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煤矿配电低压无功补偿技术应用研究[摘要]煤矿配电无功补偿对于提升供电体系的运用效率，提升功率因数具有重要意义。
论文从低压配电网的无功补偿以及配电变压器的低压无功补偿两大角度出发探究了无功补偿技术的应用，并以武汉某电气所设计的补偿方案为例探究了煤矿配电低压无功补偿技术应用效果。
[关键词]低压配电网配电变压器无功补偿中图分类号：tq113.26+6.3 文献标识码：tq 文章编号：1009―914x（2013）22―0548―01大型煤矿矿井选煤厂内利用低压用电相关设备时，例如电动机等设备在使用过程中，会出现感性负载，这部分的感性负载对有功功率进行消耗，而与此同时也对感性无功的功率进行占用，这些功率对设备的容量进行占用，会加大了线路的电流量，线路损失和电流量平方存在正比关系，所以，必须进行无功补偿。
煤矿配电网的低压无功无偿能够降低能耗，对电压质量进行提升。
通常来说，无功补偿主要方式包括：通过配电变压器进行无功补偿、用电设备内部的分散补偿、配电网内线路的固定补偿等[1]。
一、煤矿的低压配电网进行无功补偿技术研究在煤矿配电网之中，电容器最终获得的补偿的容量同电容器接入的方式方法、还未进行补偿阶段存在的负载情况以及具体利用的补偿形式存在直接联系。
从低压配电网安装电容器的各个不同位置出发，低压配电电网会通过并联形式的电容器实现无功补偿，常利用的方法包括：分散补偿的方法、低压集中进行补偿方法以及电网用户终端的就地补偿方法[2]。
具体示意图如下。
当前，通常国内使用的最为常见的无功补偿技术即是如图一所示的第1种方式，即利用用户的专用变压器之内380侧低压母线实行集中的无功补偿，利用微机对低压电网之内的并联电容柜进行控制，其电容量保持在十几甚至成千上百，具体是从用户的用电负荷实际水平产生的波动量出发，进行对应的电容器量实现跟踪补偿，实现在提升用户专用变压器功率的相关因数基础上，无功的就地补偿达到平衡状态。
例如，以无功补偿技术的实际应用为例，对专门用于煤矿之中的功率为10kv/0.4kv的一台低压配电的变压器设备，在利用运行的软件对其进行无功补偿过程中的具体情况结果进行比较分析可以发现，利用配电变压器实现电网的无功补偿，产生的功率因素能上升至0.98，其中的谐波量也进行了大幅度的降低。
无功补偿的作用和原理无功补偿是电力系统中的重要概念，它是指通过采用补偿设备来控制无功功率的流动，以保持电力系统的功率平衡和电压稳定。
本文将介绍无功补偿的作用和原理，以及常用的无功补偿设备。
一、无功补偿的作用无功功率是电力系统中的虚功，对电网的运行和稳定性有一定的影响。
无功补偿的作用主要表现在以下几个方面：1. 改善电力系统的功率因数电力系统的功率因数是指有功功率和视在功率的比值，用来衡量电能的有效利用程度。
功率因数低会引起电网的电压降低、电流增大、线路损耗增加等问题。
通过无功补偿，可以减小无功功率的流动，提高功率因数，从而减少电网的损耗，提高供电质量。
2. 调整电网的电压水平无功补偿设备可以根据实际需要主动投入或退出运行，调节电网的电压水平。
当电压过高时，可以通过投入无功补偿设备来吸收一部分无功功率，从而降低电压水平；当电压过低时，可以通过退出无功补偿设备来释放一部分无功功率，提高电压水平。
通过这种方式，可以保持电网的电压稳定，提高供电可靠性。
3. 抑制电网谐波和电磁干扰无功补偿设备可以对电网谐波进行滤波和衰减，减少电网谐波对其他电气设备的干扰。
此外，无功补偿设备还可以提高电网的电能质量，减少电气设备的故障率，延长设备的使用寿命。
二、无功补偿的原理无功补偿的原理主要涉及电力系统中的三个方面：功率因数、无功功率和电压。
功率因数是电力系统中有功功率和视在功率的比值，通常用功率因数角（cosφ）来表示。
当电力系统中存在感性负载时，功率因数是正值；当电力系统中存在容性负载时，功率因数是负值。
为了提高功率因数，可以通过引入合适的无功补偿设备来平衡系统中的感性负载和容性负载。
无功功率是电力系统中的虚功，通常用无功功率角（Q）来表示。
感性负载所产生的无功功率是正值，而容性负载所产生的无功功率是负值。
通过补偿设备，可以调整电力系统中无功功率的流动方向和大小，实现无功功率的消纳或释放。
电压是电力系统中的重要参数，通过无功补偿设备可以调节电网的电压水平。
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。
SVG动态无功补偿装置在煤矿中的应用【摘要】伴随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高，对煤矿供电系统也提出了更高的技术和理论要求。
本文重点讲述svg在煤矿企业安全供电中的应用情况。
【关键词】煤矿供电 svg 应用作为以安全为基准的煤矿企业而言，“安全第一，预防为主”一直是煤矿企业可以实现健康长远发展的基本格言，而供电系统是生产得以有效开展的基本体系，没有安全、高效、稳定的供电体系作为保障，将无法保证煤矿企业的正常生产。
随着现如今的生产机械化比例的不断提高，大功率设备的比例也不断增加，对于供电体系更提出了更高的技术要求。
