煤矿电压波动及其抑制

第１１卷第６期（总第７３期）　２００６年１２月　煤　矿　开　采　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．６（Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．７３）　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２００６　煤矿电压波动及其抑制　冯　华　（晋城煤业集团选煤厂，山西　城０４６６０５）　［摘要］　电压波动常给工业生产、科学研究和日常生活增添不少麻烦，有时会损坏设备，造　成事故。从电压允许波动的范围、电压波动对电气设备的影响、电压波动的原因等进行了分析，并制　定了抑制电压波动的措施。　［关键词］　电压波动；电气设备；电压　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００６－６２２５（２００６）０６－００９３－０２　［中圈分类号］ＴＤ６１　１　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｗａｖｅ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｒｅｓｔｒａｉｎ　ｉｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　随着现代科技迅猛发展，电子计算机及各种电　子设备日益普及，煤矿对供电电压的质量要求愈来　愈高。但是，由于供电系统中大量冲击性负荷、间　歇性负荷的存在以及各种短路故障的发生，常常导　致系统电压短时、快速地变化，即电压波动。　电压波动常给生产、科研和日常生活增添不少　续时间为０．０５～１　ｓ时，便会熄灭。　（４）试验设备　这些设备要求有高度的输出　精度，当输入电压波动时，其精度不能保证。　（５）电热设备当电压低于额定电压１０％时，　供热量减少２０％以上，升温时间延长；电压高于　额定值会影响发热元件的寿命。　麻烦，有时会损坏设备，造成事故。因此，必须对　其影响给以分析，采取必要的抑制措施。　１　电压允许波动的范围　（６）感应电动机　电压波动会使其转矩、滑　差率、负荷电流都受到影响，造成转速不稳或过负　荷现象。当电压低于额定电压１０％时，电动机电　磁转矩约下降为额定转矩的８ｌ％，而且启动时间　延长、电流增大，造成绕组线圈发热、损耗增加、　根据《供用电规则》规定，受电端的电压波　动幅度不应超过３５ｋＶ及以下供电和对电压质量有　特殊要求的用户为额定电压的４－５％；１０ｋＶ及以下　高压供电和低电力用户为额定电压的±７％；低压　照明用户为额定电压的＋５％～一１０％。　２　电压波动对电气设备的影响　效率降低以及功率因数下降，影响电动机的寿命。　对于用电磁启动器控制或装有失压保护的异步电动　机瞬时电压降低会导致保护装置动作，设备停止运　转，再启动需花时间。　３　电压波动的原因　（１）带冲击负载的电动机引起电压波动　有　些机械由于生产工艺的需要，其电动机负载是冲击　各种电气设备都设计在额定电压下工作。只有　电网内各级电压符合标准，才能使用电设备处于最　佳工况运行。当用户端电压波动超过允许值时，则　用电设备的性能、生产效率、产品质量等都将受到　性的，如冲床、压力机和轧钢机等。它们的特点是　负荷在工作时作剧增和剧减地变化，并周期性地交　替变更。这些机械一般采用带飞轮的电力拖动系　不同程度的影响，发、供、用电设备的出力降低，　供电线路损耗增加，电动机启动困难，另外还将影　响通信、广播电视质量等。　电压波动对电气设备的影响如下：　（１）荧光灯及电视亮度随电压波动而变化，　统，飞轮的储能和释放能量的作用，拉平了电动　机轴上的负载，降低了电动机的能量损耗。但由于　机械惯性较大，冲击电流依然存在。因此，伴随负　荷周期性交替的电压波动不可避免。　（２）由反复短时工作制负载引起电压波动　这类负载的特点为负载作增减地变化，且周期性交　当电压在较大范围内持续波动时有闪烁感。　（２）白炽灯　电压高于额定值１０％，寿命要　缩短７０％；低于额定值时，发光效率急剧下降。　（３）高压水银灯　电压降低２０％～３０％，持　替。但交替的周期为不定值，其交替的幅值也为不　定值。如吊运工件的吊车，手工焊接用的交直流电　［收稿日期］２００６－０５　２２　［作者简介］冯　华（１９７７　），山西晋城人，助理工程师，现任晋城煤业集团选煤厂原煤车间主任。　