煤矿井下供电系统中无功补偿技术的应用
发表时间：2019-09-20T10:58:03.483Z 来源：《基层建设》2019年第20期作者：邵冉
[导读] 摘要：供电系统是矿井生产作业的动力来源，确保其运行的有效性对矿井的长久可持续发展意义重大。
淮南矿业集团“三供一业”供气维修改造工程建设项目部
摘要：供电系统是矿井生产作业的动力来源，确保其运行的有效性对矿井的长久可持续发展意义重大。无功功率是影响供电系统性能发挥的主要因素之一，有效消除这一因素至关重要。结合具体工程实际，在分析矿井现有供电系统存在问题的基础上，对井下供电系统无功补偿方案设计开展分析，并对其应用效果做出探究，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。
关键词：煤矿；供电系统；无功补偿；方案设计；
引言
伴随矿井生产工艺自动化水平的不断提升，自动化设备在井下生产中的使用量不断增加，相应的变频开关及非线性负载的应用越发普遍，这在大幅提升矿井生产作业效率的同时也使得矿井供电系统负荷显著增加，电网谐波污染和电压波动现象明显，电缆、各用电装置的绝缘性及整个供电系统的稳定性受到显著影响，极易发生大面积的井下停电事故，严重时还会导致漏电安全事故发生，对生产高效运行和安全开展构成一定威胁。有鉴于此，针对井下供电系统使用中用电问题的诱因开展分析，探究具有良好适用性的无功补偿工艺，对于提升井下供电网络运行稳定性、确保用电安全意义重大。
1 工程概述
A矿井下中央变电所设计电压为35 k V，内部设计选用双回路电源进线模式，两条电源线可互为备用电源。在井下实际回采中，先借助型号为S11-25000的变压装置将变电所35 k V电压下调至10 k V后通过专用电缆及架空线将电能传输至井下各用电区域。图1所示即为供电系统结构示意图。
图1 供电系统结构示意图
2 现有供电系统问题分析
2.1 功率因数低电能浪费严重
根据井下实测可知，A矿井下原供电系统功率因数介于0.6～0.7，特别是在长距离供电线路中，有大量的无功电流，引起了较为严重的电能浪费现象。
2.2 变压器带载能力偏低
变压器带载能力计算公式为：
式 (1) 中，Pw为变压装置带载能力，k V?A；Py为变压装置容量，k V?A；βM为变压装置负荷率，取值0.8；cosφ为功率因数。
依照A矿井下供电实际状况，其供电系统功率因数取值0.7，则根据式 (1) 计算可知A矿井下变压装置带载能力为Pw=1 400 k V?A。不过A矿井下回采作业的采煤机额定功率为1 560 k W，这表明供电系统作业时其变压装置带载能力可能无法满足机电设备运行需求，从而导致设备无法正常运行。这种现象的长期存在往往会使得机电设备绝缘性能和工作效率大幅下降。
2.3 末端电压偏低设备启动存在故障
A矿供电系统实际使用中存在较多无功电流，使得系统运行中存在较大的压降。这种情况下，一旦遇到用电高峰阶段，极易引起大功率机电设备启动难的问题，而且随着A矿供电系统的多年使用，其线路末端电压降低现象越发明显，对正常生产的影响也越发明显。
2.4 威胁供电安全
A矿供电系统中各电源操控按键与机电设备间有着明显的无功电流交互冲突，而这种现象的长期存在会在一定程度加速设备老化，特别
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
煤矿井下供电系统中无功补偿技术的应用 发表时间：2019-09-20T10:58:03.483Z 来源：《基层建设》2019年第20期作者：邵冉 [导读] 摘要：供电系统是矿井生产作业的动力来源，确保其运行的有效性对矿井的长久可持续发展意义重大。 淮南矿业集团“三供一业”供气维修改造工程建设项目部 摘要：供电系统是矿井生产作业的动力来源，确保其运行的有效性对矿井的长久可持续发展意义重大。无功功率是影响供电系统性能发挥的主要因素之一，有效消除这一因素至关重要。结合具体工程实际，在分析矿井现有供电系统存在问题的基础上，对井下供电系统无功补偿方案设计开展分析，并对其应用效果做出探究，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。 关键词：煤矿；供电系统；无功补偿；方案设计； 引言 伴随矿井生产工艺自动化水平的不断提升，自动化设备在井下生产中的使用量不断增加，相应的变频开关及非线性负载的应用越发普遍，这在大幅提升矿井生产作业效率的同时也使得矿井供电系统负荷显著增加，电网谐波污染和电压波动现象明显，电缆、各用电装置的绝缘性及整个供电系统的稳定性受到显著影响，极易发生大面积的井下停电事故，严重时还会导致漏电安全事故发生，对生产高效运行和安全开展构成一定威胁。有鉴于此，针对井下供电系统使用中用电问题的诱因开展分析，探究具有良好适用性的无功补偿工艺，对于提升井下供电网络运行稳定性、确保用电安全意义重大。 