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变频技术在煤矿主通风机中的节能应用摘要：本文从变频技术在矿井主通风机的应用出发，阐述了变频技术节能应用的原理，并通过实例说明变频技术在通风机中产生的经济效益。
关键词：变频技术主通风机节能1引言矿井主通风机是向井下输送新鲜空气，排出CO等有毒有害气体，维护矿井正常生产的大型设备。
因功率大运行时间长，电能消耗多。
因此，对矿井通风机进行合理调节，使其在高效条件下安全经济运行，对提高煤矿效益具有重要的现实意义。
2 风机调速运转节能原理通风机要改变流量和风量时，一般采用转速调节来进行，这样还可以节电。
其原理如下：风量Q与转速n成正比：Q=K1n风压H与转速n的平方成正比：H=K2n?电动机的轴功率P与Q、H之间的积成正比，与转速n的立方成正比，P =K3 n ?。
其中式中的K1、K2、K3 都作为常数，轴功率P 也可表示为P=QH/102，式中为风机总效率，Q为风量，H为风压。
因此采用转速调节时，当要使风量Q由1减为1/2 时，只要使转速由1降为1/2，轴功率则由1减少为（1/2）3 = 1/8，可节约7/8的电功率。
若采用传统的节流调节，转速不变而挡板的开度减小，使Q由1减为1/2 时，风压H变化不大，大部分略有上升。
而且随着风量Q 的减少，风机的效率也降低（见图1中曲线）。
因此由P=QH/102 可见功率P减少不明显，与风量的减少不成比例，而功率P中的大部分用来克服管道的通风阻力而浪费。
虽然风门完全关闭，效率和风量Q 皆为零，轴功率也只能减少到全开时的45% -65%。
上面所述也可由风机的风压一风量特性图算出。
图1中曲线R 即为管道的风阻特性（代表挡板在某一开度下，管道的通风阻力与风量的关系），曲线H即为风机的风压特性（代表在某一恒定转速下，风压与风量的关系），两者的交点A就是风机运行的工作点（此时风机的压力同管道的通风阻力大小相等，方向相反，并处于稳定运转状态）。
图2中，曲线R与挡板开度有关，随着开度的减小变得陡峭。
新能源场站中调相机的作用及应用摘要最近几年，我国的新能源发电技术得到了充足有效的发展，光电、风电、水电建设项目正在如火如荼地进行，极大地改善了我国的电力能源结构。
调相机通过调整发出/吸收无功功率的方法，能够有效调整新能源场站的电压大小，切实保证新能源场站并网运行的稳定性。
通过对调相机的概念、工作原理进行简单地阐述分析，详细探讨调相机在新能源场站中的作用及应用场景，有助于推动调相机在新能源场站中的普及与应用。
关键词：新能源；调相机；作用；应用一、调相机的概念及工作原理调相机相当于空载运行的同步电动机，通过调整励磁电流的大小，控制自身向电网输送功率或者吸收功率，从而提升电网电压的稳定性和可靠性。
调相机通常由励磁系统、启动系统、DCS系统、保护系统等几部分组成，是电网调压管控中不可或缺的一部分，特别是在光能、风能发电项目快速发展的时代背景下，调相机得到了广泛的普及与应用。
众所周知，光能发电和风能发电的稳定性比较差，容易受到天文环境的影响。
以光能发电为例，当光照强度高时，产出的电量就比较多；当光照强度比较差时，产出的电量就比较少，而光照强度是不受人为控制的，这就导致光能发电的稳定性比较差，如果将光伏电站直接与外部电网相连，那么起伏不定的光电场站必然会对国家电网造成巨大的冲击，严重者会导致用电器烧毁。
而调相机的引入和应用很好地解决了这一问题。
当光能发电的电压下降明显时，调相机可以利用过励磁运行变成一个无功电源，向外部电网提供无功功率，用来弥补外部电网的电压欠缺。
当光能发电站的电压升高时，调相机通过欠励磁运行变成一个无功负荷，从系统中吸收无功功率，从而平衡外部电网的电压。
通常情况下，调相机的过励磁和欠励磁容量是不一样的，其铭牌标注的容量是过励磁状态下发出公共功率的最大值。
