WJ-矿山电工-第四-五章-chapter2

第四章矿井照明、通信和信号★照明灯具型号★照明地点★照度选择第四章矿井照明、通信和信号4.1.矿井照明4.1.1.照明灯具型号：4.1.2.照明地点P230《煤矿平安规程》第五节照明、通信和信号第四百七十三条井下以下地点必须有足够的照明：〔一〕井底车场及其附近。〔二〕机电设备硐室、调度室、机车库、爆炸材料库、候车室、信号站、瓦斯抽放泵站等。第四百四十八条井下照明、信号、和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。矿用一般型〔KY〕、矿用增安型〔ExeI〕、矿用隔爆型〔ExdI〕P228-232表4-2、4-3、4-4按照P85表2—5井下电气设备选用规定选用4.1.2.照明地点〔三〕使用机车的主要运输巷道、兼作人行道的集中带式输送机巷道、升降人员的绞车道以及升降物料和人行交替使用的绞车道，其照明灯的间距不得大于30m。〔四〕主要进风巷的交岔点和采区车场。〔五〕从地面到井下的专用人行道。〔六〕综合机械化采煤工作面，照明灯间距不得大于15m。地面的通风机房、绞车房、压风机房、变电所、矿调度室等必须设有应急照明设施4.1.3.照度选择：参考P231表4-5、表4-6第五章节电及电气化指标5.1.节约用电意义1〕节约发电所需的一次能源(煤、水等〕，减轻能源和交通运输的紧张程度；

2〕节省国家对发供用电设备需要投入的基建投资；

3〕能够减少不必要的电能损失为企业减少电费支出，降低本钱，提高经济效益，从而使有限的电力发挥更大的社会经济效益，提高电能利用率，更为有效地利用好电力资源。作业：P2569、10

第五章节电及电气化指标5.2.主要电气化指标1〕功率因数cosΦ；3〕吨煤(产品)电费；5.3.节约用电措施P237-1).加强技术管理实行方案用电2).积极推广新技术3).提高功率因数cosΦ4〕劳动力电气装置程度.2〕吨煤(产品)电耗;0.9≤cosΦ

≤0.955.4.功率因数

在交流电路中，电压与电流之间的相位角Φ的余弦叫做功率因数，用符号COSΦ表示。它是有功功率和视在功率的比值，即cocΦ=P/SP=IVcosφ〔KW〕Q=IVsingφ=Ptgφ〔Kvar〕SQPφ5.4.1.提高功率因数的意义：

3〕.能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。4〕.可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。5〕.因发电机的发电容量的限定，故提高cosØ也就使发电机能多出有功功率。1〕.提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于平安生产。2〕.可节约电能，降低生产本钱，减少企业的电费开支。例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时的4倍。

5.4.3.无功功率对供、用电产生的不良影响，主要表现在：〔1〕降低发电机有功功率的输出;〔2〕降低输、变压设备的供电能力;〔3〕

造成线路电压损失增大和电能损耗的增加;〔4)功率因数过低造成电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥.1〕．对于电力系统中的供电局部，提供电能的发电机是按要求的额定电压和额定电流设计的，发电机长期运行中，电压和电流都不能超过额定值，否那么会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=UIcosØ中的cosØ=1；但是当负载为感性或容性时，cosØ<1,发电机就得不到充分利用。为了最大程度利用发电机的容量，就必须提高其功率因数。2〕．对于电力系统中的输电局部，输电线上的损耗功率P/为：在U和P都不变的情况下，提高功率因数cosØ会降低输电线上的功率损耗！5.4.4.提高功率因数的方法自然功率因数法、人工补偿法

5.4.4.1.提高自然功率因数法：1).恰中选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。2).对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法〔或自动转换〕。3).防止电机或设备空载运行。4).合理配置变压器，恰当地选择其容量。5).调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。6).改善配电线路布局，防止曲折迂回等。5.4.3.2.采用人工补偿法：P247图5-41.1概述1〕.个别补偿：用于低压网络，将电容器直接接在用电设备附近。优点：补偿效果好，缺点：电容器利用率低2〕.分组补偿：将电容器分别安装在各用电户配电盘的母线上。优点：电容器利用率较高且补尝效果也较理想。3〕.集中补偿：将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择.