1 工程概述 A矿井下中央变电所设计电压为35 k V，内部设计选用双回路电源进线模式，两条电源线可互为备用电源。在井下实际回采中，先借助型号为S11-25000的变压装置将变电所35 k V电压下调至10 k V后通过专用电缆及架空线将电能传输至井下各用电区域。图1所示即为供电系统结构示意图。 图1 供电系统结构示意图 2 现有供电系统问题分析 2.1 功率因数低电能浪费严重 根据井下实测可知，A矿井下原供电系统功率因数介于0.6～0.7，特别是在长距离供电线路中，有大量的无功电流，引起了较为严重的电能浪费现象。 2.2 变压器带载能力偏低 变压器带载能力计算公式为： 式 (1) 中，Pw为变压装置带载能力，k V?A；Py为变压装置容量，k V?A；βM为变压装置负荷率，取值0.8；cosφ为功率因数。 依照A矿井下供电实际状况，其供电系统功率因数取值0.7，则根据式 (1) 计算可知A矿井下变压装置带载能力为Pw=1 400 k V?A。不过A矿井下回采作业的采煤机额定功率为1 560 k W，这表明供电系统作业时其变压装置带载能力可能无法满足机电设备运行需求，从而导致设备无法正常运行。这种现象的长期存在往往会使得机电设备绝缘性能和工作效率大幅下降。 2.3 末端电压偏低设备启动存在故障 A矿供电系统实际使用中存在较多无功电流，使得系统运行中存在较大的压降。这种情况下，一旦遇到用电高峰阶段，极易引起大功率机电设备启动难的问题，而且随着A矿供电系统的多年使用，其线路末端电压降低现象越发明显，对正常生产的影响也越发明显。 2.4 威胁供电安全 A矿供电系统中各电源操控按键与机电设备间有着明显的无功电流交互冲突，而这种现象的长期存在会在一定程度加速设备老化，特别
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 §4-2 电动机无功补偿的分类 §4-3电动机就地补偿的技术经济效益 §4-4绕线型感应电动机的转子进相器 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。 用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。 线路的有功功率损耗值为：
安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为： 减少的有功功率损耗为： 无功补偿的经济当量为： 其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。 当补偿度很低，即Q bch <>Q 时， C bch ＝C y 说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。 232232222332210101010L LP LQ S R P Q P R U U P Q R R U U P P ----?+==?=?+?=+22 ' 3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=?+?'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --?=-=?32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q ---?==?-=?=-=-
浅谈电动机无功功率就地补偿论文导读：现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。4.4应避免电容器和电动机产生自激电压。关键词：电动机，电容器，就地无功补偿，无功功率 0.概述 现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。无功补偿是指采用另加无功补偿装置的办法，让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功功率交换，以提高系统的功率因数，降低能耗，从而大大减少供电线路，改善电网电压质量。 许多企业一般都是在企业内部配电室里低压母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，分散在各个生产车间，形成企业内部的输配电网络，由此，大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，这些无功电流在企业内部所造成的损耗，依然不能解决。 电动机无功功率就地补偿，就是把电动机所需要的无功电流局限在电