二、调相机在新能源场站中的作用分析在新能源场站中，调相机已经成为不可或缺的存在，调相机运行的好坏直接关系着新能源场站的经济效益和社会效益。
调相机在电力系统中的作用精品资料调相机在电力系统中的作用，就是发出无功或吸收无功，达到改善功率因数，同时兼有调整电压的作用电力系统的能源供给者有发电机和调相机。
发电机是将机械能转变为电能的设备，所以发电机能向系统供出有功功率和无功功率。
调相机是吸收系统少量的有功功率来供给本身的能量损耗，向系统发出无功功率或吸收无功功率。
发电机必须有原动机拖动，调相机不需要原动机，但必须和电网并列运行，而不能单独运行。
调相机由定子、转子及励磁系统组成。
电力系统中由于有大量的电磁设备(指电感性负荷，如感应电动机、电焊机、感应炉等)，除消耗一定数量的有功功率外，还要消耗一定数量的无功功率，因而需要装设一定数量的无功补偿装置—调相机(或电容器)。
随着电力系统不断的发展，无功功率不断增加，因而单靠发电机供给无功功率，要影响发电机的有功功率出力，这是不经济的。
同时为了减少输电线往复传送中的各种损耗，有效地提高系统电压水平，提高稳定性，提高发电设备的利用率，减少电力系统中的电力损失，改善功率因数，因而有必要在负荷中心或附近设置一定容量的无功电源设备，以补偿无功功率的不足，提高电力系统的经济运行运行于电动机状态，但不带机械负载，只向电力系统提供无功功率的同步电机。
又称同步补偿机。
用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。
电力系统中的主要负载是异步电动机和变压器。
这些设备均从电网汲取大量的无功功率以供其励磁之用。
所以，电网担负着很大一部分电感性的无功电流，导致电网的功率因数降低，以致发电机和输配电设备的作用不能充分发挥，线路损耗和电压损失增大，输电质量变坏，甚至影响输电的稳定性。
由于同步电机处在过励状态时，可以从电网汲取相位超前于电压的电流，从而改善电网的功率因数（见功率因数的提高，因此在过去的生产实际中，除选用一部分同步电动机外，还在电网的受电端装设一些同步调相机，用于改善电网的功率因数。
根据电网负载情况的不同，适当调节调相机的励磁电流，可改变调相机汲取的无功功率，使电网的功率因数接近于1。
主要通风机停风停电安全措施
1.安装备用通风系统：在主要通风机停风停电时，应该安装备用通风
系统来保持室内空气的流动。
备用通风系统可以是其他通风设备，如送风机、排风扇等，也可以是临时搭建的通风设备，如风管、通风开口等。
2.预先准备应急发电机：在主要通风机停电的情况下，应该预先准备
应急发电机来保障通风设备的运行。
发电机可以为通风设备提供足够的电
力供应，确保室内空气的流动和通风效果。
3.定期检查和维护通风设备：主要通风设备在正常运行时，需要定期
检查和维护，以确保其正常运行和安全性。
检查和维护工作包括清洁通风
设备、检查电线电缆是否磨损、检查设备是否有异常震动等。
这样可以提
前发现问题并及时修复，避免在停风停电时发生故障。
4.增加紧急通风设备：在主要通风机停风停电时，可以增加紧急通风
设备来保持室内空气的流通。
紧急通风设备可以是手动操作的通风设备，
如紧急通风扇、紧急送风口等，也可以是可自动启动的通风设备，如紧急
排风机等。
5.提前做好应急预案：在主要通风机停风停电前，应该提前制定好应
急预案。
应急预案应包括停风停电时需要采取的应急措施、人员疏散的路
线和方法、应急通信设备的准备等。
通过提前制定好的应急预案，可以在
发生停风停电时，迅速采取应对措施，确保人员的安全和室内环境的稳定。
总结起来，主要通风机停风停电安全措施包括安装备用通风系统、预
先准备应急发电机、定期检查和维护通风设备、增加紧急通风设备和提前
做好应急预案等。
这些措施可以帮助我们在停风停电时保障室内空气的流
动和通风效果，确保人员的安全。
