古莲河露天煤矿
电气设计需要掌握煤矿生产作业期间各项设备的使用功率、无功功率和设备容量等，要对各项参数进行了解和掌握。煤矿生产期间功率较大的设备有许多，如变压器、感应电动机等，这类设备在运转的过程中需要小号大量的电力能源，由于在运行期间存在许多无功功率，所以整体的功率因数比较低，无功补偿的效果达不到相关要求，这就需要科学的选择无功补偿装置，实现装置的合理运用，降低设备运行时无功功率的产生。
一、无功补偿问题的提出
对于现有的煤矿企业，从供电系统上来看，高低压的供电网络，都会有大量无功功率通过系统流进来，再流进设备里面，由于增加了系统，使无功功率有装置发生；还因无功功率流入到高低压网络上，将有功损耗引发，使线路因无功电流流过，从而导致降低电压，对供电的质量造成了一定的影响。或者，功率的因数过低，使收费的标准提升了，导致煤矿企业运行的费用增加。系统功率的因数利用无功补偿进行提升，既可以将系统的供电量得以有效提升，又可以将线路压降节能减少。针对大规模工厂的容量补偿，利用低压分散补偿与高压集中补偿有机结合的方式，相对地进行比较。高压侧无功补偿，不但可以对变压器无功损耗进行补偿，还能够将高压电动机功率的因数偏低进行有效补偿。对于一些规模相对较小的工作，用电负荷补偿和分散容量都比较小，通常利用低压补偿就比较适合。低压无功补偿，利用分散的补偿原则，既有利于线损的降低，又有利于技术经济效益的获龋集中对低压配电柜的装置进行有效地补偿，主要是对低压支干线上无功的损耗进行有效补偿，低压设备就地补偿就是将有功损耗进行降低。煤矿企业无论采用哪种补偿方式，都是非常有必要的。
二、通过实例对问题的探究
配电系统中，选用一台200kW的电动机，供电的距离就可以达到50m，用铜心电缆ZR-VV-0.6/1-3×185+1×95进行供电，补偿前的功率因数是0.8，补偿后的功率因数是0.95，对于补偿前后的有功损耗做一出比较。
经查《绝缘导线与电缆的相电阻》表格并计算得出：补偿以前对相电流为380A，有功功率损耗为2.6kW；补偿以后对相电流为320A，有功功率损耗为1.844kW。可见补偿以后的有功功率损耗减少了29%。
从以上可以看出，在煤矿企业中，设备所产生的损耗非常大，而这样容量的设备非常多，如果把各种设备的损耗累计起来，损失的将是一个巨大的能源。根据这种情况，在煤矿企业的电气设计中，应该采用补偿的措施，利用无功就地补偿来进行避免。选择一个中型的煤矿，35/6.3kV的变电所，利用无功补偿进行分析，所供应负荷内的设备，大多都是高压6kV的鼠笼式电机，地面的低压动力，利用在变压器的低压侧无功进行补偿。
在这个煤矿中，中压6kV侧所采用的是1600kVar的无功电容进行补偿。由原来0.74的可使功率因数增加到0.92的可使功率因数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在低压的380V侧，若不使用无功补偿，在对变压器进行选取时，就容易出现问题，由于无功补偿在往后只使用了一台1600kVA型号的变压器，就能够使全厂地面低压用的电负荷需求得到有效地满足，而如果不将无功补偿进行采用，在设计中，就需要选用两台1000kVA型号的变压器，这比一台1600kVA型号的变压器在价格上要贵很多，同时，还要将一间变压器设备室建立起来，并配备有关的控制维护设备，对于企业的初期，会增加很大的投资，随着时间的推移，企业每年还要将变压器的损耗费用来交给供电部门，每年的费用也会很多。因此，在对电气进行设计中，这些方面就应该进行避免，利用高低压无功补偿是最好的避免方法。此煤矿的电气设计，无功补偿放置到中压6kV侧进行运用。
无功补偿方式种类很多，包括同步调相机和并联电抗器以及静止型动态的无功补偿装置等。此煤矿的无功补偿利用中低压侧的分别补偿方式与智能型的动态无功补偿滤波的成套装置，作为无功补偿装置，该装置没有电流冲击，没有谐波产生，具有快速的抽切技术，能够有效地减少供配电系统的损耗。同时，还能够有效地解决用户的增容问题进行。
三、提高功率因数的方法
1、同步电动机的功率控制
同步电动机在应用期间会受到多方面因素的干扰，其中影响较大的因素就是机械负荷的大小，无功而且容易被限制的因素是转子中存在的电流。如果电动机无法在很好的作业环境中进行工作，定子绕组就会吸收电网运行期间的无用功率。在作业条件比较好的环境中，其也会释放一些无用功率。基于以上这种情况，可以通过调节电动机转子中的电流让同步电动机处于良好的运行状态，一方面可以提高对电网的输出功率，另一方面也可以减少电网中无用功率的产生，保证电气系统的运行效率。
2、提高自然功率
首先，可以选择合适的补偿设备，让煤矿电气系统中各设备都可以提高运行效率，降低无用功率的产生。这种补偿方法的应用效果比较好，在实际应用这种方面期间，工作人员需要科学的选择电动机，确定好电动机的容量，从电动机的应用情况进行考虑，保证机械设备的各项参数满足应用需要，同时，还需要对电动机应用过程中消耗的功率进行掌握，降低无功功率的产生；其次，要保证电动机的有效运转，不能空载运行，保证电动机的负载率；最后，对电气系统中消耗能量较大、产生无功功率比较多的设备进行更换，提高电气设计效果，将无功补偿的作用体现出来。
结语：煤矿生产系统中的电气设计工作关系到系统的运行情况，在实际设计时，对无功补偿的重视度不高，导致电气系统运行期间消耗较多能源，如果对其进行科学运用，不但可以改善以上情况，也可以降低投入成本，同时整个系统的供电质量也得到了保障。要对煤矿电气设计无功补偿的重要性进行了解，在开展设计工作期间，设计人员需要加大对这方面的重视力度，对系统进行无功补偿设计。
参考文献：
[1]朱建华.煤矿电气设计无功补偿的重要性[J].中国科技投资,2014(A03):323.
[2]张星义.关于煤矿电气设计无功补偿的重要性分析[J].电子制作,2013(13):247-248.
论文作者:黄兴文
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签：功率论文; 煤矿论文; 电动机论文; 设备论文; 低压论文; 系统论文; 功率因数论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;