最新第5章-节电及电气化指标PPT课件

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64需用系数法是常用的一种负荷统计方法cosdecawmlvsidewm66二采区动力变压器的选择依据设计部门的设计机施工现场的经验结合供电系统的设计及变压器配套设备的费用变电所硐室开拓的费用对负荷供电的经济性合适的备用容量等因素综合分析再拟定出三个方案进行经济技术比较最后确定最佳方对采区变电所一台变压器能满足要求时尽量选一台以减少设备投资和硐室开拓费用
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目前矿井高压主要采用并联电力电容器组来 提高负荷功率因数,即所谓集中补偿法。
井下低压电网,已研制成功先进的防爆功率因 数自动补偿装置。
对于大中型绕线式异步电动机,利用自激式 进相机进行的单机就地补偿来提高功率因数,正 在推广使用,节电效果显著。
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一、功率因数及要求
在交流电路中,有功功率与视在功率的比值称
单位kW/kvar。
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Kec.re值与电网容量、输电距离、电压变换次数 等因素有关。
K e c .re 的值与电力系统的容量,结构及计算点
的具体位置等多种因素有关。
对于工矿企业变、配电所, Kecre0.02 ~0;.1 对由发电机直配的负荷, Kecre0.02~0.0;4 对经两级变压的负荷, Kecre0.05~0.07; 对经三级以上变压的负荷, Kecre0.08 ~0。.1
☞将无功补偿装置引入井下,将大大改善我国矿山 井下电网功率因数严重偏低(0.6左右)的状况。
☞购置补偿装置的投资,完全可以由供电变压器容 量的降级和电缆截面的减档来补偿。
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3)分散就地补偿
☞ 电容器组分别地装设在各组用电设备或单独的
大容量电动机处。
☞ 补偿效果上看是比较理想的,补偿区大。 ☞为了避免送电时的大电流冲击和切断电源时的
之间变化,其大小取决于电路中电感、电容及有 功负荷的大小。
当 cos=1 时,表示电源发出的视在功率全为有
功功率,即S=P,Q=0;
当 cos=0 时,则P=0,表示电源发出的功率
全为无功功率,即S=Q。 负荷的功率因数越接近1越好。
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功率因数过低对电力部门和用户都有较大的危害。 电力部门对用户的功率因数有明确的规定: ☞ 要求高压供电(6kV及以上)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; ☞ 要求其它电力用户的功率因数应为0.90以上; ☞ 农业用户要求为0.80以上。 煤矿企业应采取各种措施,使地面总变配电所
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电力部门对用户的功率因数有明确的规定: 要求高压供电(6kV及以上)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; 要求其它电力用户的功率因数应为0.90以上; 农业用户要求为0.80以上。 煤矿企业应采取各种措施,使地面总变配电 所6~10kV母线上的功率因数达到0.95以上。
为功率因数,用 cos 表示。
交流电路中由于存在电感和电容,故建立电感 的磁场和电容的电场都需要电源多供给一部分电 流,这部分电流叫做无功电流,无功电流不作有 用的功。
在交流电路中三相电网的功率表示为:
P 3VIcos103
S
Q 3VIsin103
S 3VI103
Q
P
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功率因数 cosP/S
随着电路的性质不同, cos 的数值在0~1
6~10kV母线上的功率因数达到0.95以上。
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二 提高功率因数的方法
功率因数表达式 cos
P 3INVNcSos Q
Q 3INVNsinP
S P2Q2 3INVN
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二 提高功率因数的方法
提高功率因数的关键在于尽量减少电力系统中各 个部分所需用的无功功率,特别是减少负荷从电网 中取用的无功功率,使电网在输送一定的有功功率
条件满足的情况下,可以考虑根据负荷的变化来 调整变压器的运行方式。
变压器的运行方式有分裂运行/并联运行,单 独运行/同时运行。
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2、变压器经济运行
QF
T1
T2
QS
3、无功功率经济当量
电力系统的有功损耗,不仅与各用电设备的有 功损耗有关,而且与它们的无功损耗也有关。
因为设备所消耗的无功功率也要由电力系统供 给,这使得电网线路在输送一定的有功电流的同 时,也要输送一定的无功电流,结果总的视在电 流就增大了,而线路有功损耗是用视在电流来计 算的,即 P=3Ic2aRw
