煤矿井下供电系统无功功率补偿技术.pdf

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1、煤矿安全(z008一06)·95·煤矿井下供电系统无功功率补偿技术王琦1”，关立德2(1．中国矿业大学机械学院，江苏徐州221008；2．鸡西矿业集团供电公司，黑龙江鸡西158100)摘要：煤矿井下供电系统经常在功率因数较低的情况下运行，无功功率补偿技术可提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，经实际应用无功功率补偿各项供电指标取得明显效果，供电质量明显提高，实现节能降耗。关键词：煤矿；电网；供电；无功补偿中图分类号：TD611+．5文献示识码：B文章编号：1003-496X(2008)06-0

2、095-03煤矿井下电网供电系统由于线路长，用电负荷大，井下各用电设备长期在功率因数较低的情况下运行，电网的线路损耗所造成能源浪费极大。尤其是在煤矿井下移动变电站及中央变电所的中低压侧至各采区的供电系统中，这种现象非常普遍。无功功率补偿技术在电力供电系统中可用于提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿技术在电力供电系统中，尤其是在煤矿井下的供电系统中具有节能降耗的重要作用。l功率因数和无功功率补偿的基本概念(1)功率因数。电网中的电气设备如电动机，变压器等属于电感性负载。电感性负

3、载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，相位角的余弦costp即是功率因数，它是有功功率与视在功率之比即costp=P／S。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度及用电管理水平的一个重要指标。(2)无功功率补偿。把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性装置却在吸收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。2无功补偿的目的与效果2．1提高功率因数和供电设备的供电能力由P=S·cos‘p可看出，当设备的视在功

4、率s一定时，如果功率因数costp提高，上式中的P也随之增大，电气设备的有功出力也就提高了。2．2降低电网中的功率损耗和电能损失由公式，=P／(届·U·co叩)可知当有功功率P为定值时，负荷电流Jr与co叩成反比，安装无功补偿装置后，功率因数提高，使线路中的电流减小，从而使功率损耗降低：降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主要目的。2．3改善电压质量降低电压损失在线路中电压损失AU的计算公式如下：AU：掣生x10—3u。式中AU——线路中的电压损失，kV；P——有功功率，MW；Q——无功功率，Mvar；仉——额定电压，kV；尺——

5、线路总电阻，Q；五——线路感抗，Q。由上式可见，当线路中的无功功率口减少以后，电压损失△U也就减少了。2．4降低线损，节省电费支出，降低生产成本在电力的传输过程中，要通过导线和变压器等输、配电设备送到用户的终端，由于导线和变压器都具有电阻和电抗，因此电流在电网流动时，将会产生有功和无功的电能损耗。电能损耗的大小与流过导线电流的平方成正比。对同一导线的截面，电流越大，功率损耗也越大，并转化为热能散发于空气中。2．5减小设备容量节省投资总之，无功补偿设备的配置，应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则，要把降损与调压相结合，

6、以降损为主；又要把集中补偿与分散补偿相结合，以集中补偿为主，分散补偿为辅；同·96·煤矿安全(删加3)时，供电部门补偿与用户补偿相结合，以就地平衡为主，共同搞好无功补偿的配置和管理，从而取得无功补偿的最大节电效益。3技术应用应用矿用隔爆型无功功率自动补偿装置安装在某矿综采工作面移动变电站低压侧，干式变压器容量500kVA，二次额定电压660V。”负载参数和总容量见表1。参数按下述方法计算：设备总平均功率=各负载平均功率之和；负载平均功率=设备容量／负载系数(负载系数为0．857)；平均功率因数=现场实际测量值。表l负载参数和总容量负载

7、数量设备／k容量W负载系数．平均／k功率W平嚣率装机／k容量W总弓船率鼍碧3．1补偿前(1)供电系统的设备主要设备运行时(胶带机、乳化液泵、刮板机、转载机同时运行时)，设备容量为385kW；线路电流Jl(A)=518A；cos咖l(A)=0．65。(2)供电系统的设备部份运行时(胶带机运行时)，设备容量为150kW；线路电流，l(B)=270A；cos西l(B)=0．480(3)供电系统的设备轻载运行时，设备容量为50kW；线路电流，l(C)=120A；cos圣l(C)=O．32。3．2补偿后(1)供电系统的设备主要设备运行时(胶带机

8、、乳化液泵、刮板机、转载机同时运行时)，设备容量为385kW：线路电流，2(A)=354A；cos西2(A)=0．95。(2)供电系统的设备部份运行时(皮带机运行时)，设备容量为150kW；线路电流厶(B)=134Aco