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电力系统电压无功补偿自动调节分析

时间:2020-09-11 08:55来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:一旦电力系统中存在的感性负载设备规模较大,就会引发功率减小的现象,相应地会加大无用功的占比,并且也会影响到全部输电系统的损耗和安全性,特别是在煤矿电力系统中出现此种问题,则会显著影响到煤矿大规模装置常态性的运作状态。为将上述问题有效
  
摘要:一旦电力系统中存在的感性负载设备规模较大,就会引发功率减小的现象,相应地会加大无用功的占比,并且也会影响到全部输电系统的损耗和安全性,特别是在煤矿电力系统中出现此种问题,则会显著影响到煤矿大规模装置常态性的运作状态。为将上述问题有效解决,传统的电压无功补偿方式主要就是将电容器或电容组装置连接在母线处,借此将无用功的干扰和影响有效去除,但这一方式存在不足。而基于对电压无功补偿自动调节技术的有效应用,能够更好地将以上症结进行有效化解。所以,针对煤矿电力系统电压无功补偿自动调节的探讨十分必要。
 
关键词:煤矿;电力系统;电压无功补偿;自动调节
 
各级别变电所和电压所配置的配电线路以及用电装置所构建的矿区电网系统就是煤矿电力系统。一般来说,煤矿运行过程中与相关工人井下作业具有密切关联性因素的就是煤矿电力系统,煤矿电力系统以其自身具备的动力源泉作用更好地支撑着工人井下作业的顺利开展,并且也在一定程度上保障着井下的安全生产。一旦煤矿电力系统突然中断,就会导致井下生产作业难以继续开展。此外,煤矿电力系统的电能还需要维持井下瓦斯的抽放以及排水装置的正常运行,因此一旦电力系统发生中断,也会引发更加严重的问题,如瓦斯聚集和淹井等。基于此,煤矿企业需要对电力系统予以高度重视,借助有效分析煤矿电力系统运作情况,为井下作业所处供电系统环境的安全可靠性提供重要保障,为煤矿安全生产环境给予良好维护的同时,也能对井下作业工作人员的生命安全给予全面保障。因而,针对煤矿电力系统电压无功补偿自动调节的研究具有积极的现实意义。
 
1无功补偿自动调节的原理
 
在煤矿电力系统中,电容器无功输出情况的作用主要体现在对电容器相应端电压进行一定调节,进而将无功功率输出,简单来说就是在供电体系中建立电压调整设备,进而借助此种方式确保对电容器无功输出功率进行调整的目的[1]。对于以往无功补偿方式来说,对自动电压调整设备的采用就是自动调节的核心所在,借助其核心设备功能作用的充分发挥,确保供电体系实时无功补偿所需,进而促进无功补偿效率的有效提升。通过电压同步分级式的调整方式,能有效调控电容器端电压,这就是自动电压调整设备的设计原理所在。为电容器无功输出运算公式,电容器无功输出功率参量为Q,系统频率参量则为f,电容器容量参量为C,电容器端电压参量为U。借助这一公式内容能够了解到,基于对电容器端电压的调整能够有效调节电容器无功输出功率。在本文的研究中,主要是在系统中接入电容器,经由电压的调控设备,进而借助有效调节电压调控设备有效调控电容器端电压,逐步实现对电容器无功补偿功率输出的有效调控。作为固定的电容器接入,相应的放电现象并不会存在,因而不需要调控延时情况,以同步分级式的方式来调控电压,难以达到每一次都能够明显进行电容器端电压调控的目的,所以需要对体系中无功改变情况进行同步追踪,借此有效调控电容器的无功输出。在进行具体调控的过程中,过电压情况并不会出现,因此借助这一方式能够有效延长体系内组件使用寿命。
 
2无功补偿自动调节的构成及其原则
 
在电力系统的无功补偿自动调节技术中,控制系统是其核心部分所在,而单片机则为主要的控制元件。对于控制系统来说,其显著的功能作用都体现在控制PT和PC输入供电系统的电压以及电流方面,在对相应功率因数有效计算的基础上,以预先编程设置为依据,最终达到对整体参数有效控制的目的。具体调节工作开展时,通常都需要对功率因数与系统电压同时进行调节,主要原因在于功率因数与系统电压间的关系是十分密切的,一旦仅调节其中一个参数,则相应的调整效果就会与预期相差甚远[2]。在此情况下,由两者构成的调节区就会根据自身参数组成相应的区域,通常来说,针对这一调节区域可进行相应子区域的划分,并将子区域划分为9个。而调节区域整体的中心区域主要集中在第九区内,电力系统正常工作区域也是主要在于这一区域。对于控制器中的单片机来说,只有在系统状态分类区域基础上才能有效地设置具体的编程。如在一区是供电系统当前工作状态所处主要位置的情况下,与下限相比,此时的系统电压与功率因数往往会较低,这一状态下的工作就需要针对无功输出进行优先增加。同时系统电压提升方式的运用对机制调整具有相应的辅助作用。在以相应调整方式为主要依据来对单片机编程进行设置的过程中,一旦系统处在变动的状态下,就需要借助控制器积极开展自动调整功能,进而确保无功补偿自动调节功能的有效实现。
 
