矿用隔爆型无功功率自动补偿器的实际应用

孙建君 董 梅 丁桂红

（龙矿集团梁家煤矿，山东 烟台 265700）

矿用隔爆型无功功率自动补偿器的实际应用

孙建君 董 梅 丁桂红

（龙矿集团梁家煤矿，山东 烟台 265700）

为了提高煤矿井下供电系统末端的供电质量，确保供电系统的安全可靠，达到节约电能的目的，在掘进工作面供电系统进行就地无功功率补偿。

煤矿；隔爆型；无功补偿

1 概述

目前，我国煤矿供电系统大部分在地面或井下采用变配电所集中补偿的方法来提高供电系统的功率因数，从而达到提高矿井的供电质量的目的。但是，随着煤矿井下动力设备容量不断加大，供电系统线路，特别是供电系统的末端（井下掘进工作面）不断延长。为了提高井下供电质量，确保供电系统的安全可靠性，达到节约电能的目的，在掘进工作面（特别是综掘机工作面）供电系统进行就地无功功率补偿。

2 无功功率补偿技术方案

提高功率因数的关键在于尽量减少供电系统中各部分所需要的无功功率，特别是减少负荷从电网中取用的无功功率，使电网在输送一定的有功功率时，尽量少输送或不输送无功功率。提高功率因数的方法可分为两类：一是提高用电设备本身的功率因数，如尽量采用鼠笼式异步电动机、避免电动机和变压器轻载运行、对不调速大型设备尽量采用同步电动机、尽量采用高压电动机等；二是人工补偿提高功率因数，如并联移相电容组、采用同步调相机、采用可控硅静止无功补偿器、采用进相机改善功率因数。

BBW3-200系列矿用隔爆型无功功率自动补偿器并联于感性负载（变压器）上，在感性无功功率发生之处实施补偿，主要是对工频的三相用电设备中的无功功率进行自动补偿。利用电容器产生的无功功率与感性负载无功功率相互交换，从而减少负载向电网吸取无功功率，提高了整个负载相对电源的功率因数，达到改善电动机运行条件和节约电能的目的。

矿用隔爆型无功功率自动补偿器采用真空接触器控制电容器组，电容器采用优化组合，根据负荷大小自动投切，也可以在没有电压、电流信号的情况下进行手动切换。目前梁家煤矿掘进工作面主要采用630KVA及以下移动变电站供电，根据无功功率补偿容量约为变压器容量的三分之一，即200KVAR。

3 矿用隔爆型无功功率自动补偿器的主要功能和技术特点

3.1 矿用隔爆型无功功率自动补偿器符合“GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备标准”、“GB/T15576-1995低压无功功率静态补偿装置总技术条件”、“Q/CG03-2006矿用隔爆型无功功率自动补偿装置技术条件”要求，适用于矿井综掘工作面的恶劣环境。

3.2 矿用隔爆型无功功率自动补偿器内电容器最大允许电流大于变压器额定电流的1.3倍以上，保证设备的安全可靠运行。

3.3 矿用隔爆型无功功率自动补偿器为分段式补偿，装置内应配有无功补偿控制器能够自动跟踪被控供电系统的无功功率变化情况，并能够将被补偿系统的功率因数自动补偿到0.95以上。装置具备自动投切功能，实现在线自动补偿，也可以在没有电压、电流信号的情况下进行手动切换。

3.4 矿用隔爆型无功功率自动补偿器并联接入供电系统运行时，对供电设备的正常运行不会产生任何不良影响。补偿器发生故障时，可通过隔离开关分断退出，不会影响供电系统的正常运行。

3.5 矿用隔爆型无功功率自动补偿器具有全中文液晶显示屏，人机对话操作简单、方便、直观。实时计算显示功率因数、有功功率、无功功率、时间、运行电流、电压、电压畸变率、电流电压谐波含有率等参数。

3.6 矿用隔爆型无功功率自动补偿器中的补偿控制器具有强大存储功能，能够实时显示各种数据变化情况及电容器投切情况，具有200天以上数据记忆能力。

3.7 矿用隔爆型无功功率自动补偿器具有综合保护功能。补偿控制器具备过电压、断相、欠压、电容器过电流、投切次数限制、过谐波超值等保护功能。

3.8 通讯功能。具有RS232和RS485通讯接口，可采用现场或远程通信，远程投切电容，可采用短距离无线通信功能。

4 无功补偿效果及经济效益

4.1 提高供电系统功率因数：目前梁家煤矿掘进工作面功率因数一般在0.6～0.75，采用矿用隔爆型无功功率自动补偿器可以在额定补偿范围内将功率因数提高到0.95，甚至高于0.95。

4.2 提高设备的供电能力：当设备视在功率S一定时，如果功率因数提高，有功功率P也随之增加，提高供电设备的供电能力，根据计算供电能力提高约20%。

4.3 改善电压质量，降低电压损失，减少变压器和线路电能损失20%左右，并可减少电网压降15～30 V，具有较高的技术经济效益。

4.4 矿用隔爆型无功功率自动补偿器除了提高功率因数，相对增加变压器的容量，节能降耗，还可以延长电机及相关电容器的使用寿命，降低电器设备的温升，减少交流接触器火花，防止电器设备的故障，节约维修费用，促进安全生产。

矿用隔爆型无功功率自动补偿器具有投资省（相对其他补偿方法）、有功功率损耗小（每kvar损耗约3～4W）、运行维护方便、故障率低、无振动与噪音、安装地点灵活等优点，在煤矿井下具有较高的推广价值。

[1]李风军，王国保，任建广.提高电力系统用电功率因数方法[J]，科技信息2008（10）：10.

TM714

A

1671-0037（2014）07-89-1

孙建君（1975-），女，本科，工程师，研究方向：矿山机械。