矿用隔爆型无功补偿
矿用隔爆型无功补偿.
ZRKJTBBZ-1140(660)系列矿用防爆型自动无功功率补偿装置产品使用说明书浙江能容电力设备有限公司1、概述目前，在各工业企业中，由于感性负载的大量使用而导致供电系统功率因数偏低成为普遍存在的问题。
而功率因数的降低将造成能源的浪费，设备端电压的降低，供电系统容量的增大等一系列的问题。
提高功率因数已成为很多企业的节能项目之一。
在煤矿企业中，供电系统的负载以三相异步电动机为主，使功率因数偏低的问题更为突出。
同时，煤矿井下复杂的环境条件和对电气设备的特殊要求，为提高功率因数带来了更多的技术困难和更高的要求。
所以提高煤矿井下大功率设备的功率因数,对矿井的节能降耗有着重要的意义。
我公司生产的ZRKJTBBZ系列矿用隔爆型无功功率补偿馈电装置（以下简称装置），用于煤矿井下具有煤尘或甲烷混合物的爆炸性气体环境中，在交流50Hz、额定电压为1140V或660V的煤矿井下移动变电站，做馈电总开关和无功功率自动补偿、滤波。
无功补偿方面可根据无功功率大小，功率因数和电压范围，自动跟踪控制电容器投切补偿，提高系统功率因数，并具有滤波功能，能有效地提高供电系统电能质量和配电网络的安全稳定；馈电总开关具漏电保护、漏电闭锁、过载、短路、三相不平衡（包括断相）、欠压等多种保护功能。
防爆电容补偿柜特性：由于防爆配电柜的所有元件都装在隔爆型防爆腔内，空气不能流动，散热问题成为该防爆柜所要解决的关键问题。
在这里我公司采用了一种新的散热技术-热管散热技术。
(1)热管技术原理热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。
由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。
(2)(2)结构布置我们将主回路设计成一个大单元，安装在长方形防爆腔内后壁，后壁上通过一个过度散热器与发热元件接合，防爆外壳外壁加焊槽形散热器，过度散热器与槽形散热器通过热管相连接。
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)的原理介绍及优缺点比较-1
矿用隔爆型动态无功补偿装置（SVG、TSC）原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。
BJS-500/1140型SVG原理简图工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。
上图为SVG原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。
表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。
表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明空载运行模式UI = Us，IL = 0，SVG不吸发无功。
容性运行模式UI > Us，IL为超前的电流，其幅值可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI < Us，IL为滞后的电流。
此时SVG吸收的无功可以连续控制。
SVG在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用，其具有以下重要功用：● SVG可以补偿基波无功电流，补偿后功率因数可达到0.95以上，使被补偿网络的线电流下降30%以上，大大减小线路损耗，提升移动变压器带载能力，节能效果明显。
● SVG通过补偿基波无功电流，有效降低被补偿网络的无功突变，减小网络电压波动，抑制闪变，使供电电压更加平稳。
● SVG同时也具有有源滤波功能（APF），可对谐波电流进行补偿，能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。
2、晶闸管投切电容器TSC（Thyristor Switched Capacitor）TSC的基本原理是按照一定的寻优模式，设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路呈容性，分级改变补偿装置的无功出力；滤波器某次谐波下调谐，滤该次谐波。
BBW系列矿用隔爆型动态无功补偿装置在煤矿的应用
要： 非常重要的位置 。合理 地选择补偿 装置 ， 可以做到
最大限度地减 少网络的损耗 ， 电网质量提高 。通过对无功补偿 应用前后分析 ， 明无 功补偿对节 能降耗 使 表
意 义 的重 大 及 产 生 效 益 的可 观 。总 结 了 无 功 补 偿 技 术 在 煤 矿 供 电 系统 中 的 应用 前 景 较好 。
因数为 ０ ６ 。 ．５
１ 补偿 前 １号风机 移 变 的电流 为 ： ）
作者简 介 ： 李
２ ８
斌 （９ ８一）男 ， １７ ， 山西屯留人 ， 助理工程师 ， 从事技术管理工作。
２１ ０ ２年 ８月
Ｉ风 １
李 斌 ： Ｂ 系列矿用 隔爆型动 态无 功补偿装 置在煤矿 的应用 ＢＷ
不 能保 证 等 ， 特别 是 大容量 电动 机启 动时 ， 容易 造成 过 负荷 保 护 动 作 ； 是 低 压 供 电 网路 复 杂 ， 障 率 三 故
高。
煤 矿 供 电系统 功 率 因数 的高 低 ， 接 影 响整 个 直
电 网的供 电质 量和 电能利 用率 。无 功补 偿技术 是一
关键词 ： 无功补偿 ； 节能 降耗 ； 掘进 工作 面
中 图分 类 号 ：Ｍ７４ ３ Ｔ １ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ５ ２ ９ （０ ２ ０ —０ ８ ０ １０ －７ ８ ２ １ ）８ ０ ２ — ２
