煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)研究

莊后順

（江蘇省礦業(yè)工程集團(tuán)有限公司,江蘇　徐州　221000）

煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)研究

莊后順

（江蘇省礦業(yè)工程集團(tuán)有限公司,江蘇徐州221000）

摘要：煤礦井下電網(wǎng)大都面臨功率因數(shù)比較低的情況，這會(huì)增大供電系統(tǒng)無功電流以及電壓，導(dǎo)致難以啟動(dòng)電氣裝置，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的無功損耗。為此，本文闡述了煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的作用及其應(yīng)用，對(duì)今后煤礦井下低壓電網(wǎng)的無功補(bǔ)償具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：煤礦；低壓電網(wǎng)；無功補(bǔ)償；應(yīng)用

0　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦機(jī)械化程度不斷提高，煤礦供電系統(tǒng)中使用了大量的電力電子裝置，這就給煤礦供電系統(tǒng)帶來了很多的問題。這些電力電子裝置構(gòu)成的整流電路、逆變電路、直流斬波電路等，在這些裝置的運(yùn)行過程中，產(chǎn)生了大量的諧波，給煤礦供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量帶來了很大的危害。因此，這就需要通過改善礦區(qū)電能質(zhì)量來保證礦區(qū)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定。在煤礦井下供電系統(tǒng)的低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以達(dá)到提高功率因數(shù)，改善配電網(wǎng)設(shè)備的利用率，減少線損，同時(shí)能減少電壓的損失。而且無功補(bǔ)償也是電網(wǎng)運(yùn)行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施之一。它是借助于無功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低損耗，改善電網(wǎng)質(zhì)量，從而提高線路和變壓器的輸送能力。

1　煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的作用和內(nèi)容

1.1煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的作用

在不少的行業(yè)中都應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，在煤礦井下，因?yàn)橛兄厥獾墓ぷ餍再|(zhì)，所以更加廣泛地應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)。行業(yè)的不同，機(jī)器規(guī)模、機(jī)器類別、工作內(nèi)容等都不一樣，低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用有所差異。對(duì)于煤礦井下來講，低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于煤礦的現(xiàn)實(shí)要求，應(yīng)用此技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)電壓和減少損耗的目標(biāo)。具體來講，有著下面的作用：（1）減少損耗，實(shí)現(xiàn)理想的效益。因?yàn)槊旱V企業(yè)每一年都需要耗費(fèi)巨大的電量，所以這使得采掘煤礦的費(fèi)用增多，而應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)使得電能的損耗減少，從而使得煤礦企業(yè)支出的電力費(fèi)用減少，最終實(shí)現(xiàn)理想的效益。（2）平穩(wěn)電壓。對(duì)于輸送整個(gè)電力來講，電壓問題會(huì)制約著煤礦企業(yè)的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，為此，怎樣有效地穩(wěn)定電壓是煤礦工作人員需要處理的一個(gè)重大問題。在煤礦井下應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠確保電壓的穩(wěn)定，從而推動(dòng)煤礦企業(yè)的順利生產(chǎn)。

1.2煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的內(nèi)容

近些年以來，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的影響下，全球領(lǐng)域面臨緊缺能源的情況，怎樣節(jié)省能源，這是政府部門需要分析的問題。而對(duì)于電能的節(jié)約而言，低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)具備關(guān)鍵的作用，為此，本文積極地推廣應(yīng)用。具體而言，應(yīng)用此技術(shù)需要涵蓋下面的內(nèi)容：（1）集中補(bǔ)償。在低壓電網(wǎng)配電系統(tǒng)當(dāng)中，集中補(bǔ)償屬于一種重要的無功補(bǔ)償技術(shù)，在工作實(shí)踐中被普遍地應(yīng)用，它重點(diǎn)是基于變壓器而實(shí)施的集中補(bǔ)償，能夠使得配電系統(tǒng)的壓力減小，確保企業(yè)的用電能力。（2）同步或靜止補(bǔ)償。有別于集中補(bǔ)償方式，同步或靜止補(bǔ)償重點(diǎn)是基于線路而實(shí)施的補(bǔ)償，特別是根據(jù)距離比較長的路線具備關(guān)鍵的意義。在應(yīng)用這種方式的時(shí)候務(wù)必重視其設(shè)備的合理性以及使用科學(xué)性。（3）分散補(bǔ)償。相對(duì)于集中補(bǔ)償?shù)姆稚⒀a(bǔ)償，通常是補(bǔ)償輸送電力的最后環(huán)節(jié)，跟前兩種補(bǔ)償方式比較，此種補(bǔ)償手段更容易受到人們的認(rèn)可。