动机设备的最终端，实现无功功率就地平衡，使得整个变配电网络的功率因数都比较高，有效地减少输配电线路的无功损耗。 1.三相异步电动机运行功率因数及损耗 三相异步电动机运行时，所消耗的功率包括有功功率和无功功率两个分量。有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率，它的电流随负载的增加而增加，而无功功率，则是用于电动机内部的电场与磁场随着电源频率的反复变化，在负载与电源之间不断地进行能量交换时所消耗的功率。无功电流在负载变化的情况下，其变化很微小，在相位上，电流的变化总是滞后于电压90°，所以是纯电感性质的。在实际运行中，电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和，当电动机处于满负荷运行时，有功电流大于无功电流，总电流的功率因数较高，而当负载下降时，有功电流减小，无功电流基本不变，所以功率因数降低。 可以这样认为：当电动机的输出功率一定时，功率因数越低，就意味着其所需的无功功率越大，因而造成的损耗也较大。实践证明，无功功率所产生的电能损耗，主要是发生在输配电线路上的，对于那些距离电源较远，线路电阻比较大，电动机运行功率因数低的终端设备，所造成的无功损耗就更加突出了。 2.无功功率就地补偿原理及电容量的选择 2.1因为在电容负载中产生的超前无功电流与在电感负载中产生的滞后无功电流能够相互补偿，所以在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器，就可以使电动机所需的无功电流大部分由并联的电容器供
电动机三种典型振动故障的诊断 1 引言 某造纸厂一台电动机先后出现了三种典型的振动故障: (1) 基础刚性差; (2) 电气故障; (3) 滚动轴承损坏。 现将诊断分析及处理过程进行简单的描述和总结: 此电动机安装于临时混凝土基础上，基础由四根混凝土支柱支撑于二楼楼板横梁上，基础较为薄弱。电动机运行时振动较大，基础平台上感觉共振强烈。没有发现其他异常。 电动机结构型式及技术参数如下: 三相绕线型异步电动机 型号:yr710-6 额定功率:2000kw 额定转速:991r/min 工作频率:50hz 额定电压:10kv 极数:6 滚动轴承:联轴节端nu244c3; 6244c3 末端: nu244c3 (fag) 针对本电动机的特点,采用entek data pactm 1500数据采集器＋9000a-lbv加速度传感器; enmoniter odyssey软件进行振动数据的采集和分析: 2 电动机基础刚性弱的诊断过程 2001年8月21日，采用entek data pactm 1500数据采集器对此电动机进行测试。首先，
断开联轴节，进行电动机单试。测量电动机两端轴承座处水平、垂直、轴向三个方向的振动速度有效值(mm/s rms)、振动尖峰能量(gse)幅值及频谱;测量电动机地脚螺栓、基础、基础邻近台板各点及台板下支撑柱上各点的振动位移峰峰值(μm p-p); 测量电动机两侧轴承座 水平、垂直方向的工频(1×n)振动相位角。将电动机断电，采集断电瞬间前后电动机振动频谱瀑布图。 之后，重新找正对中，带负荷运行进行测试，测试内容同上。 测点位置如图1所示;对电动机基础、地脚螺栓及台板各点振动幅值进行测量的数据如图2、图3所示。 图1 图2 振动数据侧视图
浅谈无功补偿原理及无功补偿率 无功补偿原理 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。 简介编辑 无功补偿原理 当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。 电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的矢量和： 无功功率为: 有功功率与视在功率的比值为功率因数: cosf=P/S 无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。 如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为： cosφ= P/ (P2 + (QL-Qc)2)1/2 在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量： Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕 式中:
电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802
电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
