1、一、選煤廠生產(chǎn)特點(diǎn)一、選煤廠生產(chǎn)特點(diǎn)選煤廠是煤礦生產(chǎn)中機(jī)械化和自動(dòng)化程度比較高的企業(yè)。它具有下列特點(diǎn)：l 選煤生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，從原煤進(jìn)廠、破碎、篩分開始，至精煤出廠、裝運(yùn)為止，都是緊密地一環(huán)扣一環(huán)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)中斷，都會(huì)造成局部系統(tǒng)或全廠停產(chǎn)。l 生產(chǎn)機(jī)械高度集中，全部生產(chǎn)機(jī)械都安裝在廠房的各分層中，這對(duì)于供電和控制都比較方便。l 便于集中控制和自動(dòng)化管理，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)的檢測(cè)。 選煤廠屬于二級(jí)負(fù)荷，當(dāng)發(fā)生突然斷電時(shí)，將造成設(shè)備的局部損壞，或生產(chǎn)流程紊亂且恢復(fù)困難，或出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，所以只允許短時(shí)停電，要求采用雙回路電源雙回路電源供電或?qū)Ｓ镁€路供電。1、

2、供電的可靠性2、電能質(zhì)量好 電能質(zhì)量是指對(duì)電源電壓電壓U U和頻率頻率f f的要求。在交流電網(wǎng)中，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩M正比于電源電壓U2 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n正比于頻率f當(dāng)U和f波動(dòng)時(shí)，對(duì)M和n的影響較大，嚴(yán)重時(shí)使生產(chǎn)機(jī)修無(wú)法正常工作。我國(guó)規(guī)定： 頻率的偏差不得超過(guò)基頻0.5Hz 電壓偏差不超過(guò)一定的允許范圍（15%UN）2UM fn 3、供配電系統(tǒng)的接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單、可靠，運(yùn)行要靈活，檢修要方便二、二、選煤廠對(duì)供、配電系統(tǒng)的要求選煤廠對(duì)供、配電系統(tǒng)的要求三、高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)三、高壓輸電的優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)輸送同樣的功率，電壓越高，電流越小。輸電導(dǎo)線有一定的電阻，電流越低，導(dǎo)線的發(fā)熱量（I2R）越小，即降低輸電線

3、對(duì)電能的損耗；電壓越高，線損越小，電能就可以輸送更遠(yuǎn)的距離； 允許線路損耗一定時(shí)，電壓越高，輸電導(dǎo)線的截面積就越小，可以大大節(jié)省輸電導(dǎo)線所用的材料。序號(hào)序號(hào)線路電壓線路電壓/kV輸送功率輸送功率/kW輸送距離輸送距離/km分析情況分析情況10.381000.25電壓越高，輸送的功率越大，輸送的距離也越遠(yuǎn)。2620003-1031030005-154352000-1500020-505633500-3000030-100611010000-5000050-1507220100000-500000200-300線路電壓、供電容量和傳輸距離的關(guān)系 簡(jiǎn)言之：高壓輸電能降低線路損耗，增加電能的傳輸距離，

4、簡(jiǎn)言之：高壓輸電能降低線路損耗，增加電能的傳輸距離，減小輸電導(dǎo)線的線徑，減少材料損耗。減小輸電導(dǎo)線的線徑，減少材料損耗。四、功率因數(shù)四、功率因數(shù)cos 功率因數(shù)反映了電網(wǎng)系統(tǒng)中電源輸出的視在功率中有功功率的有功率因數(shù)反映了電網(wǎng)系統(tǒng)中電源輸出的視在功率中有功功率的有效利用程度效利用程度 在交流電路中，電壓與電流之間的相位差()的余弦叫做功率因數(shù)，在數(shù)值上等于有功功率P和視在功率S的比值，即 從公式可知，當(dāng)視在功率S（S=P+Q）一定時(shí)，有功功率P的大小和功率因數(shù) 有關(guān)cos 實(shí)際供電系統(tǒng)中功率因數(shù)的高低將直接影響到電源的利用率，功率因數(shù)越高，系統(tǒng)輸送的有功功率越多，同等條件下能為更多的負(fù)載供電。

