凤矿最后一次验收汇报20091116

1、山西晋城煤业集团矿用隔爆型动态无功补偿装置汇 报目录 工作总结报告 技术研究报告 运行试验报告工作总结报告-前言 凤凰山矿矿用隔爆型动态无功补偿科研项目，在凤矿领导的决策指导下，晋城煤业集团关心与监督中，得到了风矿机电部的大力支持。凤矿各单位非常重视国家出台的节能减排政策，该项目一经科研项目建立，立即召开矿有关部门会议讨论本项目的研究工作。根据目前风矿井下供电系统概况，结合科研经费的投入，及时组织有关人员多次研究讨论改进项目可行性认证方案，并实地进行了相关考察。 该科研项目得到了晋煤集团技术开发部的积极支持、得到了凤矿各部门的大力帮助，北京都市鼎点科技有限公司为本项目技术方案的实施者。 工作总

2、结报告-项目执行情况 煤矿井下供电系统因供电距离远,线路长,综采、综掘工作面及运输系统电动机功率大，造成功率因数普遍偏低，供电线路中电流大、压降大，使井下电器设备绝缘下降老化，直接导致电器事故率增多，设备维修费用增加，而且影响安全生产和正常供电，由于无功功率损耗大，使生产用电量增大。为提高企业经济效益，保证矿井供电质量，减少电器设备事故率；减少无功损耗；实现井下节能降耗的目的，必须对井下供电系统开展无功功率自动补偿技术的研究和应用工作。 研制、生产、推广应用井下无功补偿节能设备、符合国家节能降耗政策，有利于提高企业综合经济效益和社会效益。项目的来源及意义 工作总结报告-项目执行情况 本项目主要

3、是研发矿用隔爆型动态无功补偿装置，该装置使用在煤矿井下移动变压器二次侧，能够提高煤矿井下供电系统功率因数，实现煤矿井下节能降耗。研发矿用无功补偿装置涉及到关键的技术是解决元器件耐高温运行，以及实现根据电气参数动态补偿所需要的无功量。 项目的来源及意义 工作总结报告-项目执行情况 防爆设计方案：按照国家矿用电气防爆检验标准，设计补偿装置外壳，防爆外壳必须经过不低于8兆帕的水压冲击测试；核心元器件补偿电容采用法国进口波洛莱金属薄膜，耐高温持续运行寿命长达3年以上； 电抗器采用特制的电抗器，功耗低、发热量小、在井下密封的防爆外壳内温升低，其他元器件同样经过温升试验，全部符合国家防爆安全检验检测标准。

4、 技术研发路线 工作总结报告-项目执行情况 无功补偿控制方案：利用自主设计生产的无功补偿控制器，采用美国德州仪器TI公司生产的DSP芯片，并采用快速FFT算法保证各种电气参数计算的快速准确，同时，EFT群脉冲抗干扰可达4000V，达到国际电工标准最高等级A级，确保在各种复杂环境下正常运行。 补偿回路均为LC型式，相对于纯电容补偿回路，能够有效抑制投切涌流，滤除谐波，同时不放大谐波，大大提高供电系统的安全性。 技术研发路线 工作总结报告-技术创新 加补偿装置后，能够根据电网中的电气参数，自动补偿所需要的容量，保持系统中功率因数提高到0.90以上，系统电流减少25%左右，端电压提高5%左右。 我公

5、司研发的矿用无功补偿装置，要求不仅实现对供电系统进行无功补偿，而且可以实现谐波滤除功能，补偿装置能够延长变压器送电距离，同时能够降低线路上20%的电流。 应用创新 工作总结报告-技术创新 在研发矿用无功补偿过程中，最先遇到的关键难点是解决防暴壳体散热问题，根据煤矿井下产品生产要求，防爆外壳必须是密封结构，普通电容器以及电抗器等发热元器件在壳体内无法得到很好散热，按照国家矿用电气温升标准，温升控制必须低于90K。为此，我公司组织人员研发耐高温电容以及电抗器，在技术上实现了突破和创新，耐高温电容和电抗能够持续工作在温升60K以内的环境下。 技术创新 工作总结报告-技术创新 普通矿用产品防爆外壳和内

6、部元器件多为固定安装方式，无法做到快速检修和检查，出现故障时，必须返厂进行全部拆除方可进行维修。我公司为解决此类难题，为便于在设备出现故障时，能够便于对装置内部进行维修或者更换配件，补偿装置在结构上采用抽屉式设计，所有主要元器件全部安装在活动机芯上，维修时，只需更换个机芯或者，将机芯拆除到外部维修后装回。 结构创新 工作总结报告-技术成果 为山西晋城煤业集团提供两台设备； 所有补偿回路均为LC型式，相对于纯电容补偿回路，能够有效抑制投切涌流，滤除谐波，同时不放大谐波，大大提高供电系统的安全性。 装置一：电压等级为1140V,补偿容量为（0640KVar）, 装置二：电压等级为660V,补偿容量

7、为（0360 KVar）。 加补偿装置后，能够根据电网中的电气参数，自动补偿所需要的容量，保持系统中功率因数提高到0.90左右，系统电流减少20%左右，端电压提高5%左右。 工作总结报告-风险和对策 在研发初期，井下设备使用密封的防爆外壳，散热条件不好。 我公司采用进口的耐高温的电容器，此电容器可在无法通风的环境下正常工作3年。 井下环境比较差，井下存在大量的非线性负载，有大量谐波的产生，有可能对设备造成危害。 补偿回路为LC型式，各补偿支路均串联电抗器，能够有效抑制投切涌流，滤除谐波，同时不放大谐波。 另外井下负荷频繁变化，导致功率因数变化较快，有可能造成产品不能实时动作。 控制器采用美国德

8、州仪器TI公司生产DSP芯片、并采用快速FFT算法保证各种电气参数计算的快速准确，同时，EFT群脉冲抗干扰可达4000V，达到国际电工标准最高等级A级，确保在各种复杂环境下正常运行。 目录 工作总结报告 技术研究报告 运行试验报告技术研究报告-工作原理 无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。技术研究报告-依据标准GB3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求。GB3836.22000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”GB3836.