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第二节 功率因数及其补偿
功率因数是电力系统特别是用电户的一项重要 电气指标。
提高负荷的功率因数可以使发、变电设备和输 电线路的供电能力得到充分的发挥,并能降低各 级线路和供电变压器的功率损失和电压损失,因 而具有重要的意义。
为了促进电力用户提高供电系统的功率因数, 我国电业部门实行了奖罚政策。
人工提高功率因数的方法主要有: 同步电动机过励磁运行; 在电网中并联电力电容器; 功率因数自动补偿器。
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三、电力变压器的经济运行
1.电力设备的经济运行 使电力系统的有功损耗最小而获得最佳经济
效益的运行方式称电力设备的经济运行。 要注意两个问题: 一是要使整个电力系统的有功损耗为最小而不
所以,由于各设备无功损耗的存在,使电力系 统的有功损耗增加了一定的数值。
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3、无功功率经济当量
电力系统输送无功功率必将消耗有功功率。 为了计算电器设备的无功损耗在电力系统中引 起的有功损耗的量值,而引入一个换算系数Kec.re 称为无功功率经济当量。
它表示当电力系统输送1kvar无功功率时,在电 力系统中引起的有功功率损耗的kW数。
负荷 S c r ,以确定何时一台运行何时两台运行。
设2台变压器,总负荷 S ,求经济运行方案。
Pcv
Pcv.(1 1台)
P cv.T P TK ec.re Q T
Pcv.2(2台)
S cr
S
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设某矿地面变电所有两台同型号、同容量的主 变压器,变电所总负荷为 S 。
当一台变压器运行时,它承担总负荷 S ,故 由公式(5-1)得其有功损耗换算值为:
它们的装设地点与补偿区的分布如图5-4所示。
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无功补偿区
矿区电网
矿井电网
井下电网
35KV
6~10KV
660KV
660KV
M
C
C
C
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1)高压集中补偿
☞在地面变电所6~10kV母线上集中装设移相电 容器组。
☞它只能补偿6~10kV母线前(电源方向)所有 向该母线供电的线路上的无功功率,而该母线 后的矿内电网并没有得到无功补偿。
是单纯考虑某一台设备的损耗。 二是设备的运行方式,对于变压器来说,就是
分裂运行,还是并联运行,单独运行还是同时运 行,或者是在多大负荷率下运行的问题。
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三、电力变压器的经济运行
2、变压器经济运行 使变压器在损耗最少而获得最佳经济效益的条
件下工作,称为变压器的经济运行。 煤矿地面变电所至少设置两台变压器,在技术
☞由于矿井6~10kV母线上无功功率变化比较平 稳,这种补偿便于运行管理和调节,而且利用 率高,还可提高供电变压器的负载能力。
☞它是至今大、中型工矿企业的主要无功补偿 方式。
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2)低压成组补偿
☞把低压电容器组或无功功率自动补偿装置装设在 车间或井下动力变压器的低压母线上。
☞它能补偿低压母线前的矿内高压电网,矿区电网 和整个电力系统的无功功率。
2
P C V .I P id .T K e c .r e Q id .T P N .T K e c .r e Q N .T S S N .T
两台变压器同时运行时,每台承担负荷约为
S / 2,而总的有功损耗换算值为此时一台换算 值的两倍,即:
P C V .II 2 P id .T K e c .r e Q id .T P N .T K e c .r e Q N .T S S N /.T 2 2
一种能源。 从我国的能源消耗情况看,75%以上消耗在工
业部门。而煤炭又是国民经济中用电量较大的一 个企业。因此,在大力开发能源的同时,最大限 度的提高能源利用率,降低能源消耗,节约用电, 是非常重要的。
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2.积极推广节电新技术
1)采用高效低耗的节能型供用电设备 2)改造现有电耗大的生产工艺与设备 3)改造供电系统,降低线路损耗 4)合理使用现有设备,人工提高功率因数 例如: (1)在排水系统中,提高水泵的效率,减少排水管
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要确定变压器经济运行的条件,可以采用数学 分析中求极值的方法。
将变压器本身的有功损耗加上变压器的无功损 耗在电力系统中引起的有功损耗增量,二者之和 称为变压器有功损耗换算值。
然后对电力系统单位容量负荷的有功损耗换算 值求导数,并令导数为零,就可以得到变压器的 经济负荷。
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设某变压器的负荷为 S T ,则其有功损耗换算 值为:
