煤矿带式传输用变频电机系统测试及节能量计算.docx
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煤矿带式传输用变频电机系统测试及节能量计算
煤矿带式传输用变频电机系统测试及节能量计算
1范围
规定了煤矿带式传输用变频电机系统的测试与计算方法。
适用于矿用带式传输的变频电机系统。
2规范性引用文件
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB12497-2006三相异步电动机经济运行
GB/T13234企业节能量计算方法
GB/T13468-1992泵类系统电能平衡的测试与计算方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1煤矿带式传输用变频电机系统
由矿用变频调速装置、矿用电动机、矿用减速机、带式输送机按流程要求所组成的总体。
3.2矿用变频调速装置
用于有甲烷和煤尘爆炸的煤矿井下、露天煤矿、冶金矿山等场合,具有隔爆兼本质安全特点的智能化变频调速装置。
3.3矿用电动机
用于有甲烷和煤尘爆炸的煤矿井下、露天煤矿、冶金矿山等场合,具有隔爆特点的电动机。
3.4矿用减速机
用于矿用的一种动力传达机构,利用齿轮和速度转换器,将电动机的转速减速到所要的转速,并得到较大转矩的机构。
3.5带式输送机
由驱动装置拉紧输送带,中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件,借以连续输送散碎物料或成件品的机构。
3.6系统正常运行工况
煤矿带式传输用变频电机系统在传输、运行方式、供电等皆正常的情况下,并满足工艺流程规定的要求时运行的工况。
3.7节能量
满足同等需要或达到相同目的的条件下,能源消费减少的数量。
3.8节能率
统计报告期比基期的单位能耗降低率,用百分数表示。
4测试现场条件及要求
4.1测试前应具备煤矿带式传输用变频电机系统设备的参数、运行台帐(或运行记录)等有关资料和必要的生产工艺流程图样。
4.2根据被测煤矿带式传输用变频电机系统的现场条件,确定该系统的边界范围。
绘制煤矿带式传输用变频电机系统边界范围流程图(见图1)。
制定切实可行的测试方案。
图1
4.3测试必须在煤矿带式传输用变频电机系统正常运行工况下进行。
测试的时间选择和测算数值的取值应具有平均值的代表性。
4.4测试工况点的确定
变负荷运行的煤矿带式传输用变频电机系统,应在负荷变化的周期内,选相对稳定的3~5种工况点(包括最大负荷和最小负荷运行工况点)作为测量的基准工况点。
测量的周期时间应不小于负荷循环变化三个周期,并取其平均值。
4.5煤矿带式传输用变频电机系统输入电能和输出电能边界点测量部位的选定。
4.5.1煤矿带式传输用变频电机系统输入电能边界点测量部位,应取在矿用变频调速装置的输入端。
4.5.2煤矿带式传输用变频电机系统输出电能边界点测量部位,应取在带式输送机的输出端。
5测算的项目与内容
5.1煤矿带式传输用变频电机系统输入有功功率。
5.2矿用变频调速装置输出功率和运行效率。
5.3矿用电动机的输出功率和运行效率。
5.4矿用减速机传动效率。
5.5带式输送机传动效率。
5.6煤矿带式传输用变频电机系统运行效率。
6测试方法
6.1煤矿带式传输用变频电机系统输入侧和矿用变频调速装置输出侧均为非标准正弦波,可根据需要使用功率计,选择有效值或者整流平均值进行测量。
6.2矿用电动机的输出功率,按本标准第8.1条中的规定进行,也可按本标准第7条中的规定在保证测量精度的前提下,采用其他的功率测量法进行。
6.3机械传动机构的传动效率可按表1中的规定查取(一般可取最大值)。
表1
传动形式
同轴直联
联轴器传动
机械变速装置传动
输送机传动
传动效率
100
99~99.5
产品样本提供
产品样本提供
6.4系统测试过程中的读数。
测量时同一工况下电压、电流、功率因数、转速及功率等被测量参数应同时进行读数,每种被测量参数必须重复读取三组以上的测量值。
以各组读数的平均值作计算值。
为判别系统测量时的稳定性和读数的准确性,各组同一测量重复读数的变化及波动容差应符合表2的规定。
同一测量读数变化超过表2的规定值,则该工况点原测量值无效。
应对该工况进行重新测量读数。
表2
重复读数组数
同一测量重复读数的最大值与最小值间的容差范围
电功率
转速
3
≤2
≤0.5
5
≤3.5
≤1
注:
最大值与最小值之间差值百分比计算按下式:
6.5煤矿带式传输用变频电机系统运行效率的测量,每种工况测试过程时间不少于1h。
同一工况点应间隔重复测量三次,每次测量间隔10~15min。
以三次测量的平均值作为测算该系统运行效率值。
6.6煤矿带式传输用变频电机系统运行效率测试精度
6.6.1系统运行效率三次重复测试值的相对总误差值不大于±3%。
6.6.2系统单项测量和其他测量值的三次重复测量相对误差值,应符合表3的规定。
表3
测量值
电功率
转速
电动机效率
系统运行效率
容许范围
±2.5%
±0.5%
±4.5%
±3.5%
7测量仪表精度及要求
7.1测量仪表的精度应符合表4的规定。
7.2各种测量仪表都必须是国家计量部门认可的产品。
必须在各级计量部门检定的有效期内。
表4
测量项目
电功率
质量
转速
精度等级
≤0.5%
≤2.5%
≤0.25%
8煤矿带式传输用变频电机系统运行效率的计算方法
8.1系统中设备运行效率的计算
8.1.1矿用变频调速装置运行效率
矿用变频调速装置运行效率按式
(1)计算:
…………………………….…………………..
