浅谈煤矿井下无功补偿

浅谈无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用发布时间：2021-11-12T07:12:29.653Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：冯孝辉[导读] 在绿色环保的时代背景下，各行各业都开始关注能源的节约方式。

四川川煤华荣能源有限责任公司龙门峡南煤矿四川省广安市 638020摘要：在绿色环保的时代背景下，各行各业都开始关注能源的节约方式。

对于煤矿井下供电系统而言，使用无功补偿技术，能够极大地降低供电变压器及供电线路的损耗，提高供电效率，缩减生产成本。

同时，这对于优化供电系统，也有着十分关键的作用。

接下来，文章将从该技术的类型，以及实际运用等方面，展开相应的探讨。

关键词：无功补偿技术；煤矿井下供电系统；技术运用引言：电力是现代煤炭开采的主要动力，煤矿井下环境潮湿，使用机械设备多，供电线路复杂。

因而，提高井下供电系统质量，提高设备开机率，就变得意义重大。

结合现代机械化矿井实际，采用适宜的无功补偿技术，能够极大的降低供电变压器及电路的损耗，提高供电系统的稳定性及可靠性。

借助该技术，不仅能解决供电距离远、线路长等问题，而且也能够为企业增加实际效益。

一、煤矿井下供电系统分析（一）主要特点煤矿井下环境潮湿，机械设备安装多，供电系统复杂，供电线路距离跟随采掘推进越来越远，导致设备启动时电压降大，供电网络可靠性降低，易造成供电设备及设备电动机烧毁，由于井下环境的特殊性，电气事故易引发其它安全事故。

（二）潜在危害煤矿井下供电系统中，负载的设备较多，供电系统的组成复杂，功率消耗量也很大。

实质上，这些消耗的功率通常属于无功功率，并不会对系统运行形成阻碍。

但是，鉴于自身的负载量非常大，会极大地增加功率与电压的损耗，这会造成电压的波动幅度变化，使之一定程度上有所增加，从而影响到电源的安全性，以及电源的稳定性[1]。

二、无功补偿的技术分析（一）工作原理简单地讲，无功补偿的技术，是指利用各种能量的互相转换，促使机械设备的无功功率，变成感性负载的设备所需功率。

浅析煤矿井下无功补偿技术随着我国经济的发展，工业用电需求逐年增加，其中煤矿用电量占据较大的一部分。

煤矿生产过程中，电动机的使用是必不可少的。

随着矿井深度的增加和生产规模的扩大，煤炭生产中无功功率问题日益凸显，严重影响电网稳定性和电力负担能力。

为解决这一问题，煤炭企业采用了井下无功补偿技术，有效解决了煤矿无功的问题，保证了电网运行的稳定性。

井下无功补偿技术主要是指在煤炭生产过程中，对井下设备和照明负载的无功功率进行补偿，提高电能质量，减轻电网负担。

根据功率补偿原理，实现井下无功补偿需要安装静态无功补偿装置，将电感性负载接在电容器并联回路上，在电容器和电感器之间形成共振回路。

井下无功补偿技术的原理基本上是通过将无功功率转换为有用电能，实现电力系统的优化运行。

根据电力系统的特性，系统中并不是所有的电能都可以被利用，因此存在一定的能量损失。

通过井下无功补偿技术，电力系统中的电能可以被充分利用，减少系统能量损失，达到节约能源的目的。

1、提高电能质量通过井下无功补偿技术，可以有效提高电能质量，降低无功功率，保证设备正常运行，提高设备的使用寿命。

2、减轻电网负担井下无功补偿技术可以有效减轻电网负担，实现电网平衡，提高电网稳定性。

3、降低能量消耗井下无功补偿技术可以减少电力系统中的能量损耗，达到节约能源的目的。

4、提高设备效率1、装置成本高井下无功补偿技术的安装成本相对较高，需要进行预算和规划，确保施工、安装和调试等工作的顺利进行。

2、维护难度大井下无功补偿技术装置的运行和维护比较复杂，需要专业人员进行设备维护和调试等工作。

3、易受环境影响井下无功补偿技术需要受到煤矿井下环境的影响，煤尘、潮湿等环境因素可能影响设备的运行效果和寿命。

四、井下无功补偿技术的应用前景随着煤炭行业的不断发展和技术的进步，井下无功补偿技术将会得到广泛应用，成为电力系统优化的重要手段。

同时，随着我国节能减排和可再生能源的发展，井下无功补偿技术也将配合使用其他技术手段，实现煤矿电力系统的高效、安全和可靠运行。

浅谈煤矿井下供电系统无功补偿技术的应用2007年7月国家发改委、国家环保总局联合下发的《关于煤矿工业节能减排意见的通知》中明确指出：煤矿井下宜采用动态无功补偿和就地无功补偿，矿月平均功率因素不得低于0.9。