王庄 煤矿井 下采 区变 电所 至掘 进工作 面 和综采
Ｂ Ｗ 系列 矿 用 隔爆 型动 态 无 功 补 偿 装 置 是 用 Ｂ 于井下 低 压 １１０Ｖ（６ 供 电系统 进 行 无 功 功 ４ ６０Ｖ） 率 自动补偿 的专 用设 备 。该设 备可 与煤 矿井 下供 电
矿用隔爆型无功功率自动补偿装置的应用
供电系统的三相交流电源，经装置接线盒的进出线喇叭 口，引入接线盒内，将 U、V、W 三相电源连接至隔爆腔接线柱 上并引入隔离开关箱体，电流互感器 CT1 串接在供电系统的 电源线的 W 相上，其二次侧 K11 和 K12 作为采样电流信号与 隔离变压器的二次侧采样电压信号送入无功功率补偿控制器 RVT；电压和电流信号经控制器 RVT 处理后，给出投入或切除 控制信号，经可编程控制器使与控制信号相对应的电容器组通 过抑制涌流电抗器投入或直接切除。以保证无功功率补偿的容 量跟随网络变化使供电系统的功率因数稳定在设定的目标值 上。无功功率补偿控制器 RVT 同时将各信号数据与设定值比 较，以确定是否启动保护，同时经液晶屏显示各种数据。
１ 装置的特点
（1）可以自动跟踪负载的无功功率变化情况，判断所需要 的无功功率补偿容量，自动控制本装置对终端负载的无功功率 进行自动补偿。
（2）由于采用了特殊的控制方式，所以在电力电容器投入 时，产生涌流很小，不会对电容器本身和系统造成冲击，有完善 的过电压、欠电压、操作过电压、限制浪涌电路、短路保护及电 容器放电回路等措施。
要提高功率因数，使供电系统得到改善。】 ＴＭ７１４ 【文献标识码】 A
【文章编号】 2095- 3518（2012）08－59－01
郑煤集团超化煤矿井下 21 采区变电所，所带的设备较多， 而且地点较远，对供电系统而言，形成一个难题。因此，通过研 究和分析，我们决定在变电所内安装 BBW1- 360/660 型隔爆 型无功功率自动补偿装置，从而提高其功率因数，解决电源供 电容量及末端线路压降大的问题。
（3）可同时检测和显示系统功率因数、电压、电流及视在功 率、有功功率、无功功率、谐波电压、谐波电流等主要参数。
（4）具有谐波电压和谐波电流测量、保护装置。 （5）使用本装置后，可将被补偿的供电系统的功率因数提 高到 0.9 以上，提高端电压 5%左右，解决电器设备末端起车困 难的问题,降低线路损耗和变压器的损耗，减少线路电流，节约 用电。
隔爆型无功功率自动补偿装置的推广应用
32010年第34期（总第169期）NO.34.2010（C um ula tive tyNO.169）摘要：无功功率补偿装置在煤矿井下的使用，提高了矿井电网的功率因数，文章论述了功率因数对煤矿井下电网的影响以及采用无功功率补偿装置后提高煤矿井下电网功率因数所产生的效益。
关键词：煤矿井下电网；功率因数；无功功率补偿中图分类号：TD684 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）34-0043-02坚持建设资源节约型社会是我国的一项基本国策，而节约用电是节能工作的重点之一。
众所周之，电网的有功损耗不仅与各用电设备的有功损耗有关，而且与它们的无功损耗有关。
因为设备所消耗的无功功率也要由电力系统供给，这使得电网线路在输送一定的有功电流的同时，也要输送一定的无功电流，结果总的视在电流就增大了，而线路有功损耗是用视在电流来计算的，所以，由于各设备无功功率损耗的存在，使电网的有关损耗增加了一定的数值。
为降低无功功率损耗就必须提高负荷的功率因数。
1 功率因数1.1 功率因数的概念煤矿井下中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。
电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cos φ来表示。
Cos φ称为功率因数。
功率因数是反映电力用户设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。
三相功率因数的计算公式为：P=UIcos φQ=UIs in φS=UIcos φ=P/S式中：cos φ———功率因数；P ——有功功率，kW ；Q ——无功功率，kvar ；S ——视在功率，kV A 。
U ——线电压的有效值，V ；I ——线电流的有效值，A 。
1.2 功率因数过低的危害首先，它使电气设备的容量(如变压器)不能充分利用，电气设备都有一定的额定电压和额定电流，在正常情况下是不允许超过的，根据式P=UI cos φ可知，如果功率因数低了，则有功输出也将随之降低，反过来要维持一定的有功输出，则必然会导致电流的增大。
矿用隔爆型无功功率自动补偿装置应用前景
矿用隔爆型无功功率自动补偿装置应用前景孙秉亮【摘要】提高电网功率因数、降低电网损耗是当前电网节能研究的重要课题，采用无功功率自动补偿装置能为煤炭企业降低能耗，且有利于安全生产。
介绍了矿用隔爆型无功功率自动补偿装置的特点，并对其市场前景作了简要分析。