5、SPcos 功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈、電阻爐等電阻負(fù)載的功率因數(shù)為1，選煤廠中絕大多數(shù)的負(fù)載為感性負(fù)載（如；電動(dòng)機(jī)、變壓器等）工作時(shí)除了消耗有功功率外，還要消耗大量的無(wú)功功率，這就造成電網(wǎng)功率因數(shù)低。降低了供電效率，造成了電能的浪費(fèi)。負(fù)載p 功率因數(shù)低對(duì)電力系統(tǒng)的不良影響功率因數(shù)低對(duì)電力系統(tǒng)的不良影響增大所需變壓器容量例如：容量為2000KVA變壓器，其功率因數(shù)由于某種原因從0.9降低到0.7時(shí)； 正常時(shí)輸出的有功功率為：20000.9=1800KW 降低后輸出的有功功率為：20000.7=1400KW 顯然，功率因數(shù)下降后，輸出的有功功率也下降了。為了能給1500KW的負(fù)

6、載供電，則必須增加變壓器的臺(tái)數(shù)或換更大容量的變壓器。 增加輸電線的有功功率損耗 輸電導(dǎo)線有一定的電阻，當(dāng)用戶功率因數(shù)低時(shí)，線路輸送一定數(shù)量的有功功率時(shí)，需要輸送的無(wú)功功率越多，通過(guò)輸電導(dǎo)線的電流越大，使導(dǎo)線中的熱損耗增大。 增大線路上的電壓損失，使供電質(zhì)量下降 有功功率損耗 與功率因數(shù) 的平方成反比，隨著功率因數(shù)的惡化，有功功率損耗也急劇增加，大大地增加了企業(yè)的電力成本。cosP 由于功率因數(shù)降低，通過(guò)輸電導(dǎo)線的電流增大致使電壓在輸電線中加速下降，使其到達(dá)電動(dòng)機(jī)端的電壓過(guò)度下降，從而減小了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩和過(guò)負(fù)荷能力。p 影響電網(wǎng)功率因數(shù)的原因影響電網(wǎng)功率因數(shù)的原因 電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率低 異步

7、電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分組成經(jīng)驗(yàn)得知：電機(jī)空載時(shí)所消耗的無(wú)功功率已為額定負(fù)荷時(shí)總無(wú)功功率的60%70%，即隨負(fù)荷增加而增加不多。 由式中我們可以看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)有功功率P值很小時(shí)，其功率因數(shù)下降很大，所以要防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行和低負(fù)荷運(yùn)行。負(fù)荷率是指電動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際軸功率和額定功率的比值。 變壓器的負(fù)荷率低 電力變壓器的無(wú)功功率消耗，是由于變壓器在變壓過(guò)程是由電磁感應(yīng)來(lái)完成的，是由無(wú)功功率建立和維持磁場(chǎng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的。沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器就無(wú)法變壓和輸送電能。 一般變壓器的空載無(wú)功功率(恒定的 )占變壓器滿載時(shí)無(wú)功功率的80%，而變壓器空載時(shí)的功

8、率因數(shù)是極低的，甚至不到0.1.因此要提高變壓器的功率因數(shù)就必須降低變壓器的無(wú)功損耗，避免變壓器空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。 整流裝置對(duì)功率因數(shù)的影響 整流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流不是正弦波，整流變壓器除向電網(wǎng)吸取基波電流外，還向電網(wǎng)送出諧波電流，諧波電流嚴(yán)重影響并聯(lián)電容的運(yùn)行，進(jìn)一步影響到功率因數(shù)的改善。kVarSIQNO4 .221003207100%0p 提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義 良好的功因數(shù)值的確保，減少供電系統(tǒng)中的電壓損失，可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定，改善電能的質(zhì)量 通過(guò)改善功率因數(shù)，減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等的容量，因此不但減少了投資費(fèi)用，

9、而且降低了本身電能的損耗； 如果系統(tǒng)的功率因數(shù)低，那么在既有設(shè)備容量不變的情況下，提高功率因數(shù)后，能夠增加負(fù)載的容量。 減少了用戶的電費(fèi)支出；主要體現(xiàn)在與功率因數(shù)有關(guān)的力調(diào)電費(fèi)上。例如：將1000KVA變壓器的功率因數(shù)從0.8提高到0.98時(shí)： 補(bǔ)償前：10000.8=800KW 補(bǔ)償后：10000.98=980KW 同樣一臺(tái)1000KVA的變壓器，功率因數(shù)改變后，它就可以多承擔(dān)180KW的負(fù)載。 注：提高功率因數(shù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)并不省電，因?yàn)槟愕呢?fù)荷不變，電表只計(jì)量有功功率；對(duì)于工礦企業(yè)大用戶來(lái)說(shuō)，供電部門對(duì)其功率因數(shù)有一定的要求，達(dá)不到要扣罰力調(diào)電費(fèi)；對(duì)供電部門來(lái)說(shuō)可以提高輸供電效率及供配電設(shè)

