矿井低压供电系统中SVC关键技术

王彦文++高任佐++李俊峰

【摘 要】无功补偿装置（SVC）在供电系统中处在一个非常重要的位置。合理地选择补偿装置，提高功率因数，可以做到最大限度地减少网络的损耗，使电网质量提高。本文对矿井下供电系统中所需选用的相关器件进行了分析，總结了无功补偿技术在煤矿供电系统中的良好应用前景，并通过MATLAB仿真来论证煤矿井下低压供电系统应用该装置后可提高系统的功率因数。

【关键词】无功功率 低压供电系统 无功补偿

1 背景

随着工业发展，对电能质量的要求提高，其电压稳定性直接影响矿井安全生产。电压损耗与无功负荷是影响电压稳定的直接因素，目前，国内机械投切电容器的方式较普遍，地面上已广泛应用SVC装置，但在井下还未普及[1]。为了提高负荷自然功率因数，实现无功补偿，安装井下SVC装置可达到减少费用及事故、增产增效的目的[2]。

2 井下SVC相关器件的选择

本设计选用晶闸管控制电抗器（TCR+FC）的静止式动态无功补偿方案，分组投切电容器，容易实现；采用干式空心电抗器，次电抗器线性度高、热稳定性好，容量大；晶闸管选用ABB公司优质产品，电气性能好，体积小、可以实现免维护运行；采用热管自冷却技术防止引起火灾，且安放方便；使用上海晨格的CGDL自愈式低压并联电容器，采用金属化膜自愈技术，体积小，安全等级高。电容器采用三角形接法，可防止容量不对称而出现的过电压，且可以充分发挥电容器的补偿能力。

3 矿井下供电系统仿真分析与计算

以某矿区的井下低压供电系统为例，采区主要用电设备采用660V电压。

（1）SGW-40T可弯曲刮板输送机：额定电压660V，额定容量：40kw。

（2）JBT-5-2局部通风机：额定电压：660V，额定容量：11kw。

（3）JD-11.4型调度绞车：额定电压：660V，额定容量：11.4kw。

搭建模型如图1，经MATLAB仿真得补偿前波形如图2（上），计算得功率因数0.71。为达到国家规定值0.9以上，决定在系统中加装SVC装置，即断路器闭合。

为保证装置灵活与智能性，通过PLC控制电路及开关，将电容组根据 “8421”原则分为4组、8档。根据负载情况分级投切，逐渐减小，当全部投切入系统即“8档”时波形如图2（下），计算得补偿后功率因数为0.99。经分析，若该矿井下设备均正常运行，调至“6”档即可达到基本要求，运行中可根据负载灵活改变档位。表1为各档位补偿仿真结果。

4 结语

本文主要研究了矿用低压供电系统SVC的关键技术。根据矿井低压供电系统中的情况，选用了合适的电器元件，最终本设计的装置可智能灵活地将功率因数由0.71提高到0.99。

参考文献：

[1]王彦文，高彦.煤矿供电技术[M].北京：中国矿业大学出版社，2012（10）.

[2]张存文.静止无功补偿器在煤矿企业中的应用研究[J].电力电子技术，2013，47（10）.

[3]王海珍，王彦文.新型矿用隔爆型无功自动补偿装置的研制[J].煤矿机电，2000，1.