９３　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第７３期　煤　矿　开　采　２００６年第６期　焊机等。目前，煤矿为了节约用电，交直流电焊机　均装设了自动断电装置。因此，在节约用电的同　时，电动机的启动电流和焊接变压器的涌流却又加　剧了所在电网的电压波动。　（３）大型电动机启动时引起的电压波动　现　（４）采用电抗值最小的高低压配电线路。架　空线路的电抗约０．４Ｏ／ｋｍ，电缆线路的电抗约　０．０８１￣／ｋｍ。可见，在同样长度的架空线路和电缆　线路上因负载波动引起电压波动是相当悬殊的。因　此，条件许可时，应尽量优先采用电缆线路供电。　（５）配电变压器并列运行、变压器并列运行　是减少变压器阻抗的惟一方法。　在，煤矿中使用的电动机功率越来越大，启动电流　（为额定电流的４—７倍）所引起的电压波动足个　不可忽视的问题。启动电流不仅数值很大，且有很　低的滞后功率因数，故电压波动将更大。　（４）供电系统短路电流引起的电压波动　煤　（６）大型感应电动机带电容器补偿其目的主　要为了对大型感应电动机进行个别补偿，使它在整　个负荷范围内保持良好的功率因数。在线路结构上　使电动机和电容器同时投入运行，所以一开始启动　就有良好的功率因数，电动机较大的滞后启动电流　和电容器较大的超前冲击电流的抵消作用，对电力　系统电压波动起到＿『很好的稳定作用。　（７）采用电力稳压器稳压。随着电力电子技　术发展，国产各种类型电力稳压器质量都较可靠。　矿中有许多高、低压配电线路及电气设备，由于种　种原因可能发生不同性质的短路。如果继电保护装　置或断路器失灵，可能使故障持续，也可能造成越　级跳闸，以至损坏配电装置，造成大面积的停电，　延长整个电网的电压波动时间，并扩大波动范围。　４抑制电压波动的措施　这种电力稳压器主要用于低压供配电系统中，能在　配电网络的供电电压波动或负载发生变化时自动保　（１）合理选择变压器的分接头，保证用电设　备的电压水平。在新建变电站或用户新增配电变压　器，条件许可时应尽可能采用有载调压变压器。　（２）设置电容器进行人工补偿。电容器分为　并联补偿和串联补偿。并联电容补偿用以改变网络　中无功功率分配来抑制电压波动，提高用户的功率　因数，改善电压的质量。串联补偿主要是为了改变　线路参数，从而减少线路电压损失、提高线路末端　电压并减少电能损耗。　（３）线路出口加装限流电抗器。在变电所　３５ｋＶ线路出口加装限流电抗器，以增加线路短路　阻抗，线路故障时的短路电流，减小电压波及　范围，提高变电所３５ｋＶ母线遭短路时的电压。　（上接９Ｏ页）　持输出电压的稳定，确保用电设备的正常运行。　５结束语　目前，随着计算机技术、控制技术、网络技术　的应用与发展，利用计算机实现对供电系统的实时　监测，从而能够在微机屏幕上自动显示电压波动信　息、波动幅值及频率、显示电压波动地点、显示抑　制措施等。虽然波动信息的输入、抑制措施、指令　的输入由运行人员操作，但自动过程无疑是非常准　确迅速的，相信以上新技术的推广应用一定会给煤　矿企业带来较好的经济效益。　［责任编辑：邹正立］　统设备被拆除，人员也被重新安排工作，简化管理　和减少人员费用的开支。　（５）自１９９９年井下防尘用水和地面工业用水　工程于１９９９年３月完成，并一次性成功通过送水　试验，达到预期的目的。　（１）井下钻孔供水稳定可靠。由于井下管网　相互连接，水压水量稳定，既解决了水压过高　“炸管子”而造成的生产事故，又解决了主管路检　修而影响生产，同时又减少了为处理事故而造成的　人力物力的浪费。　（２）由于利用井下灰岩钻孔水，进行井下疏　水排放，解决了矿井生产时的水害威胁。　（３）解决了矿井地面用水问题。目前矿内除　生活用水外，其他一切用水均利用井下抽出的井下　灰岩钻孔水，从而解决了地面用水短缺的问题。　（４）井下系统改造后，地面风井供水系　９４　全部采用井下灰岩水以来，每年可节约井上下排水　费用和材料及管理费用等１０５万元以上。　４　结束语　刘桥一矿通过近几年矿井水的利用实践，既保　证了矿井安全生产，又取得了可观的经济效益和社　会效益。实践证明，利用矿井灰岩钻孔水作为井下　防尘水和地面Ｔ业用水的实践是成功的，不仅为矿　井水的综合利用取得了宝贵经验，而且为井下灰岩　水的治理找到了一条可靠的方法，因此值得同类矿　井的推广和应用。　［责任编辑：邹正立］