邱明

湖南有色新田嶺鎢業(yè)有限公司

礦用供電系統(tǒng)中電容器補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)踐探索

邱明

湖南有色新田嶺鎢業(yè)有限公司

變壓器是礦用供電系統(tǒng)的重要組成，其運(yùn)行能力和使用效率，決定了供電系統(tǒng)的可靠性及安全性，要想為礦山開采作業(yè)提供用電保障，就應(yīng)該將電容器補(bǔ)償技術(shù)合理應(yīng)用于供電系統(tǒng)中，改善變壓器性能，減少電能無功損耗，實(shí)現(xiàn)電能利用率的最大化。文章簡(jiǎn)要介紹了電容器補(bǔ)償技術(shù)，指出了其應(yīng)用于礦用供電系統(tǒng)中的重要性，并對(duì)其實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，具有指導(dǎo)和借鑒作用。

礦用供電系統(tǒng)；電容器補(bǔ)償；重要性；技術(shù)原理；實(shí)踐應(yīng)用

基于生產(chǎn)生活對(duì)能源及資源需求量的不斷提高，礦山開采深度也隨之增加，生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境變得更加復(fù)雜，供電系統(tǒng)尤其是高壓配電環(huán)節(jié)，存在線路較差問題，而且還容易受到外部環(huán)境因素的干擾，導(dǎo)致供電系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定、線路損耗較高，降低了供電效率和供電質(zhì)量，不利于礦山開采的順利、安全進(jìn)行。針對(duì)這種現(xiàn)象，就需要結(jié)合電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，以及用電需求，做好礦用供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償工作，在提高供電質(zhì)量的同時(shí)，降低礦山開采成本。

1.礦用供電系統(tǒng)中電容器補(bǔ)償技術(shù)簡(jiǎn)要介紹

電容器主要包括芯子和箱殼兩部分，其中芯子相當(dāng)于電阻，由多個(gè)元件和絕緣件串聯(lián)并并聯(lián)組成，主要作用是輸送電能和阻斷電流，當(dāng)電容器出現(xiàn)升溫放熱現(xiàn)象時(shí)，芯子形態(tài)便會(huì)發(fā)生變化，以此來阻斷電流通過，可以有效防止因熱量過高造成設(shè)備損壞問題的出現(xiàn)，確保了電容器的安全運(yùn)行。箱殼是包容電容器內(nèi)部元件的殼體，能夠有效阻隔外部環(huán)境，對(duì)其起到保護(hù)作用，鋼板是組成箱殼的主要材料，需經(jīng)過焊接處理形成封閉箱體，并在箱蓋位置設(shè)置套管，便于電容器功能的有效發(fā)揮[1]。利用電容器補(bǔ)償技術(shù)，是提高礦用電力系統(tǒng)電能利用率的主要手段，這就需要保證確保芯子和箱殼作用的有效發(fā)揮，以便順利實(shí)現(xiàn)電容器無功補(bǔ)償，以此來提高供電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，以及電能利用效率。

2.電容器補(bǔ)償技術(shù)對(duì)礦用供電系統(tǒng)的重要性

當(dāng)前礦用供電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，存在設(shè)備輕載率高、功率因數(shù)低等問題，導(dǎo)致電能利用率較低，造成大量電能的浪費(fèi)。而電容器無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠利用有容裝置釋放的能量，對(duì)所消耗的感性負(fù)荷能量進(jìn)行補(bǔ)償，以此來提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)，其供電能力及供電水平將會(huì)得到顯著提升。同時(shí)，也會(huì)大大降低電能損耗，確保電壓始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以有效避免電流沖擊現(xiàn)象，電力系統(tǒng)的的運(yùn)行環(huán)境得到有效改善，提高了供電可靠性，也減少了電能損耗所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，可以增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益[2]。

3.礦用供電系統(tǒng)中電容器補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

基于電容補(bǔ)償技術(shù)對(duì)礦用供電系統(tǒng)的重要性，就需要采用科學(xué)實(shí)踐策略，將其加以有效應(yīng)用，改善供電環(huán)境和供電質(zhì)量，為礦山開采作業(yè)提供電能保障。

