Phân bổ công suất phản kháng trong hoạt động khai thác mỏ

Việc bù đắp công suất phản kháng trong khai thác mỏ bắt đầu bằng việc khảo sát các thiết bị cấp nguồn động cơ, chu trình hoạt động và công suất cung cấp, thay vì dựa vào chỉ số công suất tụ điện được chọn từ công suất của máy biến áp. Đo lường công suất hoạt động, công suất phản kháng, hệ số biến đổi và biến dạng dạng sóng trong quá trình khai thác mỏ thực tế. Sau đó xác định xem yêu cầu chính là việc điều chỉnh phản kháng cơ bản ổn định, nhu cầu thay đổi nhanh, giảm thiểu hài hòa hay một sự kết hợp của các yếu tố này. Một mỏ có các thiết bị cấp nguồn động cơ dài và nguồn điện dự phòng cũng cần phải được nghiên cứu vị trí và phối hợp. Các thiết bị được lựa chọn cho một bảng điều khiển không nên được cho là phù hợp với mọi điều kiện hoạt động dưới đất, trên mặt đất hoặc trạng thái chờ.

Biến quá trình khai thác thành một kế hoạch thử nghiệm điện

Hãy bắt đầu với bản vẽ phân phối thực tế và danh sách các thiết bị vận hành. Các máy nghiền, băng tải, quạt thông gió, máy bơm và cần trục có thể có các mô hình hoạt động rất khác nhau. Hãy xác định riêng biệt các động cơ được kết nối trực tiếp, các thiết bị điều khiển và các thiết bị điều chỉnh hiện có. Hãy lấy tài liệu kỹ thuật của thiết bị trước khi chỉ định đặc tính điện cho một máy móc chỉ vì nó được sử dụng trong khai thác mỏ.

Xây dựng bản khảo sát dựa trên các sự kiện trong quy trình. Ghi lại khi đoàn băng tải bắt đầu hoạt động, máy nghiền thay đổi lượng vật liệu, máy bơm chuyển đổi chức năng, hoặc một phần sản xuất lớn bị dừng hoạt động. Bao gồm các tải về thông gió và thoát nước còn lại trong quá trình ngừng hoạt động sản xuất. Một ca làm việc có vẻ yên tĩnh có thể vẫn rất quan trọng về mặt điện năng vì một giai đoạn tụ điện cố định lớn có thể vẫn còn hoạt động trong khi công suất điện đang giảm.

Đối với mỗi thiết lập ghi nhận, hãy xác định cấu hình nguồn cung cấp. Nguồn cung cấp thông thường, sự bố trí khác nhau của máy biến áp và điều kiện được xác nhận của máy phát điện nên có nhãn riêng biệt. Không nên kết hợp các phép đo của chúng thành một giá trị trung bình không giải thích được. Cấu hình mạng và sự kết hợp tải được phép có thể thay đổi giữa các thiết lập, ảnh hưởng đến việc đánh giá sự bù đắp.

Một điểm khởi đầu nghiên cứu hữu ích là Kho lưu trữ của Đại học Pretoria, bao gồm các nghiên cứu về công suất phản kháng và hệ số hài hòa trong ngành công nghiệp khai khoáng. Các nghiên cứu điển hình cho thấy hai vấn đề này có thể xảy ra cùng nhau; chúng không cung cấp một chỉ số thiết bị chung cho một mỏ khác.

Phân biệt nhu cầu phản ứng với sự biến dạng của dạng sóng

Tỷ số công suất hiển thị thấp không tự động xác định giải pháp khắc phục. Tỷ số công suất thay thế mô tả mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện ở tần số cơ bản. Tỷ số công suất thực sự thể hiện công suất hoạt động tương đối với công suất biểu kiến và cũng có thể phản ánh dòng điện không tuyến tính. Một tụ điện được thiết kế để bù đắp nhu cầu phản kháng cơ bản không phải là giải pháp chung để loại bỏ dòng điện hài từ bộ cấp nguồn.

Phân tích các định nghĩa của đồng hồ, sự kết hợp pha, cài đặt cảm biến dòng điện và quy ước về biểu đồ công suất phản kháng. Hai cột được xuất khẩu có nhãn PF có thể đại diện cho các đại lượng khác nhau. Trước khi so sánh chúng, hãy xác nhận xem mỗi thiết bị báo cáo những gì và các điểm đo có bao gồm các tải tương tự hay không. Việc kết hợp cảm biến dòng điện không chính xác có thể làm giảm đi tính chi tiết của một cuộc khảo sát.