9、32000 爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”GB/T155761995 低压无功功率静态补偿装置总技术条件Q/CG012004 矿用隔爆型无功功率自动补偿装置技术条件Q/CG022006 矿用隔爆型无功功率自动补偿装置技术条件Q/CG032006 矿用隔爆型无功功率自动补偿装置技术条件技术研究报告-运行原理 采用电容器直接安装与用电设备附近与电动机供电回路相并联，主要用于低压网络，是运行电动机所需无功量由电容器就地供给，能量交换距离最短，可以实现最大程度地降低线路电流。在线路相同的条件下（指截面、距离、材质）线路损耗与电流的平方成正比，所以说电容就地补偿应该说节能效果是三种补偿方

10、式中最佳方式，但因为井下环境所限，有地质条件等因素的限制，维护检修不变等等，实现所有设备加补偿的可能性较小。 无功补偿装置的原理是利用电流电压监测器件，监控线路中的电气参数变化，根据所需要的无功功率，由控制器发出各类指令，控制接触器来投切所需要的容性无功量，从而提高供电系统的功率因数。 技术研究报告-方案优势 所有补偿回路均为LC型式，相对于纯电容补偿回路，能够有效抑制投切涌流，滤除谐波，同时不放大谐波，大大提高供电系统的安全性。目前，国内同类型产品的补偿回路在运行时为纯电容补偿，对进入补偿装置的谐波有放大作用，严重，污染电网，可能导致电气设备三大保护误动作、拒动作。给煤矿安全供电构成威胁。技

11、术研究报告-方案优势 其一、无功补偿控制器采用世界第一的美国德州仪器TI公司生产的DSP芯片，并采用快速FFT算法保证各种电气参数计算的快速准确，同时，EFT群脉冲抗干扰可达4000V，达到国际电工标准最高等级A级，确保在各种复杂环境下正常运行。 其二、补偿电容采用法国进口波洛莱金属薄膜，可靠耐用。国内同类产品均为国产薄膜。极易发生电容爆裂事故。 其三、电抗器采用特制的电抗器，功耗低、发热量小、在井下密封的防爆外壳内温升低，能够适用于井下恶劣的环境。技术研究报告-方案优势特点三：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

12、计，接通电源即可正常运行，无需人工设置。 技术研究报告-技术指标矿用隔爆型，防爆标志为：ExdI；主电路为630A；补偿电路采用400A的隔离开关；控制器采用低压无功补偿控制器，控制方式为自动控制；具有参数、补偿电流、补偿回路状态显示；具有抑制涌流装置。补偿装置的型式：技术研究报告-技术指标1） 电源标准频率：50Hz； 2） 控制电源电压为：220V；3） 工作方式为：自动；4） 互感器变比：主回路：800A/5A，补偿回路：400A/5A；5） 外形尺寸：1875 mm1225mm1125mm（长宽高）。6） 重量：WBB-640/1140=1900kg。WBB-360/660=1800k

13、g技术研究报告-推广前景井下供电系统加装无功补偿是节能降耗的有效措施，经补偿后可以提高功率因数，功率因数的高低直接反映电能的实际利用率，由于井下负荷在系统中所处位置的不同，井下电网基本状况各有不同，所以加装相同补偿容量后，在不同的系统中节约电量也各不相同，为了便于计算补偿后经济效益，采用无功经济当量K进行节电效果的概算办法。减少1kvar无功消耗，引起与系统有功损失下降值，根据测算在6-10KV系统中，K=0.1。技术研究报告-推广前景 如果功率因数由0.6提高到0.90，则每KW所需补偿的无功电容是1.04Kvar，依据井下电机运行时间，每天按20小时计算，则每KW补偿后一年降低的有功损耗电

14、量损失为1.040.120365=759.2KW.h，按照0.5元/KW平均电价计算，每KW每年可节约电费0.5759.2=379.6元。 一个年产300万吨的煤矿，井下总负荷按照15000KW计算，三个综采2500KW3=7500KW，三个掘进500KW3=1500KW，三个开拓400KW3=1200KW，皮带运输（含主带）2000KW，其他负荷2800KW。 因此，一个年产300万吨的煤矿，安装无功补偿后一年可以节省电费1500376.6=569400元。 目录 工作总结报告 技术研究报告 运行试验报告运行报告-试验条件91316综采工作面原供电状况 6KV高压由地面变电站621、652高压柜双线入井，经MYJY31202000M高压电缆送到井下九一配电点，经九一配电点03号400ABGP66高压开关柜出送往采区变电所300A05号高开使用MYJY3951000M高压电缆，由采区变电所经MYPJY3501000M电缆送往91316综采工作面皮带巷移动变电站。 综采面移动变电站共装有3台移变，其中KBSGZY1000KVA6/1.14KV带采煤机600KW,第二台1000KVA6/1.14KV转载机200KW,泵站200KW工作面刮板运输机400KW及其它负荷10