3.1 科學(xué)選擇電容器

BW6.3-12-1-TH電容器，是當(dāng)前礦用供電系統(tǒng)中最為常見的電容器，在應(yīng)用電容器補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)該電容器各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，確定科學(xué)配置方案。已知該型號(hào)電容器額定電壓及容量分別為6.3kV和12kVar，如果分別用P和Q表示有功功率和無功功率，則功率因數(shù)cosΦ大小為P/Q。如果用Kf和Qcd，分別表示平均負(fù)荷系數(shù)和所需靜電電容器容量，則存在關(guān)系式為Qcd=Kf·P(tanΦ1-tanΦ2)，一般情況下，P、cosΦ1、cosΦ2、tanΦ1、tanΦ2、Kf大小取值，分別為1230kW、0.86、0.92、0.59、0.43、0.85，這些數(shù)值代入公式中，便可以求得Qcd為167.28kVar[3]。根據(jù)該電容器額定容量大小，經(jīng)計(jì)算可知所需電容器數(shù)量為14組，將電壓考慮在內(nèi)，則需要配置15組電容器。

3.2 做好經(jīng)濟(jì)效益分析

降低礦山開采成本、提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)，是應(yīng)用電容器無功補(bǔ)償?shù)闹饕康?，在?shí)際應(yīng)用過程中，就必須從經(jīng)濟(jì)效益角度進(jìn)行分析。首先，當(dāng)作業(yè)區(qū)供電系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷和功率因數(shù)，分別為1830kV和0.86，此時(shí)所需變壓器為2127.9k VA，保持運(yùn)行負(fù)荷不變，功率因素增大至0.92，則所需變壓器為1989.9k VA，由此可知，變壓器利用率與電力系統(tǒng)功率因數(shù)成正比。其次，根據(jù)I=l/VcosΦ能夠知道，供電系統(tǒng)電流與功率因數(shù)成反比，并且電能損耗和電壓損失，會(huì)隨著電流的減小而降低。綜合以上分析可知，當(dāng)利用電容器無功補(bǔ)償技術(shù)，將功率因數(shù)從0.86提高至0.92時(shí)，補(bǔ)償無功功率為138kVA，轉(zhuǎn)換成電能為127kW，每天可供電20h，計(jì)算可得每年補(bǔ)償用電量為91.44萬度，可節(jié)省大量電費(fèi)，減少了企業(yè)成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 測(cè)試電容器性能

在電容器正式投入使用之前，為確保其工作性能的良好性，需要進(jìn)行試運(yùn)，確定無任何異?，F(xiàn)象出現(xiàn)后，才可將電容器應(yīng)用于礦用供電系統(tǒng)中。在測(cè)試過程中，需要先保證試運(yùn)環(huán)境的安全性，具體措施是將待測(cè)試的電容器放置在電容柜器中，避免對(duì)測(cè)試人員的生命安全造成威脅。固定是補(bǔ)償高壓電容器柜，是一種比較常用的保護(hù)柜，可利用該類型電容器柜進(jìn)行測(cè)試，試運(yùn)時(shí)，要求通過熔斷器熔絲的電流不能超過其額定值，其大小一般為220A，同時(shí)，電容器蜂擁值也要控制在標(biāo)準(zhǔn)電流以下，避免因電流過大，造成熔斷器熔絲燒斷，保證電容器性能的良好性。

3.4 采取安全防護(hù)措施

電容器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是發(fā)揮電容器補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的前提，這就要求將其應(yīng)用于礦用供電系統(tǒng)后，采取必要的安全防護(hù)措施，切實(shí)提高供電效率。在電容器正式投入使用之后，不同組設(shè)備的具體運(yùn)行情況存在差異，這就需要技術(shù)人員時(shí)刻監(jiān)測(cè)電容器的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)脫機(jī)事故時(shí)，在第一時(shí)間采取有效措施加以解決，同時(shí)還應(yīng)該充分利用報(bào)警功能，借助自動(dòng)開關(guān)對(duì)電容器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，確保其始終處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，避免出現(xiàn)爆炸事故。

結(jié)束語(yǔ)

將電容器補(bǔ)償技術(shù)有效應(yīng)用于礦用供電系統(tǒng)中，可以改善并解決供電能力不足、供電電壓異常等問題，對(duì)于提高供電系統(tǒng)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性具有重要意義，同時(shí)還能通過減少電能損耗，來降低礦山開采作業(yè)成本，為企業(yè)帶來更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益，所以，必須提高對(duì)電容補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的重視力度。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需按照選擇電容器、做好經(jīng)濟(jì)效益分析、測(cè)試電容器性能、采取安全防護(hù)措施的實(shí)踐流程，結(jié)合礦用供電系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)及電能需求，實(shí)現(xiàn)電容器補(bǔ)償技術(shù)的有效應(yīng)用，充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

[1]牟琳杰.無功補(bǔ)償技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用試驗(yàn)研究[J].煤礦現(xiàn)代化,2015，（6）：70-71.

[2]王強(qiáng).煤礦供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗器的選擇[J].科技視界,2014，（24）：308-308.

[3]徐自強(qiáng),李穎慧.解析礦山供電中電容器補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2014，（5）：198-198.