浅谈10KV线路的无功补偿 电力网在运行时，电源供给的无功功率是电能转换为其他形式能的前提，它为电能的输送、转换创造了条件，没有它，变压器就不能变压与输送电能，没有它，电动机的旋转磁场就建立不起来，电动机就无法转动，但是，长距离输送无功电力，又会造成有功功率的损耗和电压质量的降低，这不仅影响电力网的安全经济运行，而且也影响产品的质量。因此，如何减少无功电力的长距离输送，已成为电力行业一个关键性的问题。 无功补偿的原则之一：集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。这就要求在负荷集中的地方进行补偿，既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，目的是做到无功就地平衡，减少其长距离输送。由于用户端随机、随器、随荷补偿的不完全或未进行补偿，线路上仍有大量的无功负荷在传输。采用在10千伏线路上并联高压电容器实现就近补偿，以降低线路传输电流，降低线路损耗，这就是线路无功补偿。 1.线路补偿容量的确定 线路补偿电容器装置一般安装在室外电线杆上，没有自动投切装置，所以只能进行固定补偿。为此选定的电容器容量必须为线路流动的最小无功负荷，否则会发生无功倒送。所以要进行线路无功补偿就必须实测低谷时期无功负荷，然后确定无功补偿容量。 2. 线路电容器安装地点及补偿容量 2.1无功负荷沿线路均匀分布 根据理论计算，从降低线损的角度看，以下补偿容量和安装位置为最佳值： 2.1.1只安装一组电容器 Ｑ为该线最小负荷时无功功率值，L为线路总长度。 C0=1/3Q 由变电所实施无功补偿。 C1=2/3Q
2.1.2安装两组电容器 C0=1/5Q 由变电所实施无功补偿。C1=C2=2/5Q 2.1.3安装三组电容器
浅谈中小型电机的维修 摘要：随着近些年来我国现代化取得了较快的发展，机械化生产力的发展给我 们的生产和生活带来了巨大的变革。本文针对当前我国中小型电机的故障与维修 现状进行一个综合论述，以期能够促进我国电机的维修事业的发展与保障。 关键词：中小型电机；故障；维修 作为我国现代化生产的重要动力来源，中小型电机当前已经成为我国各种生 产制造业的重要的动力以及辅助设备，其整体耗电量也占到了我国耗电量的40% 以上，可见电机在我国的工业生产之中的重要地位。一般来说，根据电机的运行 的构造与原理不同，我们将不同的电机分成同步电机、异步电机以及其他类型电机。当前在我国的电机构成中，尽管大型电机的占比率较大，但是由于其维修成 本较高，所以不如小型电机更加实用、灵活，本文主要结合笔者的工作经验，就 当前我国中小型电机的使用与维修进行综合论述。 一、电机常见故障类型 1.机械扫膛 扫膛是电机运行过程中常见的故障，其出现的原因主要是由于电机座在生产 的过程中没有进行良好的测试与调整，通常扫膛问题的出现与电机的设计和工艺 都具有一定的关系。根据扫膛的部位不同，机械扫膛一般还被分为定子大头铁芯 扫膛以及定子大头端部故障等等。一般在进行电机的安装过程中，如果设计工艺 的装配中没有做好铁芯与定子槽楔之间的搭配关系，往往就会引起扫膛，扫膛的 出现时电机机械装配与设计缺陷所导致的，在后期的维修中难度较大，很多时候 即使暂时维修好了，后期还有可能会出现其他的问题。 2.机械杂音 杂音是电机运行过程中经常出现的一种故障问题，由于杂音的出现原因众多，所以在日常生产中一些维修监管人员对于电机中的异响与杂音并不是十分在意， 但是在后期出现严重问题后再行维修发现损坏严重，甚至已经无法进行修复，从 而对生产造成了影响，同时也会增加一笔额外的费用。为了解决机械杂音的问题，必须根据日常维修经验先了解清楚杂音出现的位置，一般来说，按照杂音出现的 位置不同，我们将其类型划分为挡风板异响杂音、忽高忽低的闷响杂音以及不均 匀碰撞的声音等等。其中，挡风板的杂音主要是由于装配中出现的误差与不规范 性所导致的问题，而电磁声响的出现则主要是由于转子的外径和材料表面出现的 问题，这些问题的出现也是由于转子在设计时没有考虑清楚电机的实际使用工况，在使用过程中由于工况影响才逐渐出现了偏差，这也是为什么一些电机在刚采购 时并没有什么问题，但是用了一段时间就出现异响的原因。 3.对地短路 对地短路是一种常见的电气故障，其在电动机的运行中一旦出现不但会引起 较大的电机损失，甚至会导致电机直接报废，所以在维修与保养的环节中一定要 注意排除。根据产生对地短路的位置之间的差异，一般我们将电机分为转子对地 短路以及定子对地短路，对于转子的对地短路故障而言，其出现故障的主要原因 是由于铁芯的质量没有控制好，还有一部分是由于集电环出现了问题。而定子的 对地短路出现的主要原因也主要集中在短板的压入问题以及引线的问题方面，少 部分定子对地短路还是由于冲片松动的问题所导致的。 二、中小型电机维修现状 1.外观检查
