矿山电工矿井照明通信和信号学习资料课件PPT.ppt

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1、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）P 228-232 表4-2、4-3、4-4,按照P85表25井下电气设备选用规

2、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

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：P256 9、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;,0.9cos 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/

4、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

5、）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，cos1,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！,

6、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

7、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,610KV,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

8、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,610KV,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,610KV,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,610KV,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：,;=2f,1、分别为补偿前后的功率因数

9、角,=72.8（f）,例1:有一感性负载其功率为10KW，功率因数cos1=0.6，接在220v电网上，电源频率为50HZ，.若将功率因数提高到 cos2=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,cos1=0.6，tan1=1.333；cos2=0.95，tan2=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10K V母线上全矿的有功功

10、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cos2提高到（0.90.95）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（tan1-tan2）,P248(5-15),例2：某矿10K V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cos2提高到（0.90.95）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cos1:,2）计算从功率因数c

11、os1提高到cos2所需补偿的总容量QC：,).cos2=0.9，tan2=0.484,QC=KloP（tan1-tan2)=1*970.91(1.049-0.484)=549 Kvar,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cos2,b）cos2=0.95，tan2=0.329,QC=Klo P（tan1-tan2)=1*970.91(1.049-0.329)=699 Kvar,将功率因数提高到（0.90.95）需补偿无功功率QC:549699 Kvar,KVA,查P249表5-1 采用

12、 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1 kvar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=0.020.10；

13、对由发电机直配的负荷，Kec.re=0.020.04；对经两级变压的负荷，Kec.re=0.050.07；对经三级及以上变压的工厂，Kec.re=0.080.1；,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

14、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.TST为最小值的条件。因此令d(PCV.TST)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

15、，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S2，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SScr时，P P 宜于一台运行；当SScr时PP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59 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4104hW.h，30min有功最大负荷为1

16、.510KW，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)10台，按三角形接线。求补偿后矿井6KW母线上的功率因数。,解：已知：VN=6KV；KLO=0.82；Pca=P30=1.5*104KW；P=7.5*106KW*h；Q=4*106Kvar*h Qc=360*10Kvar；,5-10 某矿地面变电所6Kv母线上的自然功率因数cos=0.85，有功最大负荷为5xl04kw，平均负荷率为0.78。求把功率因数提到0.96时所需电容器的容量及额定补偿容量为12kVar、额定电压为6.3Kv的电容器的数量。(要求每相电容器的数量应为偶数),