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• 針對煤礦井下存在的各類長距離供電問題，新風(fēng)光推出適應(yīng)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(shè)備的電網(wǎng)綜合調(diào)節(jié)裝置,、無功補(bǔ)償裝置、變頻設(shè)備,，用于解決綜采工作面,、掘進(jìn)工作面的低壓配電線路存在的末端電壓低、功率因數(shù)低,、大型負(fù)荷設(shè)備啟動困難,、諧波污染嚴(yán)重的問題；同時通過在變電所配置大容量無功補(bǔ)償裝置,，用于提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性,、降低線路及變壓器損耗、消除諧波污染,、延長供電用電設(shè)備及輸電電纜的使用壽命,。

為適應(yīng)不同煤礦現(xiàn)場的不同應(yīng)用需求，在綜合治理方案基礎(chǔ)上分列出幾種適應(yīng)煤礦井下不同工況的解決方案,。

1.高壓防爆SVG集中補(bǔ)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(qū)變電所，采區(qū)變電所再至各采煤,、掘進(jìn)工作面,，6kV/10kV供電電纜長度最長可超過10公里，末端多個工作面的大功率設(shè)備啟動及正常工作時系統(tǒng)中存在大量的無功功率,，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量,。僅僅通過終端補(bǔ)償及終端設(shè)備變頻啟動的方式不能有效解決6kV/10kV高壓輸電線路上的電能質(zhì)量問題，需要搭配集中補(bǔ)償方式對整個長距離供電系統(tǒng)提供解決方案,。

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

■  方案優(yōu)勢

◎ 穩(wěn)定高壓輸電電纜供電電壓,，改善整個長距離供電系統(tǒng)電能質(zhì)量,。

◎ 補(bǔ)償線路中無功電流，降低線路電流,，降低無功損耗,。

◎ 提高系統(tǒng)功率因數(shù),，配置容量足夠前提下可由0.5以下提升至0.99。

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

◎ 保護(hù)功能齊全,，便于確定故障點(diǎn)，易維護(hù),，運(yùn)行可靠性高,。

◎ 設(shè)備支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,。

2. 工作面終端電網(wǎng)綜合調(diào)節(jié)控制裝置方案

煤礦井下綜采,、掘進(jìn)工作面的大型負(fù)荷設(shè)備與配套的供電電源之間的長距離供電、大型負(fù)荷的沖擊,，使得供電電纜末端負(fù)載側(cè)的電源電壓偏低,，電網(wǎng)諧波含量大。針對無功電流在電纜上所引起的電壓降問題可以采取近端無功補(bǔ)償?shù)姆桨附鉀Q,，而有功電流在電纜上引起的電壓降問題往往是無法避免的,。

針對上述問題，新風(fēng)光公司提出一種創(chuàng)新性的方案,，在補(bǔ)償無功電流的基礎(chǔ)上，動態(tài),、實(shí)時的調(diào)控電源末端設(shè)備的供電電源電壓,，補(bǔ)償因有功電流在電纜上產(chǎn)生的電壓降，從而保證末端設(shè)備的工作電源電壓需求,。

■  方案優(yōu)勢

◎ 實(shí)時跟蹤負(fù)荷變化,，動態(tài)連續(xù)平滑補(bǔ)償無功功率，提高供電系統(tǒng)設(shè)備容量的利用率,。

◎ 動態(tài),、實(shí)時的調(diào)控電源末端設(shè)備的供電電源電壓，補(bǔ)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(shè)備啟動時電壓補(bǔ)償至額定電網(wǎng)電壓的97%,，滿載運(yùn)行時電網(wǎng)電壓值可補(bǔ)償至額定電網(wǎng)電壓的99%，進(jìn)而完美解決長距離供電時末端電源電壓低的問題,。

◎ 保護(hù)功能齊全,，具有過壓、欠壓,、過流,、單元過熱,、不均壓等保護(hù)，便于確定故障點(diǎn),，易維護(hù),，運(yùn)行可靠性高。

◎ 支持多種對外通訊模式,，兼容智慧礦山標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,。

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

3,、低壓防爆SVG終端補(bǔ)償方案

在采煤、掘進(jìn)工作面中,，大型負(fù)荷設(shè)備諸如采煤機(jī),、掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī),、泵站等與移動變電站之間的供電距離較長,，設(shè)備啟動瞬間產(chǎn)生巨大無功沖擊，造成末端電壓跌落嚴(yán)重,，設(shè)備啟動困難,。