浅谈无功补偿及消谐装置 【摘要】工农业生产规模的进一步扩大，电力用户除了对电能总量需求量不断增加外，对供配电系统供电安全性、可靠性、经济性等也提出了更高的要求。目前，供配电系统普遍存在供电线路错综复杂、负荷分布范围广、线损较高等问题，加上供电区域电力负荷用电时段带有明显的不确定性，使得系统供电电压水平波动较大，供电质量较差，给工农业生产和供配电企业带来巨大的经济损失，现阶段我国大多电力电子装置功率因数很低，给电网带来较大额外负担，并影响供电质量，因此，抑制谐波和提高功率因数以成为电力电子技术、电气自动化技术及电力系统研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越来越多的关注。本文简单介绍了无功功率的补偿问题和现在的无功补偿方法。 关键词无功补偿消谐供电 一．无功补偿， 就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。1.无功补偿的合理配置原则从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。(3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。(4)降损与调压相结合，以降损为主。 2.无功补偿的效益在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。(1)、节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。(2)、提高设备的利用率。对于原有
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5418545676.html, 浅谈煤矿电气安全隐患及存在问题 作者：齐海鹏 来源：《科技探索》2014年第02期 摘要：本文对目前煤矿电气安全存在的隐患及存在的问题进行剖析，通过事故、统计数据阐述电气安全可能造成的危害，并针对煤矿电气目前存在的设备局限性、本质安全性、漏电、短路、无功补偿等方面的问题进行了分析。 关键词：煤矿电气安全隐患存在问题 1 煤矿电气安全隐患 电对于现代的煤矿开采技术来说，是首要的先提条件。矿井停电会造成停风、有害气体积聚；停止排水会造成淹井；停止提升，受灾人员不能升井，救灾人员不能下井。而煤矿井下使用电能的最大危害是故障电流危险性，受伤的电缆造成漏电或形成短路，从而造成人身触电或引起电火灾，更甚者是电明火外露，引起瓦斯、煤尘爆炸事故。 1.1瓦斯、煤尘爆炸的主要引爆源 众所周知，煤矿时刻受着水、火、瓦斯的威胁，伤亡事故的发生率比任何工业部门都高。爆炸事故的瓦斯（主要是甲烷）、煤尘一直是煤矿安全生产的大敌，世界各主要产煤国都在 为防治瓦斯事故投入巨大的人力、物力、财力，但是重大瓦斯爆炸等恶性事故仍不断发生。通过调查分析，大多数的瓦斯、煤尘爆炸事故的点火源主要还是电气直接或间接引起的。 1.2人身触电事故 在煤矿井下潮湿的环境下，尤其是被采掘机械拖曳的软电缆，最容易受到各种机械损伤，近年来由于坚持使用漏电保护装置，井下交流电网触电死亡事故已明显减少，但尚未彻底杜绝。特别是直流架线电网由于没有漏电保护措施，更容易造成人身触电伤亡事故。 1.3 电机、电缆大量烧损 由于采掘机械经常是在重载的条件下频繁起动，过载、堵转不断发生，继电保护很难与之配合，因此，采掘机械的驱动电动机、电缆经常烧毁。 1.4煤矿井下的外因火灾主要是电火灾 电器设备发热、电缆过负荷发热着火是矿井火灾事故的主要外因，而且电火还是矿井爆炸事故的主要点火源。根据1970年至1981年全国煤矿调查统计，在255次重大爆炸事故中，电火引爆115次，占45%，1983 年至1986年间共发生瓦斯爆炸事故49起，煤尘爆炸事故7起，
三相异步交流电动机的无功补偿 邵宗岐北京时代集团公司 摘要：三相交流异步电动机在工矿企业中应用广泛，无论高压还是低压电动机，采取就地无功补偿对电动机运行节能降损具有重要意义。根据工程项目的实施，对电动机无功补偿容量的计算方法做了归纳总结，多项工程实践证明是切实可行的，实际应用也取得了良好的效果。 