Sử dụng IEEE 1459-2025 Là tài liệu tham khảo về các định nghĩa về điện năng trong các điều kiện dạng sin, không sin, cân bằng và không cân bằng. Báo cáo dự án nên nêu rõ các đại lượng mà nó sử dụng. Mục tiêu tính hóa đơn, mục tiêu dòng điện bên trong và mục tiêu biến dạng dạng sóng nên được hiển thị dưới dạng các câu hỏi chấp nhận riêng biệt.

Hiện có Hướng dẫn ghi dữ liệu về công suất và hệ số biến dạng Nó giúp tổ chức các bản ghi này. Nó bổ sung cho cuộc khảo sát khai thác này bằng cách giải thích về số lượng thay vì lựa chọn thiết bị cho một quy trình sản xuất cụ thể.

Khảo sát các tiểu bang quyết định thiết kế

Đây là các nhiệm vụ khảo sát định tính, không phải là hướng dẫn chuyển đổi chung. Kỹ sư thiết bị chịu trách nhiệm phải lựa chọn các vị trí đo lường và thử nghiệm hoạt động an toàn. Khảo sát không nên yêu cầu vượt qua các rào cản sản xuất hoặc truy cập các thiết bị đầu cuối đang hoạt động mà không có các quy trình và trình độ phù hợp.

Phải thu thập đủ số lần hoạt động lặp lại để phân biệt được chu kỳ đặc trưng với sự kiện bất thường. Đăng ký khoảng thời gian lấy mẫu và tổng hợp, sự phù hợp của đồng hồ máy đo và các khoảng thời gian bị thiếu. Một xu hướng ngắn cho thấy một khoảng thời gian thuận lợi là bằng chứng yếu cho thấy một mỏ hoạt động trên nhiều ca làm việc và nhiều sự kết hợp tải trọng.

Đo lường sự điều chỉnh mà không ẩn đi các giả định

Để đạt được trạng thái hoạt động sinusoide cân bằng, một tính toán ban đầu là Qc = P × (tan φ1 − tan φ2). Trong đó P là công suất hoạt động tính bằng kW, Qc là điều chỉnh phản kháng cơ bản ước tính bằng kvar và các góc tương ứng với các hệ số chuyển động ban đầu và mục tiêu. Hãy trình bày các giả định này cùng với tính toán.

Để minh họa, hãy xem xét một tải trọng được tạo ra có công suất 300 kW thay đổi từ hệ số biến đổi từ 0,80 đến 0,95. Các giá trị tiếp tuyến tương ứng là 0,75 và khoảng 0,329. Việc điều chỉnh ước tính là 300 × (0,75 − 0,329), tương đương với khoảng 126 kvar. Ví dụ này không phải là kết quả đo lường từ mỏ khai thác, đánh giá sản phẩm hay khuyến nghị mua hàng.

Lặp lại quá trình tính toán cho các trạng thái sản xuất thấp, bình thường và cao đại diện. Giữ nguyên ký hiệu và tính đến khoản bồi hoàn đã được áp dụng tại biên giới đo lường. Nếu khảo sát đo lường nhu cầu ròng với việc bật tính năng ngân hàng đang hoạt động, hãy làm rõ liệu thiết bị mới có bổ sung cho ngân hàng đó hay thay thế nó. Nếu không, thì cùng một sự điều chỉnh có thể được tính hai lần.

Việc tính toán ở tải tối đa không xác định được cấp điện phù hợp nhỏ nhất hoặc hành vi chịu tải nhẹ chấp nhận được. Kiểm tra xem điều gì xảy ra khi một động cơ liên quan dừng hoạt động và những gì còn kết nối trong trạng thái tắt máy. Sử dụng dải nhu cầu được ghi nhận và nghiên cứu mạng được phê duyệt để xây dựng giải pháp cuối cùng.

Hãy chọn một địa điểm bồi thường một cách có chủ ý

Việc bù đắp gần động cơ, trên bảng thông số và tại giao diện thiết bị điện có thể nhằm đạt được các mục tiêu khác nhau. Việc điều chỉnh cục bộ có thể giảm dòng điện phản kháng trong đường dây cấp nguồn phục vụ tải đó, trong khi việc điều chỉnh trung tâm có thể thay đổi chính lượng điện tiêu thụ ở một biên giới đo lường rộng hơn. Trước khi so sánh các báo giá, hãy xác định rõ lợi ích mong muốn.

Các thiết bị truyền tải điện có chiều dài dài đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đối với các điều kiện điện áp và trở kháng thực tế. Đừng hứa rằng việc cải thiện hệ số công suất sẽ giải quyết mọi vấn đề về điện áp. Cấu hình trở kháng dây dẫn, khởi động tải, hành vi điều khiển và điều kiện nguồn có thể cần được nghiên cứu riêng biệt. Cần duy trì việc đo lường điện áp cùng với xu hướng công suất phản kháng để thiết kế có thể giải quyết được các hiện tượng được quan sát thấy.

