礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器的實(shí)際應(yīng)用

孫建君 董 梅 丁桂紅

（龍礦集團(tuán)梁家煤礦，山東 煙臺(tái) 265700）

礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器的實(shí)際應(yīng)用

孫建君 董 梅 丁桂紅

（龍礦集團(tuán)梁家煤礦，山東 煙臺(tái) 265700）

為了提高煤礦井下供電系統(tǒng)末端的供電質(zhì)量，確保供電系統(tǒng)的安全可靠，達(dá)到節(jié)約電能的目的，在掘進(jìn)工作面供電系統(tǒng)進(jìn)行就地?zé)o功功率補(bǔ)償。

煤礦；隔爆型；無(wú)功補(bǔ)償

1 概述

目前，我國(guó)煤礦供電系統(tǒng)大部分在地面或井下采用變配電所集中補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而達(dá)到提高礦井的供電質(zhì)量的目的。但是，隨著煤礦井下動(dòng)力設(shè)備容量不斷加大，供電系統(tǒng)線路，特別是供電系統(tǒng)的末端（井下掘進(jìn)工作面）不斷延長(zhǎng)。為了提高井下供電質(zhì)量，確保供電系統(tǒng)的安全可靠性，達(dá)到節(jié)約電能的目的，在掘進(jìn)工作面（特別是綜掘機(jī)工作面）供電系統(tǒng)進(jìn)行就地?zé)o功功率補(bǔ)償。

2 無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)方案

提高功率因數(shù)的關(guān)鍵在于盡量減少供電系統(tǒng)中各部分所需要的無(wú)功功率，特別是減少負(fù)荷從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率，使電網(wǎng)在輸送一定的有功功率時(shí)，盡量少輸送或不輸送無(wú)功功率。提高功率因數(shù)的方法可分為兩類：一是提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)，如盡量采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、避免電動(dòng)機(jī)和變壓器輕載運(yùn)行、對(duì)不調(diào)速大型設(shè)備盡量采用同步電動(dòng)機(jī)、盡量采用高壓電動(dòng)機(jī)等；二是人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)，如并聯(lián)移相電容組、采用同步調(diào)相機(jī)、采用可控硅靜止無(wú)功補(bǔ)償器、采用進(jìn)相機(jī)改善功率因數(shù)。

BBW3-200系列礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器并聯(lián)于感性負(fù)載（變壓器）上，在感性無(wú)功功率發(fā)生之處實(shí)施補(bǔ)償，主要是對(duì)工頻的三相用電設(shè)備中的無(wú)功功率進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。利用電容器產(chǎn)生的無(wú)功功率與感性負(fù)載無(wú)功功率相互交換，從而減少負(fù)載向電網(wǎng)吸取無(wú)功功率，提高了整個(gè)負(fù)載相對(duì)電源的功率因數(shù)，達(dá)到改善電動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件和節(jié)約電能的目的。

礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器采用真空接觸器控制電容器組，電容器采用優(yōu)化組合，根據(jù)負(fù)荷大小自動(dòng)投切，也可以在沒有電壓、電流信號(hào)的情況下進(jìn)行手動(dòng)切換。目前梁家煤礦掘進(jìn)工作面主要采用630KVA及以下移動(dòng)變電站供電，根據(jù)無(wú)功功率補(bǔ)償容量約為變壓器容量的三分之一，即200KVAR。

3 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器的主要功能和技術(shù)特點(diǎn)

3.1 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器符合“GB3836-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)”、“GB/T15576-1995低壓無(wú)功功率靜態(tài)補(bǔ)償裝置總技術(shù)條件”、“Q/CG03-2006礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置技術(shù)條件”要求，適用于礦井綜掘工作面的惡劣環(huán)境。

3.2 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器內(nèi)電容器最大允許電流大于變壓器額定電流的1.3倍以上，保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

3.3 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器為分段式補(bǔ)償，裝置內(nèi)應(yīng)配有無(wú)功補(bǔ)償控制器能夠自動(dòng)跟蹤被控供電系統(tǒng)的無(wú)功功率變化情況，并能夠?qū)⒈谎a(bǔ)償系統(tǒng)的功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?.95以上。裝置具備自動(dòng)投切功能，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)補(bǔ)償，也可以在沒有電壓、電流信號(hào)的情況下進(jìn)行手動(dòng)切換。

3.4 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器并聯(lián)接入供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)供電設(shè)備的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響。補(bǔ)償器發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)隔離開關(guān)分?jǐn)嗤顺觯粫?huì)影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.5 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器具有全中文液晶顯示屏，人機(jī)對(duì)話操作簡(jiǎn)單、方便、直觀。實(shí)時(shí)計(jì)算顯示功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、時(shí)間、運(yùn)行電流、電壓、電壓畸變率、電流電壓諧波含有率等參數(shù)。

3.6 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器中的補(bǔ)償控制器具有強(qiáng)大存儲(chǔ)功能，能夠?qū)崟r(shí)顯示各種數(shù)據(jù)變化情況及電容器投切情況，具有200天以上數(shù)據(jù)記憶能力。

3.7 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器具有綜合保護(hù)功能。補(bǔ)償控制器具備過(guò)電壓、斷相、欠壓、電容器過(guò)電流、投切次數(shù)限制、過(guò)諧波超值等保護(hù)功能。

3.8 通訊功能。具有RS232和RS485通訊接口，可采用現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程通信，遠(yuǎn)程投切電容，可采用短距離無(wú)線通信功能。

4 無(wú)功補(bǔ)償效果及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)：目前梁家煤礦掘進(jìn)工作面功率因數(shù)一般在0.6～0.75，采用礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器可以在額定補(bǔ)償范圍內(nèi)將功率因數(shù)提高到0.95，甚至高于0.95。

4.2 提高設(shè)備的供電能力：當(dāng)設(shè)備視在功率S一定時(shí)，如果功率因數(shù)提高，有功功率P也隨之增加，提高供電設(shè)備的供電能力，根據(jù)計(jì)算供電能力提高約20%。

4.3 改善電壓質(zhì)量，降低電壓損失，減少變壓器和線路電能損失20%左右，并可減少電網(wǎng)壓降15～30 V，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器除了提高功率因數(shù)，相對(duì)增加變壓器的容量，節(jié)能降耗，還可以延長(zhǎng)電機(jī)及相關(guān)電容器的使用壽命，降低電器設(shè)備的溫升，減少交流接觸器火花，防止電器設(shè)備的故障，節(jié)約維修費(fèi)用，促進(jìn)安全生產(chǎn)。

礦用隔爆型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償器具有投資省（相對(duì)其他補(bǔ)償方法）、有功功率損耗小（每kvar損耗約3～4W）、運(yùn)行維護(hù)方便、故障率低、無(wú)振動(dòng)與噪音、安裝地點(diǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦井下具有較高的推廣價(jià)值。

[1]李風(fēng)軍，王國(guó)保，任建廣.提高電力系統(tǒng)用電功率因數(shù)方法[J]，科技信息2008（10）：10.

TM714

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1671-0037（2014）07-89-1

孫建君（1975-），女，本科，工程師，研究方向：礦山機(jī)械。