王彥文++高任佐++李俊峰

【摘 要】無功補償裝置（SVC）在供電系統(tǒng)中處在一個非常重要的位置。合理地選擇補償裝置，提高功率因數(shù)，可以做到最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。本文對礦井下供電系統(tǒng)中所需選用的相關(guān)器件進行了分析，總結(jié)了無功補償技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)中的良好應(yīng)用前景，并通過MATLAB仿真來論證煤礦井下低壓供電系統(tǒng)應(yīng)用該裝置后可提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。

【關(guān)鍵詞】無功功率 低壓供電系統(tǒng) 無功補償

1 背景

隨著工業(yè)發(fā)展，對電能質(zhì)量的要求提高，其電壓穩(wěn)定性直接影響礦井安全生產(chǎn)。電壓損耗與無功負荷是影響電壓穩(wěn)定的直接因素，目前，國內(nèi)機械投切電容器的方式較普遍，地面上已廣泛應(yīng)用SVC裝置，但在井下還未普及[1]。為了提高負荷自然功率因數(shù)，實現(xiàn)無功補償，安裝井下SVC裝置可達到減少費用及事故、增產(chǎn)增效的目的[2]。

2 井下SVC相關(guān)器件的選擇

本設(shè)計選用晶閘管控制電抗器（TCR+FC）的靜止式動態(tài)無功補償方案，分組投切電容器，容易實現(xiàn)；采用干式空心電抗器，次電抗器線性度高、熱穩(wěn)定性好，容量大；晶閘管選用ABB公司優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，電氣性能好，體積小、可以實現(xiàn)免維護運行；采用熱管自冷卻技術(shù)防止引起火災(zāi)，且安放方便；使用上海晨格的CGDL自愈式低壓并聯(lián)電容器，采用金屬化膜自愈技術(shù)，體積小，安全等級高。電容器采用三角形接法，可防止容量不對稱而出現(xiàn)的過電壓，且可以充分發(fā)揮電容器的補償能力。

3 礦井下供電系統(tǒng)仿真分析與計算

以某礦區(qū)的井下低壓供電系統(tǒng)為例，采區(qū)主要用電設(shè)備采用660V電壓。

（1）SGW-40T可彎曲刮板輸送機：額定電壓660V，額定容量：40kw。

（2）JBT-5-2局部通風(fēng)機：額定電壓：660V，額定容量：11kw。

（3）JD-11.4型調(diào)度絞車：額定電壓：660V，額定容量：11.4kw。

搭建模型如圖1，經(jīng)MATLAB仿真得補償前波形如圖2（上），計算得功率因數(shù)0.71。為達到國家規(guī)定值0.9以上，決定在系統(tǒng)中加裝SVC裝置，即斷路器閉合。

為保證裝置靈活與智能性，通過PLC控制電路及開關(guān)，將電容組根據(jù) “8421”原則分為4組、8檔。根據(jù)負載情況分級投切，逐漸減小，當全部投切入系統(tǒng)即“8檔”時波形如圖2（下），計算得補償后功率因數(shù)為0.99。經(jīng)分析，若該礦井下設(shè)備均正常運行，調(diào)至“6”檔即可達到基本要求，運行中可根據(jù)負載靈活改變檔位。表1為各檔位補償仿真結(jié)果。

4 結(jié)語

本文主要研究了礦用低壓供電系統(tǒng)SVC的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)礦井低壓供電系統(tǒng)中的情況，選用了合適的電器元件，最終本設(shè)計的裝置可智能靈活地將功率因數(shù)由0.71提高到0.99。

參考文獻：

[1]王彥文，高彥.煤礦供電技術(shù)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012（10）.

[2]張存文.靜止無功補償器在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用研究[J].電力電子技術(shù)，2013，47（10）.

[3]王海珍，王彥文.新型礦用隔爆型無功自動補償裝置的研制[J].煤礦機電，2000，1.