本站小編為你精心準(zhǔn)備了礦山企業(yè)無功功率補償參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞：無功率補償裝置功率因數(shù)礦山企業(yè)
摘要：無功率補償裝置在礦山企業(yè)應(yīng)用非常廣泛，筆者首先分析了影響供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)以及電網(wǎng)的無功補償方式，闡述了無功功率補償容量的確定以及礦山企業(yè)中無功功率補償設(shè)備的選用。
0引言
隨著采掘機械化的發(fā)展，礦山開采的產(chǎn)量大幅度提高，使得工作面電氣設(shè)備總?cè)萘俊螜C功率明顯加大，供電距離加長，用電設(shè)備自身無功功率損耗的存在造成井下電網(wǎng)功率因數(shù)較低。因此，在礦山開采供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)，補償無功功率以降低電能消耗是十分重要的，采用無功功率自動補償裝置的目的，就是減少井下供配電系統(tǒng)的線路損耗和變壓器的有功損耗。提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低采礦的電力成本。
1影響功率因數(shù)的主要因素
1.1電感性設(shè)備和電力變壓器按負載性質(zhì)分，所有用電設(shè)備可以抽象為電阻性、電感性和電容性3種，正是由于電感性和電容性用電設(shè)備的存在，才使得功率因數(shù)發(fā)生變化。實際礦山企業(yè)中，電容性設(shè)備并不多見，大量的電感性設(shè)備，例如異步電動機、感應(yīng)電爐、交流電焊機等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)統(tǒng)計，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動機的無功消耗占了60％～70％。而異步電動機空載運行時所消耗的無功功率又占到電動機總無功消耗的60％～70％。因此，要改善異步電動機的功率因數(shù)就要盡量防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率。一般而言，電力變壓器消耗的無功功率約為其額定容量的10％～15％，它的空載無功功率約為滿載時的35％左右。所以，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器同樣不應(yīng)空載運行或長期處于低負載率運行狀態(tài)。
1.2供電電壓的影響當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長很快，據(jù)分析統(tǒng)計，供電電壓為額定值的110％時，無功功率將增加35％左右。而供電電壓低于額定值時，無功功率反而相喧減少而使功率因數(shù)有所提高。當(dāng)然，電壓降低會影響電氣設(shè)備的正常工作，所以，應(yīng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
1.3電網(wǎng)頻率波動的影響電網(wǎng)頻率的波動也會影響異步電動機和電力變壓器的正常工作狀態(tài)，從而改變無功功率的大小，影響電力系統(tǒng)的功率因數(shù)。一般說來，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時，發(fā)電機發(fā)出的無功功率將會減少，變壓器和異步電動機所需的無功功率將會增加，整個系統(tǒng)的無功功率將會略有增加。但頻率穩(wěn)定和調(diào)整措施主要在發(fā)電廠內(nèi)部進行，與一般礦山企業(yè)關(guān)系不大。
2電網(wǎng)的無功補償
2.1集中補償集中補償分為高壓集中補償和低壓集中補償兩種方式。高壓集中補償是將電容器組裝沒在工廠變配電所的6～10kV母線上，這種補償方式只能補償6～10kV母線以前線路的無功功率，而母線后廠內(nèi)線路的無功功率得不到補償，所以補償效果較差，優(yōu)點是投資少、便于集中運行維護，這種補償方式在大中型企業(yè)應(yīng)用較為普遍。
2.2隨機補償隨機補償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散的與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制裝置與電動機同時投切。隨機補償適用于補償個別容量大且連續(xù)運行的異步電動機，其優(yōu)點是用電設(shè)備運行時無功補償投入，用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出，不會造成無功倒送，而且不需要頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、使用維護方便、事故率低等優(yōu)點。
2.3隨器補償隨器補償是指將低壓電容器通過開關(guān)接在變壓器二次側(cè)，以補償變壓器空載運行時無功功率的補償方式。變壓器空載或輕載運行時，由于勵磁引起的無功損耗所占比重很大，此種方式的優(yōu)點是能有效地補償變壓器的無功損耗，且接線簡單，維護管理方便，在小型礦山企業(yè)應(yīng)用較多。