Phác thảo vị trí của cảm biến dòng điện và ranh giới điều khiển. Trong trường hợp có nhiều thiết bị điều chỉnh, hãy giải thích từng thiết bị nhận thấy những tải trọng nào và cách phối hợp trách nhiệm điều khiển của chúng. Một bộ điều khiển phản hồi tín hiệu bao gồm một thiết bị bù không được kiểm soát khác có thể làm cho quá trình vận hành trở nên khó khăn. Lưu giữ các thiết lập đã phê duyệt và quyền sở hữu đối với các thay đổi tiếp theo.

So sánh các giai đoạn tụ điện và hiệu chỉnh động

Một hệ thống tụ điện cố định có thể phù hợp cho một nhiệm vụ ổn định và phối hợp, nhưng sự phù hợp phụ thuộc vào công suất chuyển đổi, điện áp, yêu cầu xả và tải liên quan. Nó không nên được bật chỉ vì bản vẽ ban đầu cho thấy động cơ hoạt động liên tục. Xác nhận thực tiễn hoạt động hiện tại và điều kiện của thiết bị đã lắp đặt.

Một hệ thống điều chỉnh có các bước cung cấp các thay đổi riêng biệt trong quá trình điều chỉnh. Cần xem xét kích thước của giai đoạn điều chỉnh, độ chính xác của bộ điều khiển, tần số chuyển đổi và chu kỳ nhu cầu thực tế. Việc chuyển đổi liên tục cần được chẩn đoán cả về hành vi tải và cấu hình. Việc thêm các giai đoạn hoặc kéo dài thời gian chuyển đổi mà không có sự chẩn đoán đó có thể che giấu sự không tương thích cơ bản.

SVG có thể được xem xét khi phạm vi điều chỉnh và đáp ứng cần thiết phù hợp với thiết bị động. Kiểm tra điện áp, dòng điện hoặc hệ số kvar của mô hình được đề xuất, phạm vi hoạt động, điều kiện nhiệt và các chức năng đã được ghi nhận. Tên gọi chung của SVG không chứng minh được khả năng lọc hài hòa, việc điều chỉnh mất cân bằng, khả năng tương thích của máy phát điện hay phù hợp với môi trường nguy hiểm.

The Trang sản phẩm CNBYG SVG Là điểm khởi đầu cho một cuộc điều tra dựa trên các yêu cầu được đo lường. Gửi các bản ghi dữ liệu của thiết bị nạp thực tế để đánh giá theo từng model cụ thể. Hướng dẫn định cỡ SVG khi tải động thảo luận về phạm vi hoạt động và yêu cầu đáp ứng.

Bản minh họa tham khảo sản phẩm này chỉ hiển thị bên ngoài vỏ hộp. Nó không thể hiện sự chấp thuận dưới lòng đất, chứng nhận khu vực nguy hiểm, việc lắp đặt hoàn tất hoặc chỉ số hiệu quả sửa chữa. Khi lựa chọn vị trí lắp đặt, vui lòng sử dụng nhãn thiết bị thực tế, tài liệu và yêu cầu của địa điểm.

Kiểm tra các xung nhịp trước khi thay đổi một nhóm tụ điện

Xem xét lại các đầu vào của ổ đĩa, các giai đoạn tụ điện và bất kỳ thiết bị phản kháng nào. Mạng lưới và tụ điện có tương tác với nhau, vì vậy một sự thay đổi về công suất hoặc cấu hình nguồn có thể làm thay đổi các điều kiện cộng hưởng. Một mỏ có tải không tuyến tính lớn cần có sự đánh giá bao gồm sự biến dạng điện áp và phổ dòng điện tại các vị trí được xác định rõ ràng.

The Trang tiêu chuẩn IEEE 519-2022 Cung cấp phạm vi điều khiển hài hòa tại giao diện cấp nguồn. Áp dụng các tiêu chí phù hợp tại biên giới chính xác. Tỷ lệ hài hòa cao được đo trên một thiết bị cấp nguồn nhỏ không đồng nghĩa với việc thiết bị đó không tuân thủ các tiêu chuẩn của giao diện cấp nguồn.