关键词：无功补偿; 空载电流; 负载率; 电动机效率 Three Phases AC Asynchronous Motor’s Reactive Power Compensation SHAO Zong-qi Time Group Incorporation Beijing China Abstract：Three phase AC asynchronous motors are widely used in factories.Whether for high voltage motors or low voltage motors, it’s important to effectively spread individual correction of the power factor. According to the project in practical experience,the design method of the the reactive power correction is summarized.It has been proved by many projects and gained good purpose in practical applications. Keywords: reactive power compensation；no-load current； load factor； motor’s efficiency 概述 在我国，三相异步电机用电量占全国发电总量的60∽70%,是主要用电负荷。然而，由于异步电动机独特的工作原理，以及电网节能降损的要求，异步电动机的应用使无功补偿装置成为其必不可少的配备一部分。异步电动机作为企业的主要用电设备，在企业用电总消耗的无功功率中约占70％，因此对于异步电动机采用就地无功功率补偿以提高供电系统的功率因数，节约电能，减少运行费用以及提高电能质量，具有重要的意义。尤其高压电动机额定容量大，年运行小时多，实施无功就地补偿，则节能效果更加显著。我国有关部门对三相异步电动机无功就地补偿推广应用制定了相应的标准,国家技术监督局GB3485-83<<评价企业合理用电导则>>中规定:在100kW以上的异步电动机在安全条件允许的情况下,就地补偿
万方数据
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三相异步电动机的故障判断及处理 作者：徐坤 作者单位：辽宁职业学院 刊名： 农机使用与维修 英文刊名：FARM MACHINERY USING & MAINTENANCE 年，卷(期)：2011(2) 参考文献(2条) 1.赵承获;姚和芳电机与电气控制技术 2001 2.王庆伯三相电动机修理指导 1997 本文读者也读过(10条) 1.潘宗英浅析三相异步电动机定子绕组故障的查找及处理[期刊论文]-中国科技信息2006(24) 2.刘焕君三相异步电动机故障检查与维修[期刊论文]-黑龙江造纸2011,39(1) 3.莫司丞浅谈三相异步电动机的故障及对策[期刊论文]-科技信息2010(36) 4.王文娟关于三相异步电动机的保护分析[期刊论文]-西部大开发（中旬刊）2010(9) 5.姚飞.许安平.王磊三相异步电动机的缺相运行及其保护措施[期刊论文]-内江科技2008,29(12) 6.张友昌.Zhang Youchang变压器冷却装置控制方式的改进措施[期刊论文]-电工技术2005(11) 7.侯兰香.生国锋.HOU Lan-xiang.SHENG Guo-feng三相异步电动机过热故障简析及修复[期刊论文]-枣庄学院学报2006,23(5) 8.朱英明.ZHU Ying-ming三相异步电动机故障的综合分析与排除方法[期刊论文]-机床电器2007,34(2) 9.韩丽芳.Han Lifang三相异步电动机定子绕组故障的检测及应急处理[期刊论文]-机械管理开发2007(2) 10.王敏.WANG Min三相异步电动机单相运行故障分析[期刊论文]-电机与控制应用2008,35(2) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/5418545676.html,/Periodical_njwx201102040.aspx
现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称 为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。
国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积 为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。
我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。 如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸 电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内