10、備利用率，同時(shí)還可以可以減少線損。如何提高功率因數(shù)？如何提高功率因數(shù)？p 提高功率因數(shù)的方法和措施提高功率因數(shù)的方法和措施一、提高自然功率因數(shù)二、無(wú)功補(bǔ)償 提高自然功率因數(shù)的方法提高自然功率因數(shù)的方法 在礦山企業(yè)中，大量消耗無(wú)功功率的而使功率因數(shù)降低的主要設(shè)備是電動(dòng)機(jī)和變壓器，所以應(yīng)選定此兩者為提高功率因數(shù)的主要對(duì)象。提高自然功率因數(shù)的方法如下：（1）正確選擇與合理使用電動(dòng)機(jī)，使其經(jīng)常在滿載或接近滿載狀況下運(yùn)行，因 為這時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)最高；（2）合理地調(diào)節(jié)負(fù)荷，避免變壓器空載和輕載運(yùn)行；（3）盡量選用功率因數(shù)較高的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，如鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)；（4）對(duì)恒速運(yùn)行的大型設(shè)備，可選用同步電動(dòng)機(jī)

11、，采用過(guò)激磁方式運(yùn)行，取得超前功率因數(shù)，以補(bǔ)償滯后電流，提高全廠功率因數(shù)。 無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償通常采用并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器作為補(bǔ)償裝置來(lái)提高功率因數(shù)u 并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理 如圖（a）所示，在交流電路中，純電阻電路負(fù)載中的電流 與電壓 同相位；純電感負(fù)載的電流 滯后電壓 90。 ；而純電容的電流 則超前電壓 90。 。 其向量圖如圖（b）所示，電容中的電流與電感中的電流相差180，它們能夠互相抵消。選煤廠中的負(fù)載，大部分是感性的；總電流I將滯后于電壓U一個(gè)角度。如果將并聯(lián)電容器與被補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)，如下圖（a）所示，則電容器的電流IC 將抵消一部分電感電流

12、，從而使電感電流IL減小到IL1，總電流從I1減小到I2，功率因數(shù)將由cos1提高到cos2 ，從而達(dá)到了補(bǔ)償?shù)淖饔谩 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒o(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?xiàng)目補(bǔ)償方法適用范圍優(yōu)點(diǎn)低壓個(gè)別補(bǔ)償根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無(wú)功消耗，以補(bǔ)充勵(lì)磁無(wú)功為主。用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)低壓集中補(bǔ)償將低壓電容器通過(guò)低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)。以無(wú)功補(bǔ)償

13、投切裝置作為控制保護(hù)裝置。根據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。目前是無(wú)功補(bǔ)償最常用的手段。接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。高壓集中補(bǔ)償將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的610kV高壓母線上。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗。補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。 選煤廠一般采用低壓個(gè)別補(bǔ)償來(lái)提高單個(gè)設(shè)備的功率因數(shù)，最終在配電變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償來(lái)提高廠內(nèi)的功率因數(shù)，以避免

14、因功率因數(shù)降低而導(dǎo)致力調(diào)電費(fèi)的增加。五、中性點(diǎn)運(yùn)行方式五、中性點(diǎn)運(yùn)行方式 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式是指電力系統(tǒng)中星形聯(lián)接的變壓器中性點(diǎn)的運(yùn)行方式。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地三種方式。 下表對(duì)三種方式在發(fā)生單相接地故障時(shí)的運(yùn)行情況進(jìn)行比較分析： 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分析 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) （屬于中性點(diǎn)不接地方式范疇） 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 通稱 小電流接地系統(tǒng) （發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不構(gòu)成短路回路，接地短路電流比負(fù)荷電流小的多） 大電流接地系統(tǒng) 示意圖 正常情況 正常運(yùn)行時(shí)， 各相對(duì)地電壓為相電壓， 中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，沒(méi)有電容電流流過(guò)

15、大地。 正常運(yùn)行時(shí)， 各相對(duì)地電壓為相電壓， 中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，沒(méi)有電容電流流過(guò)大地。 各相對(duì)地電壓為相電壓，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，中性點(diǎn)沒(méi)有電流。 單相接地故障 故障相對(duì)地電壓為零， 非故障相對(duì)地電壓為線電壓，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為相電壓。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)具有單相接地故障時(shí)可繼續(xù)供電的優(yōu)點(diǎn)， 但當(dāng)接地電流較大時(shí)容易產(chǎn)生接地而造成危害。 為了克服這一缺點(diǎn)， 可設(shè)法減小接地處的接地電流。 采用的方法是在出現(xiàn)單相接地故障時(shí)使接地處流過(guò)一個(gè)感性電流， 因而減小接地電流。 發(fā)生單相接地時(shí)，故障相的對(duì)地電壓為零，非故障相的對(duì)地電壓基本保持不變，仍接近于相電壓。由于接地相直接通過(guò)大地與電源構(gòu)成單相回路，形成單

