移动变压器无功功率补偿装置可行性报告

1、红会一矿井下移动变压器加装无功功率补偿装置可行性报告一、 项目提出的必要性和依据1.1目前供电状况分析红会一矿井下变电所由双回路供电，由地面变电站10/6KV变电站供井下中央变电所，供电距离1200m，电缆使用3×952铠装电缆。井下中央变电所6KV供采区变电所，供电距离1860m,电缆使用3×702。采区变电所供综放工作面移动变电站距离1500m,电缆使用3×352电缆，移动变电站其中三台1000KVA移动变压器供电，移动变压器二次侧电压等级为1140V,一号移变负荷有：破碎机，转载机，前溜机头机尾电机功率共计910KW, 二号移变负荷有：后溜机头机尾电机功率共

2、计：800KW,三号移变负荷有：乳化液泵站，采煤机功率共计：1100KW。1.2井下使用无功补偿装置的意义随着现代化矿井的快速发展和井下机械化程度的不断提高，需要大量使用感性用电设备(变频器、软启动、整流器、数控设备、计算机控制系统等)。这些用电设备属于非线性用电设备，是典型的谐波源，加之大功率电机大量使用，各种感性负荷与地面电网供电电源之间必然循环着大量无功功率，在工作过程中也产生大量的无功功率，造成系统功率因数过低，井下供电质量恶化，同时无功损耗带来电能浪费严重。1.3采用井下无功补偿后具有如下作用：1.3.1提高功率因数功率因数的高低直接反应交流电源所输出的最大平均功率用以做功的效率。也

3、就是说电源容量的利用率决定以功率因数的高低，而功率因数的高低取决于负载的性质。1.3.2提高供电系统的利用率井下用电设备与地面电源之间存在着大量往复交换的无功功率，这些无功功率必然占用供电系统许多容量，造成供电线路带负荷能力下降，井下变压器容量利用率下降，各级控制开关带载容量也在下降，加装无功补偿后，使井下有功功率接近于变压器视在功率，这样有效提高了变压器视在功率利用率，供电线路及各级控制开关因减少了无功电流而大大提高了承载能力。1.3.3稳定电网电压井下感性用电负荷大量产生无功功率，而且无功量大小与系统内所有电动机在不同时段或相同时段频繁启动与停止有直接关系，这种为感性负载做功必须具备的无功

4、功率：其变化频率越快，电网电压波动频率随之加快，电压波动范围越大将直接导致电气设备不能在额定电压值条件下正常工作，增加设备损坏的可能性。加装补偿后，无功功率减少，系统中电压、电流相对变化幅度较小，其次电容在交流电路中与阻感性负载并联运行，因电容极板要有充放电过程，使两边电压不能突变，也能起到稳定电网电压的作用。1.3.4抑制谐波，净化电网在无功补偿各支路安装电抗器与补偿电容器相串联，其作用有两点：一是限制涌流，二是抑制谐波达到使装置内电器元件安全运行和净化电网的目的。13.5减少电器事故率，延长设备使用寿命变压器、供电线路、各级控制保护开关及供电系统所有主回路连接点的温升与流过该系统的视在电流

5、成正比，视在电流大必然导致温度升高快，温度超越绝缘强度后，势必引起老化，接地、放电、弧光短路等等各类电器事故的发生，损坏后维修工作量加大，增加再检修资金支出，同时缩短了设备更新周期，增加了设备投资费用，经过无功补偿后，系统电流下降25%左右，所有电气设备承受实际电流减少，减少了因电流大造成各类电器事故的几率，事故率下降必然提高开机率，减少因事故处理时间，必然增加正常生产时间。总之，加装补偿达到减少事故，增产增效，减少投资费用的目的。 1.4、加装WBB无功补偿的必要性 1.4.1安全性补偿支路既能补偿基波无功功率，抑制投切涌流，不放大谐波且能有效滤除5、7次及其它高次谐波。抑制谐波，主回路及控