主扇风机操作工培训考试题库一、判断题1、产量小，瓦斯低的矿井可以采用自然通风（）2、可以采用局部通风机或风机群作为主要通风机用（）3、离心式通风机内的风流方向是：从进风口沿径向进入叶轮，气流又从轴向出叶轮（）4、抽出式通风机安装在回风井抽出污风，全矿井呈正压状态（）5、为减少供电距离，主要通风机房可与变、配电站共用（）6、矿井通风工作，是由网路与通风机的配合来完成的。
网路有多大的阻力，通风机就对应地产生多大的压力；网路需要多大风量，通风机就对应地产生多大的风量。
（）7、必须按实际供风量核定矿井产量。
（）8、井下如果要安装辅助通风机，辅助通风机必须安装在回风风流中（）9、主要通风机的电机可以不用矿用防爆型。
（）10、控制风流的设施主要有防爆门、防突门、风门、挡风墙（）11、在通风机的效率方面，离心式通风机的最高效率比轴流式要高一些。
但离心式通风机平均效率不如轴流式通风机。
（）12、隔爆对旋轴流式主要通风机采用两级叶轮对旋式结构，两级叶轮分别由容量及型号相同或不同的隔爆专用电动机驱动，两叶轮旋转方向相反，即第一级叶轮顺时针方向旋转，第二级叶轮则逆时针方向旋转。
（）13、轴流式通风机叶片安装角度增大时，风量一定增大，电机功率也随之增大，反之亦然（）14、离心式通风机在启动时，须关闭风道内的闸门，实行轻载启动，以减少启动负荷，降低功率消耗。
（）15、通风机的特性曲线和巷道阻力特性曲线在同一个座标上的交叉点叫做通风机的工况点也叫作工作点。
（）16、通风机传动装置的外露部分应加装防护罩。
（）17、大功率或高转速的通风机运转时，均应经一次启动立即停止运转的试验，并检查转子与机壳确无磨擦及不正常声响后，方得继续运转。
（）18、当风机房发生电气火灭时，应尽快切断电源，使用防火砂或泡沫灭火器灭火（）19、通风机启动时，操作高压设备必须带绝缘手套，穿绝缘鞋，按顺序启动合闸，开始启动，注意由慢渐快。
（）20、井巷风流中任一断面单位体积空气具有2个能量：静压、动压（）21、在巷道内，同一断面上的静压大致相等。
发电机调相机的工作原理1.引言1.1 概述发电机调相机是发电机系统中非常重要的一个组成部分，其作用是使发电机的输出电压与负载的要求保持一致。
通过调整发电机的相位，调相机能够实现对输出电压的调节和稳定，确保发电机的正常运行和高效发电。
在发电机系统中，发电机的基本原理是利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
当发电机旋转时，旋转的磁场将导致导线内的电子产生移动，从而产生电流。
然而，由于发电机的旋转运动可能不太稳定或受到外部因素的干扰，导致输出电压可能不稳定或无法满足负载的需求。
这就需要引入调相机来进行相位调节。
调相机是一种能够改变发电机输出电压相位的装置。
通过调整调相机的工作原理，可以改变电路中的电路元件的电流波形，从而影响输出电压的相位角。
这样，通过控制调相机的相位角，可以实现对发电机输出电压的精确调节和稳定。
调相机的工作原理主要体现在两个方面：一是调整励磁电流，二是改变发电机的极性。
调整励磁电流可以改变磁场的强弱，进而改变电压的大小；改变发电机的极性可以改变电流的方向，进而改变电压的相位角。
通过这两个方面的组合调节，调相机能够使发电机输出电压达到负载的要求，保持稳定的电压和相位。
总之，发电机调相机是发电机系统中至关重要的一个部分。
它通过调节发电机的相位，实现对输出电压的调节和稳定。
它的工作原理主要包括调整励磁电流和改变发电机的极性。
通过精确控制调相机，我们能够确保发电机的正常运行和高效发电。
未来，随着科技的进步和能源需求的增长，发电机调相机将继续发展并发挥更大的作用。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇长文的框架进行介绍，明确各个部分的内容和顺序。