为我们指明了井下供电系统提高功率因素，实现节能降耗的科学有效的具体措施，引起了煤炭系统领导的高度重视，激发了广大煤矿机电专业技术人员的科研热情，为实现煤矿节能降耗工作深入开展，充分认识井下供电系统采用无功补偿技术的重要意义创造了条件。

本文就煤矿井下供电系统采用无功补偿的有关理论及补偿前后经济效益分析对比进行探讨。

1煤矿井下无功功率存在的危害在煤矿井下供配电系统中广泛存在大量的感性负荷，如三相异步电动机和变压器，这些感性负荷在配电系统中会消耗大量的无功功率，降低系统的功率因素，造成线路电压损失加大和电能损耗增加。

此外，对于一些冲击性无功负荷，还会产生剧烈的电压波动，使电网的供电质量恶化，造成电机启动困难或频繁烧毁，特别是在大功率电动机使用上表现尤为明显。

另外，因无功电流的增大会引起供电线路、用电设备绝缘下降，老化，易造成漏电、短路等故障。

如我矿中四区22408面在北八顺槽掘进过程中就遇到此类情况。

该系统采用KBSG-630kV·A／660V型变压器供电，EBH-120掘进机进道，系统总功率550kW。

在掘进到1200m时就遇到掘进机启动困难，电气设备灵敏度校验不合格的情况。

在现有设备和技术支持的情况下，我矿采用将供电变压器前移，馈电开关更换成具有相敏短路保护功能的KBDZ-630型馈开才完成开掘任务。

另外，第一台MGTY250／660型电牵引采煤机用于32-407面也因装机容量大，供电距离远等原因造成启动困难，最后只得提高整个系统电压等级才勉强工作。

这些实例都可归结为系统无功负荷太大造成的后果。

解决这些问题的最根本方法就是进行无功功率补偿。

无功补偿的通常做法是在系统中采用固定安装或自动投切方式接人并联电容器等容性设备，这些设备可补偿感性负荷所消耗的部分无功功率。

煤矿井下供配电系统无功补偿的探讨摘要随着现代化矿井快速发展,机械化程度不断提升,大功率电机大量使用和供电线路的不断延伸,各种感性负荷与地面电网供电电源之间循环的无功功率大量增加,造成井下供电质量下降,严重时甚至影响生产,这种情况在大功率设备集中的煤矿供电系统中非常突出。

进行煤矿井下无功补偿技术研究与应用,对于保障生产、节能降耗具有非常重要的意义。

本文结合笔者工作实践,简要论述了无功补偿的起因、方式以及重要意义。

关键词煤矿;供配电;无功补偿0 引言随着采掘机械化的发展,煤矿的原煤产量大幅度提高,使得工作面电气设备总容量、单机功率明显加大,供电距离加长。

用电设备自身无功功率损耗的存在造成井下电网功率因数较低。

因此,在煤矿供电系统中提高功率因数,补偿无功功率以降低电能消耗是十分重要的。

采用无功功率自动补偿装置的目的,就是减少井下供配电系统的线路损耗和变压器的有功损耗,提高供配电系统的功率因数,降低采煤的电力成本。

1 无功功率补偿问题的提出在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种,有功功率和无功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为机械能、光能、热能等其他功率的电功率。

无功功率是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。

无功功率是电压或电动势与无功电流的乘积,无功功率的不足和过剩,都会对电压质量和电能损耗有明显的影响。

在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。

如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。

无功功率对电网会产生一定的不良影响,它会降低发电机有功功率的输出;降低输、变电设备的供电能力;会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加;会造成低功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。

