李宏剛

（黃陵礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電公司 陜西省延安市 727307）

SVC無功自動補(bǔ)償裝置在煤礦供電中的應(yīng)用

李宏剛

（黃陵礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電公司 陜西省延安市 727307）

本文結(jié)合黃陵礦業(yè)地面供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀針對煤礦地面供電系統(tǒng)中大量使用SVC無功自動補(bǔ)償裝置進(jìn)行了分析，特別是對SVC無功自動補(bǔ)償裝置在使用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了剖析，對如何更好使用該裝置提出了改進(jìn)措施和建議。

SVC無功自動補(bǔ)償裝置；煤礦供電；功率因數(shù)；電容器

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，煤礦綜采機(jī)械化得到飛速發(fā)展，電力負(fù)荷出現(xiàn)非線性增加，對供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定、功率因數(shù)的要求越來越高。SVC無功自動補(bǔ)償作為一項(xiàng)新技術(shù)在煤礦電力系統(tǒng)中得到了廣泛的使用，在保證煤礦用電安全穩(wěn)定的同時，也提高了供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。黃陵礦業(yè)集團(tuán)地面供電系統(tǒng)主要是由2座110kV變電站和6個35kV變電站組成，共安裝7套SVC無功自動補(bǔ)償裝置，在6kV或10kV進(jìn)行無功補(bǔ)償。本文通過對SVC無功自動補(bǔ)償裝置工作原理的分析探討，并結(jié)合在煤礦供電實(shí)際使用中存在的問題進(jìn)行研究，提出改進(jìn)措施和建議。

2 SVC無功自動補(bǔ)償裝置工作原理

黃陵礦業(yè)集團(tuán)使用的SVC全部為鞍山榮信生產(chǎn)，該裝置主要由全數(shù)字控制系統(tǒng)、高壓晶閘管變流裝置、補(bǔ)償電抗器和高次諧波濾波裝置組成，H5、H7、H11分別為過濾5、7、11次諧波的高次諧波濾波電容。如圖1接入供電系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)感性無功的大小先投入若干組高次諧波濾波電容，使電力系統(tǒng)處于容性狀態(tài)，通過全數(shù)字控制系統(tǒng)采集母線的無功電流和電壓值合成無功值，和設(shè)定的恒無功值進(jìn)行比較，計算出觸發(fā)角大小，通過晶閘管觸發(fā)裝置使晶閘管流過補(bǔ)償電抗器所需的電感電流，補(bǔ)償電抗器輸出的感性無功QTCR和容性無功相抵消，保證系統(tǒng)無功恒定。滿足系統(tǒng)無功QN=QV（系統(tǒng)所需）-QC+QTCR=恒定值。達(dá)到消除無功沖擊，濾除高次諧波，平衡三相電網(wǎng)，穩(wěn)定母線電壓，保證母線功率因數(shù)作用。

圖1 SVC無功補(bǔ)償裝置系統(tǒng)單線接線圖

3 SVC在煤礦生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題

3.1 負(fù)荷變化較大時SVC運(yùn)行存在問題

SVC實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)償?shù)那疤崾枪╇娤到y(tǒng)必須是在容性過補(bǔ)的狀態(tài)下通過調(diào)節(jié)晶閘管觸發(fā)角補(bǔ)償所需要的電感電流，若供電系統(tǒng)是感性就無法自動補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，H5、H7、H11分別由三面高壓開關(guān)柜人工控制，只能按順序投入，上一級閉鎖下一級。由于煤礦生產(chǎn)是不連續(xù)的，每天正常生產(chǎn)時負(fù)荷較大，一般需要投入2組或3組電容器，即投入H5、H7或H5、H7、H11，但是檢修時只需投一組H5就足夠，若投入的電容器組容量不夠，TCR就無法自動補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，若投入的電容器組容量太大，TCR需要補(bǔ)償?shù)碾姼须娏魈?，處于?nèi)耗狀態(tài)。

3.2 SVC對煤礦供電運(yùn)行方式的影響

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“礦井應(yīng)有兩回路電源線路。正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式”。SVC裝置需要4面高壓開關(guān)柜、3組電容器、1組電抗器和一套晶閘管控制系統(tǒng)，除4面開關(guān)柜外，其余裝置占地面積一般為200～300m2，總費(fèi)用200萬左右。由于煤礦變電站受地理?xiàng)l件限制，變電站只能安裝一套SVC裝置，且4面高壓開關(guān)柜大多安裝在不同母線段，SVC要正常運(yùn)行只能采用兩段母線并列運(yùn)行方式，對煤礦供電安全造成一定影響。

4 保障SVC設(shè)備安全運(yùn)行的方法和措施

4.1 加強(qiáng)監(jiān)控，規(guī)范操作，確保SVC有效運(yùn)行

SVC工作原理決定在負(fù)荷變化較大時不能自行判斷調(diào)節(jié)，需人工投切電容器，對選擇使用SVC裝置提出了更高的要求。①在使用時，要求值班人員加強(qiáng)監(jiān)控，根據(jù)煤礦生產(chǎn)規(guī)律、負(fù)荷變化情況及時調(diào)整電容器的容量，規(guī)范操作保證設(shè)備正常運(yùn)行，降低由于運(yùn)行方式不當(dāng)影響設(shè)備使用壽命。②在選擇電容器時要結(jié)合煤礦負(fù)荷選擇合適容量的電容器，盡量減少電容器組的數(shù)量，減少人工投切的次數(shù)和頻率。

4.2 合理安裝SVC裝置，適應(yīng)煤礦供電運(yùn)行方式

SVC裝置需要4面高壓開關(guān)柜，在安裝SVC時要結(jié)合煤礦供電運(yùn)行方式合理安裝。①TCR和電容器柜盡可能安裝在同一母線段，確保在分裂運(yùn)行方式下不影響SVC的正常運(yùn)行。②在同級或上級相鄰的變電站安裝SVC時盡可能安裝在不同電源或母線段上，保證在分裂運(yùn)行方式時，每個電源線路或母線段都有SVC補(bǔ)償裝置。③合理調(diào)整運(yùn)行方式，可間接通過上級或同級變電站的SVC對本站供電系統(tǒng)進(jìn)行自動無功補(bǔ)償，減少不必要的投資。

5 結(jié)束語

SVC作為一項(xiàng)新技術(shù)在煤礦地面供電系統(tǒng)中越來越多的被使用，但在實(shí)際使用中，由于煤礦供電的特殊性，在發(fā)揮SVC作用的同時，并會伴有負(fù)面影響，在一定程度上制約著煤礦供電的運(yùn)行方式，較大的維修費(fèi)用增加了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，因此在選擇和使用SVC時要結(jié)合煤礦供電的特殊性慎重選擇合理、可靠的SVC裝置，既要保證煤礦供電的安全可靠，也要充分考慮煤礦企業(yè)的投資和運(yùn)行成本。

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2015-12-22