%Improving power factor and reducing the power loss are the important topics on energy conservation power network currently. With automatic reactive compensation equipment, it can implement the energy-saving and emission reduction policies for the coal enterprises, and it is favorable for safety production. This paper introduces the characteristics of the flameproof automatic reactive compensation equipment and analyses its market prospects briefly.【期刊名称】《同煤科技》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P4-5,10)【关键词】煤矿供电;矿井节能;供电系统;无功功率补偿;矿用隔爆型自动补偿装置【作者】孙秉亮【作者单位】山西省煤炭规划设计院，山西太原030045【正文语种】中文【中图分类】TM714.30 引言当前，我国生产能耗比世界平均水平高2 倍多，经济增长成本高于世界平均水平25%，单位GDP 平均能耗是先进国家的几倍之多。
电网功率因数普遍不高，在煤炭行业、特别是井下采掘工作面更是如此。
带有瓦斯监测功能的矿用隔爆型无功补偿装置
带有瓦斯监测功能的矿用隔爆型无功补偿装置摘要：我国煤矿井下供电系统功率因数偏低，需要加装合适容量的静止无功发生器，同时还因为井下特殊的物理环境而必须加装井下隔离防爆装置，从而对系统无功进行动态补偿，此外，在该无功补偿装置上加装了带有瓦斯监测功能，从而可以进行瓦斯浓度的监测，获得了较好的电气性能。
关键词：矿用SVG防爆隔爆一、SVG的功能和隔离防爆的必要性目前国内很多小煤矿甚至大中型煤矿井下低压供电系统中的功率因数偏低，在0.4-0.8之间, 因为井下巷道比较长，所以供电线路损耗大, 到井下终端设备装置所需的电压被拉低，井下用电设备的电压达不到工作电压阈值，但是井下负载所需电流又比较大，所以导致了电动机突然启动时会比较困难，容易造成负载过载和过压、过流等事故，同时又在线路中消耗了大量的无功电能，导致效率低。
对煤矿井下供电系统中的负荷变化比较大的机电设备，开发新的能满足矿井无功补偿需求的动态无功补偿装置是必须的。
井下矿用SVG既补偿电网中所缺失的无功功率，又能补偿无功电流，还可以起到稳定井下设备输出电压的作用。
在配电网中，将合适容量的SVG或者电容安装在井下非线性负荷附近，可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量，表现为提高功率因数、克服三相不平衡等。
对于煤矿井下供电系统，恶劣的工作环境，容易发生瓦斯爆炸的危险，所以必须加装隔离防爆装置进行装置防护。
对井下供电系统进行补偿后, 由于无功功率容易达到平衡，所以用户终端供电电缆的截面面积便大大缩减，从而降低了供电成本。
即便前级变电站容量不够，使用静止无功发生器补偿装置后，可以不增加容量的前提下，提高供电质量。
此外，静止无功发生器还可以解决用户电器设备末端起车困难的问题。
二、SVG的补偿原理和隔离防爆设计一般煤矿变电站主要供电设备有高压设备、低压设备、变压器等。
针对MVA级别的负荷中心，包括采煤机、泵站、转载机等。
这些负荷的特点是功率大、电压等级高、启动频繁、负荷变化较大，并且功率因数偏低。
2、隔爆型双回路真空起动器的无功补偿设计
隔爆型双回路真空起动器的无功补偿设计摘 要 针对目前煤矿低压供电系统中存在的功率因数低问题和煤矿现有电气设备无功补偿方式的不足，基于普遍使用的隔爆型双回路真空起动器设计了一种的无功补偿装置，阐述了改造后的结构组成，详细描绘了接触器、时间继电器和电容投切的补偿原理，根据标准给出了电容、电阻和电抗器的计算方法。
实验结果表明该系统具有较良好的补偿效果。
关键词 无功补偿；隔爆；起动器 1 引言井下采区变电所，其低压系统的平均功率因数通常在0.7左右，普遍偏低，结果既增加了线路的损耗，又导致设备的容量不能充分发挥，综合经济效益较差。
常用的解决办法是在煤矿区域变电所和地面中央变电所集中装设大容量的电容器，以对6 kV 以上高压电网的进行无功功率补偿[1]。
但是对于由660 V(或1 140 V)的低压供电系统供电的井下负荷都处于供电网络的最末端，集中补偿的方法就无法解决这些支路和供电系统的无功电能损失问题。
为扩大补偿区域，使其进一步向用电线路末端扩展，通常采用分散就地补偿的方法[2~3]。
该方法是将电容器组分别安装在较大型用电设备处，将电容器组单独制成一体，另外还有一个控制箱专门控制电容器的投入与断开。
据井下现场使用情况来看，虽然取得了一定效果，但井下工作空间有限，且各类用电设备因有防爆要求，而体积重量均较大，其在井下使用起来很不方便，加之井下用电设备大多数移动频繁，拆卸安装都很麻烦，使得这种低压自动补偿装置的普及率较低。
为解决这一矛盾，开发研制一种集无功补偿与电机保护功能于一体的低压防爆真空补偿起动器。
2 系统工作原理与结构设计2.1 结构设计因目前井下所用各类防爆起动器为检修方便外壳内均有较大空间，故通过适当调整开关内部件位置，则可以将补偿电容器置于原起动器防爆外壳内，而不需要加大外壳体积。
对于双向可逆防爆开关，因其外壳内装有两个电路板，在两个线路板间的空间则可安装补偿电容器。
因电容器组额定容量较小工作中释放的热量不大，通过外壳自然散热可以解决问题。
矿用隔爆型无功补偿装置在井下供电中的应用
收稿日期：2012－04－30作者简介：许奎（1983—），男，湖北鄂州人，工程师，硕士，2008年毕业于广西大学，现从事供配电设计工作。
矿用隔爆型无功补偿装置在井下供电中的应用许奎（中国煤炭科工集团武汉设计研究院，湖北武汉430064）摘要：随着井下机械化程度的提高，大功率电动机长期处于欠额定状态下运行，造成井下供电系统功率因数低，供电质量下降，严重影响井下电网系统及用电设备的正常运行。