优点:

电容器利用率高，能减少电网和用户变压缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。原那么:必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。在负荷上并连电容M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C1的补偿区C1的未补偿区C2的补偿区C3的补偿区C2的未补偿区C3的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C1的补偿区C2的补偿区C3的补偿区C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网图5-4无功补偿的设置地点与补偿区C1的补偿区C2的补偿区C3的补偿区C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C1的补偿区C2的补偿区C3的补偿区C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C1的补偿区C2的补偿区C3的补偿区C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网C1的补偿区C2的补偿区C3的补偿区C3的未补偿区C2的未补偿区M660V矿区电网C335KV6~10KV660VC1C2矿井电网井内及井下低压外电网个别补偿分组补偿集中补偿5.4.2.3.并联电容值的计算

在感性负载两端并电容+-由相量图可得：;ω=2πfΦ1、φ分别为补偿前后的功率因数角=72.8〔μf〕例1:有一感性负载其功率为10KW，功率因数cosΦ1=0.6，接在220v电网上，电源频率为50HZ，①.假设将功率因数提高到cosΦ2=0.95，试问须并联多大的电容器，②.计算线路并联电容器前后的电流。②.并联前后的电流解:①.并C前:并C后:由于电流减少，降低了损耗值cosΦ1=0.6，tanφ1=1.333；cosΦ2=0.95，tanφ2=0.329

结论并联电容C后：(2)

原感性支路的工作状态不变:不变感性支路的功率因数不变感性支路的电流I1(3)

电路总的有功功率不变因为电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。(1)电路的总电流，电路总功率因数I电路总视在功率S例2：某矿10KV母线上全矿的有功功率P=970.91〔KW〕，无功功率Q=1004.47〔Kvar〕，视在功功率S=1397.01〔KVA〕，现将功率因数cosΦ2提高到〔0.9~0.95〕之间，需要补偿无功功率的容量是多少？及电容器的台数？

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：某矿10KV母线上全矿的有功功率P=970.91〔KW〕，无功功率Q=1004.47〔Kvar〕，视在功功率S=1397.01〔KVA〕，现将功率因数cosΦ2提高到〔0.9~0.95〕之间，需要补偿无功功率的容量是多少？及电容器的台数？

解：1).确定全矿10KV母线上的自然功率因数cosφ1:

2〕计算从功率因数cosφ1提高到cosφ2所需补偿的总容量QC：ａ).cosΦ2=0.9，tanφ2=0.484QC=KloP〔tanφ1-tanφ2)=1*970.91(1.049-0.484)=549Kvar3〕补偿后负荷为P=970.91〔KW〕，Q/=Q-QC=1004.47-〔549~699)=〔455.47~305.47)Kvar4〕验算cosφ2b〕．cosΦ2=0.95，tanφ2=0.329QC=KloP〔tanφ1-tanφ2)=1*970.91(1.049-0.329)=699Kvar将功率因数提高到〔0.9~0.95〕需补偿无功功率QC:549~699KvarKVA查P249表5-1采用YY10.5-12.1电容器5〕电容器的台数

每相电容器数目定为18个，总的为54个5.5电力变压器经济运行

由于无功功率的存在，使得系统中的电流增大，从而使电力系统的有功损耗增加。为了计算设备的无功损耗在电力系统中引起的有功损耗增加量，特引入一个换算系数，即无功功率经济当量。5.5.1.电力设备的经济运行能使电力系统的有功损耗最小、经济效益最正确的一种运行方式,称为经济运行.5.5.2.无功功率经济当量无功功率经济当量是表示电力系统多发送1kvar的无功功率时，将使电力系统增加的有功功率损耗kW数，其符号为Kec.re。

对工矿企业变、配电所，

Kec.re=0.02～0.10

；对由发电机直配的负荷，Kec.re=0.02～0.04；对经两级变压的负荷，Kec.re=0.05～0.07；对经三级及以上变压的工厂，Kec.re=0.08～0.1；5.5.3.一台变压器运行的经济负荷计算变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两局部，无功损耗对电力系统来说，可通过换算等效为有功损耗。因此变压器的有功损耗加上变压器无功损耗所换算的等效有功陨耗，就称为变压器有功损耗换算值。一台变压器在负荷为ST时的有功损耗换算值ΔPcv.t为:式中，△PT---变压器的有功损耗，公式(6-5)；△QT----变压器的无功损耗，公式(6-4)计算；△Pid.T----变压器的空载损耗(铁损)；△PN.T为变压器的短路损耗〔铜损〕β--变压器的负荷率；△Qid.T---变压器空载时的无功损耗，按公式计算；△QN.T--变压器额定的无功损耗，按公式计算；SN---变压器的额定容量。要使变压器运行在经济负荷Sec.T下，就必须满足变压器单位容量的有功损耗换算值△PCV.T／ST为最小值的条件。因此令d(△PCV.T／ST)／dST=0，可得变压器的经济负荷为变压器经济负荷与其额定容量之比，称为变压器的经济负荷系数Kec.T，即一般电力变压器的经济负荷率为50%左右，按我国目前情况，选择负荷率在70%左右较适宜。对于煤矿负荷率选择为65%~75%。

5.5.4.两台变压器经济运行的临界负荷计算假设变电所有两台同型号同容量(均为SN)的变压器，变电所的总负荷为ΣS。一台变压器单独运行时，它承担总负荷ΣS,按公式(5-1)有功损耗换算值为:两台变压器并列运行时，每台承担ΣS／2，按公式(5-