在这篇长文中，文章结构可以按以下方式进行介绍：文章结构部分：本长文主要包括引言、正文和结论三个部分。
1. 引言：在这一部分中，首先会对文中要研究的主题进行概述，介绍发电机调相机的工作原理的基本概念和重要性。
接着，详细阐述本文章的结构安排，并指出每个部分的目的和意义。
滞相、迟相、进相、调相、功率因数、功角、失磁、失步、振荡、保持原动机输入转矩不变1)当正常励磁时，功率因数角φ0 度，发电机只输出有功功率，不输出无功功率;2)当过励磁时，励磁电动势增大，输出的有功功率不变，而功率角δ 减小，增强了静态稳定能力，同时发电机输出感性无功功率，无功为正值，电枢电流增加了纯感性无功电流而变大，功率因数角φ 为正值，这种运行状态称为“迟相”运行;3)当欠励磁时，励磁电动势减小，输出的有功功率不变，功率角δ 向 90 度方向增大，发电机的静态稳定性下降，同时发电机向电网输出容性无功功率，无功为负值，电枢电流加入了纯容性无功电流而变大，功率因数角φ 为负值，这种运行状态称为“进相”运行。
调节并网的同步发电机向电网输送无功功率大小和性质的运行方式称为调相运行。
空载不输出有功功率，专门来调节向电网输送无功功率的同步电机，称为调相机。
功率因数角φ，指发电机端电压与电枢电流的相位差角。
功率因数角φ 取决于负载的性质，当电流比电压滞后时，功率因数角φ 为正，当电流比电压超前时，功率因数角φ 为负。
电枢反应作用的性质取决于励磁电动势和电枢电流之间的相位差角ψ，ψ 称为内功率因数角。
功率角δ 是励磁电动势(即内电动势，是吗,)超前于发电机端电压的(时间)相位差。
内电动势超前于端电压时，δ 为正值。
其大小表示发电机输出功率的大小;有关系ψφδ。
内电动势，是由励磁磁动势和感应出的电枢磁动势共同作用产生的电动势。
提高发电机的功率因数对发电机的运行有什么影响,发电机的功率因数提高后，【cosφ 提高后，无功功率减小，有功功率增大，使得功率角δ 向90 度增大，降低了静态稳定性】根据功角特性，发电机的工作点将提高，发电机的静态稳定储备减少，发电机的稳定性降低。
因此，在运行中不要使发电机的功率因数过高。
如下图所示，功率角δθ，当00 ltθlt900 时，发电机是静态稳定的;当900 ltθlt1800 时，发电机是静态不稳定的。
风机节能方案摘要：随着全球环境问题的日益严峻，节能减排已经成为全球各国共同面临的重要任务。
在工业生产中，风机广泛应用于通风、空调、排风等方面，但同时也消耗大量的能源，因此研究风机的节能方案具有重要意义。
本文将介绍几种常用的风机节能方案，并探讨其可行性和效果。
一、优化设计风机的设计优化是最基本和最直接的节能手段。
通过改进风机的叶轮形状、压力沟槽、导叶角度等参数，可以减小风机的气动损失和阻力，提高风机的效率。
此外，还可以通过增加反馈控制系统、改善风机的进出口流道等方式，进一步提高风机的效能，并降低能耗。
二、调速控制风机的运行需要消耗大量的电能，在一些情况下，风机的输出功率并不需要达到最大值。
因此，通过调速控制来降低风机的转速，可以有效降低能耗。
常见的调速控制方式有变频调速、机械调速和液力变速器等，选择适合的调速方式可以实现风机节能的效果。
三、流量调节在实际应用中，有时候无需一直保持风机的最高输出流量，可以根据实际需要进行流量调节，以减小风机的运行效率。
流量调节主要包括两种方法，一种是通过改变风机的叶片倾角，调节叶轮的出口面积，来实现风量的控制；另一种是通过安装流量调节阀门来调整风机的出口流量。
四、设备的清洗和维护风机在长时间运行后，会因为灰尘和杂质的堆积而导致气流阻力增加，从而降低风机的工作效率。
因此，定期对风机进行清洗和维护非常重要。
清洗可以使用高压水枪或者特殊的清洁剂，维护包括定期检查风机的各个部件是否正常工作，有无磨损和松动等情况。
五、系统集成在实际应用中，风机通常不是单独工作的，而是与其他设备进行协同工作。