通过对宁夏某矿井下供电系统的分析，提出采用矿用隔爆型无功补偿装置以提高井下供电系统的功率因数，该装置有效减少了供电系统的线路损耗，其经济和社会效益良好。
关键词：无功补偿装置；井下供电系统；功率因数中图分类号：TM714文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）08－0062－02Application of Mine-used Explosion-proof Reactive Power Compensation Device inUnderground Power SupplyXu Kui（Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group ，Wuhan 430064，China ）Abstract ：With the constant increase of underground mechanization degree ，high-power motor run under nominal state in a long time ，power factor of underground power supply system was low ，power supply quality was also decreased ，the normal operation of the under-ground power grid and electrical equipment was seriously affected．Through the analysis on the power supply system in a mine field of Ningxia province ，mine-used explosion-proof reactive power compensation device was proposed to improve power factor．Practices show that ，the application of this device reduce the line losses of power supply system ，and bring about huge social and economic benefits．Keywords ：reactive power compensation device ；underground power supply system ；power factor随着井下机械化程度的提高，尤其是大功率电动机的欠额定功率运行情况的存在和软启动、变频器的大量应用，各种感性负荷及用电设备与地面电网供电电源之间循环着大量无功功率，同时产生各类谐波，引发了诸多问题：功率因数偏低；产生高次谐波电流，导致电网电压畸变，损坏电动机；无功功率冲击引起电网电压降低、波动及闪变，严重时导致传动及保护装置无法正常工作甚至停产等。
200-1140安装使用说明书
在安装使用本矿用隔爆型无功功率自动补偿装置前，必须仔细阅读安装使用说明书一．概述1.1 本说明书适用于BBW1-200/1140(180/660)矿用隔爆型无功功率自动补偿装置。
1.2 主要用途及适用范围：矿用隔爆型无功功率自动补偿装置（以下简称装置），是一种用于具有爆炸性气体环境的煤矿井下。
对交流50Hz，额定电压为1140V，额定有功功率不大于315Kw(或额定电压为660V，额定有功功率不大于250Kw )的井下用电设备中的无功功率进行自动补偿。
1.3主要特点：1．3．1本装置可以自动跟踪供电系统的无功变化情况，判断系统所需要的无功功率补偿容量，自动控制本装置，对系统进行补偿。
1．3．2 由于本装置采用了特殊的控制方式，所以在电力电容器投入时涌流很小，不会对电容器本身和系统造成冲击。
本装置有完善的过电压、欠电压保护、操作过电压、限制浪涌电流及短路保护措施，因此，本装置有较长的使用寿命。
1．3．3使用本装置后，可以提高端电压5%左右，能解决用户电器设备末端起车困难的问题。
1．3．4使用本装置后，可以将被补偿系统的功率因数提高到0.95以上。
降低线路损耗和变压器损耗，减少线路电流，节约电费。
1.4 额定容量：矿用隔爆型无功功率自动补偿装置的额定容量，是指装置内电容器组的额定容量。
本装置电容器组的额定容量为：200（180）Kvar。
注：根据用户的要求，可提供其它参数的装置。
1.5 额定电压：矿用隔爆型无功功率自动补偿装置的额定电压，是指装置拟接入供电系统的额定电压。
本装置的额定电压为1140V(660V)。
1.6 装置的规格：（见表一）表一1.7 产品执行标准及特征：1.7.1 产品执行下列标准：GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”GB/T 15576-1995低压无功功率静态补偿装置总技术条件Q/CG03-2006 矿用隔爆型无功功率自动补偿装置技术条件。
矿用隔爆型无功功率补偿在煤矿井下的应用
阻又有电感性负载能力的。其中，电感性负载的电压和电流 次电流为 160A。经计算共减少损耗为 46.74KW。
的相量间存在着一定的相位差，通常我们用相位角 φ 的余
全年节约用电量：46.74KW×20/ 天×350/ 年×4/ 组
弦 cosφ 来表示。cosφ 称为功率因数。功率因数是反映电 =1308720（kw·h）。
.com.c轻n.了变Al频l设R备i对gh系t统s 的R谐es波e污rv染e。d.