3煤矿电力系统电压无功补偿自动调节技术的运用
 
3.1煤矿电力系统的特征
 
煤矿电力系统中的无功补偿自动调节装置对于整个电力系统的稳定运行是尤为关键的,因此具体应用过程中必须要进行严格把关。在对电压无功补偿自动调节相关技术应用的过程中,需要先研究其特征,对其中存在突出的缺点以及问题进行积极挖掘,进而围绕具体的缺点和问题进行有效的调节和改正。以煤矿电力系统特征为主要依据,需要对电能质量情况、电气装置受损情况和无功冲撞开启带来的多方面影响加以重点考虑,更好地保障电压无功补偿自动调节相关技术应用与实际情况相匹配。煤矿电力系统中存在的非线性电子组件应用现象较多,这些组件实现的智能化设备的构建往往会出现一些谐波问题,在此背景下会使供电体系功率因数逐渐减少,进而影响电力系统供电过程的电能质量。此外,在供电体系中无功冲撞处于开启的状态时,电压谐波现象也会因此而产生,进而使供电体系中无用功占比在一定程度上加大,电能损耗现象逐渐发生的同时,也会影响煤矿中大规模装置的安全性[3]。煤矿供电体系谐波往往会产生较多的危害,在影响变压器以及变频器等设备的同时,也会在一定程度上影响煤矿通信信号,由此而引发信号干扰现象,不利于继电保护器的运行和长久使用。基于此,为确保煤矿电力系统中电压无功补偿自动调节技术的有效应用,同时最大化发挥技术应有作用,就需要对煤矿实际电力系统特征以及存在的隐患进行全面充分考虑,确保科学合理地应用无功补偿自动调节技术,借此更好地维护煤矿电力系统安全稳定运行。
 
3.2无功补偿方式
 
一般来说,无功补偿方式可以主要从以下方面来进行分析。第一种为随线补偿方式。运用此种方式需要在高压配电线路上装置并联电容器装置,安置方式则以分散形式为主,借此对配电线路内无功功率进行一定补偿,其主要目的在于促进配电网络功率因数的有效提升,进而在减少损耗的同时促进电压的提升,此种无功补偿方式在功率因数不高以及较轻的负载等形式的长配型单路线方面较为适用[4]。应用过程中的显著优势体现在投资金额较小、能够快速回收和较高的补偿率等方面。在随线补偿的无功补偿方式应用过程中,设置保护设备使难度较大,因而相应的维护以及管理等工作难度也会逐渐加大,加之安置环境会对其造成一定影响或限制,因而并没有广泛应用在实际配网中。第二种无功补偿方式则为低压补偿方式。低压补偿方式又分为以下两种:低压型集中式、低压型分散式。低压型集中式的低压补偿方式,就是将掌握保护设备运用无功补偿智能化设备来代替,进而在低压母线中安置电容器组,以实现对变压器和低压配电线路无功损耗进行有效补偿这一目的[5]。此种方式的低压无功补偿在使用者转换和农村地区电网中的应用较为广泛,而共用型变压器管理以及维护受限等因素,安全隐患十分容易出现,因而难以实现相应的有效使用;低压型分散式的低压补偿方式主要是将电容器上安置在无功负载相对密集的低压线路位置,路线和用电装置损耗的无功功率是其进行补偿的主要对象。对于低压型集中式方式来说,低压型分散性无功补偿方式在电压质量改进以及电能提升和节能损耗等方面具有积极显著的优势作用,但值得注意的是,因低压负载分布分散性和随机性特征往往会对其产生一定影响,因此在确定补偿方位和容量上的难度较大,会影响装置的使用效率,因而现阶段在我国煤矿电力系统中应用并不广泛,甚至可以说并未进行应用。
 
