隔爆型动态无功补偿装置在煤矿应用必要性与可行性浅谈.docVIP

隔爆型动态无功补偿装置在煤矿应用必要性与可行性浅谈 　　【摘 要】本文阐述了煤矿井下工作面电气设备容量大功率损耗大，主要感性负载设备等原因，所以提高有功功率必须利用电容器并接方法。 　　【关键词】无功补偿；数学分析；功率因数 　　随着现代化矿井快速发展，井下机械化程度不断提升，大功率电机大量使用，普遍应用电子元件产品，各种感性负荷及用电设备与地面电网供电电源之间必然循环着大量无功功率，同时产生各类谐波，造成井下供电质量恶化和电费严重浪费，直接影响井下电网及用电设备正常运行。 　　一、无功补偿的节电原理 　　1.作图法（几何法）。利用电容电流超前电感电流180°的原理（即二者方向相反），与电器（电动机或变压器）并补相应量的电容器，使无功电流大大降低，随之工作电流也相应降低很多，而有功功率依然保持不变，而功率损耗却大大下降，最多可达60%～70%。 　　由上图可见，有功功率输出不变，而工作电流却降低很多，则节电。 　　2.解析式发（代数法）。由P=√3 I Ucosφ得I=P/√3U 　　cosφ→即I∝1/cosφ（式1），又因P损=I2 R→△P损∝I2，将（式1）代入上式中得：△P损∝1/cos2φ。即功率损耗与功率因数的平方成反比。由此可见，在低压配电线路里，提高功率因数来降低损耗节电效果十分显著。 　　二、WBB系列矿用隔爆型动态无功补偿装置综合经济效益分析 　　1.供电系统。6KV高压从地面送到采取变电所。采区变电所分别送出三路负荷，二路将6KV高压送往综采工作面移动变电站，距离2000m，另一路送往综采工作面运输巷机头配电点，距离800m，电缆均为ZQ3×50mm2。工作面移动变电站安装有两台1250KVA变压器，1号变压器负荷有采煤机、转载机、破碎机共970KW；2号变压器负荷有运输机、液泵、水泵共 　　935KW；皮带机头配电点干变容量为800KVA，负荷2×315皮带运输机。3台变压器二次侧电压准为1140V，要求功率因数由0.65经补偿后达到0.96。 　　2.补偿前后电流计算（按额定功率60%计算）。变压器一、二次侧补偿前电流计算：公式：I=P/√3Ucosφ，1#、I2=582/ 　　1.732×1140×0.65=453A，I1=453/5=91A；2#、I2=561/1.732× 　　1140×0.65=437A，I1=437/5=87A；3#、I2=378/1.732×1140× 　　0.65=295A，I1=295/5=59A。变压器一、二次侧补偿后电流计算：1#、I2=582/1.732×1140×0.96=307A，I1=307/5=61A；2#、I2=561/ 　　1.732×1140×0.96=296A，I1=296/5=59A；3#、I2=378/1.732× 　　1140×0.96=199A，I1=199/5=39A。 　　3.补偿后减少的供电线路功率损耗计算：公式：△P=3 　　（I2-I2）∑R，从移动变电站到采区变电所：1#、△P=3（912-612）× 　　0.858=11.74KW；2#、△P=3（872-592）×0.858=10.52KW；3#、△P=3（592-392）×0.858=5.05KW。从采区变电所到地面变电站：△P=3×﹛﹙91+87+59﹚2-﹙61+59+39﹚2﹜×0.895=83KW，△P线总 　　=11.74+10.52+5.05+83=110.3KW。 　　4.补偿后，减少的变压器功率损耗计算：公式△P变= 　　（P/S）2（1/cos2φ1-1/cos2φ2）（PK+λQK），（其中：PK=有功功率损耗，QK=无功功率损耗，UK=变压器短路电压百分数，具体值查阅煤矿电工手册），若变压器额定容量为1250KVA时：则QK=UK%SN×102=81.25（KVar），若变压器额定容量为 　　800KVA时：则QK=UK%SN×102=48（KVar），1#、△P1=（680/1250）2（1/0.652-1/0.962）（7.2+8.13）=5.82KW；2#、△P2=（660/1250）2（1/0.652-1/0.962）（7.2+8.13）=5.48KW；3#、△P3=（440/800）2（1/0.652-1/0.962）（6+4.8）=4.19KW，P变总=5.82+5.48+ 　　4.19=15.5 KW，注：P—取额定功率的70%；λ—无功经济当量。 　　5.节省电能经济效益计算：全系统补偿后节约为：△P总=△P线总+△P变总=110.3+15.5=125.8 KW，全年节约用电量为： 　　125.8 KW×20/天×350/年=88060 KWh，全年共节省资金约： 　　8806