煤礦井下低壓電網無功補償技術研究

莊后順

（江蘇省礦業工程集團有限公司,江蘇　徐州　221000）

煤礦井下低壓電網無功補償技術研究

莊后順

（江蘇省礦業工程集團有限公司,江蘇徐州221000）

摘要：煤礦井下電網大都面臨功率因數比較低的情況，這會增大供電系統無功電流以及電壓，導致難以啟動電氣裝置，產生較為嚴重的無功損耗。為此，本文闡述了煤礦井下低壓電網無功補償技術的作用及其應用，對今后煤礦井下低壓電網的無功補償具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：煤礦；低壓電網；無功補償；應用

0　引言

隨著科學技術的快速發展，煤礦機械化程度不斷提高，煤礦供電系統中使用了大量的電力電子裝置，這就給煤礦供電系統帶來了很多的問題。這些電力電子裝置構成的整流電路、逆變電路、直流斬波電路等，在這些裝置的運行過程中，產生了大量的諧波，給煤礦供電系統的電能質量帶來了很大的危害。因此，這就需要通過改善礦區電能質量來保證礦區供電系統的穩定。在煤礦井下供電系統的低壓側進行無功補償，可以達到提高功率因數，改善配電網設備的利用率，減少線損，同時能減少電壓的損失。而且無功補償也是電網運行中最常用、最有效的降損節能技術措施之一。它是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高電網的功率因數，降低損耗，改善電網質量，從而提高線路和變壓器的輸送能力。

1　煤礦井下低壓電網無功補償技術的作用和內容

1.1煤礦井下低壓電網無功補償技術的作用

在不少的行業中都應用低壓電網無功補償技術，在煤礦井下，因為有著特殊的工作性質，所以更加廣泛地應用低壓電網無功補償技術。行業的不同，機器規模、機器類別、工作內容等都不一樣，低壓電網無功補償技術的應用有所差異。對于煤礦井下來講，低壓電網無功補償技術的應用關鍵在于煤礦的現實要求，應用此技術能夠實現平穩電壓和減少損耗的目標。具體來講，有著下面的作用：（1）減少損耗，實現理想的效益。因為煤礦企業每一年都需要耗費巨大的電量，所以這使得采掘煤礦的費用增多，而應用低壓電網無功補償技術使得電能的損耗減少，從而使得煤礦企業支出的電力費用減少，最終實現理想的效益。（2）平穩電壓。對于輸送整個電力來講，電壓問題會制約著煤礦企業的順利運轉，為此，怎樣有效地穩定電壓是煤礦工作人員需要處理的一個重大問題。在煤礦井下應用低壓電網無功補償技術，能夠確保電壓的穩定，從而推動煤礦企業的順利生產。

1.2煤礦井下低壓電網無功補償技術的內容

近些年以來，在發展經濟的影響下，全球領域面臨緊缺能源的情況，怎樣節省能源，這是政府部門需要分析的問題。而對于電能的節約而言，低壓電網無功補償技術具備關鍵的作用，為此，本文積極地推廣應用。具體而言，應用此技術需要涵蓋下面的內容：（1）集中補償。在低壓電網配電系統當中，集中補償屬于一種重要的無功補償技術，在工作實踐中被普遍地應用，它重點是基于變壓器而實施的集中補償，能夠使得配電系統的壓力減小，確保企業的用電能力。（2）同步或靜止補償。有別于集中補償方式，同步或靜止補償重點是基于線路而實施的補償，特別是根據距離比較長的路線具備關鍵的意義。在應用這種方式的時候務必重視其設備的合理性以及使用科學性。（3）分散補償。相對于集中補償的分散補償，通常是補償輸送電力的最后環節，跟前兩種補償方式比較，此種補償手段更容易受到人們的認可。

2　煤礦井下低壓電網無功補償方法

通過對影響功率因數主要因素的研究，發現異步電機和變壓器是耗用無功功率的主要設備，供電電壓超出規定范圍會對功率因素造成很大影響，電網頻率波動也對異步電機和變壓器磁化無功功率造成一定影響。低壓電網無功補償主要方法如下：

2.1隨機補償

將低壓電容器與電機并接，通過控制、保護裝置與電機同時投切，以補勵磁無功為主，適于補償電機無功消耗，可較好限制用電單位無功負荷。

2.2隨器補償

將低壓電容器通過低壓保險接在變壓器二次側，以補償變壓器的空載無功。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分，輕載配變這部分損耗占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加，不利于電費的同網同價。

2.3跟蹤補償

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

3　煤礦井下低壓電網無功補償技術的應用

3.1應用于低壓配電網上

將低壓電網無功補償技術應用于低壓配電網上，能夠有效地對配電網當中一系列位置的電容器實施無功補償，確保電網故障的順利，以及使得電網在工作時不必要的路線消耗減少。對低壓配電網實施無功補償的時候，通常會應用一系列的無功補償技術，這涵蓋分散補償和集中補償等一系列的手段。

3.2應用于配電變壓器上

要想維持煤礦井下電壓的穩定，對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的范圍內，而難以得到提高，這在長時間地應用中往往導致電壓的不穩定，進而浪費電力資源，這阻礙了煤礦企業的順利生產，并且也使得煤礦企業的費用支出增多。低壓電網無功補償技術以低壓補償的手段能夠使得配電變壓器的功率得以改變，從而提高了電力資源的使用效率，以及使輸送電力時的能耗減少。具體而言，在配電變壓器上應用低壓電網無功補償技術，主要涵蓋下面的內容：（1）補償裝置的科學選用。想要對配電變壓器實施有效的低壓補償，非常重要的一點是科學地選用補償裝置，在選用裝置的時候，有關的工作者需要全面地思考工作安全、配件質量等。（2）重視維護和檢修設備。通常來講，煤礦企業設備的使用年限比較長，因為長期地應用，在進行運轉的時候，一系列制約煤礦井下低壓電網無功補償技術應用的問題會出現，為此，在應用此技術的時候，有關的工作者需要重視維護和檢修設備，從而確保正常地應用低壓電網無功補償技術。

4　結論

總之，在煤礦井下也越來越多地應用低壓電網無功補償技術，這必然可以確保煤礦企業供電環境的穩定性和安全性，以及減少煤礦企業的開支。

參考文獻：

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作者簡介：莊后順（1971—），男，江蘇徐州人，2008年畢業于南京工業大學機械設計及自動化專業，工程師，主要從事機電技術與管理工作。