因此，在系统集成时也要考虑到风机的节能问题。
例如，在通风空调系统中，可以根据室内外温度的变化，自动调整风机的运行速度和风量，以达到最佳的节能效果。
六、能源回收利用风机在运行过程中，会产生大量的热量和废热。
这些废热可以通过热交换器进行回收利用，用于供暖、水加热等用途，从而减少对额外能源的需求，实现节能效果。
煤矿主扇风机变频改造作者：李红骄来源：《中国科技博览》2014年第28期[摘要]分析主扇风机电机采用变频调速的必要性及技术可行性，并介绍变频控制方法。
[关键词]变频调速 DCS控制中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0252-01引言韩家湾煤炭公司规模为450万吨/年，井下供风4800～4900m3/min，年耗电约131.4万度，相当于410吨标煤，因此降低能耗具有重要意义。
在电力拖动领域，变频调速既能节能降耗，又能提高生产设备的运行精度，因此是最理想、最有发展前途的一种节能方式。
下面介绍下主扇风机的变频调速改造方案。
1 改造前存在的问题改造前，该通风机使用西安电力开关厂生产的型号为GG1AF 老式上下隔离刀闸配电柜，保护装置采用继电保护，存在以下问题：（1）自动化程度低，设备操作复杂且容易误操作，继电保护易误动作，GG1AF型旧式配电柜的可靠性、稳定性、灵敏性、选择性都相对较差；设备陈旧，检修繁琐。
（2）工频直接启动电流过大，尽管加入启动电抗器，启动电流仍然很大，对电机绝缘有较大威胁；高压电动机在启动过程中所产生的单轴转矩现象使风机产生较大的机械振动应力，严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。
（3）主扇风机设计上余量大，主扇风机一直处在较轻负载下运行。
由于采用档板调节，因此造成能源浪费，增加了生产成本。
2 改造后节电率测算韩家湾煤炭公司在2012年1月初安装使用该设备，运行一段时间后，并经过测试，整体情况和以前工频运行时有以下的比较。
（1）改造前后的一些主要数据对比及效益如表1。
主要通风机变改造后，在满足正常生产，对风量（现在为46.33～53.67m3/s）和风压（700Pa）需求的前提下，电机实际转速比额定转速745r/min下降了17%，电机实际功率为电机额定功率的62%，节电率约在40%。
3 改造方案通风机电机型号：YBF450-8，额定电流：15.6A，额定电压：10KV，额定功率：185KW，，风量：3600—6600m3/min，转速：745转/分。
煤矿节电降耗管理措施一、建立能效标杆1、通风系统轴流式主通风机电耗百万立方米帕，离心式主通风机电耗低于0.41千瓦时/百万立方米帕。
2、排水系统吨水百米电耗低于0.5千瓦时。
3、提升系统主井提升机吨煤百米提升电耗低于0.46千瓦时。
4、压风系统活塞式空气压缩机比功率分，螺杆式空气压缩机比功率低于5.9千瓦/立方米/分；×105帕。
5、主运输系统主运输皮带电动机负荷率达70%以上。
6、主供电系统6KV以上供电线路线变损低于3。
7、采掘生产系统50KW以上电动机负荷率达70%以上。
8、地面低压供电系统变损低于12%，50KW及以上设备，配电变压器负荷率不低于70%。
二、具体实施措施〔一〕深入开展能效水平对标活动，挖掘企业节电降耗潜力1、能效水平对标活动的内涵能效水平对标活动是指企业为提高能效水平，把企业的装备能耗、工序能耗与国际国内同行业先进企业能效指标进展比照分析，确定标杆，通过管理和技术措施，到达标杆或更高能效水平的实践活动。
2、能效水平对标活动的目的意义通过开展能效水平对标活动，充分挖掘企业节能潜力，促进企业节能工作上水平、上台阶，使企业生产单位能耗、重点工序能耗大幅度下降，到达或超过同行业先进水平，提高企业能源利用率，增强企业竞争力，确保集团公司“十一五〞节能目标的实现。
