无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用.pdf

295 科学管理 2020年第8期 在我国煤矿供电行业发展进程中，无功补偿技术 具有一定的促进作用。基于我国科技日新月异的发 展，在进行无功补偿技术深入研究过程中，也产生了 优势不同且多元的补偿技术，为煤矿工作提供重要的 电力保障。 1 无功功率含义 针对煤矿供电系统来讲，其中大负载的设备有很 多例如提升机、通风机等，这些设备的运行均是以电 磁感应定律为依据的。出于在供电系统构建由于交流 变换而生成的磁感应电磁通与电磁场，让磁能与电能 之间能够自行转换，在电网中则要确保无功功率，其 中的无功功率不可以和其他形式功率之间发生变换。 出于在电动机中能够达到转子转动的目的，则需要在 启动电动机时将无功功率从供电系统中获取，进而在 其内部磁场产生转动由此启动电动机。若想让变压器 二次侧可以生成感应电动势，那么变压器则需要在供 电系统中得到无功功率，进而在去一次侧产生交变磁 场，变压器能够实现电压调整[1]。因此，在煤矿供电 系统中无功功率所具有的意义十分巨大，能实现和其 系统相连接并且会一直存在。可是现阶段电力传导系 统，在制造时就无法有效控制传导电力大小，而且也 无法改变，因此若想传导大量无功功率，必然会在一 定程度上降低有功功率所具备的传导能力；与此同时 在供电系统中会进入大量的无功功率。这样大多数电 力设备会降低其功率因数，难以达到额定标准而且在 供电系统中会消耗大量的电能，由于大量谐波的产 生使得统波十分不稳定。对于电路而言，要是电压超 前于电流，导致生成的无功功率具有感性特征。要是 电流与电压相比超前，则会导致无功功率具有容性特 征。相比于电源频率和频率，相同于基波频率的无功 功率则属于基波无功功率，若是不同的则属于谐波无 功功率。 2 简析应用无功补偿技术的优势条件 煤矿在实际应用供电系统的过程中，如果外部环 境发生变化会导致电力负荷随之出现变化，从而在供 电系统运行过程中产生的无功功率也会随之发生变 化。也正是因为这一动态变化现象的存在，使得在实 际运行电力系统过程中，应该平衡补偿处在动态变化 状态下的电流与电压，这就要求电力系统具有一定的 动态化补偿能力。可是在实际应用无功补偿技术时， 因为其本身就具备着动态补偿的显著优势，所以在煤 矿供电中应科学有效地应用无功补偿技术。通过详细 分析无功补偿技术在煤矿供电系统的具体应用优势， 最终的分析结果有助于进一步提高供电系统的应用效 果及其运行效率。基于此，文章认为在煤矿供电系统 中引入无功补偿技术所体现的优势，具体表现在以下 几点首先，通过无功补偿技术能够对供电系统运行 过程中的无功复合因数加以精准校正。通过无功补偿 技术科学校正无功负荷因数，能够为煤矿供电系统稳 定运行提供必要保障，从而防止在供电系统实际运 转中而产生的电压不稳与损耗等问题。其次，有效应 用无功补偿技术可以确保在运行中的供电系统电压相 对稳定。因为系统电压损耗和无功负荷之间的关系息 息相关。由此可见，电压质量在无功负荷情况下受到 的影响程度相对较大。确保无功负荷处在良好的状态 下，可以防止电压过度损耗问题的出现，从而在一定 程度上防止出现电压质量偏低等问题。有效应用并将 无功补偿技术自身效果充分发挥出来，可以最大限度 稳定处理上电系统的电压，这样则能确保在实际应用 煤矿供电系统过程中的可靠性与安全性[2]。 3 供电系统中无功补偿技术的相关应用路径分析 第一，无功补偿技术应用在增强供电性能方面。 我们以某地一家煤矿企业进行分析，在煤矿供电系 统没有应用无功补偿技术时，其负载电流为180A左 右，依据长时间应用配电线路标准载流参数为依据， 该企业选择供电系统配电线路的电缆横截面积大约为 72mm2，但是无功补偿技术被引入之后，其负载电流 降低至132A左右，那么在选择配电线路电缆时，则 可选横截面积为50mm2。该企业对市场进行调研了解 到，70mm2的配电线路电缆的价格为120元/米，而横 50mm2的配电线路电缆的价格为80元/米，如果该煤矿 供电系统需要铺设450m的配电线路，那么在应用无功 补偿技术后可以为煤矿企业剩下12000元。同时因为明 显降低了线路传输电流，则可以在供电系统中应用较 小容量的变压器，这样一来不只减少了设备成本的投 入，而且大大提高了负载水平。 第二，无功无偿技术应用在降低功率损耗方面。 通常情况下，煤矿井下供电系统在将有功功率传输给 用电仪器设备的过程中，还要将无功功率向其传输， 简言之就是在将有功电流传输给用电仪器设备的基础 上，会传输一些无功电流，这样配电线路会在无形中 增加了传输总电流。我们以三相供电线路为例，之所 以会有功率损耗问题的发生，则是因为电流在通过系 统配电线路的过程中会由于线路电阻而生成热损耗。 现阶段，煤矿供电系统没有较高的自然功率因素水 平，一般维持在0.65左右，可是在无功补偿技术应用 无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用 王彦杰 山西宁武榆树坡煤业有限公司 山西 宁武 036000 摘要在煤矿供电过程中，无功补偿技术是其关键构成部分之一，一方面与煤矿供电效率息息相关，另一方面关乎着 煤矿供电的安全性。