补偿前后 1140V 移变二次电流分别为，补偿前二次电流
1 研究内容 煤矿井下的电力负荷如电动机、变压器等，都是既有电
为 290A，补偿后二次电流为 175A。经计算补偿前后 660V 移变二次电流分别为，补偿前二次电流为 230A，补偿后二
型电气装置。适用于煤矿井下配电线路，主要用于提高系统 长度及截面。
功率因素、改善电网的质量。该装置能把功率的因素提高到
3 应用情况
0.95 以上，节能效果明显。其采用控制器循环投切电容器组
WBB 矿用隔爆型无功功率自动补偿装置到目前在煤
改变补偿容量的方式，主要是为了解决固定电容器补偿不 峪口矿已经运行半年多，运行情况非常良好。
力设备合理使用状况、电能利用程序和用电管理水平的一
全年共节省资金约：1308720 kw·h×0.52 元 /kw·
项 重 要 指 标 。 三 相 功 率 因 数 的 计 算 公 式 ：P=UIcosφ； h=680534.4 元。
Q=UIsinφ。如果功率因数降低，有功输出也将随之降低，
该装置在使用过程中不仅在用电方面节省了大量资
WBB 矿用隔爆型无功自动补偿装置的谐波电压测量装置
[3]张银宝.浅谈煤矿井下供电系统无功补偿技术应用[J].山西焦
矿用隔爆型无功功率补偿装置箱体的设计
在煤 矿 企业 里 ， 经 常会 使 用 大 量 的感 性 负 载 ， 这 些 感 性 负载 会 导致 无功 功 率 的增 加 ， 而无 功 功 率 的增 加 ， 会导致 总电流增大 ， 从而增加设备及线路损耗 ， 致使供 电系统功率 因数偏低 ， 而功率因数的降低则会造 成设 备端电压 的降低 、 能源的浪费 、 供 电系统容量的增大等 系列 的问题 ， 并引起变压器及线路压降增大 ， 使 电网 电压剧烈波动 ， 而且谐波会使设备产生附加谐波损耗 ， 降低供 配 电设 备 及用 电设 备 的效 率 ， 还 会 引起 过 电压 、 过 电流使 变压 器 严 重 过 热 ， 使 电容器 、 电缆过热 ， 绝 缘 老化 ， 寿命 缩 短 ， 谐 波 还可 导 致 继 电保 护 和 自动 装 置 的 误 动作 。 所 以通过 无 功功 率补 偿 提 高 煤 矿井 下 大 功 率 设 备 的功率 因数 对 矿 井 的 节 能 降 耗 有 着 重 要 的 意 义 ， 比 如 降低损耗 ， 提高供 电效率 ， 改善 电网的电压波形 ， 减 小 谐 波分 量 和解 决 负 序 电流 问题 ， 避 免 高 次 谐 波 引 起 的 附加 电能损 失 和局 部过 热 。但 是煤 矿 井 下 环 境条 件 复 杂， 对 电气设 备 有很 多 特殊 要 求 ， 提高 功 率 因数 有很 多 技术 困难 ， 所 以 研 究 矿 用 隔爆 型 无 功 功 率 补 偿 装 置 是 很有 必 要 的 。 １无 功补 偿 的基本 原 理 电网 中的 电力 负载 如 电动 机 、 变压器等 ， 大部 分 属 于感 性 负载 ， 必 须 依 靠 建 立 交 变 磁 场 才 能 进 行 能 量 的 转换 和 传递 ， 所 以在 运行 过 程 中 ， 需 要 消 耗 大 量 的无 功 功率来建立和维持交变磁场 ， 导致供 电系统 功率因数 大 幅度 降低 。 在 电容 负载 中产 生 的 超前 无 功 电流 与 在 电感 负 载 中产 生 的滞后 无 功 电流 能 够 互相 补 偿 。 因此 在 电 网 中 并联无功补偿设备 ， 通 过给电机等感性负载输 出无功 功率 ， 可 以大 幅度 减少 电 网 电源 的无 功 功 率 输 出 ， 从 而 降低 损耗 ， 提 高供 电效 率 。 ２隔爆 壳体 的设 计 煤矿井 下 电 气 设 备 的 壳 体 必 须 防爆 ， 否 则 如 果 在 井下电气设备产生火花 ， 从壳体传 出， 就会 引起煤矿井 下瓦斯爆炸。因此隔爆壳体 的设计对 于井下 电气设备 的安全性十分重要 ， 为实现设备 的安全性 ， 隔爆箱体必
一种矿用隔爆型无功功率补偿真空电磁起动器[实用新型专利]
![一种矿用隔爆型无功功率补偿真空电磁起动器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cbe0366b71fe910ef02df877.png)
专利名称：一种矿用隔爆型无功功率补偿真空电磁起动器专利类型：实用新型专利
发明人：董跃进,刘贵山,董和松
申请号：CN201220326524.6
申请日：20120707
公开号：CN202652122U
公开日：
20130102
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种矿用隔爆型启动器，尤其公开了一种矿用隔爆型无功功率补偿真空电磁起动器。
该矿用隔爆型无功功率补偿真空电磁起动器，包括设置在撬形底架上防爆外壳和抽屉式机芯，其特征在于：防爆外壳上设置有前门，前门通过连锁杆和连锁装置与防爆外壳侧面固定，所述的防爆外壳分成接线腔和主腔两个独立的腔体，主腔内设置有电容器、继电器、接触器和隔离环向开关，隔离环向开关包括手柄、启动按钮和停止按钮。