3.3智能化的控制体系
 
在本文研究中设计的全部动作都需要以控制器来实现。在智能化控制体系的人机界面中,键盘以及液晶显示器为其核心构成部分,而这些核心构成部分主要是在定值设置方面进行应用。如CT以及PT变化比值、功率因数上限和下限值等方面都可以进行有效的应用:在PT和CT输出方面一般主要应用交流输入型电路,借此改变样品的采集;而在系统电压以及无功输出功率等级调控方面则主要应用开关量对应的输出电路,在具体应用过程中需要对继电器输出渠道进行采样,一般光耦输入方式为开关量对应输入电路所采纳的方式,主要是在电压分接式开关和调压器目前所处挡位监控方面予以应用,借此将挡位处于极限后动作的仍旧开展现象给予有效规避;远动体系和综合式智能化体系传输信息方面主要应用通信电路,RS485或CAN为通常运用的网接口型号;通常来说,8位或16位性能较高的微控制器等为单片机系统的构成部分,在编制具体的软件过程中需要根据相应的明确调节原则开展具体且合理有效的编制工作,同时还应该将以下功能融入其中,即对于PT和CT来说,需要积极设置二者的断线闭锁功能,相应的人工操控以及通信和失压闭锁等多个功能都需要包含其中,确保在这些功能作用充分发挥的基础上,更好地保障单片机的正常运行,有效维护电力系统[6]。
 
3.4使用与维护
 
煤矿电力系统电压无功补偿自动调节装置和技术等在具体应用的过程中,首要工作就是对相应的测试分析工作予以积极开展,借此将电能质量相关指标进行明确,同时也能确定煤矿电力系统电能质量技术标准,其中电压波动、功率因数和谐波电压等为电能质量技术标准的主要技术标准项目。之后,还需要以电能质量技术标准为主要依据,进而将相应的无功补偿自动调节方案积极制定出来,再积极开展相应的单片机编程操作,确保有效明确准确地控制区域维度[7]。与此同时,在具体应用无功补偿自动调节技术的过程中,需要严格遵守相应的基本原则,具体包含三方面内容,即安全性、可靠性、经济性。其主要功能则体现在以下两方面:第一,有效运用无功补偿自动调节技术,能够为煤矿电力系统可靠运行给予保障,为煤矿内大型设备安全运行给予充足保证。第二,基于对适宜调节参数的合理选择,能够确保电能质量得以最大限度地提升并有效降低电能损耗。对于煤矿电力系统建设来说,具体建设过程中要以国家相关标准要求为主要依据,将相应的无功补偿装置合理有效地加装在煤矿电力系统中,同时还需要为注入系统公共接点不超于0.013的三相电压平衡度给予有效保障,并将电压波动控制在0.02范围内。煤矿电力系统电压无功补偿自动调节装置在具体维护的过程中,需要积极建立相应的有关主要设施设备巡查制度,尤其是对控制器这一主要设施设备来说,更应该积极建立相应的检测系统,确保借此来实时检测电力系统运行中控制器各项功能作用运行情况,检测时一旦发现某一参数有异常现象,就需要维护人员具体排查、积极开展维修工作,确保将问题和隐患逐一解决和有效排查,避免影响到煤矿电力系统的安全稳定运行,为工人每一环节工作开展营造良好环境[8]。
 
4结束语
 
本文首先对无功补偿自动调节原理进行具体阐述,进而对无功补偿自动调节构成和原则进行分析,之后对煤矿电力系统电压无功补偿自动技术运用进行具体且系统的探究,希望能够为相关人员的研究和工作等给予一定帮助。现阶段,煤矿电力系统已经逐渐广泛运用无功补偿自动调节技术。对于传统无功补偿方式来说,自动调控无功补偿方式的应用,能够确保无功补偿高效、安全、稳定等方面性能得到有效强化,进而进一步维护煤矿电力系统的正常良好运行。在实际应用过程中,应以煤矿电力系统特征和相应无功补偿具体需求等为主要依据,确保选择的无功补偿方式更加适用。在无功补偿方式与煤矿电力系统特征和需求相匹配的情况下,才能确保无功补偿作用的最大化发挥。
 
参考文献:
 
[1]李少锋.矿用高压无功及谐波补偿检测系统研究[D].煤炭科学研究总院,2019.
 
[2]李剑峰.煤矿供电静止型动态无功补偿的研究应用[J].电源世界,2019(02):37-41+45.
 
[3]李艳芸.煤矿电力系统电压无功补偿自动调节探究[J].自动化应用,2019(02):99-100+105.
 
作者:梁小东 单位:神东煤炭集团供电中心
(责任编辑:admin)
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