矿山电工矿井照明通信和信号学习资料课件PPT.ppt

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 煤矿安全规程 第五节照明 通信和信号 第四百七十三条井下下列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 电话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 降低成本 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cos 3 吨煤 产品 电费 5 3 节约用电措施p237 1 加强技术管理实行计划用电 2 积极推广新技术 3 提高功率因数cos 4 劳动力电气装置程度 2 吨煤 产品 电耗 0 9 cos 0 95 5 4 功率因数 在交流电路中 电压与电流之间的相位角 的余弦叫做功率因数 用符号cos 表示 它是有功功率和视在功率的比值 即coc p s p ivcos kw q ivsing ptg kvar 5 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cos 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 这就有利于安全生产 2 可节约电能 降低生产成本 减少企业的电费开支 例如 当cos 0 5时的损耗是cos 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部分 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 否则会缩短其使用寿命 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 uicos 中的cos 1 但是当负载为感性或容性时 cos 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部分 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cos 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 恰当选择电动机容量 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 避免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 避免曲折迂回等 5 4 3 2 采用人工补偿法 p247图5 4 1 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 原则 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 m 660v 矿区电网 c3 35kv 6 10kv 660v c1 c2 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 m 660v 矿区电网 c3 35kv 6 10kv 660v c1 c2 矿井电网 井内及井下低压外电网 c2的未补偿区 m 660v 矿区电网 c3 35kv 6 10kv 660v c1 c2 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 m 660v 矿区电网 c3 35kv 6 10kv 660v c1 c2 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 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 2 f 1 分别为补偿前后的功率因数角 72 8 f 例1 有一感性负载其功率为10kw 功率因数cos 1 0 6 接在220v电网上 电源频率为50hz 若将功率因数提高到cos 2 0 95 试问须并联多大的电容器 计算线路并联电容器前后的电流 并联前后的电流 解 并c前 并c后 由于电流减少 降低了损耗值 cos 1 0 6 tan 1 1 333 cos 2 0 95 tan 2 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 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cos 2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 tan 1 tan 2 p248 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cos 2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cos 1 2 计算从功率因数cos 1提高到cos 2所需补偿的总容量qc cos 2 0 9 tan 2 0 484 qc klop tan 1 tan 2 1 970 91 1 049 0 484 549kvar 3 补偿后负荷为p 970 91 kw q q qc 1004 47 549 699 455 47 305 47 kvar 4 验算cos 2 b cos 2 0 95 tan 2 0 329 qc klop tan 1 tan 2 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 699kvar kva 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 经济效益最佳的一种运行方式 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部分 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 pcv 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 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 s 一台变压器单独运行时 它承担总负荷 s 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 s 2 按公式 5 1 可求得两台变压器的有功损耗换算值为 5 3 绘制 pcv与s的关系曲线如图5 3所示 这两条曲线椐交点a所对应负荷 就是变压器经济运行的临界荷用scr表示 当 s scr时 p p 宜于一台运行 当 s scr时 p p 宜于两台运行 两台变压器经济运行界负荷为 判别n台与n 1台经济运行的临界负荷为 作业5 9煤矿地面变电所6kv母线 实际电压为6 3kv 上的月有功耗电量为7 5xl04kw h 月无功耗电量为4 104hw h 30min有功最大负荷为1 5 10kw 平均负荷率为0 82 变电所安装有额定电压为6 3kv 额定补偿容量为360kvar的电力电容器柜 三相 1