本实用新型的有益效果是：可以最大程度的保护电机，使之平缓启动，避免工作过程中的过热，过流，减少因无功功率造成的线路损耗，发热量过大等问题。
申请人：山东容力达矿用电器设备有限公司
地址：271200 山东省泰安市新泰市开发区光明路66号
国籍：CN
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矿用隔爆型无功补偿装置在井下供电中的应用
随着 井下机 械 化 程度 的提 高 ， 其 是 大功 率 电 尤
动机 的欠 额定功 率 运行 情 况 的存在 和软 启 动 、 变频
器 的大量 应用 ， 各种 感 性 负 荷及 用 电设 备 与地 面 电
网供 电 电源之 间循 环着 大 量 无 功 功率 ， 时产 生 各 同 类谐 波 ， 引发 了诸 多 问题 ： 率 因数偏 低 ； 生 高 次 功 产
２ １ 年第 ８ ０２ 期
中 州煤 炭
总 ２０ 第 ０ 期
矿 用 隔 爆 型 无 功 补 偿 装 置 在 井 下 供 电 中 的 应 用
许 奎
（ 中国煤 炭 科 工 集 团 武 汉设 计 研 究院 ， 北 武 汉 湖 ４０６ ） ３ ０４
摘 要 ： 着 井 下 机械 化 程度 的 提 高 ， 功 率 电 动 成 井下 供 电 系统 功 率 因数 随 大 造
谐 波 电 流 ， 致 电 网 电 压 畸 变 ， 坏 电 动 机 ； 功 功 导 损 无
１ 井 下 使 用 无 功 补 偿 的 意 义
（） １ 降低无 功损 耗 ， 约 电能 。采 用补 偿 后 ， 节 系
统功 率 因数 提 高 ， 变压 器及 供 电线路 中的 电流下 降 ，
无功 损耗 下降 ， 达到节 能 降耗 的 目的。
ＸＵ Ｋｕ ｉ
（Ｗｕ ａ ｓ ｎ ａ ｄ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ｈｎ ｏ ｌＴｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎｅｉｇ Ｇ ｏｐ， ｈ ｎ ４ ０ ６ Ｃ ｉａ ｈ ｎＤｅｉ ｎ ｅｅ ｒｈ Ｉｓｉ ｔ ｆＣ ｉａＣ ａ ｅｈ ｏｏｙ ａ ｄＥｎ ｉｅｒ ｒｕ Ｗｕ ａ ３ ０ ４， ｈｎ ） ｇ ｔ ｎ
耗 ， 经 济 和 社 会 效 益 良好 。 其
1140V矿用隔爆兼本质安全型无功补偿及有源滤波装置使用说明书
A
B
C
CTA
CTC
1140母 线
QS
FU
KM1
CTA
CTC
L1
L2
滤
波
装
置
KM2
TAA
TAB
Hale Waihona Puke TAC逆控
变
制
模
块
系
单
统
元
图3
7 安装使用
7.1 按照系统结构图所示，安装静止无功发生器。 7.2 根据现场供电电网情况及控制目标，设置静止无功发生器各项性能和保护参数值。 7.3 显示、查询、设置 7.3.1 显示
2 型号组成及其代表意义
B J S □—□/□
额定电压（V） 额定无功功率（kVar） 设计序号 静止同步(电抗器用 D) 隔爆兼本安型（隔爆型用 B） 补偿器
3 环境要求
补偿装置应在下列条件下正常工作： a）海拔高度不超过2000m； b）周围环境温度:-5℃~+40℃；相对湿度不大于95%（+20℃）； c）在有甲烷或煤尘爆炸危险的场所； d）无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体或蒸汽的场所； e）无显著摇动和剧烈冲击振动的环境； f）与垂直安装倾斜度不超过15°； g）无滴水的场所； h）污染等级：3级； i）安装类别：Ⅲ类。
9
运行后故障出现，使装置处
过预定工作值上限， 态，观察故障是否仍然存在。 ○4
于待机保护状态，一段时间 保护被触发。
检查各项参数设置是否正确。
后故障消失，装置又投入运
行，如此反复。
显示屏“状态查询”，显示以下
○1 检查装置内二次控制保护系
故障类型之一：“A 相过流”、 ○1 装置输出电流超 统的各部分电路板已经正确连接。
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ZRKJTBBZ-1140(660)系列矿用防爆型自动无功功率补偿装置、尸亠浙江能容电力设备有限公司1、概述目前，在各工业企业中，由于感性负载的大量使用而导致供电系统功率因数偏低成为普遍存在的问题。
而功率因数的降低将造成能源的浪费，设备端电压的降低, 供电系统容量的增大等一系列的问题。
提高功率因数已成为很多企业的节能项目之一。
在煤矿企业中，供电系统的负载以三相异步电动机为主，使功率因数偏低的问题更为突出。
同时，煤矿井下复杂的环境条件和对电气设备的特殊要求，为提高功率因数带来了更多的技术困难和更高的要求。
所以提高煤矿井下大功率设备的功率因数对矿井的节能降耗有着重要的意义。