浅析煤矿井下无功补偿技术
煤矿井下无功补偿技术是一种用于改善煤矿电力系统中无功功率因数的技术措施。

在煤矿井下的电力系统中，无功功率因数低会导致电网电压波动、线损增大，甚至会引起设备过热、烧坏，影响矿井生产和安全。

无功补偿技术的主要目的是通过合理配置无功补偿装置，提高井下电力系统的功率因数，改善电力质量，减少能源消耗和线损，并提高电能利用率。

煤矿井下无功补偿技术主要包括静态无功补偿和动态无功补偿两种方式。

静态无功补偿是通过静止无功补偿装置来实现的，可以根据煤矿井下电力系统的具体情况选择使用电容器或电感器进行补偿。

电容器主要用于补偿无功功率因数低的情况，通过增加电容量来提高功率因数；电感器主要用于补偿无功功率因数高的情况，通过增加电感量来降低功率因数。

静态无功补偿技术可以快速响应，实现对井下电力负荷的无功功率因数补偿。

无论是静态无功补偿还是动态无功补偿技术，其核心原理都是通过合理配置无功补偿装置，根据井下电力负荷的需求实时补偿无功功率因数，提高电力系统的功率因数，实现对电网电压和电流的控制，以改善电力质量。

煤矿井下无功补偿技术是一项重要的技术措施，可以有效提高电力系统的功率因数，改善电力质量，减少能源消耗和线损，提高电能利用率。

随着电力技术的不断发展，无功补偿技术在煤矿井下电力系统中的应用越来越广泛，对于煤矿的生产和安全具有重要意义。

简析煤矿井下供电系统无功功率补偿技术煤矿的井下供电系统在运行的过程中经常会出现功率因数较低的现象，而无功功率补偿技术的应用则可以提高供电系统的功率因数，从而防止供电系统的电能和线路出现损耗的现象，以提高供电的效率和电网的稳定性。

无功功率补偿技术在实际应用的过程中起到了良好的效果，对供电质量的提升效果显著，因此具有良好的发展前景。

标签：煤矿；井下供电系统；无功功率补偿技术由于煤矿的井下供电网络线路长度较大，导致电网的负荷量较大，用电设备将长期处于低功率运行的状态下，从而导致电能受到极大的浪费和损耗。

这种情况在中央变电所的供电系统中尤为常见。

无功功率补偿技术的应用能够提高供电系统中的功率因数，从而降低电网的负荷和电能的损耗，改善供电的条件，提高供电的质量。

因此，无功功率补偿技术在供电系统中具有良好的应用前景，特别是在煤矿的井下供电系统中具有良好的节能作用。

1 煤矿井下供电系统的特点煤矿井下供电系统的运行条件较为恶劣，井下的环境阴暗潮湿，经常会引起电缆等设备受潮的现象。

井下供电系统通常是使用电缆来连接各个用电设备，用电线路中的负荷变化性较大，容易对线路造成较大的损坏。

此外，井下的电缆巷道相对较窄，当巷道中出现矿车倾倒或岩石掉落的问题，将会引起电缆的极大破坏，从而影响井下的正常供电。

在井下采矿的过程中，所需的用电设备较多，电气设备长期处于过载运行的状态中。

而一些大功率的用电设备采用的都是全压直接启动的方式，在启动的瞬间，急速增加的电流会导致线路中的电流达到额定电流的10倍以上。

在这种情况下，线路中的电压会急速下降，若电网的安全保护装置设置不合理，将极有可能导致电网出现大面积的停电故障。

我国的煤矿井下供电网络主要采用中性点不接地的系统。

在这种系统中，一旦出现金属相接地的现象，用电器仍然能够正常的运行，但未接地的两端电压会出现相对升高，这很容易引起用电事故。

因此，当出现一相接地的现象时，用电系统是不能长期运行的，必须在2小时之内切断电源，只有这样才能防止事故的进一步扩大。

浅谈煤矿井下无功补偿摘要：本文首先介绍了无功功率的产生和危害，其次阐述了降低无功功率的方法，重点论述了无功补偿的重要意义。

关键词：煤矿无功补偿功率因数随着我国浅煤层资源的储备越来越少，而国民经济的发展对能源的需求却要来越多，向深煤层进军就成为不可避免的趋势。

然而，开采深度的大幅度增加，对大型采掘设备，支护设备运行的稳定性也要求很高，保证其正常工作的前提之一，就是能够提供稳定、优质的电能，所以如何保证电压稳定，减少电能损耗就成为我们关注的课题。

