礦井低壓供電系統中SVC關鍵技術

王彥文++高任佐++李俊峰

【摘 要】無功補償裝置（SVC）在供電系統中處在一個非常重要的位置。合理地選擇補償裝置，提高功率因數，可以做到最大限度地減少網絡的損耗，使電網質量提高。本文對礦井下供電系統中所需選用的相關器件進行了分析，總結了無功補償技術在煤礦供電系統中的良好應用前景，并通過MATLAB仿真來論證煤礦井下低壓供電系統應用該裝置后可提高系統的功率因數。

【關鍵詞】無功功率 低壓供電系統 無功補償

1 背景

隨著工業發展，對電能質量的要求提高，其電壓穩定性直接影響礦井安全生產。電壓損耗與無功負荷是影響電壓穩定的直接因素，目前，國內機械投切電容器的方式較普遍，地面上已廣泛應用SVC裝置，但在井下還未普及[1]。為了提高負荷自然功率因數，實現無功補償，安裝井下SVC裝置可達到減少費用及事故、增產增效的目的[2]。

2 井下SVC相關器件的選擇

本設計選用晶閘管控制電抗器（TCR+FC）的靜止式動態無功補償方案，分組投切電容器，容易實現；采用干式空心電抗器，次電抗器線性度高、熱穩定性好，容量大；晶閘管選用ABB公司優質產品，電氣性能好，體積小、可以實現免維護運行；采用熱管自冷卻技術防止引起火災，且安放方便；使用上海晨格的CGDL自愈式低壓并聯電容器，采用金屬化膜自愈技術，體積小，安全等級高。電容器采用三角形接法，可防止容量不對稱而出現的過電壓，且可以充分發揮電容器的補償能力。

3 礦井下供電系統仿真分析與計算

以某礦區的井下低壓供電系統為例，采區主要用電設備采用660V電壓。

（1）SGW-40T可彎曲刮板輸送機：額定電壓660V，額定容量：40kw。

（2）JBT-5-2局部通風機：額定電壓：660V，額定容量：11kw。

（3）JD-11.4型調度絞車：額定電壓：660V，額定容量：11.4kw。

搭建模型如圖1，經MATLAB仿真得補償前波形如圖2（上），計算得功率因數0.71。為達到國家規定值0.9以上，決定在系統中加裝SVC裝置，即斷路器閉合。

為保證裝置靈活與智能性，通過PLC控制電路及開關，將電容組根據 “8421”原則分為4組、8檔。根據負載情況分級投切，逐漸減小，當全部投切入系統即“8檔”時波形如圖2（下），計算得補償后功率因數為0.99。經分析，若該礦井下設備均正常運行，調至“6”檔即可達到基本要求，運行中可根據負載靈活改變檔位。表1為各檔位補償仿真結果。

4 結語

本文主要研究了礦用低壓供電系統SVC的關鍵技術。根據礦井低壓供電系統中的情況，選用了合適的電器元件，最終本設計的裝置可智能靈活地將功率因數由0.71提高到0.99。

參考文獻：

[1]王彥文，高彥.煤礦供電技術[M].北京：中國礦業大學出版社，2012（10）.

[2]張存文.靜止無功補償器在煤礦企業中的應用研究[J].電力電子技術，2013，47（10）.

[3]王海珍，王彥文.新型礦用隔爆型無功自動補償裝置的研制[J].煤礦機電，2000，1.