SVC無功自動補償裝置在煤礦供電中的應用

李宏剛

（黃陵礦業集團機電公司 陜西省延安市 727307）

SVC無功自動補償裝置在煤礦供電中的應用

李宏剛

（黃陵礦業集團機電公司 陜西省延安市 727307）

本文結合黃陵礦業地面供電系統的現狀針對煤礦地面供電系統中大量使用SVC無功自動補償裝置進行了分析，特別是對SVC無功自動補償裝置在使用中出現的問題進行了剖析，對如何更好使用該裝置提出了改進措施和建議。

SVC無功自動補償裝置；煤礦供電；功率因數；電容器

1 引言

隨著科學技術水平的提高，煤礦綜采機械化得到飛速發展，電力負荷出現非線性增加，對供電系統的電壓穩定、功率因數的要求越來越高。SVC無功自動補償作為一項新技術在煤礦電力系統中得到了廣泛的使用，在保證煤礦用電安全穩定的同時，也提高了供電系統的功率因數，帶來了一定的經濟效益。黃陵礦業集團地面供電系統主要是由2座110kV變電站和6個35kV變電站組成，共安裝7套SVC無功自動補償裝置，在6kV或10kV進行無功補償。本文通過對SVC無功自動補償裝置工作原理的分析探討，并結合在煤礦供電實際使用中存在的問題進行研究，提出改進措施和建議。

2 SVC無功自動補償裝置工作原理

黃陵礦業集團使用的SVC全部為鞍山榮信生產，該裝置主要由全數字控制系統、高壓晶閘管變流裝置、補償電抗器和高次諧波濾波裝置組成，H5、H7、H11分別為過濾5、7、11次諧波的高次諧波濾波電容。如圖1接入供電系統，根據系統感性無功的大小先投入若干組高次諧波濾波電容，使電力系統處于容性狀態，通過全數字控制系統采集母線的無功電流和電壓值合成無功值，和設定的恒無功值進行比較，計算出觸發角大小，通過晶閘管觸發裝置使晶閘管流過補償電抗器所需的電感電流，補償電抗器輸出的感性無功QTCR和容性無功相抵消，保證系統無功恒定。滿足系統無功QN=QV（系統所需）-QC+QTCR=恒定值。達到消除無功沖擊，濾除高次諧波，平衡三相電網，穩定母線電壓，保證母線功率因數作用。

圖1 SVC無功補償裝置系統單線接線圖

3 SVC在煤礦生產應用中存在的問題

3.1 負荷變化較大時SVC運行存在問題

SVC實現自動補償的前提是供電系統必須是在容性過補的狀態下通過調節晶閘管觸發角補償所需要的電感電流，若供電系統是感性就無法自動補償和調節，H5、H7、H11分別由三面高壓開關柜人工控制，只能按順序投入，上一級閉鎖下一級。由于煤礦生產是不連續的，每天正常生產時負荷較大，一般需要投入2組或3組電容器，即投入H5、H7或H5、H7、H11，但是檢修時只需投一組H5就足夠，若投入的電容器組容量不夠，TCR就無法自動補償和調節，若投入的電容器組容量太大，TCR需要補償的電感電流太大，處于內耗狀態。

3.2 SVC對煤礦供電運行方式的影響

《煤礦安全規程》規定：“礦井應有兩回路電源線路。正常情況下，礦井電源應采用分列運行方式”。SVC裝置需要4面高壓開關柜、3組電容器、1組電抗器和一套晶閘管控制系統，除4面開關柜外，其余裝置占地面積一般為200～300m2，總費用200萬左右。由于煤礦變電站受地理條件限制，變電站只能安裝一套SVC裝置，且4面高壓開關柜大多安裝在不同母線段，SVC要正常運行只能采用兩段母線并列運行方式，對煤礦供電安全造成一定影響。

4 保障SVC設備安全運行的方法和措施

4.1 加強監控，規范操作，確保SVC有效運行

SVC工作原理決定在負荷變化較大時不能自行判斷調節，需人工投切電容器，對選擇使用SVC裝置提出了更高的要求。①在使用時，要求值班人員加強監控，根據煤礦生產規律、負荷變化情況及時調整電容器的容量，規范操作保證設備正常運行，降低由于運行方式不當影響設備使用壽命。②在選擇電容器時要結合煤礦負荷選擇合適容量的電容器，盡量減少電容器組的數量，減少人工投切的次數和頻率。

4.2 合理安裝SVC裝置，適應煤礦供電運行方式

SVC裝置需要4面高壓開關柜，在安裝SVC時要結合煤礦供電運行方式合理安裝。①TCR和電容器柜盡可能安裝在同一母線段，確保在分裂運行方式下不影響SVC的正常運行。②在同級或上級相鄰的變電站安裝SVC時盡可能安裝在不同電源或母線段上，保證在分裂運行方式時，每個電源線路或母線段都有SVC補償裝置。③合理調整運行方式，可間接通過上級或同級變電站的SVC對本站供電系統進行自動無功補償，減少不必要的投資。

5 結束語

SVC作為一項新技術在煤礦地面供電系統中越來越多的被使用，但在實際使用中，由于煤礦供電的特殊性，在發揮SVC作用的同時，并會伴有負面影響，在一定程度上制約著煤礦供電的運行方式，較大的維修費用增加了煤礦企業的生產成本，因此在選擇和使用SVC時要結合煤礦供電的特殊性慎重選擇合理、可靠的SVC裝置，既要保證煤礦供電的安全可靠，也要充分考慮煤礦企業的投資和運行成本。

TD614

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1004-7344（2016）02-0175-01

2015-12-22