3無功功率補償容量的確定
3.1集中補償容量的計算用戶功率因數(shù)低的原因主要是電感性負荷過大所致，因此需要并聯(lián)電容器或同步補償機進行補償。設(shè)某礦山企業(yè)負荷情況為有功功率Py、無功功率Pw1、視在功率Ps1、功率因數(shù)為cosφ1，現(xiàn)要求在有功功率Py不變的條件下，將功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2，功率因數(shù)提高后，負荷情況變?yōu)椋河泄β蔖y、無功功率Pw2、視在功率PR2最大負荷時，系統(tǒng)需要的無功補償容量Pb按式(1)計算：
Pb=Pwl-Pw2=Py(tanφ1-tanφ2)(1)
式中：Py為有功功率(kW)；Pb為無功補償容量(kvar)。
3.2單負荷就地補償容量的選擇據(jù)國外相關(guān)資料介紹，如果考慮異步電動機的負荷率、極對數(shù)等因素的影響，補償容量可估算如下：設(shè)異步電動機額定容量為Pe則補償容量取Pb=(1/4～1/2)P，為宜。按此選取補償容量，一般不會出現(xiàn)過補償，而且功率因數(shù)可以補償?shù)?.90以上，特別是對于空載電流較大和負載率較低的電動機效果更佳，因而在節(jié)能技術(shù)上應(yīng)用較為廣泛。對于空載電流較小和負載率較高的電動機，可根據(jù)電動機極數(shù)不同，選取不同的補償容量，一般而言，極數(shù)越多，需要的補償容量越大，亦可按式(2)計算：
Pb≤UeIO×10-3(2)
式中：Pb為無功補償容量(kvar)；Ue為電動機額定電壓(V)；IO為電動機空載電流(A)。
4礦山企業(yè)中無功功率補償設(shè)備的選用
由前面無功功率和電壓的關(guān)系可以看出系統(tǒng)中選擇無功功率補償設(shè)備最終調(diào)整的是系統(tǒng)電壓，合理地配置系統(tǒng)的無功功率可以將系統(tǒng)的電壓偏移控制在要求的范圍內(nèi)。
4.1發(fā)電機發(fā)動機是唯一的有功功率電源，是最基本的無功功率電源。發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，可發(fā)出無功功率。
QGN=SGNsimφN=PGNtanφN
式中SGN、PGN、φGN分別為發(fā)電機的額定視在功率，額定有功功率和額定功率因數(shù)。發(fā)電機不但可向系統(tǒng)提供一定的無功功率，在進相運行時有可能吸收系統(tǒng)一定的過剩無功功率。但發(fā)電機進相運行時，定子端部漏磁增加，定子端部溫升會限制發(fā)電機的功率輸出，不同類型、結(jié)構(gòu)、容量和冷卻方式的發(fā)電機要根據(jù)現(xiàn)場試驗來確定進相運行的容許范圍。此外在并列運行的發(fā)電廠中調(diào)整個別發(fā)電機的無功出力，這還可能同無功功率的經(jīng)濟分配相矛盾。所以大型系統(tǒng)中發(fā)電機一般只作輔助調(diào)壓措施。
4.2同步調(diào)相機它相當(dāng)于空載運行的同步電動機。在過勵磁狀態(tài)下向系統(tǒng)供給感性功率，欠勵磁狀態(tài)吸收系統(tǒng)感性功率，但在欠勵磁狀態(tài)時的容量只有過勵磁容量的50％～65％，它的有功功率損耗較大，在滿負荷時約為額定容量的1.5％～5％，容量越小百分值越大。小容量投資費用較大，另外其為旋轉(zhuǎn)設(shè)備不易維護。
4.3并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器供給的無功功率Qc與所在節(jié)點電壓U的平方成正比，即
QC=U2/Xc
式中，XC=1/ωC為并聯(lián)電容器的容抗。因節(jié)點電壓下降時，它供給系統(tǒng)的無功功率將減少。因此當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或其它原因電壓下降時，電容器無功輸出的減少將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降。換言之，電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能比較差。但他的投資費用小，運行時功率損耗亦小，約為額定容量的0.02％以下。另外它無旋轉(zhuǎn)部分維護方便又可集中或分散裝設(shè)，還可連結(jié)成若干組，配以功率因數(shù)測量控制裝置，實現(xiàn)分組投入或切除，可進行無功功率的不連續(xù)調(diào)節(jié)。
4.4靜止無功補償器和靜止無功發(fā)生器這些補償設(shè)備是近年發(fā)展起來的性能優(yōu)異的無功功率靜止補償設(shè)備，前者與電抗串聯(lián)作成不同的組數(shù)，對消除系統(tǒng)中一定頻率的諧波分量有很好的作用。后者配以先進的控制元件后，可控制發(fā)生器運行在容性負荷、感性負荷或零負荷狀態(tài)，另外它與補償器相比響應(yīng)速度更快，運行范圍更寬，更重要的是在電壓較低時仍可向系統(tǒng)注入較大無功電流。但二者的投資費用較高。
對于礦山企業(yè)配電系統(tǒng)中計算好無功補償容量后，從滿足無功補償要求和設(shè)備投入費用角度考慮，一般選用電容器組來作為系統(tǒng)的無功功率補償設(shè)備。這樣不同容量的補償設(shè)備有很多廠家可供貨，選型也方便。