3、能效水平对标活动的实施步骤〔1〕现状分析。
测试通风、排水、提升、压风、运输、供电、采掘生产系统能耗，测定设备技术性能，分析系统能耗现状，掌握系统能耗客观、详实的根本情况。
〔2〕选定标杆。
根据系统、装备能耗现状，对照国际国内先进企业能效标准，进展比照分析，选定标杆，确定需要通过能效水平对标活动降低的装备能耗或工序能耗。
各单位选定的标杆不得低于集团公司下达的能效标杆水平。
〔3〕制定方案。
对照能效先进标杆，查找存在差距，剖析造成差距的原因，制定出切实可行的对标改良方案和实施方案。
〔4〕对标实践。
根据对标改良方案和实施方案，将对标改良方案、目标和措施进展层层分解，落实到具体单位、部门、班组和责任人，认真组织对标实践，挖掘节电降耗潜力。
进相机在主要通风机电机节电运行中的应用
针对我矿三井向斜北主要通风机距离配电所较远，造成主要通风机电机功率因较低，无功损耗过大，电能浪费严重。
投入进相机与主要通风机电机串级运行后，改善了功率因素，具有设备投资少，经久耐用，运行可靠，维护方便，减少线路损耗等优点，并创造了显著的经济效益。
1进相机的结构进相机属于三相整流子电机，它与异步绕线式电机串级运行，可以进行相位补偿，故称进相机。
如图1所示，它的基本结构是一种能产生三相引入电势的特殊电机。
它的主体只有一个如同直流电机电枢的转子，整流子上每对磁极装三组电刷，按120度电角度均匀分布。
与直流电不同的是，它完全取消了定子磁路，电枢槽是深埋的封闭槽。
槽上封闭部分就作为电枢主磁通的闭合回路，因此，进相机是没有定子磁路的，其绕组通过电刷与异步机转子侧绕组串联。
进相机的电枢由两轴承座支承，并由单独的辅助电机拖动，辅助电机的功率一般为1.1kW。
2进相机与主要通风串极运行如何改善功率因数COSΦ进相机与主电机（绕线式）串级运行的电路联接如图2所示。
进相机的电枢的辅助电机拖动而旋转。
从图中可知，经电刷输入到进相机电枢的电流，就是异步电机转子的三相电流I2在转子上的旋转磁场。
其转速为：n2=60?2/P=60S?1/P式中S——转差率；?1——公频频率；?2——I2所产生的旋转磁场频率。
当进相机被辅助电机拖动，以顺相序方向（nk>n2）旋转时，此时旋转磁场对实际电枢以（nk－n2）逆相序反向切割，因电枢绕组感应电势的频率为?k=Pnk－n2/60≠?2。
由于
此时旋转磁场对电枢的相对切割方向反向。
EKˊ的有效值为＝4.44×P×（nk－n2）/60×KW×W×Φm。
式中EK——进相机所产生的附加电势；P——电枢绕组的极对数；n2——电流I2所产生的旋转磁场；Kω——绕组系数；ω——每支路匝数；nk－n2——进相机产生的旋转磁场的转速；Φm——每级主磁通。
在相位上，EKˊ比I2ˊ超前90°，在这样方式下，进相机的串级接入相当于在主电机的转子回路中串入一个三相容抗。
这正是能使主电机COSΦ得到改善的运行状态。
3现场测试及其经济效益在我矿三井向斜北应用进相机与主要通风机（280kW）电机进行串级运行，现将进相机投入前后的测试结果比较如表1（测试是在主要通风机房进行的）。
表1进相机安装前后测试结果见表上表直观地反映出三井主要通风机在安装进相机进行补偿后各项数字的变化，由于功率因数提高后，使线路有功损耗减少及无功功率大幅度降低，因此其经济效益是显著的。
利用差值可计算它的经济效益。
（1）有功功率减少22.3kW，年节约电力为195348度。
（2）线路损耗功率（线路长 4.0km、截面120mm2）。
根据公式W线=3I2Rτ×10-3经计算，进相后每年线路损耗减少了25459度电量。
（3）每年节约无功电量约100万度，经实测向斜北主要通风机无功经济当量K为0.185，折合有功电量20万度。
由此可见，采用进相机与主要通风机串级运行后节能效果极为明显，每年可节约总电力约42万度，总经济效益约25.2万元。
