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• 針對煤礦井下存在的各類(lèi)長(cháng)距離供電問(wèn)題，新風(fēng)光推出適應多種工況的綜合治理方案。

新風(fēng)光綜合治理方案包括面向采掘工作面終端設備的電網(wǎng)綜合調節裝置、無(wú)功補償裝置、變頻設備，用于解決綜采工作面、掘進(jìn)工作面的低壓配電線(xiàn)路存在的末端電壓低、功率因數低、大型負荷設備啟動(dòng)困難、諧波污染嚴重的問(wèn)題；同時(shí)通過(guò)在變電所配置大容量無(wú)功補償裝置，用于提高系統電壓穩定性、降低線(xiàn)路及變壓器損耗、消除諧波污染、延長(cháng)供電用電設備及輸電電纜的使用壽命。

為適應不同煤礦現場(chǎng)的不同應用需求，在綜合治理方案基礎上分列出幾種適應煤礦井下不同工況的解決方案。

1.高壓防爆SVG集中補償方案

自井上35kV/110kV變電所至井下中央變電所，中央變電所至采區變電所，采區變電所再至各采煤、掘進(jìn)工作面，6kV/10kV供電電纜長(cháng)度最長(cháng)可超過(guò)10公里，末端多個(gè)工作面的大功率設備啟動(dòng)及正常工作時(shí)系統中存在大量的無(wú)功功率，嚴重影響供電質(zhì)量。僅僅通過(guò)終端補償及終端設備變頻啟動(dòng)的方式不能有效解決6kV/10kV高壓輸電線(xiàn)路上的電能質(zhì)量問(wèn)題，需要搭配集中補償方式對整個(gè)長(cháng)距離供電系統提供解決方案。

6kV/10kV系列大容量無(wú)功補償裝置，配置在井下6kV/10kV高壓供電線(xiàn)路中，可以對整個(gè)工作面或多個(gè)工作面的所有負荷進(jìn)行集中補償，配合終端補償及終端設備變頻解決方案，可以從系統層面提高工作面功率因數、濾除電網(wǎng)諧波，提升供電線(xiàn)路傳輸及供電能力，節能降耗。

■  方案優(yōu)勢

◎ 穩定高壓輸電電纜供電電壓，改善整個(gè)長(cháng)距離供電系統電能質(zhì)量。

◎ 補償線(xiàn)路中無(wú)功電流，降低線(xiàn)路電流，降低無(wú)功損耗。

◎ 提高系統功率因數，配置容量足夠前提下可由0.5以下提升至0.99。

◎ 濾除系統中存在的諧波，降低各用電設備故障率，提高設備運行可靠性，大幅降低人力成本和物力成本。

◎ 保護功能齊全，便于確定故障點(diǎn)，易維護，運行可靠性高。

◎ 設備支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山標準通訊接口。

2. 工作面終端電網(wǎng)綜合調節控制裝置方案

煤礦井下綜采、掘進(jìn)工作面的大型負荷設備與配套的供電電源之間的長(cháng)距離供電、大型負荷的沖擊，使得供電電纜末端負載側的電源電壓偏低，電網(wǎng)諧波含量大。針對無(wú)功電流在電纜上所引起的電壓降問(wèn)題可以采取近端無(wú)功補償的方案解決，而有功電流在電纜上引起的電壓降問(wèn)題往往是無(wú)法避免的。

針對上述問(wèn)題，新風(fēng)光公司提出一種創(chuàng )新性的方案，在補償無(wú)功電流的基礎上，動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的調控電源末端設備的供電電源電壓，補償因有功電流在電纜上產(chǎn)生的電壓降，從而保證末端設備的工作電源電壓需求。

■  方案優(yōu)勢

◎ 實(shí)時(shí)跟蹤負荷變化，動(dòng)態(tài)連續平滑補償無(wú)功功率，提高供電系統設備容量的利用率。

◎ 動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的調控電源末端設備的供電電源電壓，補償因有功電流在電纜上產(chǎn)生的電壓降。

◎ 使用本裝置可以保證井下設備啟動(dòng)時(shí)電壓補償至額定電網(wǎng)電壓的97%，滿(mǎn)載運行時(shí)電網(wǎng)電壓值可補償至額定電網(wǎng)電壓的99%，進(jìn)而完美解決長(cháng)距離供電時(shí)末端電源電壓低的問(wèn)題。

◎ 保護功能齊全，具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、單元過(guò)熱、不均壓等保護，便于確定故障點(diǎn)，易維護，運行可靠性高。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山標準通訊接口。

◎ 延長(cháng)移動(dòng)變壓器與后級負荷設備的供電距離，避免因末端電源電壓低而頻繁移動(dòng)變壓器設備，減輕煤礦井下掘進(jìn)、綜采作業(yè)面的工作強度，提高工作效率。