Không nên chỉ dựa vào tên thương hiệu để đưa ra tỷ lệ phần trăm của máy biến tần hoặc chỉ số lọc hài hòa. Thiết kế thiết bị phụ thuộc vào điều kiện mạng lưới, các hệ thống điện hiện có và tải tiêu chuẩn. Nếu cần giảm thiểu hài hòa, hãy ghi rõ trong yêu cầu riêng biệt cùng với việc điều chỉnh phản kháng cơ bản, với trách nhiệm rõ ràng về việc nghiên cứu các tương tác.

Để điều tra chi tiết hơn về việc truyền tải dữ liệu, hãy sử dụng Hướng dẫn đo độ hài hòa của băng tải khai thác mỏ. Kế hoạch thử nghiệm của nó bổ sung cho việc khảo sát công suất phản kháng trên toàn mỏ mà không yêu cầu hai bên cùng thực hiện cùng một nhiệm vụ.

Xác định khái niệm chấp nhận và gói dịch vụ bàn giao

Trước khi mua hàng, vui lòng đồng ý với các điều khoản thử nghiệm, định nghĩa dụng cụ, vị trí đo lường và các hạn chế vận hành. So sánh các điều kiện sản xuất tương tự trước và sau khi vận hành. Lưu giữ dữ liệu xuất khẩu nguyên liệu và giải thích bất kỳ sự khác biệt nào về sản lượng, máy móc được trang bị hoặc cách bố trí nguồn cung có thể ảnh hưởng đến so sánh.

Kiểm tra sản lượng giảm và nguồn cung cấp thay thế được phê duyệt cũng như sản lượng bình thường. Ghi lại lượng điện, điện áp, độ méo, trạng thái sửa lỗi và các báo động liên quan. Việc vận hành thử nghiệm với nguồn điện công cộng không tự động đảm bảo hoạt động ổn định của máy phát điện. Bất kỳ điều kiện chưa được thử nghiệm nào cũng phải được ghi rõ ràng bên ngoài kết quả chấp nhận đã được xác nhận.

Việc bàn giao phải bao gồm bản vẽ cuối cùng, các thiết lập, tài liệu về thiết bị, hồ sơ về điểm chuẩn và việc chấp nhận, trách nhiệm bảo trì và các điều kiện gây ra việc đánh giá lại. Việc thay đổi ổ đĩa, thay đổi máy biến áp hoặc thay đổi nhiệm vụ sản xuất nên được xem xét lại. Các khiếu nại về tài chính cần có bằng chứng về tỷ lệ giá và hóa đơn thực tế; việc cải thiện hệ số công suất không phải là bằng chứng cho thấy mức giảm tương đương về tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất.

Học tập thêm: ranh giới đo lường và chấp nhận

Bài giảng NPTEL IIT Delhi về các tiêu chuẩn chất lượng điện và giám sát giải thích các khái niệm đo lường chung hữu ích cho việc khảo sát mỏ. Bài giảng này nhằm mục đích giáo dục và không khuyến khích sử dụng sản phẩm nào cũng như không thay thế kỹ thuật thi công tại hiện trường.

Xem Power Quality: Tiêu chuẩn và giám sát

Các câu hỏi thường gặp

Sức chứa của máy biến áp có thể quyết định quy mô khoản bồi thường khai thác không?

Không. Sử dụng nhu cầu phản ứng được đo lường trong mọi trạng thái hoạt động, thỏa thuận bồi hoàn hiện hành và điều kiện mạng lưới. Công suất của máy biến áp chỉ cung cấp thông tin về bối cảnh nhưng không xác định được cấu hình điều chỉnh cần thiết.

Các tụ điện có thể loại bỏ các xung hài của động cơ không?

Các tụ điện thông thường không phải là thiết bị loại bỏ các xung động phổ biến. Cần phải tách nhu cầu phản ứng cơ bản ra khỏi sự biến dạng của dạng sóng và đánh giá sự tương tác giữa tụ điện và mạng lưới trước khi thực hiện các thay đổi.

Liệu các thiết lập tương tự có thể được sử dụng trên nguồn cấp điện của máy phát không?

Đừng cho rằng như vậy. Đánh giá cấu hình máy phát điện được phép sử dụng, sự tương thích của thiết bị được ghi trong tài liệu và các trạng thái tải trọng liên quan, và lưu giữ thông tin này trong hồ sơ chấp nhận và vận hành.

Thông tin nào nên được đưa vào trong một cuộc điều tra bồi thường do khai thác mỏ?

Cung cấp bản vẽ phân phối, các bản ghi P và Q được sắp xếp theo thời gian, các định nghĩa về thiết bị, ghi chú về trạng thái quá trình, bằng chứng về tính hài hòa, thông tin chi tiết về ngân hàng hiện có, cấu hình cung cấp, điều kiện lắp đặt và yêu cầu chấp nhận.