无功补偿技术在煤矿井下供电系中的应用

陈春节

【摘要】无功功率在交流输电和配电系统中的存在非常普遍。因此，尽管无功功率存在很多缺点，但无法消除。无功补偿的目的是增加功率因数。为了使发电效率增加可以通过提高功率负载的功率因数来实现，进而使变压器设备和输电线路功能的发挥得到提升。降低由各级供电线路以及电力变压器所带来的功率以及电压损耗，达到节约能源的目的。因此在本文中将根据对现如今煤矿井下供电现状进行研究，对井下无功补偿技术的应用进行论述。

【关键词】无功功率 补偿技术 煤矿供电 应用

前言：在现如今，现代矿山技术快速发展，财经矿山开采的过程当中，使用的机械设备越来越多，因此工作台设备和配电室之间的距离也大大增加，在此过程当中需要使用的非常多的大功率电机。在现如今的煤矿井下供电系统当中，主要是低压供电系统，其功率因数一般保持在0.5到0.7，在这一范围内的功率因素，对于整个矿井的功率因数来讲非常不利，会使得井下的无功功率消耗变大。

1煤矿井下供电系统的特点

因为煤矿井下作业的环境大多数都比较恶劣，在井下光照环境非常差，同时，地下环境非常阴暗，潮湿作业在井下所铺设的各种电缆等设备，经常受到潮湿条件的影响。在井下各店系统之间使用电缆来进行连接，除此之外，在井下索道比较窄。如今机械化程度的提高，使得煤矿井下作业机械设备的使用频率与数量都越来越多，并且需要长时间处于过载状态，有一些功率消耗比较大的设备，会使用全电压启动方法进行启动，这种方法虽然说非常快速，但是这种情况下，电缆线路当中的电压下降速度非常快。如今国内煤矿井下供电网所用的的系统乃是中性点不接地系统。但是两端的电压会变高，在此过程当中，电力事故发生的几率将会大大增加。因此可以认为，在发生相对地现象时，电力系统的工作时间要大大降低。

2煤矿井下无功功率存在的危害

在煤矿井下了，供电系统的组成当中有许多感性负载的存在，这些感性负载对于功率的消耗非常之大，从本质上来讲，有感性负载所消耗的功率属于无功功率，对于整个供电系统的运行并没有产生非常大的阻碍，但是因为感性负载的数目过多，所以会大大增加在整个供电系统运行过程中的电压以及功率损耗。与此同时，对于整个供电系统来说，无功功率会使得电压的波动频率以及幅度挡都增大，对于整个电源的稳定性来讲是非常大的危害。如果在整个煤矿井下电力系統当中，所使用的设备功率不高，那么这种现象还不明显，若是使用一些高功率的设备，那么这种破坏性的影响将会大大增加。

3井下使用无功补偿的意义

首先是，降低无功功率的损失节省用电能源消耗。在整个井下供电系统中应用功率补偿系统后，整个电力系统和电气设备用于功率利用。会产生非常积极的影响，提升电气设备的运行过程当中对电能的使用效率，降低无用的能源消耗。

其次，功率因数会受到无功功率的很大影响。因为在接近原理当中，电网中拥有的感性无功电流，是需要依靠无功功率来进行消除的，在销售的过程当中，会使功率因数增加，并且使整个供电系统的功率因数达到国家的电网标准。无功功率的存在，使得电网线路上负载的负担得到了分担，同时也让变压器容量再利用上得到了很大程度的提高，利用无功补偿技术之后，在变压器的工作过程当中，其输出功率会降低。迫使运行功率和有功功率达到接近状态，增加了功率的利用效率。

最后则是无功补偿还能够，对电网当中的顶芽进行稳定，如果电网中无功功率这张图那么电网的整体波动程度就非常大，使用了无功补偿技术之后，井下电网电压的稳定性将显著提升，减弱二次电压波动现象。稳定整体电压波动。

4自动无功补偿装置的工作原理

在煤矿井下供电系统在运行的过程当中，感性负载会产生非常多，因此电压和电流在电网运行过程当中，处于不同阶段时，相位差以及切率因数角也会不同。在整体，电力系统电路当中，电容型电流负载，以及电感性负载装置，处于并联连接状态，这样可以吸收彼此释放的能量，实现能量转换。吸收转换之后，也就会使电流与电压之间存在的相位差大大降低，降低了整个煤矿井下供电系统当中的无功功率。

5无功补偿技术的主要类型

首先是就地无功补偿技术。在低电压网络当中这种技术用用的更加普遍。在这种补偿方法中，应用带的主要电气设备为晶闸管和机械开关。这两种设备都可以用作电路交换机。同时在这种补偿技术下，电容器的自动切换，可以交给电压传感器器来进行完成，在整个电网运行中，电容器是电动机无功负载的主要来源。是电力系统的电路控制在最小范围之内，如果整个用电系统工作过程中电路不变，那么线路之间所产生的损耗和电流将会互成比例。

其次是分散无功补偿。分布式无功补偿是为了达到在整个电力系统变压器低压位置通过并联电容器来分散无功功率，提高分支电源使用效率的目的。强制等方式进行无功补偿可以使电路当中电流以及功率的消耗，大大降低。

最后，是集中无功补偿。所谓的集中无功补偿是使电容器，和变电站降压总线之间形成并联关系，采用这种方法能够更好的对整个电路系统当中的电流电压进行控制，从而实现自动切换的工作目的。同时啊，这种方法的能效非常之高，并且在整个电网系统运营过程当中便于进行维护，使得电网变压器及线路的无功负荷能够，控制在有效范围之内。

6煤矿供电系统无功补偿技术

6.1降低供电线路的功率损耗

三相供电网络当中有泄漏功率所带来的损失，主要的形式表现为热损失，在现如今的煤矿井下供电系统当中功率比较低，所以无功补偿技术能够在很大程度上是自然功率得到提升。在能够保证整个电力系统的负载稳定的状态下，整个电力系统当中的功率损耗将可以控制在一定范围内。

6.2减少供电线路电压的损失

无功补偿机制的实验需要依靠无功功率补偿装置，这种装置可以在，电力系统泄漏当中产生很小的电流，进而实现对电脑的正常运输，将电路当中的电压损耗降到最低程度。因此，为了能够使得电压更加稳定，电气设备工作量就会相应的减少。

参考文献：

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