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摘 要：本文對無功就地補償技能在煤礦供電體系的利用中進行了剖析，該技能能夠起到節省電能、進步供電質量、節省資料費等作用，在煤礦供電體系中的利用有較好的發展遠景。

要害詞：無功補償；就地；節能；利用

中圖分類號：TM761+.12 文獻標識碼：B

Application Analysis for Reactive Local Compensation Technology in a Coal Mine

GENG Zu-he，TEAN Yao，SHANG Tie-yan

(Xiaonan Coal Mine of the Iron Coal Group，Tieling City Liaoning 112704，China)

Abstract：This paper makes a analysis for application of reactive local compensation technology in the feed system of the coal mine．The technology can pay a part in electric energy saving，increasing quality of power supply and material saving cost．It has better development prospects in the application to the feed system of the coal mine．

Key words：reactive compensation；local；energy saving；application

1 引言

功率因數是電力體系，特殊是電力用戶的一項首要指標，進步用電負荷的功率因數可以使發、變電裝備和輸電線路的才能得到充沛的施展，下降備級供電線路和供電變壓器的功率喪失、電壓喪失、并節省電能。目前煤礦供電體系重要采用集中補償方式進步功率因數，即在礦井地面變電所6kV母線上并聯電力電容器來進步功率因數，它能夠改進電網功率因數，進步電網供電質量和才能，節省電能。下面就聯合曉南煤礦供電實際情形，探討采納無功就地補償技能的優毛病及利用遠景。

2 井下供電概況

隨著采掘機械化的發展，曉南煤礦原煤產量的大幅度進步，使得工作面電氣裝備總容量，單機功率顯明加大，供電距離加長。由于用電裝備自身無功功率損耗的存在，造成井下電網功率因數較低，約為0.65。這樣就使得供電裝備、設施的應用率下降，并且還增大了供電線路的功率損耗。

3 無功就地補償原理

無功就地補償技能采納靜電電容器直接并聯于電網末端的感性負載上，應用靜電電容器進行無功功率補償，最大限度地減小體系中流過的無功功率，進步電網功率因數，原理圖如圖1。

圖1 靜電電容補償無功功率矢量圖

圖中 ic—電容電流

i1—補償前電流

i2—補償后電流

如圖所示，在未進行補償前，線路電流i1滯后于電壓Φ1電角度，采納靜電電容器進行無功功率補償后，線路電流i2滯后于電壓Φ2電角度，因為Φ1大于Φ2，所以cosΦ1小于cosΦ2，即補償后的功率因數值大于補償前的功率因數值。因此，應用靜電電容器進行無功功率補償，可以進步電網功率因數。

4 優毛病及利用遠景剖析

4.1 下降供電線路的功率損耗

4.1.1 供電線路的功率損耗

由于用電裝備自身無功功率的存在，使得電力體系向用電裝備供應有功功率的同時還供應相應的無功功率，這樣電網在輸送有功電流的同時還輸送必定的無功電流，總的視在電流增添了。

有功功率：P=U·I·cosΦ·10-3 (1)

式中 P—有功功率，kW

U—線電壓有效值，V

I—相電流有效值，A

cosΦ—功率因數

無功功率：Q=U·I·sinΦ·10-3 (2)

式中 Q—無功功率，KVAR

視在功率：S=U·I·10-3 (3)

式中 S—視在功率，KVA

三相供電線路中的功率損耗重要是流過供電線路視在電流在線路電阻上的熱損耗。即：

P1=3•I2•R•10-3 (4)

式中 P1—三相供電線路損耗，kW

R—供電線路每相的直流電阻，Ω

將式(1)代入式(4)中收拾得出：

(5)

由式(5)可以看出P1與cos2Φ由成反比。目前煤礦井下低壓電網自然功率因數較低，約為0.65。采納無功就地補償裝置可以使cosΦ進步到0.95，在負載不變的情形下可以大大下降供電線路的功率損耗。

4.1.2 節省電力

以鐵煤團體曉南礦西三三部皮帶輸送機(以下簡稱皮帶)為例，無功補償裝置安裝在配電點受入開關后面，進行對比。

圖2 西三三部皮帶供電體系圖

依據式(5)的盤算補償前供電線路的功率損耗為6.7kW，補償后供電線路的功率損耗為3.6kW。補償后供電線路的功率損耗減少3.1lkW。供電體系圖如圖2所示。

皮帶每天工作18h，年工作日按350天盤算，則每年可節省電力為19530度；按平價電費0.468元/度盤算，年節省電費9140元。

如果該礦在表1中各地點安裝無功就地補償裝置，全礦每年可節省電費5.42萬元。

4.2 進步線路供電才能

由式(1)可得出：

(6)

仍以西三三部皮帶為例，經盤算得出補償前線路負載電流為180A，依據電纜長時容許載流量選擇截面積為70mm2的電纜作為供電線路。補償后線路負載電流為132A，依據電纜長時容許載流量供電電路就可以選擇截面積為50mm2的電纜。70mm2電纜單價117元/m，50mm2電纜單價為88元/m，供電線路電纜450m，這樣每處配電點可以節省投資1.2萬元左右。同時由于負載電流下降了48A，這樣即可以選擇容量小的變壓器，以節省投資，也可以進步現有變壓器的負載才能。

4.3 減少供電線路電壓喪失

線路電壓喪失可按下式盤算：

按式(7)的盤算得出補償前供電線路電壓喪失為5.61％，補償后線路電壓喪失為4.82％，補償后線路電壓喪失減少了0.79％。井下供電電壓額定值為690V，補償后供電線路電壓降減少49.3V，有利于用電裝備重負荷起動。

5 結論

通過以上對無功就地補償技能優毛病的對比，可以看出，在煤礦安裝、使用無功就地補償裝置，可以改進電網質量、節省電力、減少安裝資料資金，能取得可觀的經濟效益，具有良好的利用遠景。

收稿日期：2003-06-10

作者簡介：耿祖鶴，男，漢族，1970年5月31日誕生，大學本科學歷，1993年畢業于阜斷礦業學院電氣工程系、工業電氣主動化專業，學士學位，現任鐵法煤業股份有限公司曉南煤礦運轉隊隊長。