煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補償技術研究

莊后順

（江蘇省礦業(yè)工程集團有限公司,江蘇　徐州　221000）

煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補償技術研究

莊后順

（江蘇省礦業(yè)工程集團有限公司,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，這會增大供電系統(tǒng)無功電流以及電壓，導致難以啟動電氣裝置，產(chǎn)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(wǎng)無功補償技術的作用及其應用，對今后煤礦井下低壓電網(wǎng)的無功補償具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：煤礦；低壓電網(wǎng)；無功補償；應用

0　引言

隨著科學技術的快速發(fā)展，煤礦機械化程度不斷提高，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(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)的低壓側進行無功補償，可以達到提高功率因數(shù)，改善配電網(wǎng)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(wǎng)運行中最常用、最有效的降損節(jié)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(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)無功補償技術的作用和內(nèi)容

1.1煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補償技術的作用

在不少的行業(yè)中都應用低壓電網(wǎng)無功補償技術，在煤礦井下，因為有著特殊的工作性質(zhì)，所以更加廣泛地應用低壓電網(wǎng)無功補償技術。行業(yè)的不同，機器規(guī)模、機器類別、工作內(nèi)容等都不一樣，低壓電網(wǎng)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(wǎng)無功補償技術的應用關鍵在于煤礦的現(xiàn)實要求，應用此技術能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)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(xiàn)理想的效益。因為煤礦企業(yè)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(wǎng)無功補償技術使得電能的損耗減少，從而使得煤礦企業(yè)支出的電力費用減少，最終實現(xiàn)理想的效益。（2）平穩(wěn)電壓。對于輸送整個電力來講，電壓問題會制約著煤礦企業(yè)的順利運轉，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重大問題。在煤礦井下應用低壓電網(wǎng)無功補償技術，能夠確保電壓的穩(wěn)定，從而推動煤礦企業(yè)的順利生產(chǎn)。

1.2煤礦井下低壓電網(wǎng)無功補償技術的內(nèi)容

近些年以來，在發(fā)展經(jīng)濟的影響下，全球領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。而對于電能的節(jié)約而言，低壓電網(wǎng)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(nèi)容：（1）集中補償。在低壓電網(wǎng)配電系統(tǒng)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(tǒng)的壓力減小，確保企業(yè)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(jù)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?shù)姆稚⒀a償，通常是補償輸送電力的最后環(huán)節(jié)，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(wǎng)無功補償方法

通過對影響功率因數(shù)主要因素的研究，發(fā)現(xiàn)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(guī)定范圍會對功率因素造成很大影響，電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)無功補償技術的應用

3.1應用于低壓配電網(wǎng)上

將低壓電網(wǎng)無功補償技術應用于低壓配電網(wǎng)上，能夠有效地對配電網(wǎng)當中一系列位置的電容器實施無功補償，確保電網(wǎng)故障的順利，以及使得電網(wǎng)在工作時不必要的路線消耗減少。對低壓配電網(wǎng)實施無功補償?shù)臅r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?shù)纫幌盗械氖侄巍?/p>

3.2應用于配電變壓器上

要想維持煤礦井下電壓的穩(wěn)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(nèi)，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(wěn)定，進而浪費電力資源，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)的費用支出增多。低壓電網(wǎng)無功補償技術以低壓補償?shù)氖侄文軌蚴沟门潆娮儔浩鞯墓β实靡愿淖儯瑥亩岣吡穗娏Y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(wǎng)無功補償技術，主要涵蓋下面的內(nèi)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(zhì)量等。（2）重視維護和檢修設備。通常來講，煤礦企業(yè)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(wǎng)無功補償技術應用的問題會出現(xiàn)，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(wǎng)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(wǎng)無功補償技術，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：

[1]賈星巖.淺談無功補償技術在低壓配電網(wǎng)絡中的應用[J].中國科技財富，2012（16）：67-70.

[2]魏云利.淺論配電系統(tǒng)中智能低壓無功補償技術[J].中國科技縱橫，2013（15）：45-49.

[3]劉秀華.智能低壓無功補償技術在配電系統(tǒng)中的應用[J].科技傳播，2011（19）：34-38.

[4]黃東南，王國金，盛志波，等.靜止無功補償裝置在電網(wǎng)中的應用[J].電氣時代，2009（3）：11-14.

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)大學機械設計及自動化專業(yè)，工程師，主要從事機電技術與管理工作。