煤矿供电的电源应取自两个独立的电网，由于电源距实际用电负荷较远，在这种情况下末端电压就不能满足用电设备的要求，且用电负荷的功率因数也比较低。

功率因数的高低直接影响了电力系统供电的优劣。

提高功率因数，能有效的改善电网的供电能力和减少电能损耗。

1、无功功率的产生及危害要想使电压满足终端负载的要求，最简单的方法是提高首端电源电压，弥补线路上的损失。

但是，我国的《煤矿安全规程》中规定，下井设备电压最高不得超过，目前基本都维持在这个等级。

而在煤矿井下供配电系统中广泛存在大量的感性负荷，即三相异步电动机和变压器。

这些感性负荷在供电系统中会消耗大量的无功功率。

随着采煤、掘进、运输机械化的发展，煤炭产量不断提高，使得工作面的总装机容量也变得更大，而且随着巷道的延伸，供电距离也不断加大。

由于生产设备自身消耗大量无功功率，使得井下电网功率因数达不到国家要求范围。

因而我们就要想办法减少生产符合消耗电网中的无功功率，所以补偿容性无功功率来降低电压损失，是简单而行之有效的措施。

2、降低无功功率的方法2.1 更换小负荷异步电动机异步电动机的无功功率与其负荷率、电动机的额定功率因素有关。

负荷率低地电动机，功率因素很低，为了减少电动机单位出力的无功损耗，更换负荷率低于45%的异步电动机是经济可行的。

负荷率达到70%以上时，应不更换。

异步电动机的负荷率在45%-70%间，是否更换电动机，可按公式计算决定。

浅析煤矿井下无功补偿技术煤矿是国民经济的重要产业，为保证煤矿生产安全和顺利运营，需要对煤矿进行科学的电气设计。

煤矿井下存在许多复杂的电力问题，比如低效率、高损耗、电压波动等，这些问题都需要通过适当的技术手段得到解决。

无功补偿技术是解决井下无功功率过大的有效措施之一。

无功补偿技术是通过在电网中加入适当的电容、电抗器等器件来产生与感性负载消耗几乎相等的无功功率，从而达到提高电网功率因数、改善电压稳定性和减少线路损耗等目的。

在煤矿井下，由于地质条件复杂，电力负载变化大，因此无功补偿技术的应用具有重要的意义。

在井下电力系统中，无功功率是比较常见的问题。

无功功率分为正无功功率和负无功功率，正无功功率是供电系统所消耗的电能，而负无功功率则是电能条理内的能量源、负荷和电力设备之间所产生的电流和电压相位差所导致的无效能量。

当负荷容量增加时，负荷发生了更多的电流与主电路中的电流成为不同相位，沿线路运输电能所带来的无功功率不断增加，进而会导致电力系统的效率下降、线路电压波动加剧等问题。

在煤矿井下，无功功率的过大会直接影响矿井电力设备的运行状态，导致电力设备的事故率上升，进而引起煤矿生产停顿、生产效率降低等严重后果。

为了提高井下电网的功率因数、减少线路故障并保证井下电力设备的正常运行，加强煤矿井下无功补偿技术的应用和研究是十分必要的。

无功补偿技术在煤矿井下具体的应用包括以下几个方面：首先，电容器的使用能够消耗掉感性负载中的无功功率，从而提高电力负载的功率因数。

其次，穿过电线和电缆的感性电流与补偿电容器引入的电流相消，从而减少线路的无功损失。

此外，通过配合变压器的正负无功功率调节功能来调整电力系统的功率因数，减少电力设备的损耗和工作密度，提高电力系统的稳定性和安全性。

需要指出的是，无功补偿技术虽然能够在一定程度上改善井下电力系统的能效和稳定性，但其细节实施中仍存在一些问题需要注意。

首先，无功补偿设备的质量要得到保证，只有质量可靠的无功补偿设备才能够发挥出应有的效果。

浅谈煤矿供电系统无功补偿优化方案本文笔者首先针对煤矿供电系统当中的无功补偿的意义进行论述，并在基础上，以笔者亲身经历某煤矿供电系统作为例子，阐述了在该煤矿供电系统中，无功补偿的使用情况，最后针对无功补偿在此处煤矿供电系统中所使用的优化方案进行讲解。