路的水头损失等。 (2)在提升系统中,尽量做到满载运行,不跑空。 (3)在通风和压气系统,均应选择高效率的风机,
降低通风、压气管路的阻力,尽量减少漏风等。
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3.设置无功补偿装置,人工提高功率因数
煤矿主要电气设备是感应式异步电动机、变压 器、电抗器等。这些设备均属电感性元件,造成 系统的功率因数偏低。
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4、确定两台变压器的经济运行方案
矿井主变压器是全矿的供电电源,因此搞好变 压器的经济运行对节约电能有很大的意义。
我们先来考虑单台变压器的经济运行。变压器 既有有功损耗,又有无功损耗,这些损耗都要引 起电力系统有功损耗的增加。
但由于变压器的有功损耗远比无功损耗小,因 此在考虑电力系统有功损耗增量时,可以忽略变 压器有功损耗的影响。
第5章-节电及电气化指标
第一节 矿山节电
煤矿企业的节电途径可归纳为三条: ☞一是加强技术管理,实行计划用电; ☞二是积极推广节电新技术; ☞三是采用无功补偿,提高负荷的功率因数。
只有将这三个方面的节电措施有机地结合起 来,才能获得较好的综合节电效果。
2
第一节 矿山节电
一、节约用电的意义 电能是现代生产、建设、生活中应用最广泛的
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当 S Scr ,两台变压器经济运行的临界负荷为
Scr SN.T

ec.reQid.T ec.reQN.T
Pcv
Pcv.( 1 1台)
Pcv.2(2台)
S cr
S
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四、矿山主要生产系统的节电措施
1、提升系统 2、通风系统 3、压风系统 4、排水系统 5、井下采掘生产系统 6、整流装置
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三、并联电力电容器提高功率因数
在电网中加添容性负载
S
Q2 Q
S1
Q1
1
P
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1.无功补偿区的概念 在供电系统中采用并联电力电容器组或其它无
功补偿装置来提高功率因数时,需要考虑补偿装 置的装设地点,不同的装设地点,其无功补偿区 及补偿效益有所不同。 对于煤矿企业的供电系统,电力电容器组的设 置有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补 偿3种方式。
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2.人工补偿提高功率因数
人工补偿提高功率因数,就是使用供应无功功 率的设备,就地补偿用电设备所需要的无功功率,
提高功率因数的方法。 当用户在采用了各种“自身提高”的措施后仍
达不到规定的要求时,就要考虑增设人工补偿装 置。
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人工补偿法一般有4种类型:
a、并联电容器 b、采用同步调相机 c、可控硅静止无功补偿器 d、采用进相机
过电压,要求电容器投运时迟于用电设备,而 停运时先于用电设备,应有可靠的放电装置。 ☞分散就地补偿总的投资较大,增加了管理上的不
便,而且利用率较低,适用于个别容量较大且位 置单独的负荷。
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2.补偿电容器组的接线方式
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整理可得到变压器的经济负荷为:
Sec.T SN.T
ec.reQid.T ec.reQN.T
变压器的经济负荷与其额定容量之比称为变压 器的经济负荷系数,即:
Kec.T
Pid.T Kec.reQid.T PN.T Kec.reQN.T
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确定两台变压器的经济运行方案
两台变压器经济运行方案,就是要求出一个临界
P C V .T P T K e c .re Q T
= P id .T2 P N .T K e c .re Q id .T K e c .re 2 Q N .T
要使变压器运行在经济负荷下,就必须满足负 荷单位容量的有功损耗换算值为最小的条件。
令:
d PCV.T / ST 0 dST
时,尽量少输送或不输送无功功率 。
1.提高设备的自然功率因数 不需专门的补偿设备,只需改进用电设备的运
行情况来提高负荷的功率因数的方法为提高负荷 的自然功率因数。
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提高设备的自然功率因数的措施:
1)尽量采用鼠笼式异步电动机。 2)避免电动机与变压器的轻载运行。力求电动机
在接近额定负荷的条件下运行,变压器的负荷率 也不宜低于50% 3)不需调速的大型设备,尽量采用同步电动机。 4)绕线式导步电动机同步化运行。 5)尽量采用高压(6~l0kV)电动机, 6)尽量减少中间变压器。
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