無功補(bǔ)償技術(shù)在煤礦井下供電系中的應(yīng)用

陳春節(jié)

【摘要】無功功率在交流輸電和配電系統(tǒng)中的存在非常普遍。因此，盡管無功功率存在很多缺點(diǎn)，但無法消除。無功補(bǔ)償?shù)哪康氖窃黾庸β室驍?shù)。為了使發(fā)電效率增加可以通過提高功率負(fù)載的功率因數(shù)來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而使變壓器設(shè)備和輸電線路功能的發(fā)揮得到提升。降低由各級(jí)供電線路以及電力變壓器所帶來的功率以及電壓損耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。因此在本文中將根據(jù)對(duì)現(xiàn)如今煤礦井下供電現(xiàn)狀進(jìn)行研究，對(duì)井下無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】無功功率 補(bǔ)償技術(shù) 煤礦供電 應(yīng)用

前言：在現(xiàn)如今，現(xiàn)代礦山技術(shù)快速發(fā)展，財(cái)經(jīng)礦山開采的過程當(dāng)中，使用的機(jī)械設(shè)備越來越多，因此工作臺(tái)設(shè)備和配電室之間的距離也大大增加，在此過程當(dāng)中需要使用的非常多的大功率電機(jī)。在現(xiàn)如今的煤礦井下供電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是低壓供電系統(tǒng)，其功率因數(shù)一般保持在0.5到0.7，在這一范圍內(nèi)的功率因素，對(duì)于整個(gè)礦井的功率因數(shù)來講非常不利，會(huì)使得井下的無功功率消耗變大。

1煤礦井下供電系統(tǒng)的特點(diǎn)

因?yàn)槊旱V井下作業(yè)的環(huán)境大多數(shù)都比較惡劣，在井下光照環(huán)境非常差，同時(shí)，地下環(huán)境非常陰暗，潮濕作業(yè)在井下所鋪設(shè)的各種電纜等設(shè)備，經(jīng)常受到潮濕條件的影響。在井下各店系統(tǒng)之間使用電纜來進(jìn)行連接，除此之外，在井下索道比較窄。如今機(jī)械化程度的提高，使得煤礦井下作業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用頻率與數(shù)量都越來越多，并且需要長(zhǎng)時(shí)間處于過載狀態(tài)，有一些功率消耗比較大的設(shè)備，會(huì)使用全電壓?jiǎn)?dòng)方法進(jìn)行啟動(dòng)，這種方法雖然說非?？焖?，但是這種情況下，電纜線路當(dāng)中的電壓下降速度非?？?。如今國(guó)內(nèi)煤礦井下供電網(wǎng)所用的的系統(tǒng)乃是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。但是兩端的電壓會(huì)變高，在此過程當(dāng)中，電力事故發(fā)生的幾率將會(huì)大大增加。因此可以認(rèn)為，在發(fā)生相對(duì)地現(xiàn)象時(shí)，電力系統(tǒng)的工作時(shí)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(tǒng)的組成當(dāng)中有許多感性負(fù)載的存在，這些感性負(fù)載對(duì)于功率的消耗非常之大，從本質(zhì)上來講，有感性負(fù)載所消耗的功率屬于無功功率，對(duì)于整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行并沒有產(chǎn)生非常大的阻礙，但是因?yàn)楦行载?fù)載的數(shù)目過多，所以會(huì)大大增加在整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電壓以及功率損耗。與此同時(shí)，對(duì)于整個(gè)供電系統(tǒng)來說，無功功率會(huì)使得電壓的波動(dòng)頻率以及幅度擋都增大，對(duì)于整個(gè)電源的穩(wěn)定性來講是非常大的危害。如果在整個(gè)煤礦井下電力系統(tǒng)當(dāng)中，所使用的設(shè)備功率不高，那么這種現(xiàn)象還不明顯，若是使用一些高功率的設(shè)備，那么這種破壞性的影響將會(huì)大大增加。

3井下使用無功補(bǔ)償?shù)囊饬x

首先是，降低無功功率的損失節(jié)省用電能源消耗。在整個(gè)井下供電系統(tǒng)中應(yīng)用功率補(bǔ)償系統(tǒng)后，整個(gè)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備用于功率利用。會(huì)產(chǎn)生非常積極的影響，提升電氣設(shè)備的運(yùn)行過程當(dāng)中對(duì)電能的使用效率，降低無用的能源消耗。

