煤矿井下低压电网无功补偿技术研究

庄后顺

（江苏省矿业工程集团有限公司,江苏　徐州　221000）

煤矿井下低压电网无功补偿技术研究

庄后顺

（江苏省矿业工程集团有限公司,江苏徐州221000）

摘要：煤矿井下电网大都面临功率因数比较低的情况，这会增大供电系统无功电流以及电压，导致难以启动电气装置，产生较为严重的无功损耗。为此，本文阐述了煤矿井下低压电网无功补偿技术的作用及其应用，对今后煤矿井下低压电网的无功补偿具有一定的借鉴意义。

关键词：煤矿；低压电网；无功补偿；应用

0　引言

随着科学技术的快速发展，煤矿机械化程度不断提高，煤矿供电系统中使用了大量的电力电子装置，这就给煤矿供电系统带来了很多的问题。这些电力电子装置构成的整流电路、逆变电路、直流斩波电路等，在这些装置的运行过程中，产生了大量的谐波，给煤矿供电系统的电能质量带来了很大的危害。因此，这就需要通过改善矿区电能质量来保证矿区供电系统的稳定。在煤矿井下供电系统的低压侧进行无功补偿，可以达到提高功率因数，改善配电网设备的利用率，减少线损，同时能减少电压的损失。而且无功补偿也是电网运行中最常用、最有效的降损节能技术措施之一。它是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高电网的功率因数，降低损耗，改善电网质量，从而提高线路和变压器的输送能力。

1　煤矿井下低压电网无功补偿技术的作用和内容

1.1煤矿井下低压电网无功补偿技术的作用

在不少的行业中都应用低压电网无功补偿技术，在煤矿井下，因为有着特殊的工作性质，所以更加广泛地应用低压电网无功补偿技术。行业的不同，机器规模、机器类别、工作内容等都不一样，低压电网无功补偿技术的应用有所差异。对于煤矿井下来讲，低压电网无功补偿技术的应用关键在于煤矿的现实要求，应用此技术能够实现平稳电压和减少损耗的目标。具体来讲，有着下面的作用：（1）减少损耗，实现理想的效益。因为煤矿企业每一年都需要耗费巨大的电量，所以这使得采掘煤矿的费用增多，而应用低压电网无功补偿技术使得电能的损耗减少，从而使得煤矿企业支出的电力费用减少，最终实现理想的效益。（2）平稳电压。对于输送整个电力来讲，电压问题会制约着煤矿企业的顺利运转，为此，怎样有效地稳定电压是煤矿工作人员需要处理的一个重大问题。在煤矿井下应用低压电网无功补偿技术，能够确保电压的稳定，从而推动煤矿企业的顺利生产。

1.2煤矿井下低压电网无功补偿技术的内容

近些年以来，在发展经济的影响下，全球领域面临紧缺能源的情况，怎样节省能源，这是政府部门需要分析的问题。而对于电能的节约而言，低压电网无功补偿技术具备关键的作用，为此，本文积极地推广应用。具体而言，应用此技术需要涵盖下面的内容：（1）集中补偿。在低压电网配电系统当中，集中补偿属于一种重要的无功补偿技术，在工作实践中被普遍地应用，它重点是基于变压器而实施的集中补偿，能够使得配电系统的压力减小，确保企业的用电能力。（2）同步或静止补偿。有别于集中补偿方式，同步或静止补偿重点是基于线路而实施的补偿，特别是根据距离比较长的路线具备关键的意义。在应用这种方式的时候务必重视其设备的合理性以及使用科学性。（3）分散补偿。相对于集中补偿的分散补偿，通常是补偿输送电力的最后环节，跟前两种补偿方式比较，此种补偿手段更容易受到人们的认可。

2　煤矿井下低压电网无功补偿方法

通过对影响功率因数主要因素的研究，发现异步电机和变压器是耗用无功功率的主要设备，供电电压超出规定范围会对功率因素造成很大影响，电网频率波动也对异步电机和变压器磁化无功功率造成一定影响。低压电网无功补偿主要方法如下：

2.1随机补偿

将低压电容器与电机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切，以补励磁无功为主，适于补偿电机无功消耗，可较好限制用电单位无功负荷。

2.2随器补偿

将低压电容器通过低压保险接在变压器二次侧，以补偿变压器的空载无功。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，轻载配变这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。

2.3跟踪补偿

以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上。适于100kVA 以上专用配变用户，可替代随机、随器补偿方式，补偿效果好。

3　煤矿井下低压电网无功补偿技术的应用

3.1应用于低压配电网上

将低压电网无功补偿技术应用于低压配电网上，能够有效地对配电网当中一系列位置的电容器实施无功补偿，确保电网故障的顺利，以及使得电网在工作时不必要的路线消耗减少。对低压配电网实施无功补偿的时候，通常会应用一系列的无功补偿技术，这涵盖分散补偿和集中补偿等一系列的手段。

3.2应用于配电变压器上

要想维持煤矿井下电压的稳定，对配电变压器的控制是根本。通常来讲，煤矿井下配电变压器的功率都是在相应的范围内，而难以得到提高，这在长时间地应用中往往导致电压的不稳定，进而浪费电力资源，这阻碍了煤矿企业的顺利生产，并且也使得煤矿企业的费用支出增多。低压电网无功补偿技术以低压补偿的手段能够使得配电变压器的功率得以改变，从而提高了电力资源的使用效率，以及使输送电力时的能耗减少。具体而言，在配电变压器上应用低压电网无功补偿技术，主要涵盖下面的内容：（1）补偿装置的科学选用。想要对配电变压器实施有效的低压补偿，非常重要的一点是科学地选用补偿装置，在选用装置的时候，有关的工作者需要全面地思考工作安全、配件质量等。（2）重视维护和检修设备。通常来讲，煤矿企业设备的使用年限比较长，因为长期地应用，在进行运转的时候，一系列制约煤矿井下低压电网无功补偿技术应用的问题会出现，为此，在应用此技术的时候，有关的工作者需要重视维护和检修设备，从而确保正常地应用低压电网无功补偿技术。

4　结论

总之，在煤矿井下也越来越多地应用低压电网无功补偿技术，这必然可以确保煤矿企业供电环境的稳定性和安全性，以及减少煤矿企业的开支。

参考文献：

[1]贾星岩.浅谈无功补偿技术在低压配电网络中的应用[J].中国科技财富，2012（16）：67-70.

[2]魏云利.浅论配电系统中智能低压无功补偿技术[J].中国科技纵横，2013（15）：45-49.

[3]刘秀华.智能低压无功补偿技术在配电系统中的应用[J].科技传播，2011（19）：34-38.

[4]黄东南，王国金，盛志波，等.静止无功补偿装置在电网中的应用[J].电气时代，2009（3）：11-14.

作者简介：庄后顺（1971—），男，江苏徐州人，2008年毕业于南京工业大学机械设计及自动化专业，工程师，主要从事机电技术与管理工作。