淺談煤礦供電線路提高功率因數的途徑

【摘 要】本文淺談煤礦供電線路提高功率因數的途徑。

【關鍵詞】煤礦供電線路；功率因數

由干煤礦是井下生產一般距地面幾十至幾百米深處，特別是老礦區，采掘工作面離井底車場距離遠，供電距離長。如何安全用電、節約用電、提高線路的功率因數是安全用電、節約用電的一種重要途徑。

1.煤礦供電線路現狀

煤礦生產的負荷70%在井下，其供電過程：由地面變電所向地面絞車、主扇、選煤運輸、壓風等設備及井下中央變電所供電，井下中央變電所向各采區變電所供電，采變向各采、掘、運、電氣供電。礦區地面變電所裝設電容器組，提高線路功率因數，這種提高線路功率因數的方法，管理集中、操作方便，但在礦區同一有功負荷分量的情況下，只是把礦區各感性支路與總供電線路的電源間的無功電流振蕩變為與地面變電所的電容器間無功電流間振蕩而己，它提高的是向礦區供電的（地面變電所）上一級供電線路的功率因數，地面變電所以下各感性支路的功率因數并未提高，用電質量未改變。由于礦區負荷90%左右都是感性負載，各支路功率因數過低，存在以下危害：

（1）各支路變壓器的容量不能充分利用。在變壓器視在功率S一定條件下，由有功率P=S·COS□哪中知：功率因數COS□較小，變壓器所提供的有功功率P較小，無功功率Q=√S2-P2較大。

（2）各支線路的功率損失較大。由流過輸電線路的總電流1=I有/COS□中知，當線路的電壓和祖側戒負荷不變時，電流的有功分量就是一個常數。因此，功率因數越小，輸電線路總電流必然增加，輸電線路功率損耗△P=31.R大大增加，（R為一相輸電線阻）。

（3）各支輸電線路的電壓損失也較大。功率因數低時，在輸送同樣有功電流的情況下，流過輸電線的實際電流較大，使變壓器、配電線路電壓損失也大，造成用電器端電壓下降，使用電設備，尤其對異步電動機的運行和起動帶來不良后果。

2.高線路功率因數原則和方法

（1）正確選擇與合理地使用電動機，使其經常在滿載或接近滿載的情況下運行。由圖1知：電動機的效率、功率因數、轉矩、轉速與負載的關系曲線可看出：當電動機的負載逐漸增大時，功率因數也逐漸增大。

（2）對干輕負載的異步電動機，可降低電壓運行。對于負載率經常小于35%一40%的異步電動機，可采用電動機外部或內部改接線的方法實現降壓運行。

（3）采用有補償線路電容電流的開關控制異步電機。

（4）合理地調節負荷，避免變壓器空載和輕載運行。對負荷率小于30%的變壓器用適當的小容量的變壓器進行替換。

（5）采用同容量的同步電動機代替異步電動機，使同步電動機在過勵磁條件下運行，利用其容性電流來補償電網中的感性電流。

（6）可用鼠籠型異步電動機的地方，應盡最不用繞線型異步電動機，因同容量、同轉數鼠籠型異步電動掃嶸線異步電動機功率因數高5%，效率高3%左右。

（7）提高電動機和變壓器的檢修質量。

電動機功率因數的高低常常與繞組每相線圈的匝數、接線方法、空氣隙大小有關。變壓器硅鋼片間應有良好的絕緣，鐵芯迭片間隙不能太大，對于多根導線并繞的變壓器應注意換位，使并聯導線之間不產生平衡電流及由它引起的附加損耗.以變電所集中補償為輔是指：在各具體電氣單元補償電容電流后，整個礦區功率因數還需提高狀態下，變電所裝設電容器提高總線路的功率因數。方法如下：

采用電容器組提高功率因數。①單相電路并聯電容的補償經計算可得，②三相電路并聯電容的補償，因三相電路是由三個單相電路構成的，因此把式（1）中的各參數換面三相電路相應的參數即可。③在電容器容量己定的情況下，每相所需電容器的個數n=N/3，取接近干而大于此值的整數。④三相電路補償電容器的張路原理：電容器分三相安裝，其接線洲股采用三角形，因三角形接法為采用星形接線時的容量的3倍。如果電容器的額定電壓低于電網電壓時，應作星形連接。

3.結語

在煤礦供電系統中，提高供電系統是最末端負荷功率因數，是節約電能、提高供電質量的最有效的一種方法。視具體電器、采用不同的方法對無功功率進行補償，是安全用電、節約用電的一種有效途徑。