無功補償技術在煤礦井下供電系中的應用

陳春節

【摘要】無功功率在交流輸電和配電系統中的存在非常普遍。因此，盡管無功功率存在很多缺點，但無法消除。無功補償的目的是增加功率因數。為了使發電效率增加可以通過提高功率負載的功率因數來實現，進而使變壓器設備和輸電線路功能的發揮得到提升。降低由各級供電線路以及電力變壓器所帶來的功率以及電壓損耗，達到節約能源的目的。因此在本文中將根據對現如今煤礦井下供電現狀進行研究，對井下無功補償技術的應用進行論述。

【關鍵詞】無功功率 補償技術 煤礦供電 應用

前言：在現如今，現代礦山技術快速發展，財經礦山開采的過程當中，使用的機械設備越來越多，因此工作臺設備和配電室之間的距離也大大增加，在此過程當中需要使用的非常多的大功率電機。在現如今的煤礦井下供電系統當中，主要是低壓供電系統，其功率因數一般保持在0.5到0.7，在這一范圍內的功率因素，對于整個礦井的功率因數來講非常不利，會使得井下的無功功率消耗變大。

1煤礦井下供電系統的特點

因為煤礦井下作業的環境大多數都比較惡劣，在井下光照環境非常差，同時，地下環境非常陰暗，潮濕作業在井下所鋪設的各種電纜等設備，經常受到潮濕條件的影響。在井下各店系統之間使用電纜來進行連接，除此之外，在井下索道比較窄。如今機械化程度的提高，使得煤礦井下作業機械設備的使用頻率與數量都越來越多，并且需要長時間處于過載狀態，有一些功率消耗比較大的設備，會使用全電壓啟動方法進行啟動，這種方法雖然說非常快速，但是這種情況下，電纜線路當中的電壓下降速度非常快。如今國內煤礦井下供電網所用的的系統乃是中性點不接地系統。但是兩端的電壓會變高，在此過程當中，電力事故發生的幾率將會大大增加。因此可以認為，在發生相對地現象時，電力系統的工作時間要大大降低。

2煤礦井下無功功率存在的危害

在煤礦井下了，供電系統的組成當中有許多感性負載的存在，這些感性負載對于功率的消耗非常之大，從本質上來講，有感性負載所消耗的功率屬于無功功率，對于整個供電系統的運行并沒有產生非常大的阻礙，但是因為感性負載的數目過多，所以會大大增加在整個供電系統運行過程中的電壓以及功率損耗。與此同時，對于整個供電系統來說，無功功率會使得電壓的波動頻率以及幅度擋都增大，對于整個電源的穩定性來講是非常大的危害。如果在整個煤礦井下電力系統當中，所使用的設備功率不高，那么這種現象還不明顯，若是使用一些高功率的設備，那么這種破壞性的影響將會大大增加。

3井下使用無功補償的意義

首先是，降低無功功率的損失節省用電能源消耗。在整個井下供電系統中應用功率補償系統后，整個電力系統和電氣設備用于功率利用。會產生非常積極的影響，提升電氣設備的運行過程當中對電能的使用效率，降低無用的能源消耗。

其次，功率因數會受到無功功率的很大影響。因為在接近原理當中，電網中擁有的感性無功電流，是需要依靠無功功率來進行消除的，在銷售的過程當中，會使功率因數增加，并且使整個供電系統的功率因數達到國家的電網標準。無功功率的存在，使得電網線路上負載的負擔得到了分擔，同時也讓變壓器容量再利用上得到了很大程度的提高，利用無功補償技術之后，在變壓器的工作過程當中，其輸出功率會降低。迫使運行功率和有功功率達到接近狀態，增加了功率的利用效率。

最后則是無功補償還能夠，對電網當中的頂芽進行穩定，如果電網中無功功率這張圖那么電網的整體波動程度就非常大，使用了無功補償技術之后，井下電網電壓的穩定性將顯著提升，減弱二次電壓波動現象。穩定整體電壓波動。

4自動無功補償裝置的工作原理

在煤礦井下供電系統在運行的過程當中，感性負載會產生非常多，因此電壓和電流在電網運行過程當中，處于不同階段時，相位差以及切率因數角也會不同。在整體，電力系統電路當中，電容型電流負載，以及電感性負載裝置，處于并聯連接狀態，這樣可以吸收彼此釋放的能量，實現能量轉換。吸收轉換之后，也就會使電流與電壓之間存在的相位差大大降低，降低了整個煤礦井下供電系統當中的無功功率。

5無功補償技術的主要類型

首先是就地無功補償技術。在低電壓網絡當中這種技術用用的更加普遍。在這種補償方法中，應用帶的主要電氣設備為晶閘管和機械開關。這兩種設備都可以用作電路交換機。同時在這種補償技術下，電容器的自動切換，可以交給電壓傳感器器來進行完成，在整個電網運行中，電容器是電動機無功負載的主要來源。是電力系統的電路控制在最小范圍之內，如果整個用電系統工作過程中電路不變，那么線路之間所產生的損耗和電流將會互成比例。

其次是分散無功補償。分布式無功補償是為了達到在整個電力系統變壓器低壓位置通過并聯電容器來分散無功功率，提高分支電源使用效率的目的。強制等方式進行無功補償可以使電路當中電流以及功率的消耗，大大降低。

最后，是集中無功補償。所謂的集中無功補償是使電容器，和變電站降壓總線之間形成并聯關系，采用這種方法能夠更好的對整個電路系統當中的電流電壓進行控制，從而實現自動切換的工作目的。同時啊，這種方法的能效非常之高，并且在整個電網系統運營過程當中便于進行維護，使得電網變壓器及線路的無功負荷能夠，控制在有效范圍之內。

6煤礦供電系統無功補償技術

6.1降低供電線路的功率損耗

三相供電網絡當中有泄漏功率所帶來的損失，主要的形式表現為熱損失，在現如今的煤礦井下供電系統當中功率比較低，所以無功補償技術能夠在很大程度上是自然功率得到提升。在能夠保證整個電力系統的負載穩定的狀態下，整個電力系統當中的功率損耗將可以控制在一定范圍內。

6.2減少供電線路電壓的損失

無功補償機制的實驗需要依靠無功功率補償裝置，這種裝置可以在，電力系統泄漏當中產生很小的電流，進而實現對電腦的正常運輸，將電路當中的電壓損耗降到最低程度。因此，為了能夠使得電壓更加穩定，電氣設備工作量就會相應的減少。

參考文獻：

[1]王芳林.動態無功補償裝置在煤礦供電系統中的應用[J].科技與企業，2012（22）.

[2]劉玉濤.MSVC無功補償裝置在煤礦高壓供電中的應用研究[J].煤礦機械，2009（9）.

[3]蘇飛.淺析無功補償裝置在煤礦供電電網中的應[J].科技信息，2012（2）.