• 針對煤礦井下存在(zài)的(de)各類長距離供電問題，新風光推出(chū)适應多種工況的(de)綜合治理方案。

新風光綜合治理方案包括面向采掘工作面終端設備的(de)電網綜合調節裝置、無功補償裝置、變頻設備，用于(yú)解決綜采工作面、掘進工作面的(de)低壓配電線路存在(zài)的(de)末端電壓低、功率因數低、大(dà)型負荷設備啓動困難、諧波污染嚴重的(de)問題；同時(shí)通過在(zài)變電所配置大(dà)容量無功補償裝置，用于(yú)提高系統電壓穩定性、降低線路及變壓器損耗、消除諧波污染、延長供電用電設備及輸電電纜的(de)使用壽命。

爲(wéi / wèi)适應不(bù)同煤礦現場的(de)不(bù)同應用需求，在(zài)綜合治理方案基礎上(shàng)分列出(chū)幾種适應煤礦井下不(bù)同工況的(de)解決方案。

1.高壓防爆SVG集中補償方案

自井上(shàng)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、掘進工作面，6kV/10kV供電電纜長度最長可超過10公裏，末端多個(gè)工作面的(de)大(dà)功率設備啓動及正常工作時(shí)系統中存在(zài)大(dà)量的(de)無功功率，嚴重影響供電質量。僅僅通過終端補償及終端設備變頻啓動的(de)方式不(bù)能有效解決6kV/10kV高壓輸電線路上(shàng)的(de)電能質量問題，需要(yào / yāo)搭配集中補償方式對整個(gè)長距離供電系統提供解決方案。

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

■  方案優勢

◎ 穩定高壓輸電電纜供電電壓，改善整個(gè)長距離供電系統電能質量。

◎ 補償線路中無功電流，降低線路電流，降低無功損耗。

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

◎ 濾除系統中存在(zài)的(de)諧波，降低各用電設備故障率，提高設備運行可靠性，大(dà)幅降低人(rén)力成本和(hé / huò)物力成本。

◎ 保護功能齊全，便于(yú)确定故障點，易維護，運行可靠性高。

◎ 設備支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山标準通訊接口。

2. 工作面終端電網綜合調節控制裝置方案

煤礦井下綜采、掘進工作面的(de)大(dà)型負荷設備與配套的(de)供電電源之(zhī)間的(de)長距離供電、大(dà)型負荷的(de)沖擊，使得供電電纜末端負載側的(de)電源電壓偏低，電網諧波含量大(dà)。針對無功電流在(zài)電纜上(shàng)所引起的(de)電壓降問題可以(yǐ)采取近端無功補償的(de)方案解決，而(ér)有功電流在(zài)電纜上(shàng)引起的(de)電壓降問題往往是(shì)無法避免的(de)。

針對上(shàng)述問題，新風光公司提出(chū)一(yī / yì ／yí)種創新性的(de)方案，在(zài)補償無功電流的(de)基礎上(shàng)，動态、實時(shí)的(de)調控電源末端設備的(de)供電電源電壓，補償因有功電流在(zài)電纜上(shàng)産生的(de)電壓降，從而(ér)保證末端設備的(de)工作電源電壓需求。

■  方案優勢

◎ 實時(shí)跟蹤負荷變化，動态連續平滑補償無功功率，提高供電系統設備容量的(de)利用率。

◎ 動态、實時(shí)的(de)調控電源末端設備的(de)供電電源電壓，補償因有功電流在(zài)電纜上(shàng)産生的(de)電壓降。

◎ 使用本裝置可以(yǐ)保證井下設備啓動時(shí)電壓補償至額定電網電壓的(de)97%，滿載運行時(shí)電網電壓值可補償至額定電網電壓的(de)99%，進而(ér)完美解決長距離供電時(shí)末端電源電壓低的(de)問題。

◎ 保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、單元過熱、不(bù)均壓等保護，便于(yú)确定故障點，易維護，運行可靠性高。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山标準通訊接口。

◎ 延長移動變壓器與後級負荷設備的(de)供電距離，避免因末端電源電壓低而(ér)頻繁移動變壓器設備，減輕煤礦井下掘進、綜采作業面的(de)工作強度，提高工作效率。

