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随着现代化矿井快速发展,机械化程度不断提升,大功率电机大量使用和供电线路随生产延伸,各种感性负荷与地面电网供电电源之间必然循环着大量无功功率,造成井下供电质量下降、严重时甚至影响生产,这种情况在大功率设备集中度最高的采煤工作面供电系统中极为突出,在用电高峰期电压降低,功率因数很低,综采设备起动困难。因此,研究煤矿井下供电无功补偿技术具有重要的应用意义。文章分析了煤矿井下应用动态无功补偿技术的意义,无功补偿方式及各种补偿的优缺点,并举例对提高功率因数的综合效益进行了分析。
前言
随着我国经济的迅猛发展,煤矿企业如雨后春笋般发展壮大。用电负荷也随之大增,我国电力资源不堪重负。为了合理地使用有限的电力资源,保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命。必须保证电能质量,节约电力能源,提高煤矿企业的自然功率因数。
在煤矿企业电气设计中,通常首先经过计算整个企业的设备容量、有功功率、无功功率和功率因数等。然而总是遇到煤矿企业功率因数偏低,达不到供电部门所要求的功率因数(西南地区一般要求功率因数在0.9以上),主要原因是由于煤矿企业的供电系统中有大量的变压器、感应电动机、气体放电等设备,这些设备不仅需要有功功率还需要大量的无功功率,因此使供电系统的功率因数较低。为了提高煤矿企业的有功功率,降低无功损耗,需要装设无功补偿装置。使煤矿企业功率因数保证在供电部门要求的功率因数规定值内。众所周知,电容器是无功负荷的主要电源,对每个变电所来讲,原则上应配置一定的容性无功补偿。在不具备计算补偿电容的安装容量的条件时,西南地区一般情况下,补偿电容器容量可按主变压器的容量的10%~30%确定。
1 在煤矿井下应用动态无功补偿技术的意义
1.1稳定电网电压
井下感性用电负荷产生大量无功功率,这种感性负载做功必需具备的无功功率其变化频率越快,电网电压波动频率随之加快,电压波动范围越大。将直接导致电气设备不能在额定电压值条件下正常工作,增加设备损坏的可能性。补偿后,无功功率减少,系统中电压、电流相对变化幅度较小,能起到稳定电网电压的作用。
动态无功补偿装置通常具有抑制谐波,使供电系统的其他设备和线路免遭谐波威胁的作用,增强供电系统的安全可靠性。
1.2提高供电系统的利用率
井下用电设备与地面电源之间存在着大量往复交换的无功功率,这些无功功率必然占用供电系统许多容量;加装无功补偿后,减少了无功电流而减少了无功功率,从而大大提高了供电系统设备容量的利用率。
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