2　煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法

通過對(duì)影響功率因數(shù)主要因素的研究，發(fā)現(xiàn)異步電機(jī)和變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備，供電電壓超出規(guī)定范圍會(huì)對(duì)功率因素造成很大影響，電網(wǎng)頻率波動(dòng)也對(duì)異步電機(jī)和變壓器磁化無功功率造成一定影響。低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償主要方法如下：

2.1隨機(jī)補(bǔ)償

將低壓電容器與電機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主，適于補(bǔ)償電機(jī)無功消耗，可較好限制用電單位無功負(fù)荷。

2.2隨器補(bǔ)償

將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償變壓器的空載無功。配變在輕載或空載時(shí)的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無功，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，輕載配變這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加，不利于電費(fèi)的同網(wǎng)同價(jià)。

2.3跟蹤補(bǔ)償

以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kV母線上。適于100kVA 以上專用配變用戶，可替代隨機(jī)、隨器補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。

3　煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)上

將低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)上，能夠有效地對(duì)配電網(wǎng)當(dāng)中一系列位置的電容器實(shí)施無功補(bǔ)償，確保電網(wǎng)故障的順利，以及使得電網(wǎng)在工作時(shí)不必要的路線消耗減少。對(duì)低壓配電網(wǎng)實(shí)施無功補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，通常會(huì)應(yīng)用一系列的無功補(bǔ)償技術(shù)，這涵蓋分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償?shù)纫幌盗械氖侄巍?/p>

3.2應(yīng)用于配電變壓器上

要想維持煤礦井下電壓的穩(wěn)定，對(duì)配電變壓器的控制是根本。通常來講，煤礦井下配電變壓器的功率都是在相應(yīng)的范圍內(nèi)，而難以得到提高，這在長時(shí)間地應(yīng)用中往往導(dǎo)致電壓的不穩(wěn)定，進(jìn)而浪費(fèi)電力資源，這阻礙了煤礦企業(yè)的順利生產(chǎn)，并且也使得煤礦企業(yè)的費(fèi)用支出增多。低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)以低壓補(bǔ)償?shù)氖侄文軌蚴沟门潆娮儔浩鞯墓β实靡愿淖?，從而提高了電力資源的使用效率，以及使輸送電力時(shí)的能耗減少。具體而言，在配電變壓器上應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，主要涵蓋下面的內(nèi)容：（1）補(bǔ)償裝置的科學(xué)選用。想要對(duì)配電變壓器實(shí)施有效的低壓補(bǔ)償，非常重要的一點(diǎn)是科學(xué)地選用補(bǔ)償裝置，在選用裝置的時(shí)候，有關(guān)的工作者需要全面地思考工作安全、配件質(zhì)量等。（2）重視維護(hù)和檢修設(shè)備。通常來講，煤礦企業(yè)設(shè)備的使用年限比較長，因?yàn)殚L期地應(yīng)用，在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，一系列制約煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的問題會(huì)出現(xiàn)，為此，在應(yīng)用此技術(shù)的時(shí)候，有關(guān)的工作者需要重視維護(hù)和檢修設(shè)備，從而確保正常地應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)。

4　結(jié)論

總之，在煤礦井下也越來越多地應(yīng)用低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，這必然可以確保煤礦企業(yè)供電環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性，以及減少煤礦企業(yè)的開支。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：莊后順（1971—），男，江蘇徐州人，2008年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)，工程師，主要從事機(jī)電技術(shù)與管理工作。