标签：煤矿供电系统；无功补偿；优化方案0 引言自改革开放之后，我国各行业的科学技术水平都有了明显的提高，而在煤矿产业当中，机械化操作也正在逐步取代人工操作，但是由此带来的不便是大功率用电器的使用。

这些大功率用电器在使用的过程中，会和地面供电处之间产生大量的无功功率，这些无功功率会使得在进行井下运行的机械设备的供电无法得到充分的保障，从而影响机械在井下的生产作业。

针对这一现状，开展针对煤矿供电系统的无功补偿优化研究就显得很有必要。

1 在煤矿供电系统当中无功补偿的意义1.1 国家要求在我国出台的《全国供电办法》中明确提出：无功电力需要就地平衡，使用者需要在增加用电功率技术的前提之下，设计并使用相对应的无功补偿装置，并且要求无功补偿装置能够伴随井下作业机械在使用过程当中对电压变化进行及时有效的处理，并杜绝发生无功电力的倒送现象，对煤矿生产企业的用电功率进行有效的改善。

1.2 增强供电系统的功率因数，提升电能的有效使用率在煤矿的井下作业过程当中，所需要使用的机械设备和路面上的供电装置之间含有大量的重复无功功率。

在供电系统之中，这些无功功率会占有供电系统之中很大一部分容量。

但是在进行一定的无功功率补偿之后，就可以有效降低无功电流产生的无功功率，由此极大程度的提高了煤矿供电系统当中电能资源的有效使用率，并提升煤矿企业的经济效益。

1.3 对供电系统的电压起到稳定的作用在机械井下施工作业的过程之中，感性用电负荷会产生许多无功功率，并且这些感性负荷所做的功越大，无功功率就会产生越大的频率变化，致使供电系统中，电压会产生很大的波动。

这种波动轻则可能导致井下的机械设备无法进行正常的工作，重则可能对井下的接卸设备产生严重的破坏，并产生安全隐患。

浅析煤矿井下无功补偿技术煤矿是我国重要的能源产业，然而煤矿生产中常常面临的问题是电力供应不足。

在煤矿井下，存在大量的感性负载设备，导致井下电能消耗较大，电力负荷波动较大。

为了解决这一问题，煤矿井下无功补偿技术逐渐被应用。

煤矿井下无功补偿技术是一种电力工程技术，用于改善电力负荷特性，提高电网的供电质量。

它的主要功能是改善电能质量，提高环网的可靠性和稳定性，减少能源消耗。

通过无功补偿，可以减小电能损耗，提高电能使用效率。

煤矿井下无功补偿技术主要包括无功补偿装置和无功补偿策略两个方面。

无功补偿装置是指通过安装静止无功发生器（SVG）、电容器组或STATCOM等设备，对井下电力系统进行无功补偿。

无功补偿策略是指根据电力系统的实际情况，制定合理的无功补偿方案，通过调节无功补偿装置的接入和退出，使电网的无功功率达到平衡。

煤矿井下无功补偿技术的实施可以带来以下几个方面的好处：1. 提高电力供应质量。

煤矿井下存在大量感性负载设备，容易产生电能衰减和电压波动等问题。

通过无功补偿技术，可以将电能衰减减少到最低限度，保持电网的稳定供电。

2. 减少能源损耗。

井下的电力系统中，存在大量的电能损耗，主要是由于感性负载设备的存在造成的。

通过无功补偿技术，可以将无功功率的损耗减少到最低限度，提高井下电能使用效率。

3. 降低运维成本。

通过无功补偿技术，可以提高电力系统的稳定性，减少设备故障发生的概率，降低运维成本。

无功补偿技术可以延长设备的使用寿命，减少更换维修的频率。

4. 保护设备安全。

煤矿井下的电力设备往往处于恶劣的环境条件下，容易因电能波动而损坏。

通过无功补偿技术，可以降低电能波动的风险，保护设备的安全运行。

煤矿井下无功补偿技术在煤矿生产中的应用具有重要意义。

通过无功补偿技术，可以提高电力负荷特性，改善电网供电质量，减少能源消耗，降低运维成本，保护设备安全。

随着煤矿行业的发展，煤矿井下无功补偿技术在未来一定会得到广泛的应用。