浅谈矿山电气设备的无功补偿方法及必要性 发表时间：2019-06-13T08:56:48.430Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：宋立昌 [导读] 摘要：在金属矿山开采过程所应用的主要设备中，传动装置基本上均属于交直流传动，例如广泛应用到的运输设备、提升设备、排水设备、通风设备、采矿机械等等。 (山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省烟台市莱州市 261417) 摘要：在金属矿山开采过程所应用的主要设备中，传动装置基本上均属于交直流传动，例如广泛应用到的运输设备、提升设备、排水设备、通风设备、采矿机械等等。同时，很多机电设备属于感性负载，在实际的运行过程中整体功率非常大，而且因为功率因数相对不高，导致机电设备在开启以及停运过程中产生相对大无功功率，同时也会对整个供电系统带来较大影响。会导致整个供电系统所对应的功率因数进一步减小，如此使得系统中出现更大的电能损耗问题，还极易导致供电系统中发生压降或电压升高的问题。在金属矿山企业中，很多负载设备均属于一些非线性的负载设备，例如提升机设备，其进行调速过程中，会将非常多的谐波输送至电网系统中，使得供电网络的电压值发生较大波动。最终，会使得整个系统所拥有的供电水平进一步下降，系统的电耗有所增大，也会使得系统中负载设备发生多次开关问题，极易使得负载设备出现损坏。 关键词：矿山电气设备；无功补偿方法；必要性 1电网供电问题原因分析 1.1无功功率问题 矿井所使用的非线性电子设备、电动机都需要无功功率来维持运行，大量此类设备的投入使用导致电网的无功功率急剧增加，对供电电网产生设备费用投入增加、负载电流增大、电能消耗增加、供电电压波动增加及用电设备无法正常启动运行等严重危害。 1.2电网谐波问题 矿井所使用的馈电开关、电动机、整流设备、变压器以及照明设备等都是金属矿山供电电网的主要谐波源，为了满足矿井自动化生产的要求，大量大功率、大容量的非线性电子设备得到广泛的应用，致使矿井电网谐波问题越发严重。供电电网谐波问题主要包括:供电保护设备误动、设备损耗增加、设备效率降低、精密计量设备发生误差、设备与电缆的绝缘性能降低、使用寿命缩短及对其他用电设备造成电磁干扰等问题。 1.3大型设备瞬间启动问题 矿井所使用的提升机、空压机、排水泵、皮带输送机等大功率设备瞬间启动时，将消耗大量的电流，造成供电线路损耗增加。随着矿井的不断延伸，供电线路越来越长，供电线路电压下降较大。当金属矿山生产高峰期、用电量达到峰值时，整个供电电网电压出现波动，大功率设备难以启动，严重影响到整个供电系统的供电质量。大型设备不能启动作业，严重影响矿井正常生产的同时，还容易引起设备或者电缆过流发热问题，极易引发安全事故。上述三种矿井供电问题是同时存在的，只有对三个问题进行综合整治，才能达到改善矿井供电环境，提高电能利用效率的作用。 2供电系统无功功率及谐波的来源 2.1功率因数偏低和无功补偿不足 某矿的供电系统中，其6KV母线设置了相应的投切补偿装置，这一装置的总容量大小是1400KVar。针对供电系统中的公共点进行测量，测得系统的功率因数偏低，通过全面测量得出供电系统的无功补偿严重不足，其缺口超过了8340KVar。而之所以会出现这一问题，主要是由于供电系统所设置的无功补偿设备所拥有实际容量相对小。 2.2电容器组出现频繁投切问题 对于电容器组而言，最为重要的组成是电容器件，但电容长期运行后，由于经历了非常多的充电以及放电操作，极易导致设备不出现跳变，此时，若将电容器组设备接入至整个供电网络情况下，便会出现形成具有相对高频率大小以及相对高振幅的电流，这一电流可看成是短路电网在合闸操作时形成的相应电流，因此，这一电流也叫做是合闸涌流。因为这一电流所拥有的幅值大小要较正常值高出大约6~8倍左右，同时比供电系统额定电流还要高很多，电流的频率一般超过1000Hz，会导致整个网络受到极大的冲击，尤其是对于断路器装置之中灭弧室所带来的损害是最为严重的。所以，我国国家电网已经出台针对性的规范，要求用户在使用投切电容器组的过程中，要确保投切次数尽量的少。正是由于电容器组出现了频繁的投切问题，使得系统电压变得极不稳定。依照对系统实际测量的数据来看，在电容器组实际投切的过程中，在6KV的母线之上，其对应电压数值在短时间内出现的数值变化变高于8%，而这种电压的变化将会使得电气设备受到极大损坏。另外，由于此种电压波动发生在瞬时，使得系统设置的无功补偿装置无法有效地跟踪符合改变情况，从而不能够完成准确的补偿工作，出现过补问题以及欠补问题，使得系统短时以及长时的闪变均高于标准允许值。 2.3机电设备工作的特性 当主变压器装置以及提升机设备在实际运行时，这些机电设备自身作业特点使得它们所承载负荷会出现较为频繁变化，同时负荷变化也相对剧烈，从而导致非常多的无功功率以及谐波出现，也会使得系统的电压发生相对大变化，线路中的压降问题更为严重，对于机电设备的正常运转会造成极为不利影响。