16、相短路故障，則短路電流很大，繼電保護(hù)裝置立即動(dòng)作，斷路器斷開，迅速切除故障部分 優(yōu)點(diǎn) 這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓不變，依然對(duì)稱，系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行 2h，所以供電可靠性高。 在線路發(fā)生單相接地故障時(shí)， 可按規(guī)程規(guī)定滿足電網(wǎng)帶單相接地故障運(yùn)行 2h。對(duì)于中壓電網(wǎng)，因接地電流得到補(bǔ)償， 單相接地故障不會(huì)發(fā)展成相間短路故障， 因而中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式大大提高了供電可靠性。 除有中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外， 還可以減少接地電流； 單相接地短路時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓基本保持不變，仍接近于相電壓。設(shè)備和線路對(duì)地絕緣按相電壓設(shè)計(jì)，降低了造價(jià)。電壓等級(jí)愈高，節(jié)約投資的經(jīng)濟(jì)效益愈顯著。 缺點(diǎn) 這種系統(tǒng)發(fā)生

17、單相接地時(shí)， 其它兩條完好線路相對(duì)地電壓升到線電壓，是正常時(shí)的3倍，因此絕緣要求高，增加絕緣費(fèi)用。 類同中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) （1）單相接地時(shí)，為了防止大的短路電流損壞設(shè)備，必須迅速切除接地相，甚至三相，因而供電可靠性較低。 （2）為了彌補(bǔ)可靠性低的缺點(diǎn)，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的線路上廣泛裝設(shè)有自動(dòng)重合閘裝置。 使用范圍 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)， 主要用在 35KV 及以下的供電系統(tǒng)。 不接地系統(tǒng)如果發(fā)生單相接地， 系統(tǒng)可以正常運(yùn)行兩小時(shí)以內(nèi)， 必須找出故障點(diǎn)進(jìn)行處理，否則會(huì)擴(kuò)大故障。 中性點(diǎn)不接地方式一般僅在 360kV 系統(tǒng)中采用。當(dāng)系統(tǒng)容量增大，線路距離較長(zhǎng)，致使單相接地短路電流大于某一數(shù)值時(shí)， 接

18、地電弧不能自行熄滅。 為了降低單相接地電流， 常采用消弧線圈接地方式。所以，消弧線圈接地方式，即可保持中性點(diǎn)不接地方式的特點(diǎn)， 又可避免電弧過(guò)電壓的產(chǎn)生， 是當(dāng)前 360kV 系統(tǒng)普遍采用的接地方式。 對(duì)于高電壓等級(jí)的系統(tǒng)，主要考慮降低絕緣投資。所以，110kV 及以上系統(tǒng)均采用中性點(diǎn)直接接地方式。對(duì)于 380V 以下的低壓系統(tǒng)，由于中性點(diǎn)接地可使相電壓固定不變，并可方便地獲得相電壓供單相設(shè)備用電，所以除了特定的場(chǎng)合以外（如礦井） ，亦多采用中性點(diǎn)直接接地方式 選煤廠主要采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓不變，依然對(duì)稱，系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行2h，能夠提高供電的可靠性。六、用電經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化六、用電經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化1 1、合理選擇主變電源的電壓等級(jí)合理選擇主變電源的電壓等級(jí)2 2、主變的選擇、主變的選擇 主變是選煤廠在電網(wǎng)中進(jìn)行電壓等級(jí)變換的第一級(jí)變壓器，是電力公司與選煤廠進(jìn)行基本電價(jià)結(jié)算的依據(jù)。主變?nèi)萘窟x擇的合適與否，直接關(guān)系到企業(yè)近期和中遠(yuǎn)期生產(chǎn)規(guī)模和擴(kuò)展空間，直接關(guān)系到企業(yè)的電費(fèi)成本。 根據(jù)負(fù)荷情況，選擇合適容量的變壓器，避免變壓器空載和輕載運(yùn)行。利用綜合補(bǔ)償來(lái)提高變壓器的一次側(cè)功率因數(shù)。 電壓等級(jí)是結(jié)算電價(jià)的依據(jù)，根據(jù)選煤廠的用電規(guī)模和用電負(fù)荷來(lái)選擇電壓等級(jí)，選用35KV電壓等級(jí)。3 3、采、采用技術(shù)措施，降低電氣運(yùn)行成本用技術(shù)措施，降低電氣運(yùn)行成本 平衡分配