我公司生产的ZRKJTBB系列矿用隔爆型无功功率补偿馈电装置(以下简称装置)，用于煤矿井下具有煤尘或甲烷混合物的爆炸性气体环境中，在交流50Hz、额定电压为1140V或660V的煤矿井下移动变电站，做馈电总开关和无功功率自动补偿、滤波。
无功补偿方面可根据无功功率大小，功率因数和电压范围，自动跟踪控制电容器投切补偿，提高系统功率因数，并具有滤波功能，能有效地提高供电系统电能质量和配电网络的安全稳定；馈电总开关具漏电保护、漏电闭锁、过载、短路、三相不平衡(包括断相)、欠压等多种保护功能。
防爆电容补偿柜特性：由于防爆配电柜的所有元件都装在隔爆型防爆腔内，空气不能流动，散热问题成为该防爆柜所要解决的关键问题。
在这里我公司采用了一种新的散热技术-热管散热技术。
(1)热管技术原理热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。
由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。
(2)(2)结构布置我们将主回路设计成一个大单元，安装在长方形防爆腔内后壁，后壁上通过一个过度散热器与发热元件接合，防爆外壳外壁加焊槽形散热器，过度散热器与槽形散热器通过热管相连接。
变频器内部产生的热量就通过防爆腔后壁过度散热器热管槽形散热器散发出去。
2、防爆电容补偿柜的防爆处理(3)由于防爆电容补偿柜安装在矿井下使用的环境有爆炸性气体或粉尘较多，这就要求防爆电容补偿柜全密封防爆，所以它的外壳不能用普通的壳体，必需用标准的防爆腔，把补偿柜所有的元件都装在防爆腔内。
在防爆腔门上开一个观察窗，把显示部分装在上面，把启动、停止、控制装在防爆腔门上，便于设备运行观察及调试。
2、 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8使用条件 海拔高度不超过2000m 周围环境温度为-5〜+40C ； 周围环境湿度不大于95%( +25C)； 无破坏性绝缘气体或蒸气的环境中； 无显著振动或冲击振动的地方； 能防止雨雪与滴水的地方； 与水平面的安装倾斜度不超过15°源电压：AC 1140V /660V ;源电压波动范围：75%~110%。
3、 型号及含义 kV CO. 114/0. 66 >kvazr4、产品执行标准MT871-2011GB3836.2-2010 《矿用隔爆型低压交流真空馈电开关》 《爆炸性环境由隔爆外壳“ d ”保护的设备》《低压成套无功功率补偿装置》GB/T15576-20085.补偿主要特点5.1自动跟踪供电系统的无功功率变化情况，对供配电系统的无功功率进行跟踪补偿，补偿功率因数可提高到0.95以上，节约电能。
5.2采用特殊的控制方式，在电力电容器投入时涌流很小，不会对电容器本身和系统 造成冲击。
本装置具有完善的过电压、欠电压保护、短路保护、限制浪涌、抑制谐波、 电容器放电等保护措施。
5.3 5.4 6、 6.1 可同屏显示系统功率因数 CO ®、电压V 、电流I及补偿后的功率因数等。
有报警、自诊断、通讯、四遥等功能。
技术参数馈电主要技术参数：额定工作电压 V 馈电额定电流 A 电源额定频率Hz 工作制 1140(660)63050长期6.2补偿器主要技术参数7、结构特点7.1壳体采用隔爆型结构，右边为馈电总开关，左侧右侧或顶部为接线腔；左边为推 车式补偿装置，电容投切采用 CKJ5型真空接触器，电容器组前端采用塑壳断路器做 总开关；每组电容都设有过载和过流等保护装置，并装有滤波和抑制涌流电抗器。
7.2壳体由接线盒、隔离开关箱体和电容器箱体三部分构成。
3个箱体互为隔爆结构。
由隔爆型接线端子完成相互之间的电气联接。
7.3电器部分由主断路器， 智能型无功功率自动补偿控制器，真空接触器，保护熔断器，电容器组，电抗器等构成。
7.4在电器主断路器腔体上设有分、 合闸手柄。
在电器腔体的前门上设有两个视察窗， 分别用来观察系统电流、功率因数控制器和运行状态及各种参数、 电容器组投切状态。
本装置的核心部分采用 ZRKWNLC-120型智能型无功功率自动补偿控制器，它是 将人工智能成功运用于低压配电设备控制系统，采用高EMC 设计，并配置软件狗、软件容错、硬件容错等多种手段，能满足各种恶劣运行环境的要求，能够从根本上杜绝 误动和拒动，确保装置可靠运行。
本控制器取样物理量为无功功率，并兼顾功率因数， 完善的解决了功率因数型控制器的缺陷，在运行中既保证线路系统稳定、无振荡现象 出现，又兼顾补偿效果。
液晶显示屏对各种参数实现汉字显示， 可按键查看系统电压、 电流、有功、无功、功率因数。
控制数据可预置、更改、查阅，停电可保持 ，并可通过485通讯口将数据上传。
自愈干式并联电容器吸收消化了 ASE/国外先进技术和工艺，具有体积小、重量 轻、损耗低、自愈性好、干式无膨胀、无漏油引起污染爆炸的危险，能在地下设施、 高层建筑等较危险的场合使用，使用寿命 10年以上。
