礦山配電網(wǎng)無功補償及補償效益優(yōu)化建議

徐偉

摘 要：本文針對礦山配電網(wǎng)無功補償方式進行分析，結(jié)合礦山配電網(wǎng)無功補償分析（包括礦山供電線路損失分析、礦山配電網(wǎng)無功補償、礦山配電變壓器無功補償措施、二次側(cè)固定補償?shù)龋l(fā)現(xiàn)供電設(shè)備實際能力、降低用戶費用支出等優(yōu)化措施，目的在于提高礦山配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、礦山生產(chǎn)過程的安全性。

關(guān)鍵詞：礦山配電網(wǎng);無功補償;二次側(cè)固定補償

分類號：TM714.3

一、礦山配電網(wǎng)無功補償概述

結(jié)合以往的線路布設(shè)經(jīng)驗，礦山配電網(wǎng)中運行的電力負(fù)荷通常情況下都是感性負(fù)荷，此類電荷在電力系統(tǒng)正常運行的過程中，會產(chǎn)生部分的無功功率，它會帶來較大的電能損耗。在配電網(wǎng)中可以適時安裝一些無功補償?shù)脑O(shè)施，將此類無功功率進行合理利用，減少無功功率的浪費，提高配電網(wǎng)使用的穩(wěn)定性。常見的無功補償方式有以下幾種：1、在變電所所有母線集中的位置安裝并聯(lián)電容器組;2、在高低壓配電線路中分散安裝并聯(lián)電容器組;3、在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補償電容器;4、在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器等。加裝無功補償設(shè)備，不僅可使功率消耗減小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛力。確定無功補償容量時，應(yīng)注意：1、在輕負(fù)荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟的。2、功率因數(shù)越高，補償容量減少損耗的作用將變小，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償。

二、礦山配電網(wǎng)無功補償分析

1.礦山供電線路損失分析

結(jié)合以往的線路運行功率統(tǒng)計數(shù)據(jù)，礦山配電網(wǎng)與城市電網(wǎng)線路的運行功率一般都保持在0.65到0.85之間，對于一些非電業(yè)管理的用戶，所鋪設(shè)的電網(wǎng)線路運行功率保持在0.85左右。在礦山正常生產(chǎn)活動中，所使用的電壓一般都保持在380V左右，其實際輸出功率小于額定功率，這樣也加快了線路的磨損速度。此類情況的主要原因在于許多礦山所采用的無功補償設(shè)備所處位置，都集中在變電站內(nèi)部，服務(wù)對象大部分都是超過10kV的輸送電壓，對于380V電壓并不會進行無功補償，這也導(dǎo)致無功功率補充較低，整個系統(tǒng)運行功率都呈現(xiàn)出較低的狀態(tài)，給輸電線路運行造成巨大的負(fù)面影響。在常規(guī)運行狀態(tài)下，電壓為10kV的輸電線路，其運輸功率因數(shù)在0.8左右，若采取合理方式對其進行無功補償，那么也將有效提升輸電線路的運行功率[1]。

2.做好礦山配電網(wǎng)無功補償工作

通過做好礦山配電網(wǎng)無功補償工作，可以有效提升輸電線路的運行功率因數(shù)，減少電能浪費[2]。在實際應(yīng)用過程中，需要遵照相應(yīng)的安裝要求，在既定位置安裝無功補償設(shè)備，該設(shè)備的主要作用是對輸電線路運行功率進行控制，再出現(xiàn)電壓變動時可以及時作出相應(yīng)調(diào)整，避免無功功率倒送的情況。對于供壓超過100kV·A的特殊供電用戶，在運行過程中應(yīng)保持輸電功率因數(shù)保持在0.9以上，對于中小型電力應(yīng)用企業(yè)，其輸電功率因素也需要超過0.85，一般供電用戶，其功率因數(shù)也需要超過0.8。礦山配電網(wǎng)整體的運行電荷較高，采用的一般都是10kV/380V配網(wǎng)，為了提升礦山配電網(wǎng)運行效果：（1）在設(shè)置無功補償設(shè)備位置時，需要適當(dāng)增加位于380V輸電線路的設(shè)備個數(shù)，同時將設(shè)備進行集中管理，將配電網(wǎng)運行功耗控制在最小范圍內(nèi)。2、提高運輸線路的功率因數(shù)，因為線路運行電壓較強，提供功率因數(shù)能夠有效減少電能損失，應(yīng)采取措施將功率因素調(diào)整至0.95以上，從而確保電能供應(yīng)的穩(wěn)定性[3]。