3、低壓防爆SVG終端補償方案

在(zài)采煤、掘進工作面中，大(dà)型負荷設備諸如采煤機、掘進機、運輸機、泵站等與移動變電站之(zhī)間的(de)供電距離較長，設備啓動瞬間産生巨大(dà)無功沖擊，造成末端電壓跌落嚴重，設備啓動困難。

本方案采取無功補償裝置對掘進機設備單獨補償方式解決，将礦用隔爆兼本質安全型低壓靜止無功發生器配置在(zài)工作面，并接于(yú)負荷設備側可以(yǐ)快速跟設備啓動瞬間産生的(de)沖擊電流，調節交流側輸出(chū)電壓的(de)幅值和(hé / huò)相位，發出(chū)無功進行無功補償，用于(yú)提高末端網壓，穩定設備運行，節能降耗。

■  方案優勢

◎ 實時(shí)跟蹤負荷變化，動态響應速度快，響應時(shí)間≤ 20ms，動态連續平滑補償無功功率。

◎ 保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、單元過熱、不(bù)均壓等保護，便于(yú)确定故障點，易維護，運行可靠性高。

◎ 設備内部與電纜并聯，不(bù)影響負荷正常工作。

◎ 投切時(shí)無暫态沖擊，無合閘湧流，無需放電即可再投。

◎ 在(zài)額定電流的(de)前提下，輸出(chū)電流諧波（THD）≤3%。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山标準通訊接口。

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

4、防爆變頻器針對負荷設備變頻軟啓動方案

綜采工作面采用長距離供電方式，負載電機（采煤機截割電機）直接啓動瞬間産生巨大(dà)無功沖擊，造成末端電壓跌落嚴重，設備啓動困難。

本方案采取變頻器對負載電機變頻軟啓方式解決，使用礦用隔爆兼本質安全型變電變頻器（以(yǐ)下簡稱防爆變頻器）配置在(zài)工作面集中配電點，實現負載電機的(de)變頻啓動。電機啓動到(dào)工頻後，通過對變頻器的(de)輸出(chū)電壓相位做出(chū)調整，在(zài)轉換的(de)瞬間，調整好輸出(chū)電壓的(de)相位、頻率、幅值這(zhè)三個(gè)參數完全與電網電壓一(yī / yì ／yí)緻，然後将電網電壓切入到(dào)電機端，調整完畢後，脫開變頻器，完全由電網工作于(yú)電機，從而(ér)實現變頻轉工頻的(de)無擾切換。

■  方案優勢

◎ 能實現大(dà)功率負載電機高精度的(de)轉矩控制。

◎ 能實現大(dà)功率負載電機的(de)軟啓、軟停和(hé / huò)過程控制。

◎ 變頻轉工頻無擾切換，減小電流沖擊，延長機械設備使用壽命。

◎ 利用可編程控制器輕松實現各種工況的(de)配合控制。

◎ 支持多種對外通訊模式，兼容智慧礦山标準通訊接口。

新風光煤礦井下長距離供電綜合治理方案應用效果

1、直接效果

2、 經濟價值

配置防爆無功補償裝置後，通過功率因數提升、負荷電流下降、負載有效使用率提高等因素可實現節能供電，在(zài)提高供電質量的(de)同時(shí)可大(dà)幅節省電費支出(chū)。

根據無功經濟當量計算，每1kvar年節電量：

P =Qc×Cb1×Tn

式中：

P—年節電量

Qc—有效無功補償容量，1（kvar）；

Cb1—無功經濟當量，三級變壓，取0.1~0.15；

物理意義：每補償1kvar無功，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(shàng)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0.57元計算：每1kvar年節能費用爲(wéi / wèi)342元；

以(yǐ)我公司6kV 2500kvar高壓防爆SVG爲(wéi / wèi)例，每年可節省電費約85.5萬元。

3、應用案例

新風光公司WJ1-500/1140防爆SVG設備在(zài)兖州煤業某煤礦井下掘進工作面現場成功應用，設備使用效果得到(dào)客戶的(de)一(yī / yì ／yí)緻好評。

基本工況：後級負載爲(wéi / wèi)掘進機等，負荷共約310kW。 

安裝SVG主要(yào / yāo)作用：補償1140V負載無功，提高功率因數，治理 諧波，節能降耗。 

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

下圖爲(wéi / wèi)設備的(de)現場圖片及設備運行報告。