3、低壓防爆SVG終端補償方案

在采煤、掘進(jìn)工作面中，大型負荷設備諸如采煤機、掘進(jìn)機、運輸機、泵站等與移動(dòng)變電站之間的供電距離較長(cháng)，設備啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生巨大無(wú)功沖擊，造成末端電壓跌落嚴重，設備啟動(dòng)困難。

本方案采取無(wú)功補償裝置對掘進(jìn)機設備單獨補償方式解決，將礦用隔爆兼本質(zhì)安全型低壓靜止無(wú)功發(fā)生器配置在工作面，并接于負荷設備側可以快速跟設備啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生的沖擊電流，調節交流側輸出電壓的幅值和相位，發(fā)出無(wú)功進(jìn)行無(wú)功補償，用于提高末端網(wǎng)壓，穩定設備運行，節能降耗。

■  方案優(yōu)勢

◎ 實(shí)時(shí)跟蹤負荷變化，動(dòng)態(tài)響應速度快，響應時(shí)間≤ 20ms，動(dòng)態(tài)連續平滑補償無(wú)功功率。

◎ 保護功能齊全，具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、單元過(guò)熱、不均壓等保護，便于確定故障點(diǎn)，易維護，運行可靠性高。

◎ 設備內部與電纜并聯(lián)，不影響負荷正常工作。

◎ 投切時(shí)無(wú)暫態(tài)沖擊，無(wú)合閘涌流，無(wú)需放電即可再投。

◎ 在額定電流的前提下，輸出電流諧波（THD）≤3%。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山標準通訊接口。

◎ 支持長(cháng)距離供電，延長(cháng)供電距離，減少移動(dòng)變電站移動(dòng)頻次，節約人力成本。

4、防爆變頻器針對負荷設備變頻軟啟動(dòng)方案

綜采工作面采用長(cháng)距離供電方式，負載電機（采煤機截割電機）直接啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生巨大無(wú)功沖擊，造成末端電壓跌落嚴重，設備啟動(dòng)困難。

本方案采取變頻器對負載電機變頻軟啟方式解決，使用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變電變頻器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)防爆變頻器）配置在工作面集中配電點(diǎn)，實(shí)現負載電機的變頻啟動(dòng)。電機啟動(dòng)到工頻后，通過(guò)對變頻器的輸出電壓相位做出調整，在轉換的瞬間，調整好輸出電壓的相位、頻率、幅值這三個(gè)參數完全與電網(wǎng)電壓一致，然后將電網(wǎng)電壓切入到電機端，調整完畢后，脫開(kāi)變頻器，完全由電網(wǎng)工作于電機，從而實(shí)現變頻轉工頻的無(wú)擾切換。

■  方案優(yōu)勢

◎ 能實(shí)現大功率負載電機高精度的轉矩控制。

◎ 能實(shí)現大功率負載電機的軟啟、軟停和過(guò)程控制。

◎ 變頻轉工頻無(wú)擾切換，減小電流沖擊，延長(cháng)機械設備使用壽命。

◎ 利用可編程控制器輕松實(shí)現各種工況的配合控制。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山標準通訊接口。

新風(fēng)光煤礦井下長(cháng)距離供電綜合治理方案應用效果

1、直接效果

2、 經(jīng)濟價(jià)值

配置防爆無(wú)功補償裝置后，通過(guò)功率因數提升、負荷電流下降、負載有效使用率提高等因素可實(shí)現節能供電，在提高供電質(zhì)量的同時(shí)可大幅節省電費支出。

根據無(wú)功經(jīng)濟當量計算，每1kvar年節電量：

P =Qc×Cb1×Tn

式中：

P—年節電量

Qc—有效無(wú)功補償容量，1（kvar）；

Cb1—無(wú)功經(jīng)濟當量，三級變壓，取0.1~0.15；

物理意義：每補償1kvar無(wú)功，有功損耗降低多少千瓦

Tn—設備年運行小時(shí)，6000h（按300天，每天20小時(shí)計算）；

由上式計算得：P=1×0.1×6000=600kWh

按每年工作6000小時(shí)（按1年12個(gè)月，每月25天，每天20小時(shí)計算）、電價(jià)0.57元計算：每1kvar年節能費用為342元；

以我公司6kV 2500kvar高壓防爆SVG為例，每年可節省電費約85.5萬(wàn)元。

3、應用案例

新風(fēng)光公司W(wǎng)J1-500/1140防爆SVG設備在兗州煤業(yè)某煤礦井下掘進(jìn)工作面現場(chǎng)成功應用，設備使用效果得到客戶(hù)的一致好評。

基本工況：后級負載為掘進(jìn)機等，負荷共約310kW。 

安裝SVG主要作用：補償1140V負載無(wú)功，提高功率因數，治理 諧波，節能降耗。 

解決方法：掘進(jìn)巷道末端增設無(wú)功補償裝置 WJ1-500/1140。補償率較高，效果明顯。

下圖為設備的現場(chǎng)圖片及設備運行報告。