的概念 矿山电工学 5-1~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~3、两台变压器经济运行的临界负荷: 如图5-3所示。交点a所对应的负荷Scr就 是两台变压器经济运行的临界负荷。 Scr的实际含义是:当实际负荷S∑<Scr时, 应该一台变压器运行,此时损耗比两台要经济。 当实际负荷S∑>Scr时,应该两台变压器同时运 行,此时损耗比一台要经济。4、Scr的计算公式:(两台变压器时) ?Pid ,T ? K ec ,re ?Qid ,T S cr ? S N ,T 2 ?PN ,T ? K ec ,re ?Q N ,T 矿山电工学 5-1 ?PCV ?PCV ,? (一台) ?PC?V? ,? ?PCV ,? (二台) ?PC?V? ,? a?PCV ,? ? ?PCV ,? ?PC?V ,? ?PC?V ,? O ? S ?? S Sa S ? 图5-3 5-1 矿山节电的概念 矿山电工学 5-1~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 式中:Scr--临界负荷; SN,T--变压器额定容量;△PidT--变压器空载有功铁耗(查表得);△PN,T --变压器额定有功铜耗(查表得); Kec,re--无功经济当量 Iid△Qid,T--变压器空载无功铁耗( ? Q id , T ? S N , T , 100 Iid%查表得); vs△ N,T Q --变压器额定无功铜耗( ? Q N , T ? S N , T , νs%查表得)。 100 对于n台时: ?Pid ,T ? K ec ,re ?Qid ,T Scr ? S N ,T n(n ?1) ?PN ,T ? K ec ,re ?QN ,T 矿山电工学 5-1 5~1 矿山节电的概念~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 本节小结: 一、节约用电的意义: 二、节电的一般措施: 三、电力变压器的经济运行: 1、经济运行: 2、无功经济当量Kec.re : 3、两台变压器经济运行的临界负荷: 4、Scr的计算公式: 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿一、意义: 1、可以使发电、变电设备和输电线路的供电能力得 到充分的发挥;2、能降低各级线路和供电变压器的功率损失和电压 损失。二、定义: 有功功率与视在功率的比值称为功率因数,用 cosφ表示。cosφ=P/S,功率因数越接近1越好。三、功率因数低的后果:1、使发电机和变压器的容量变小:2、增加输电电线的功率损失:3、增加线路的电压损耗: 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 四、对功率因数的要求: 电力部门对用户的功率因数由明确的规定: 1、要求高压供电(6KV以上)的工业及装有 带负荷调整电压设备的用户,功率因数应为 0.95以上。 2、要求其他电力用户的功率因数应为0.90 以上。 3、农业用户要求为0.80以上。 4、煤矿企业地面总变配电所6-10KV母线上 的功率因数应达到0.95以上。 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 五、提高功率因数的方法:(有两大类) 1、提高自然功率因数: ⑴尽量采用鼠笼异步电动机: ⑵避免电动机与变压器的轻载运行: ⑶对不需调速的大型设备,尽量采用同步电动机: ⑷尽量采用高压电动机: ⑸绕线式异步电机同步化: 2、人工补偿提高功率因数: ⑴并联移相电容器组: ⑵采用同步调相机: ⑶采用可控硅静止无功补偿器: ⑷采用进相机改善功率因数: 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 六、并联电力电容器组提高功率因数: 1、补偿方式及补偿区:如图5-4 ⑴高压集中补偿:如图中的C1; ⑵低压成组补偿:如图中的C2; ⑶分散就地补偿:如图中的C3。 2、接线方式: 补偿电容器组常按三角形接线,如图5-5所 示。主要原因如下: ⑴可以防止电容器容量不对称而出现过电压 (升为线电压) ⑵三角形接线时,若发生一相短线,只是补偿 容量减少,而星形时,则失去补偿。 ⑶可充分发挥电容器的补偿能力:三角是星形3 倍。 矿山电工学 5-2图5-4 矿山电工学 5-2图5-5 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~3、无功补偿的计算:分四步进行⑴确定母线上的自然功率因数:设计时:cosφ1=Pca/Sca Pca——计算有功功率 ( Pca=∑PN ) Sca——计算视在功率 Qca——计算无功功率 Sca= Pca 2 ? Qca 2 W w a生产矿井: cosφ1= W w a 2 ? W re 2 Wwa——电度表上的有功电耗量 Wre——电度表上的无功电耗量 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑵使cosφ1提高到cosφ2所需的补偿容量Qc: Qc=KLo.arPca(tgφ1- tgφ2)式中:Qc—所需电容器组的总电容量Kvar; Kco.ar—平均负荷率,计算时取0.7-0.85; tgφ1、tgφ2—补偿前、后功率因数角的正切值; Pca—6~10KV母线上的计算有功负荷KW。⑶计算电容器的总台数N: Q N ? c V ? o ,? q c ( ) V N ,C 每相电容器的台数: n = N/3 矿山电工学 5-2 5~2 功率因数及补偿~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~式中:Qc--三相所需总电容器容量(表5-1所 示) ;qc --单台电容器容量; Vωo,ω-- 电 网工作电压;VNC-- 电容器额定电压。⑷选择实际台数:当单母线分段时 ,N应为6的倍数(煤矿均为分 段);当单母线不分段时,N应为3的倍数;七、自动无功补偿cosφ装置:(简单了解) 1、组成与特性: 2、自动补偿控制原理: 矿山电工学 5-2
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