6.3.控制器主要技术参数6.3.1测量精度电 压： 功率因数：6.3.2输入采样限量电 压： 电流：6.3.3电源供应： 6.3.4< 0.5% < 1.0%流: 间:< 2.0% < 1秒 /0〜1000V （PT 电压）0〜5A （CT 电流）AC/DC 176 〜265V / 25VA整机封闭隔爆，机壳易于打开，便于维修，可因地制宜设置，安装简便。
8工作原理（参见电气原理图）供电系统的三相交流电源，经移动变电站或干式变压器的低压侧引入该装置馈电 总开关接线腔的进线端，馈电总开关出线端接负载。
补偿回路与装置馈电总开关负载 端并联，对馈电线路补偿、滤波。
在装置腔体内 U 、V 、W 经断路器连接最多16个补 偿支路，其间由干式并联电容器智能保护器对补偿回路过载、欠压、过压、过流、三 相不平衡、漏电闭锁实施保护；电流表直观实时显示补偿电流大小；采样电流互感器 串接在馈电开关A 相上，其二次侧K1和K2作为采样电流信号接入控制器；三相同 步隔离变压器二次侧采样电压信号 Ub 、Uc 进入控制器3、6,处理后给出控制信号控 制接触器投切。
通过控制继电器KA1~KA16吸合，可以控制主回路接触器 KM1~KM16 接通，经串联铁心电抗器L1~L16用户限制合闸涌流及抑制谐波，使电容器组C1~C16 按组投入或切除，对供电系统的无功功率进行自动补偿。
该装置设有工频过电压保护，当电网电压大于设定值时，补偿器能在 1min 内逐组切除电容器。
9、设置由于本装置的产品规格不同所使用的控制器的调整方式也不同，但工作原理和控 制方式基本相同。
产品出厂时控制器的各项参数已调整好，用户基本上不需要调整， 如因使用环境等因素需更改控制参数时，可根据控制器使用手册进行相应的调整。
本装置有两种投切模式：滤波模式、循环模式。
功率因数模式在滤波模式下电容 投切按先投后切顺序进行。
在循环模式下电容投切按先投先切顺序进行，控制器根据 系统所缺总无功对电容进行筛选组合，一步补偿到位。
9.1功能说明9.1.1［主界面］功能说明主界面有4个功能项，分别是实时数据、参数设置、谐波分析和工作状态。
按键说明［左 ［右 ［OK 9.12［实时数据］功能说明实时数据显示系统的基本数据。
按键说明 ［左 键］向左翻页 ［右 键］向右翻页 ［BACK 键］返回主界面键］向上选择菜单项 键］向下选择菜单项 键］进入所选功能界面图1主界面图3实时数据-29.1.3.［参数设置］功能说明参数设置主要是设置系统运行的各项 参数，以保证系统正常稳定的运行。
参数设置项选择［左［右［0K ［BACK 91.4基本参数界面按键说明 ［左 键］在查看状态可以移动到上一个参数； 在修改状态将参数值加上1。
［右 键］在查看状态可以移动到下一个参数； 在修改状态将参数值减去1。
［BACK 键］在查看状态将返回到参数设置选择界面; 在修改状态将返回到查看状态。
［0K 键］在查看状态按下［0K 键］弹出修改对话 框进入修改状态；在修改对话框中按下［0K ］会保存修改 过的参数返回到查看状态；9.1.5投切模式界面按键说明 ［左［右［BACK ［OK在［滤波］和 ［循环］模式下选中相应模式, 如右图“对号”表示选中滤波模式；键］选择上一项功能菜单 键］选择下一项功能菜单 键］进入所选界面 键］返回主菜单选中上一个模式 选中下一个模式 返回到参数设置选择界面;键］ 键］键图2实时数据-1图4实时数据-3图5参数设置选择L *图6选择参数图7修改参数在选择［共分］模式下进入共分设置界面9.1.6［谐波分析］功能说明 显示系统谐波详细数据。
按键说明［左 ［右［0K ［BACK 键］选择电压谐波界面。
键］选择电流谐波界面 键］进入所选界面 键］返回主菜单9.1.7 ［工作状态］功能说明显示系统的电容投切状态。
按键说明［左［右［0K ［BACK 键］使用自动投切方式。
键］使用手动投切方式 键］进入所选界面键］返回主界面手动投切按键说明［左 ［右［0K键］选择上一路电容；键］选择下一路电容； 键］对所选电容进行投/切操作;图8选择模式图9选择谐波项图10电压谐波分析 图11电流谐波分析图12投切方式选择图13自动投切状态[BACK键]返回投切方式选择界面。
图14手动投切状态9.1.8表:参数含义解释10、设备安装10.1该装置在安装前，要确定井下电源电压等级是否与标称电压相符。
选配的装置容量是否与要补偿的变压器容量相适应。
10.2将要接入的移动变电站低压侧供电系统电压断开，将移动变电站低压馈电开关输 出电缆接到本装置接线腔体内的进线接线柱L1、L2、L3上，供电系统电缆接在输出接线柱U V 、W 上（即将本装置串联接入需要补偿的供电系统中）。
10.3安装接线示意图如下图：移动变电站10.4本装置按照示意图接线后， 置总开关负载侧并联。
11、 工作方式当确定回路需要补偿时，可将补偿侧断路器合闸，再根据需要设置补偿参数，选 择自动投切补偿或手动补偿。