3.礦山配電變壓器的無功補償措施

在對配電變壓器進行調(diào)整時，需要根據(jù)配電變壓器的負(fù)荷特點，選擇相適應(yīng)的配電變壓器。同時在合適位置安裝無功補償設(shè)備，使其能夠?qū)旊娋W(wǎng)輕載時的損耗進行適當(dāng)補償，從而提升變壓器的實際運行效果，減少電能損耗的情況。100kV·A以上的輸電網(wǎng)絡(luò)，在對變壓器進行無功補償時，應(yīng)采用集中補償?shù)姆绞剑a償容量結(jié)合實際來定，可以參照變壓器自身容量的20%到30%設(shè)置，以提高無功補償?shù)挠行浴τ?00kV·A以內(nèi)的輸電網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)采用固定就地補償?shù)姆绞剑蓞⒄兆儔浩髯陨砣萘康?0%到15%設(shè)置;對于50kV·A以內(nèi)的輸電網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)采用二次側(cè)加裝固定補償?shù)姆绞?，可參照變壓器自身容量?%到15%設(shè)置。

4.二次側(cè)固定補償

二次側(cè)加裝固定的無功補償最大的優(yōu)點在于在礦山配電網(wǎng)變小出現(xiàn)分散管理時，可以確保5000h的穩(wěn)定運行。在配電網(wǎng)正常運行的過程中，導(dǎo)致無功損耗的主要原因在于空載電流較大，結(jié)合以往采集數(shù)據(jù)，在配電網(wǎng)空載運行時，所產(chǎn)生的無功電流占總電流超過90%。采取二次側(cè)加裝固定的方式對運行情況進行補充，需要在50kV·A輸電線路中選擇合適位置進行無功補償布置的設(shè)定，使其可以根據(jù)電壓變化進行動態(tài)調(diào)整，從而起到降損、升壓和增容的作用。

三、礦山配電網(wǎng)無功補償效益優(yōu)化措施

1.挖掘供電設(shè)備實際能力

供電設(shè)備在采購時，都會標(biāo)有供電設(shè)備的額定運行功率，但是受到零件自然損耗、人為操作不當(dāng)、作業(yè)環(huán)境多變等因素影響，很容易導(dǎo)致供電設(shè)備運行功率小于額定功率。技術(shù)人員需要做好供電設(shè)備實際能力的挖掘工作，除了在線路中加裝無功補償設(shè)備外，還需要做好供電設(shè)備供電模式的優(yōu)化，使其可以少做無用功，提升有功功率的輸送。同時，還需要做好相應(yīng)的檢修維護工作，及時更換老化零件，確保功率輸出的穩(wěn)定性。

2.降低用戶費用的支出

電力輸送功率較低很容易遭到相關(guān)部門的處罰，不僅會增加額外的費用支出，還會加快設(shè)備老化，壓縮企業(yè)的經(jīng)濟利潤空間，需要合理控制內(nèi)部傳輸功率與無功功率傳輸，對整體線路格局進行優(yōu)化，根據(jù)實際運行要求構(gòu)建“點對點”、“點對面”的輸送格局，從而減少不必要電費的支出，提高礦山電力輸送環(huán)境的可靠性。

四、結(jié)束語

綜上所述，在礦山開采過程中，其開采穩(wěn)定性與合規(guī)性都將直接影響到整個企業(yè)的經(jīng)濟效益。所使用的機械設(shè)備需要電力支撐，就會存在運行功率過低的情況，通過采取合理的無功補償方式和相應(yīng)的優(yōu)化方案，對提升無功補償設(shè)備的應(yīng)用效果，提高礦山開采的安全性有著積極的意義。

參考文獻：

[1]馬云騏，閻德喜.礦山配電網(wǎng)無功補償及補償效益優(yōu)化[J].民營科技，2018（05）：28+245.

[2]曹瑞，張峰. 配電網(wǎng)無功補償現(xiàn)狀分析與應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)，2018.

[3]艾爾肯.阿布都熱合曼，殷建平.礦山配電網(wǎng)無功補償及補償優(yōu)化分析[J].電氣工程應(yīng)用，2018（02）：14-16.

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