矿用供电系统中电容器补偿技术的实践探索

邱明

湖南有色新田岭钨业有限公司

矿用供电系统中电容器补偿技术的实践探索

邱明

湖南有色新田岭钨业有限公司

变压器是矿用供电系统的重要组成，其运行能力和使用效率，决定了供电系统的可靠性及安全性，要想为矿山开采作业提供用电保障，就应该将电容器补偿技术合理应用于供电系统中，改善变压器性能，减少电能无功损耗，实现电能利用率的最大化。文章简要介绍了电容器补偿技术，指出了其应用于矿用供电系统中的重要性，并对其实践应用进行了详细分析，具有指导和借鉴作用。

矿用供电系统；电容器补偿；重要性；技术原理；实践应用

基于生产生活对能源及资源需求量的不断提高，矿山开采深度也随之增加，生产作业环境变得更加复杂，供电系统尤其是高压配电环节，存在线路较差问题，而且还容易受到外部环境因素的干扰，导致供电系统电压不稳定、线路损耗较高，降低了供电效率和供电质量，不利于矿山开采的顺利、安全进行。针对这种现象，就需要结合电力系统实际运行情况，以及用电需求，做好矿用供电系统无功补偿工作，在提高供电质量的同时，降低矿山开采成本。

1.矿用供电系统中电容器补偿技术简要介绍

电容器主要包括芯子和箱壳两部分，其中芯子相当于电阻，由多个元件和绝缘件串联并并联组成，主要作用是输送电能和阻断电流，当电容器出现升温放热现象时，芯子形态便会发生变化，以此来阻断电流通过，可以有效防止因热量过高造成设备损坏问题的出现，确保了电容器的安全运行。箱壳是包容电容器内部元件的壳体，能够有效阻隔外部环境，对其起到保护作用，钢板是组成箱壳的主要材料，需经过焊接处理形成封闭箱体，并在箱盖位置设置套管，便于电容器功能的有效发挥[1]。利用电容器补偿技术，是提高矿用电力系统电能利用率的主要手段，这就需要保证确保芯子和箱壳作用的有效发挥，以便顺利实现电容器无功补偿，以此来提高供电系统运行稳定性，以及电能利用效率。

2.电容器补偿技术对矿用供电系统的重要性

当前矿用供电系统在运行过程中，存在设备轻载率高、功率因数低等问题，导致电能利用率较低，造成大量电能的浪费。而电容器无功补偿技术，能够利用有容装置释放的能量，对所消耗的感性负荷能量进行补偿，以此来提高电力系统功率因数，其供电能力及供电水平将会得到显著提升。同时，也会大大降低电能损耗，确保电压始终处于稳定状态，可以有效避免电流冲击现象，电力系统的的运行环境得到有效改善，提高了供电可靠性，也减少了电能损耗所带来的经济损失，可以增加企业经营效益[2]。

3.矿用供电系统中电容器补偿技术的实践应用

基于电容补偿技术对矿用供电系统的重要性，就需要采用科学实践策略，将其加以有效应用，改善供电环境和供电质量，为矿山开采作业提供电能保障。

3.1 科学选择电容器

BW6.3-12-1-TH电容器，是当前矿用供电系统中最为常见的电容器，在应用电容器补偿技术时，需要根据该电容器各项运行参数，确定科学配置方案。已知该型号电容器额定电压及容量分别为6.3kV和12kVar，如果分别用P和Q表示有功功率和无功功率，则功率因数cosΦ大小为P/Q。如果用Kf和Qcd，分别表示平均负荷系数和所需静电电容器容量，则存在关系式为Qcd=Kf·P(tanΦ1-tanΦ2)，一般情况下，P、cosΦ1、cosΦ2、tanΦ1、tanΦ2、Kf大小取值，分别为1230kW、0.86、0.92、0.59、0.43、0.85，这些数值代入公式中，便可以求得Qcd为167.28kVar[3]。根据该电容器额定容量大小，经计算可知所需电容器数量为14组，将电压考虑在内，则需要配置15组电容器。

3.2 做好经济效益分析

降低矿山开采成本、提高企业经营利润，是应用电容器无功补偿的主要目的，在实际应用过程中，就必须从经济效益角度进行分析。首先，当作业区供电系统运行负荷和功率因数，分别为1830kV和0.86，此时所需变压器为2127.9k VA，保持运行负荷不变，功率因素增大至0.92，则所需变压器为1989.9k VA，由此可知，变压器利用率与电力系统功率因数成正比。其次，根据I=l/VcosΦ能够知道，供电系统电流与功率因数成反比，并且电能损耗和电压损失，会随着电流的减小而降低。综合以上分析可知，当利用电容器无功补偿技术，将功率因数从0.86提高至0.92时，补偿无功功率为138kVA，转换成电能为127kW，每天可供电20h，计算可得每年补偿用电量为91.44万度，可节省大量电费，减少了企业成本，具有较高的经济效益。

3.3 测试电容器性能

在电容器正式投入使用之前，为确保其工作性能的良好性，需要进行试运，确定无任何异常现象出现后，才可将电容器应用于矿用供电系统中。在测试过程中，需要先保证试运环境的安全性，具体措施是将待测试的电容器放置在电容柜器中，避免对测试人员的生命安全造成威胁。固定是补偿高压电容器柜，是一种比较常用的保护柜，可利用该类型电容器柜进行测试，试运时，要求通过熔断器熔丝的电流不能超过其额定值，其大小一般为220A，同时，电容器蜂拥值也要控制在标准电流以下，避免因电流过大，造成熔断器熔丝烧断，保证电容器性能的良好性。

3.4 采取安全防护措施

电容器的安全、稳定运行，是发挥电容器补偿技术应用价值的前提，这就要求将其应用于矿用供电系统后，采取必要的安全防护措施，切实提高供电效率。在电容器正式投入使用之后，不同组设备的具体运行情况存在差异，这就需要技术人员时刻监测电容器的运行状态，当发现脱机事故时，在第一时间采取有效措施加以解决，同时还应该充分利用报警功能，借助自动开关对电容器的运行状态进行调控，确保其始终处于安全、稳定运行状态，避免出现爆炸事故。

结束语

将电容器补偿技术有效应用于矿用供电系统中，可以改善并解决供电能力不足、供电电压异常等问题，对于提高供电系统运行安全性和稳定性具有重要意义，同时还能通过减少电能损耗，来降低矿山开采作业成本，为企业带来更加可观的经济效益，所以，必须提高对电容补偿技术应用的重视力度。在实际应用过程中，需按照选择电容器、做好经济效益分析、测试电容器性能、采取安全防护措施的实践流程，结合矿用供电系统运行特点及电能需求，实现电容器补偿技术的有效应用，充分发挥其应用价值和应用优势。

[1]牟琳杰.无功补偿技术在煤矿供电系统中的应用试验研究[J].煤矿现代化,2015，（6）：70-71.

[2]王强.煤矿供电系统无功补偿电容器串联电抗器的选择[J].科技视界,2014，（24）：308-308.

[3]徐自强,李颖慧.解析矿山供电中电容器补偿技术的应用[J].中国科技纵横，2014，（5）：198-198.