礦用供電系統中電容器補償技術的實踐探索

邱明

湖南有色新田嶺鎢業有限公司

礦用供電系統中電容器補償技術的實踐探索

邱明

湖南有色新田嶺鎢業有限公司

變壓器是礦用供電系統的重要組成，其運行能力和使用效率，決定了供電系統的可靠性及安全性，要想為礦山開采作業提供用電保障，就應該將電容器補償技術合理應用于供電系統中，改善變壓器性能，減少電能無功損耗，實現電能利用率的最大化。文章簡要介紹了電容器補償技術，指出了其應用于礦用供電系統中的重要性，并對其實踐應用進行了詳細分析，具有指導和借鑒作用。

礦用供電系統；電容器補償；重要性；技術原理；實踐應用

基于生產生活對能源及資源需求量的不斷提高，礦山開采深度也隨之增加，生產作業環境變得更加復雜，供電系統尤其是高壓配電環節，存在線路較差問題，而且還容易受到外部環境因素的干擾，導致供電系統電壓不穩定、線路損耗較高，降低了供電效率和供電質量，不利于礦山開采的順利、安全進行。針對這種現象，就需要結合電力系統實際運行情況，以及用電需求，做好礦用供電系統無功補償工作，在提高供電質量的同時，降低礦山開采成本。

1.礦用供電系統中電容器補償技術簡要介紹

電容器主要包括芯子和箱殼兩部分，其中芯子相當于電阻，由多個元件和絕緣件串聯并并聯組成，主要作用是輸送電能和阻斷電流，當電容器出現升溫放熱現象時，芯子形態便會發生變化，以此來阻斷電流通過，可以有效防止因熱量過高造成設備損壞問題的出現，確保了電容器的安全運行。箱殼是包容電容器內部元件的殼體，能夠有效阻隔外部環境，對其起到保護作用，鋼板是組成箱殼的主要材料，需經過焊接處理形成封閉箱體，并在箱蓋位置設置套管，便于電容器功能的有效發揮[1]。利用電容器補償技術，是提高礦用電力系統電能利用率的主要手段，這就需要保證確保芯子和箱殼作用的有效發揮，以便順利實現電容器無功補償，以此來提高供電系統運行穩定性，以及電能利用效率。

2.電容器補償技術對礦用供電系統的重要性

當前礦用供電系統在運行過程中，存在設備輕載率高、功率因數低等問題，導致電能利用率較低，造成大量電能的浪費。而電容器無功補償技術，能夠利用有容裝置釋放的能量，對所消耗的感性負荷能量進行補償，以此來提高電力系統功率因數，其供電能力及供電水平將會得到顯著提升。同時，也會大大降低電能損耗，確保電壓始終處于穩定狀態，可以有效避免電流沖擊現象，電力系統的的運行環境得到有效改善，提高了供電可靠性，也減少了電能損耗所帶來的經濟損失，可以增加企業經營效益[2]。

3.礦用供電系統中電容器補償技術的實踐應用

基于電容補償技術對礦用供電系統的重要性，就需要采用科學實踐策略，將其加以有效應用，改善供電環境和供電質量，為礦山開采作業提供電能保障。

3.1 科學選擇電容器

BW6.3-12-1-TH電容器，是當前礦用供電系統中最為常見的電容器，在應用電容器補償技術時，需要根據該電容器各項運行參數，確定科學配置方案。已知該型號電容器額定電壓及容量分別為6.3kV和12kVar，如果分別用P和Q表示有功功率和無功功率，則功率因數cosΦ大小為P/Q。如果用Kf和Qcd，分別表示平均負荷系數和所需靜電電容器容量，則存在關系式為Qcd=Kf·P(tanΦ1-tanΦ2)，一般情況下，P、cosΦ1、cosΦ2、tanΦ1、tanΦ2、Kf大小取值，分別為1230kW、0.86、0.92、0.59、0.43、0.85，這些數值代入公式中，便可以求得Qcd為167.28kVar[3]。根據該電容器額定容量大小，經計算可知所需電容器數量為14組，將電壓考慮在內，則需要配置15組電容器。

3.2 做好經濟效益分析

降低礦山開采成本、提高企業經營利潤，是應用電容器無功補償的主要目的，在實際應用過程中，就必須從經濟效益角度進行分析。首先，當作業區供電系統運行負荷和功率因數，分別為1830kV和0.86，此時所需變壓器為2127.9k VA，保持運行負荷不變，功率因素增大至0.92，則所需變壓器為1989.9k VA，由此可知，變壓器利用率與電力系統功率因數成正比。其次，根據I=l/VcosΦ能夠知道，供電系統電流與功率因數成反比，并且電能損耗和電壓損失，會隨著電流的減小而降低。綜合以上分析可知，當利用電容器無功補償技術，將功率因數從0.86提高至0.92時，補償無功功率為138kVA，轉換成電能為127kW，每天可供電20h，計算可得每年補償用電量為91.44萬度，可節省大量電費，減少了企業成本，具有較高的經濟效益。

3.3 測試電容器性能

在電容器正式投入使用之前，為確保其工作性能的良好性，需要進行試運，確定無任何異常現象出現后，才可將電容器應用于礦用供電系統中。在測試過程中，需要先保證試運環境的安全性，具體措施是將待測試的電容器放置在電容柜器中，避免對測試人員的生命安全造成威脅。固定是補償高壓電容器柜，是一種比較常用的保護柜，可利用該類型電容器柜進行測試，試運時，要求通過熔斷器熔絲的電流不能超過其額定值，其大小一般為220A，同時，電容器蜂擁值也要控制在標準電流以下，避免因電流過大，造成熔斷器熔絲燒斷，保證電容器性能的良好性。

3.4 采取安全防護措施

電容器的安全、穩定運行，是發揮電容器補償技術應用價值的前提，這就要求將其應用于礦用供電系統后，采取必要的安全防護措施，切實提高供電效率。在電容器正式投入使用之后，不同組設備的具體運行情況存在差異，這就需要技術人員時刻監測電容器的運行狀態，當發現脫機事故時，在第一時間采取有效措施加以解決，同時還應該充分利用報警功能，借助自動開關對電容器的運行狀態進行調控，確保其始終處于安全、穩定運行狀態，避免出現爆炸事故。

結束語

將電容器補償技術有效應用于礦用供電系統中，可以改善并解決供電能力不足、供電電壓異常等問題，對于提高供電系統運行安全性和穩定性具有重要意義，同時還能通過減少電能損耗，來降低礦山開采作業成本，為企業帶來更加可觀的經濟效益，所以，必須提高對電容補償技術應用的重視力度。在實際應用過程中，需按照選擇電容器、做好經濟效益分析、測試電容器性能、采取安全防護措施的實踐流程，結合礦用供電系統運行特點及電能需求，實現電容器補償技術的有效應用，充分發揮其應用價值和應用優勢。

[1]牟琳杰.無功補償技術在煤礦供電系統中的應用試驗研究[J].煤礦現代化,2015，（6）：70-71.

[2]王強.煤礦供電系統無功補償電容器串聯電抗器的選擇[J].科技視界,2014，（24）：308-308.

[3]徐自強,李穎慧.解析礦山供電中電容器補償技術的應用[J].中國科技縱橫，2014，（5）：198-198.