其次，功率因數(shù)會(huì)受到無功功率的很大影響。因?yàn)樵诮咏懋?dāng)中，電網(wǎng)中擁有的感性無功電流，是需要依靠無功功率來進(jìn)行消除的，在銷售的過程當(dāng)中，會(huì)使功率因數(shù)增加，并且使整個(gè)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到國(guó)家的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。無功功率的存在，使得電網(wǎng)線路上負(fù)載的負(fù)擔(dān)得到了分擔(dān)，同時(shí)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(bǔ)償技術(shù)之后，在變壓器的工作過程當(dāng)中，其輸出功率會(huì)降低。迫使運(yùn)行功率和有功功率達(dá)到接近狀態(tài)，增加了功率的利用效率。

最后則是無功補(bǔ)償還能夠，對(duì)電網(wǎng)當(dāng)中的頂芽進(jìn)行穩(wěn)定，如果電網(wǎng)中無功功率這張圖那么電網(wǎng)的整體波動(dòng)程度就非常大，使用了無功補(bǔ)償技術(shù)之后，井下電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性將顯著提升，減弱二次電壓波動(dòng)現(xiàn)象。穩(wěn)定整體電壓波動(dòng)。

4自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的工作原理

在煤礦井下供電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生非常多，因此電壓和電流在電網(wǎng)運(yùn)行過程當(dāng)中，處于不同階段時(shí)，相位差以及切率因數(shù)角也會(huì)不同。在整體，電力系統(tǒng)電路當(dāng)中，電容型電流負(fù)載，以及電感性負(fù)載裝置，處于并聯(lián)連接狀態(tài)，這樣可以吸收彼此釋放的能量，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。吸收轉(zhuǎn)換之后，也就會(huì)使電流與電壓之間存在的相位差大大降低，降低了整個(gè)煤礦井下供電系統(tǒng)當(dāng)中的無功功率。

5無功補(bǔ)償技術(shù)的主要類型

首先是就地?zé)o功補(bǔ)償技術(shù)。在低電壓網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中這種技術(shù)用用的更加普遍。在這種補(bǔ)償方法中，應(yīng)用帶的主要電氣設(shè)備為晶閘管和機(jī)械開關(guān)。這兩種設(shè)備都可以用作電路交換機(jī)。同時(shí)在這種補(bǔ)償技術(shù)下，電容器的自動(dòng)切換，可以交給電壓傳感器器來進(jìn)行完成，在整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中，電容器是電動(dòng)機(jī)無功負(fù)載的主要來源。是電力系統(tǒng)的電路控制在最小范圍之內(nèi)，如果整個(gè)用電系統(tǒng)工作過程中電路不變，那么線路之間所產(chǎn)生的損耗和電流將會(huì)互成比例。

其次是分散無功補(bǔ)償。分布式無功補(bǔ)償是為了達(dá)到在整個(gè)電力系統(tǒng)變壓器低壓位置通過并聯(lián)電容器來分散無功功率，提高分支電源使用效率的目的。強(qiáng)制等方式進(jìn)行無功補(bǔ)償可以使電路當(dāng)中電流以及功率的消耗，大大降低。

最后，是集中無功補(bǔ)償。所謂的集中無功補(bǔ)償是使電容器，和變電站降壓總線之間形成并聯(lián)關(guān)系，采用這種方法能夠更好的對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)當(dāng)中的電流電壓進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換的工作目的。同時(shí)啊，這種方法的能效非常之高，并且在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過程當(dāng)中便于進(jìn)行維護(hù)，使得電網(wǎng)變壓器及線路的無功負(fù)荷能夠，控制在有效范圍之內(nèi)。

6煤礦供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)

6.1降低供電線路的功率損耗

三相供電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中有泄漏功率所帶來的損失，主要的形式表現(xiàn)為熱損失，在現(xiàn)如今的煤礦井下供電系統(tǒng)當(dāng)中功率比較低，所以無功補(bǔ)償技術(shù)能夠在很大程度上是自然功率得到提升。在能夠保證整個(gè)電力系統(tǒng)的負(fù)載穩(wěn)定的狀態(tài)下，整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的功率損耗將可以控制在一定范圍內(nèi)。

6.2減少供電線路電壓的損失

無功補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)驗(yàn)需要依靠無功功率補(bǔ)償裝置，這種裝置可以在，電力系統(tǒng)泄漏當(dāng)中產(chǎn)生很小的電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電腦的正常運(yùn)輸，將電路當(dāng)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(wěn)定，電氣設(shè)備工作量就會(huì)相應(yīng)的減少。

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