另外，若是出现谐波，将会使得误动作发生概率进一步增加，对于金属矿山安全生产而言是极为不利的。 3无功补偿电路设计 在某矿山供电设备中，一共设置有2台SVG无功补偿设备，分别将其安装在不同的6KV母线之中，通过利用母联开关实现转换，每一个SVG无功补偿设备所拥有的补偿容量均为8MVar。在SVG无功补偿装置之中，包含有电路信号收集装置、设备主控制装置以及放大电力等等，因为在该矿的供电系统中，其间隔时间相对长，使得不同的负载启动过程不够及时，从而进一步使得负载设备所拥有能耗有所增加。而所设置的SVG无功补偿设备，便是针对一些拥有较大功率的机电设备，在起启动过程中实现无功补偿，确保系统中电压以及电流等均能够保持稳定状态，让机电设备能够处于安全阙值范围之内运行，从而使得能耗也有所减少。把SVG无功补偿设备接入至电路以后，其中K1是处在导通状态的，而K2则处于断开状态，母线的电流会被输送至SVG补偿装置，可以给其中的静止无功发生器对应电路进行充电，在完成了充电过程以后，此时K2便会随之被接通，如此静止无功发生器装置便能够针对供电系统的无功功率大小加以监测，同时根据无功功率大小进行补偿。在供电网络之中，静止无功补偿装置在进行电路设计过程中，是采用的不同“H桥”串联方式，在单独的“H桥”之中均包
摘要 本文进行了异步电动机的运行特性分析，通过电路分析和数学推导建立了异步电动机的数学模型及等效电路。阐述了三相异步电动机就地无功补偿的原理和作用。最后，以8051单片微型机作为控制主体设计了智能型交流异步电动机就地无功补偿装置。 关键词：异步电动机；单片机；无功补偿；AD654芯片；功率因数 AbStraCt Because Of SUCh adVan土age Ofthe aSynchronous motOr aS Simple St，rUCture，the reliable running，the convenient service and cheap phce，n iS widely applied in all tradeS and occupatiOnS．n iS well known that motOr whiCh iS direct·on Starting haS many malpracdces．When eleCtriCal machinery 1ight-lOading running，the power 10Se increases，the e伍Ciency and power faCtors bOth greatly reduce．TherefOre 讧haS extremely V讧a1 Signincance tO implement efieCUve COntrOl on aSyncbronous motOr， guaran“ng the secur讧y Ofthe eleCthCal machinery， avoiding th云eleCtriCal network impact，enabling讧economyrunninS． ThiS paper analyZe the model and equiValent Circun Ofthe aSynchronous motOL Anerdepic“ngthetheoryOftheaSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOno n the spot，we deSignathe aSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOndeviCe on theSpOtbasedon 8051 SingleChipMiCrocomputer． KeywordS：ASynchrOllOUS motOr； MiCrocompUter； AD654Chip；Power factOr ReacUvepowercompensatiOn； 引言 随着我国工农业生产的迅速发展，电能的需求量越来越大，开发和节约能源已成当务之急。作为一种重要的动力设备，三相交流异步电动机的用电量是非常大的。这些异步电动机一般都是按照设计的负载进行选择的，但在实际使用中，大都经常处在轻载，甚至在空载运行。因此，“大马拉小车”的现象几 乎是很普通的，如煤矿常用的胶带输送机、刮板机、绞车、压风机、机床等设备在大部分运行时间中，电动机的负荷变动都较大，其平均输出功率与最高输出功率之比一般为0．3—0．4，有的还更低。电动机的负载率低，效率小高，电能 的浪费现象十分严重。1996年国家统计局统计数字表明，我国全国年发电量的60％为各种电机设各所消耗，其中90kW以内的中小功率异步电动机耗能占总 电机耗能的7 0％，即消耗4200亿度电。按我国今年国家规定0．5元／／kWh