本方案采取無功補(bǔ)償裝置對掘進(jìn)機(jī)設(shè)備單獨(dú)補(bǔ)償方式解決，將礦用隔爆兼本質(zhì)安全型低壓靜止無功發(fā)生器配置在工作面,，并接于負(fù)荷設(shè)備側(cè)可以快速跟設(shè)備啟動瞬間產(chǎn)生的沖擊電流,，調(diào)節(jié)交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，發(fā)出無功進(jìn)行無功補(bǔ)償,，用于提高末端網(wǎng)壓,，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行，節(jié)能降耗,。

■  方案優(yōu)勢

◎ 實(shí)時跟蹤負(fù)荷變化,，動態(tài)響應(yīng)速度快，響應(yīng)時間≤ 20ms,，動態(tài)連續(xù)平滑補(bǔ)償無功功率,。

◎ 保護(hù)功能齊全，具有過壓,、欠壓,、過流、單元過熱、不均壓等保護(hù),，便于確定故障點(diǎn),，易維護(hù)，運(yùn)行可靠性高,。

◎ 設(shè)備內(nèi)部與電纜并聯(lián),，不影響負(fù)荷正常工作。

◎ 投切時無暫態(tài)沖擊,，無合閘涌流,，無需放電即可再投。

◎ 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(biāo)準(zhǔn)通訊接口,。

◎ 支持長距離供電,，延長供電距離，減少移動變電站移動頻次,，節(jié)約人力成本,。

4、防爆變頻器針對負(fù)荷設(shè)備變頻軟啟動方案

綜采工作面采用長距離供電方式,，負(fù)載電機(jī)（采煤機(jī)截割電機(jī)）直接啟動瞬間產(chǎn)生巨大無功沖擊,，造成末端電壓跌落嚴(yán)重，設(shè)備啟動困難,。

本方案采取變頻器對負(fù)載電機(jī)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（以下簡稱防爆變頻器）配置在工作面集中配電點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電機(jī)的變頻啟動,。電機(jī)啟動到工頻后,，通過對變頻器的輸出電壓相位做出調(diào)整，在轉(zhuǎn)換的瞬間,，調(diào)整好輸出電壓的相位、頻率,、幅值這三個參數(shù)完全與電網(wǎng)電壓一致,，然后將電網(wǎng)電壓切入到電機(jī)端，調(diào)整完畢后,，脫開變頻器,，完全由電網(wǎng)工作于電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)變頻轉(zhuǎn)工頻的無擾切換,。

■  方案優(yōu)勢

◎ 能實(shí)現(xiàn)大功率負(fù)載電機(jī)高精度的轉(zhuǎn)矩控制,。

◎ 能實(shí)現(xiàn)大功率負(fù)載電機(jī)的軟啟、軟停和過程控制,。

◎ 變頻轉(zhuǎn)工頻無擾切換,，減小電流沖擊,，延長機(jī)械設(shè)備使用壽命。

◎ 利用可編程控制器輕松實(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)通訊接口。

新風(fēng)光煤礦井下長距離供電綜合治理方案應(yīng)用效果

1,、直接效果

2,、 經(jīng)濟(jì)價值

配置防爆無功補(bǔ)償裝置后，通過功率因數(shù)提升,、負(fù)荷電流下降,、負(fù)載有效使用率提高等因素可實(shí)現(xiàn)節(jié)能供電，在提高供電質(zhì)量的同時可大幅節(jié)省電費(fèi)支出,。

根據(jù)無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量計算,，每1kvar年節(jié)電量：

P =Qc×Cb1×Tn

式中：

P—年節(jié)電量

Qc—有效無功補(bǔ)償容量，1（kvar）,；

Cb1—無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量,，三級變壓，取0.1~0.15,；

物理意義：每補(bǔ)償1kvar無功,，有功損耗降低多少千瓦

Tn—設(shè)備年運(yùn)行小時，6000h（按300天,，每天20小時計算）,；

由上式計算得：P=1×0.1×6000=600kWh

按每年工作6000小時（按1年12個月，每月25天,，每天20小時計算）,、電價0.57元計算：每1kvar年節(jié)能費(fèi)用為342元；

以我公司6kV 2500kvar高壓防爆SVG為例,，每年可節(jié)省電費(fèi)約85.5萬元,。

3、應(yīng)用案例

新風(fēng)光公司W(wǎng)J1-500/1140防爆SVG設(shè)備在兗州煤業(yè)某煤礦井下掘進(jìn)工作面現(xiàn)場成功應(yīng)用,，設(shè)備使用效果得到客戶的一致好評,。

基本工況：后級負(fù)載為掘進(jìn)機(jī)等，負(fù)荷共約310kW,。 

安裝SVG主要作用：補(bǔ)償1140V負(fù)載無功,，提高功率因數(shù)，治理 諧波,，節(jié)能降耗,。 

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

下圖為設(shè)備的現(xiàn)場圖片及設(shè)備運(yùn)行報告,。