从某种角度来讲，其在煤矿供电有效发展方面发挥着至关重要的影响，以煤矿供电为着眼点，对无功 补偿技术在其中的有关应用加以简要分析。 关键词煤矿 供电系统 无功补偿技术 科学管理 296 2020年第8期 之后，可以将自然功率因素提高到0.95左右，在这一 时刻要是配电线路不改变其负载电流，自然会显著降 低其功率损耗[3]。 第三，无功补偿技术应用在降低事故发生率方 面。煤矿供电系统在没有引入无功补偿技术时，由 于其存在着一定的无功负荷，这些负荷会生成无功电 流，一方面会使得变压器、配电线路、空气开关等有 关装置迅速降低其绝缘性能，而且极易发生由于漏 电、短路等问题而发生的用电安全事故，严重时还可 能发生例如瓦斯爆炸等重大灾难性事件。除此之外， 因为不断增加的线路传输电压，直接造成无法正常 启动发电机，相继发生开关失去控制、烧毁发电机等 问题，另外还会对高效安全进行煤矿开采造成直接影 响，大大降低煤矿开采效率。热引入无功补偿技术的 之后，在很大程度上降低了系统传输电流，所提及的 用电安全事故也会减少其发生次数与降低危险程度， 能够在保证高效安全进行煤矿开采的基础上，为煤矿 工人的生命安全提供有力保障。 第四，无功补偿技术应用在降低电压损失方面。 随着无功补偿技术的普及与有效应用，不仅使得供电 系统降低了线路传输电流，而且也改善了配电线路电 压损失问题，这样配电线路能够确保快速的同时稳定 传输电压，除此之外还有助于用电仪器设顺利进行有 关的重负荷操作。 4 结束语 通过以上分析可知无功补偿技术在煤矿供电系 统中广泛应用的优势条件，不仅能够减少线路损耗、 提升供电性能，而且可以减少用电事故发生次数、减 少不必要的电力资源浪费，在煤矿企业实现经济效益 最优化上发挥着不可取代的作用。基于此，在其实际 应用中有关企业应依据具体需求，择优选取相应的无 功补偿方式。 参考文献 [1] 王旭伟 . 无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应 用 [J]. 机电工程技术， 2017， 4609122-123162. [2] 胡晋杨 . 无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用 [J]. 建材与装饰， 201829241. [3] 鲁楠， 陶玉， 孔维贺， 李国强， 朱红存 .SVG 无功补偿技 术在煤矿电网中的应用研究 [J]. 煤矿机械， 2015， 3608250- 253. [41] 郑焕友 .10kV 链式静止无功发生器在煤矿井下应 用研究 [J]. 山东煤炭科技， 201905121-123. [5] 李晓杰 . 无功补偿技术在煤矿井下电网中的应用研 究 [J]. 山东煤炭科技， 201810141-142144. 作者简介 王彦杰， 男 （1989 年 08-） ； 学历 专科 ； 职称 电气助理 工程师 ； 现任职务 机电部副部长 ； 研究方向 电气工程。 （上接第274页） Wp430.9kg/m W s （ γ s- γw） V s （ 1 6 0 0 - 1 0 0 0 ） 1.21.0164731.52kg FsγsV1600π1.016 2/41297.2kg KFs1.21297.21556.6kg 即KFs≥Wp 因此，钢管在水中不加配重的情况下，会产生上 浮。计算仍以加钢筋混凝土压重块方法配重，计算方 法同穿越河流。 4 结束语 通过以上分析可以知道，管道在穿越沟渠、河 流、水塘和特殊土壤（如沼泽）等特殊地段时，要根 据当地的地下水位进行浮力计算，这将直接决定管道 在该区域穿越的可行性、安全性、经济性、工期等的 要求。同时设计过程中也要考虑这些区域的其它基本 资料，一是区域内自然状况，如是否通航、是否有伴 行道路、地面水域宽度、深度以及水质情况等多方面 因素；二是工程的实际要求，如管道在该区域穿越是 否经济、安全；三是分析计算结果，根据浮力大小确 定采取何种控制浮力的敷设方式，并进行合理的经济 对比，从而确保设计满足各方面的要求。 参考文献 [1] 周长江 . 石油化工设计中的管道应力分析 [J]. 山东 化工， 2017， 46（20） 129-130. [2] 杨光 . 石油化工外管设计及应力分析 [J]. 宁波化工， 2017（2） 23-26. [3] 李晓婷 .LNG 气化站关键设备与管道应力分析 [D]. 西南石油大学， 2017. [4] 王迎刚， 张乃禄 . 热油管道安全经济输油温度探讨 [J]. 中国化工贸易， 2012（3） 256. [5] 刘刚， 催化裂化干气制乙苯装置反应区管道设计 [J]. 化工设计， 2014（3） 27-29. [6] 曹洪娟， 影响石油化工管道设计的因素及解决措 [L] 化工设计通讯， 2017， 43（8） 20.