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摘 要：本文对无功就地补偿技能在煤矿供电体系的利用中进行了剖析，该技能能够起到节省电能、进步供电质量、节省资料费等作用，在煤矿供电体系中的利用有较好的发展远景。

要害词：无功补偿；就地；节能；利用

中图分类号：TM761+.12 文献标识码：B

Application Analysis for Reactive Local Compensation Technology in a Coal Mine

GENG Zu-he，TEAN Yao，SHANG Tie-yan

(Xiaonan Coal Mine of the Iron Coal Group，Tieling City Liaoning 112704，China)

Abstract：This paper makes a analysis for application of reactive local compensation technology in the feed system of the coal mine．The technology can pay a part in electric energy saving，increasing quality of power supply and material saving cost．It has better development prospects in the application to the feed system of the coal mine．

Key words：reactive compensation；local；energy saving；application

1 引言

功率因数是电力体系，特殊是电力用户的一项首要指标，进步用电负荷的功率因数可以使发、变电装备和输电线路的才能得到充沛的施展，下降备级供电线路和供电变压器的功率丧失、电压丧失、并节省电能。目前煤矿供电体系重要采用集中补偿方式进步功率因数，即在矿井地面变电所6kV母线上并联电力电容器来进步功率因数，它能够改进电网功率因数，进步电网供电质量和才能，节省电能。下面就联合晓南煤矿供电实际情形，探讨采纳无功就地补偿技能的优毛病及利用远景。

2 井下供电概况

随着采掘机械化的发展，晓南煤矿原煤产量的大幅度进步，使得工作面电气装备总容量，单机功率显明加大，供电距离加长。由于用电装备自身无功功率损耗的存在，造成井下电网功率因数较低，约为0.65。这样就使得供电装备、设施的应用率下降，并且还增大了供电线路的功率损耗。

3 无功就地补偿原理

无功就地补偿技能采纳静电电容器直接并联于电网末端的感性负载上，应用静电电容器进行无功功率补偿，最大限度地减小体系中流过的无功功率，进步电网功率因数，原理图如图1。

图1 静电电容补偿无功功率矢量图

图中 ic—电容电流

i1—补偿前电流

i2—补偿后电流

如图所示，在未进行补偿前，线路电流i1滞后于电压Φ1电角度，采纳静电电容器进行无功功率补偿后，线路电流i2滞后于电压Φ2电角度，因为Φ1大于Φ2，所以cosΦ1小于cosΦ2，即补偿后的功率因数值大于补偿前的功率因数值。因此，应用静电电容器进行无功功率补偿，可以进步电网功率因数。

4 优毛病及利用远景剖析

4.1 下降供电线路的功率损耗

4.1.1 供电线路的功率损耗

由于用电装备自身无功功率的存在，使得电力体系向用电装备供应有功功率的同时还供应相应的无功功率，这样电网在输送有功电流的同时还输送必定的无功电流，总的视在电流增添了。

有功功率：P=U·I·cosΦ·10-3 (1)

式中 P—有功功率，kW

U—线电压有效值，V

I—相电流有效值，A

cosΦ—功率因数

无功功率：Q=U·I·sinΦ·10-3 (2)

式中 Q—无功功率，KVAR

视在功率：S=U·I·10-3 (3)

式中 S—视在功率，KVA

三相供电线路中的功率损耗重要是流过供电线路视在电流在线路电阻上的热损耗。即：

P1=3•I2•R•10-3 (4)

式中 P1—三相供电线路损耗，kW

R—供电线路每相的直流电阻，Ω

将式(1)代入式(4)中收拾得出：

(5)

由式(5)可以看出P1与cos2Φ由成反比。目前煤矿井下低压电网自然功率因数较低，约为0.65。采纳无功就地补偿装置可以使cosΦ进步到0.95，在负载不变的情形下可以大大下降供电线路的功率损耗。

4.1.2 节省电力

以铁煤团体晓南矿西三三部皮带输送机(以下简称皮带)为例，无功补偿装置安装在配电点受入开关后面，进行对比。

图2 西三三部皮带供电体系图

依据式(5)的盘算补偿前供电线路的功率损耗为6.7kW，补偿后供电线路的功率损耗为3.6kW。补偿后供电线路的功率损耗减少3.1lkW。供电体系图如图2所示。

皮带每天工作18h，年工作日按350天盘算，则每年可节省电力为19530度；按平价电费0.468元/度盘算，年节省电费9140元。

如果该矿在表1中各地点安装无功就地补偿装置，全矿每年可节省电费5.42万元。

4.2 进步线路供电才能

由式(1)可得出：

(6)

仍以西三三部皮带为例，经盘算得出补偿前线路负载电流为180A，依据电缆长时容许载流量选择截面积为70mm2的电缆作为供电线路。补偿后线路负载电流为132A，依据电缆长时容许载流量供电电路就可以选择截面积为50mm2的电缆。70mm2电缆单价117元/m，50mm2电缆单价为88元/m，供电线路电缆450m，这样每处配电点可以节省投资1.2万元左右。同时由于负载电流下降了48A，这样即可以选择容量小的变压器，以节省投资，也可以进步现有变压器的负载才能。

4.3 减少供电线路电压丧失

线路电压丧失可按下式盘算：

按式(7)的盘算得出补偿前供电线路电压丧失为5.61％，补偿后线路电压丧失为4.82％，补偿后线路电压丧失减少了0.79％。井下供电电压额定值为690V，补偿后供电线路电压降减少49.3V，有利于用电装备重负荷起动。

5 结论

通过以上对无功就地补偿技能优毛病的对比，可以看出，在煤矿安装、使用无功就地补偿装置，可以改进电网质量、节省电力、减少安装资料资金，能取得可观的经济效益，具有良好的利用远景。

收稿日期：2003-06-10

作者简介：耿祖鹤，男，汉族，1970年5月31日诞生，大学本科学历，1993年毕业于阜断矿业学院电气工程系、工业电气主动化专业，学士学位，现任铁法煤业股份有限公司晓南煤矿运转队队长。