6、制系统进行特殊设计，从根本上解决与系统发生串联、并联谐振，避免使谐波放大，保证设备安全运行； 1.4.2可靠性控制器采用美国德州仪器TI公司生产DSP芯片并采用快速FFT算法保证各种电器参数计算的快速准确，同时EFT群脉冲抗干扰可达4000V,达到国际电工标准A级，确保在各种复杂环境下正常运行。高品质的电抗器设计，抑制系统谐波、保证补偿装置可靠工作 。1.4.3 易用性装置内部采用简洁合理的补偿模块化单元设计，各单元之间可直接替换，便于检修，无需返厂。同时，设备采用全自动运行设计，接通电源即可正常运行，无需人工设置。 1.4.4实用性提高功率因数，提高末端电压，降低电流，减少电能损耗，提高电网

7、利用率和设备完好率。在实际现场，由于供电网络的影响，谐波分量过大，会引起电容器过流、过压，降低使用寿命。另外补偿装置加装电抗器会提高电容器所承受的电压。这样为保证补偿装置正常运行，电容器额定电压的设计必须要考虑系统谐波及电抗器作用的影响。WBB无功补偿器完全可以保证质量和使用寿命，有效避免电容器爆炸，造成的总闸跳闸等事故。二、投资额估算和经济效益分析2.1投资额估算根据北京都市鼎点科技有限公司招投标价格，WBB-640/1140无功补偿器每台售价540000元，三台WBB-640/1140无功补偿器的投资额应为1620000元。2.2经济效益分析2.2.1补偿前电流计算，公式：I=P/1.14

8、ucos，设备综合使用效率70%，补偿前综合功率因数0.65，补偿后0.95一号移变1140V，1000KVA，负荷910KW二次侧电流I12=910×0.7/（1.732×1.14×0.65）=496A折算到移变一次侧I11=496×1.14/6=94A二号移变1140V，1000KVA，负荷800KW二次侧电流I22=800×0.7/（1.732×1.14×0.65）=436A折算到移变一次侧I21=436×1.14/6=83A三号移变1140V，1000KVA，负荷1100KW二次侧电流I32=1100

9、15;0.7/（1.732×1.14×0.65）=600A折算到移变一次侧I31=600×1.14/6=114A2.2.2补偿后电流计算一号移变二次侧电流I12=910×0.7/（1.732×1.14×0.95）=340A折算到移变一次侧I11=340×1.14/6=65A二号移变1140V，1000KVA，负荷800KW二次侧电流I22=800×0.7/（1.732×1.14×0.95）=299A折算到移变一次侧I21=299×1.14/6=57A三号移变1140V，1000KVA，

10、负荷1100KW二次侧电流I32=1100×0.7/（1.732×1.14×0.95）=410A折算到移变一次侧I31=410×1.14/6=78A2.2.3供电线路功率损耗计算P=3（I12I12）R移变到采区变电所线路损耗P1=3（9482114）2（645778）2）0.733×1.5=147KW地面变电站到中央变电站：P2=3（948211440）2（64577840）2）0.453×1.2=95KW2.2.4线路总损耗：P线=P1P2=44.271.4=242KW2.2.5变压器功率损耗计算：P变=（P/S）2（1/cos2

11、1-1/cos22）（PkQk）其中：Pk有功短路损耗，具体数值查阅煤矿电工手册Qk无功短路损耗若变压器额定容量为1000KVA时：Qk= Uk%SN×10-2=81.25（kvar）Uk变压器短路电压百分数P变1=（900/1000）2（1/0.652-1/0.952）（7.28.13）=15KWP变=3×P变1=45KW2.2.6总损耗P =P线P变=24245=287KW2.2.7节省电能经济效益计算全年节约用电量为：287kw×20/天×350/年=2009000kwh全年共节省资金约：2009000kw.h×0.5元/ kw.h=10

12、04500元结论:移变二次侧加装三台WBB矿用隔爆型自动无功补偿装置后全年节电200万度,节约电费支出约100万元.三、投资达到的预期效果3.1系统功率因数提高到0.95左右。2007年7月国家发改委、国家环保局下发了（发改能资【2007】1456号）煤矿工业节能减排工作意见的通知第十二条明确规定：煤矿井下宜采用动态无功补偿和就地补偿。矿井平均功率因数不得低于0.9。使用WBB-640/1140无功补偿装置后，线路中功率因数提高到0.95，相应了国家政策。3.2减少线路电流。安装补偿装置后，移变一次侧电流由290A,减少到190A，下降约31%。同时电气设备相对事故率会明显下降，为煤矿安全创造了有利条件。3.3稳定了井下电网电压。稳定了电网电压，能够有效降低压降，延长供电距离，为提高生产效率创造了有利条件