(1)
式中:
——矿用变频调速装置效率,%;
——矿用变频调速装置输出有效功率,kW;
——矿用变频调速装置输入有效功率,kW。
8.1.2电动机运行效率的计算可按式
(2)计算:
………………………………………….…….
(2)
或
式中:
——矿用电动机运行效率,%;
——矿用电动机带负载运行时的损耗功率,kW;
——矿用电动机带负载运行时的有效功率,kW;
——矿用电动机带负载运行时的输入有功功率,kW。
8.1.2.1功率法
8.1.2.1.a输入功率P1
在电动机的输入电路中接入电度表、互感器,测取在时间t1(s)内电动机所损耗的电能(kWh),按式(3)计算输入功率。
……………………………………….(3)
式中:
K1——电度表系数,r/kWh;
t1——电度表转N1转所需时间,s,t1应大于50s;
N1——在t1时间内电度表的转速,r/min;
KnI——电流互感器标称电流比;
KnU——电压互感器标称电压比。
8.1.2.1.b负载率βf
电动机的负载率βf按式(4)计算:
……………………(4)
式中:
P1—电动机输入功率,kW;
PN—电动机额定功率,kW;
ηN—电动机额定效率,%;
β—电动机的损耗因数,从表5β值表中查取。
表5
PN/kW
2极电机
4极电机
6极电机
8极电机
2~7.5
10~22
33~55
75~100
0.5
0.8
1.0
1.2
0.4
0.45
0.5
0.8
0.3
0.45
0.5
0.7
0.3
0.4
0.5
0.7
60~300
—
0.4
0.35
0.32
8.1.2.1.c电动机实际输出功率P2
电动机实际输出功率按式(5)计算:
…………………………………………………...(5)
式中:
βf—电动机的负载率;
PN—电动机额定功率,kW。
8.1.2.1.d电动机的效率
电动机的效率按式(6)计算:
………………………………………………..(6)
8.1.2.2电流法
8.1.2.2.a电动机空载电流
电动机空载电流可按式(7)计算:
………………………………………...(7)
式中:
I0N—电动机额定电压时的空载电流,A;
U—电动机实际电压,V;
UN—电动机额定电压,V。
8.1.2.2.b电动机的负载率
电动机的负载率按式(8)计算:
………………………………..…………….(8)
式中:
I1—电动机实际电流,A;
I0—电动机空载电流,A;
IN—电动机额定电流,A;
I0N—电动机额定电压时的空载电流,A;
U—电动机实际电压,V;
UN—电动机额定电压,V。
8.1.2.2.c电动机的效率
电动机的效率按式(6)计算。
8.1.3矿用减速机传动效率
按表1查取。
8.1.4如使用多台矿用变频调速装置、矿用电动机、矿用减速机并联驱动带式输送机,如图2所示,并联效率按式(9)计算:
图2
……………………(9)
式中:
——矿用变频调速装置效率,%;
——矿用电动机运行效率,%;
——矿用减速机传动效率,%;
——支路n的分电率,即为各支路从总电量中分得的电量占总供电量的分电权重;
。
8.1.5带式输送机传动效率
按表1查取。
8.1.6煤矿带式传输用变频电机系统运行效率计算按式(10)计算:
…………………………………………………….(10)
或
式中:
——矿用变频调速装置效率,%;
——矿用电动机运行效率,%;
——矿用减速机传动效率,%;
——并联效率,%;
——带式输送机传动效率,%。
9节能量计算
9.1节能量计算的基本原则
9.1.1节能量计算所用的基期能源消耗量与统计报告期能源消耗量应为实际能源消耗量。
9.1.2节能量计算应根据不同的目的和要求,采用相应的比较基准。
9.1.3节能量计算值为负时表示节能。
9.2单项能源节能量
单项能源节能量按式(11)计算:
…………..…………………………….(11)
式中:
——统计报告期第i种产品某单项能源品种能源消耗量,单位为t,kWh等;
——基期第i种产品某单项能源品种能源消耗量,单位为t,kWh等;
——统计报告期产出的第i种合格产品数量;
n——统计报告期企业生产的产品种类数。
9.3单耗节能量
单耗节能量按式(12)计算:
………………………………………(12)
式中:
P1b——统计报告期第i种工况系统输入功率,kW;
P1j——基期第i种工况系统输入功率,kW;
Mb——统计报告期第i种工况系统输送质量,kg;
Mj——基期第i种工况系统输送质量,kg;
Tbi——统计报告期第i种工况输矿时间,h。
10节能率的计算
节能率的计算按式(13)计算:
…………………………………………..(13)
式中:
——基期能源消耗量,单位为t,kWh等;
——统计报告期能源消耗量,单位为t,kWh等。
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- 煤矿 传输 变频 电机 系统 测试 节能 计算