1 svg的基本诠释及重要意义svg也就是静止无功发生器，其基本原理就是利用了自换相电力半导体变流补偿技术，较之其它的供电动态补偿设施而言，其主要优点在于谐波数量少，作用速度快，本身体积小，作为日后的主要发展方向，非常适合现如今煤矿系统的安全高效实用。
煤矿企业不断投入高功率生产设备设施，直接影响到供电负荷的不断加重，生产供电质量也就受到不少负面影响，严重时可能会直接导致了生产的间断，这种情形已经在有些煤矿生产企业中体现出来了，特别是用电的高峰阶段，在井下生产线上，用电设备的大功率使用，必然会导致大量的来回交换的无功功率，而产生的无功功率也就很自然的占用的整个供电系统中的很多电量，直接影响到了设备的正常运行，无法保障生产的安全接续，此时静止型无功补偿技术在供电系统的积极作用就得以体现，svg配置抑制谐波，在进行了无功加装之后，可以保证整个供电体系的其它设备设施以及供电线路等，不受到谐波的干扰，就会有效降低了在实际中的电流消耗而直接减少无功功率的产生，如此一来就可以有效得提升供电体系本省的电量利用率。
在矿井供电系统中，在井下生产用电的负荷会产生很大的无功功率，在这种负载用电情况下，其无功功率的变化越是频繁，整个供电系统的波动变换频率也会变化越快，导致电压值得变化幅度就会越大，在生产供电系统中，就会导致设备不可能在正常安全电压下投入使用，带来的后果不仅仅是电量的利用率不高，同时也增大的设备的损耗，而如果做好了设备补偿之后，这些过程中所产生的无效的电量损耗就会减少，浪费的电力功率也会随着降低，供电系统中的点压和电流的波动范围也就随着缩小，能有效的稳定整个供电系统的电流电压。
煤矿使用无功补偿的意义
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使用无功补偿的意义
2007年7月国家发改委、国家环保总局下发了(发改能资【2007】1 456号)《煤矿
工业节能减排工作意见的通知》第十二条明确规定：煤矿宜采用动态无功补偿和就地无功补
偿。矿井平均功率因数不得低于0.9。
随着现代化矿井快速发展，机械化程度不断提升，大功率电机大量使用，普通应用
电子原件产品，各种感性负荷及用电设备与地面电网供电电源之间必然循环着大量无功功
率，同时产生各类谐波，造成供电质量恶化和电能严重浪费，直接影响电网及用电设备正常
运行。
采用无功补偿后具有如下意义：
1、降低无功损耗，减少电能浪费
采用补偿后，系统功率因数提高，使变压器及供电线路中电流下降，降低了无功损耗，达到
节能降耗的目的。
2、提高功率因数
用容性无功电流就近实时抵消负荷产生的感性无功电流，达到提高井下供电系统功率因数的
目的。
3、治理谐波，净化井下电网
各补偿支路具备限制涌流，治理谐波的功能，达到装置内电气元件安全运行和净化井下电网
的目的。
4、提高了供电系统的利用率
井下用电设备与地面电源之间存在大量往复循环的无功功率，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
载能力下降，加装无功补偿后，使井下变压器视在功率接近于有功功率，有效提高了视在功
率利用率，供电线路及各级控制开关因减少了无功电流，大大提高了承载能力。
5、)稳定电网电压
井下感性负荷大量产生无功功率，必然导致供电系统电网电压波动。无功功率大，电网电压
波动幅度大，无功量变化频率快，电网电压波动频率随之加快。安装使用无功补偿后，将大
部分无功功率就近补偿，势必导致供电网无功功率显著减少，减小了电网电压及井下变压器
二次电压波动范围。
6、减少电气事故率，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、弧光短路等各类事故，甚至引起漏电伤人，导致设备寿命缩短，维修工作量加
大，增加维修资金支出，缩短设备更新周期，增加设备投资费用。经无功补偿后，系统视在
电流下降30％左右，所有电气设备承受实际电流减小，减少了因电流大造成各类电气事故
的几率，事故率下降必然提高设备的开机率，减少事故处理时间必然增加正常生产时间。总
之，安装补偿达到了减少费用，节约投资，减少事故，增产增效的目的。
矿用隔爆型动态无功补偿装置综合经济效益分析（以某矿井下实际供电系统为例）
煤矿使用无功补偿的意义
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1、供电系统概叙
6KV高压从地面变电站经ZQ3×120㎜ 共5000m铠装电缆途经中央变分
开关送到采区变电所。采区变电所分别送出三路负荷，二路将6KV高压送往综采
煤矿使用无功补偿的意义
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工作面移动变电站，距离2000m，另一路送往综采工作面运输巷机头配电点，距
离800m，电缆均为ZQ3×50㎜ 。工作面移动变电站安装有两台1250KVA变压器，
1号变压器负荷有采煤机、转载机、破碎机共970KW；2号变压器负荷有运输机、
液泵、水泵共935KW；皮带头配电点干变容量为800KVA，负荷2×315KW皮带运
输机。3台变压器二次电压均为1140V，要求 由0.65经补偿后到达0.96。
2、补偿前后电流计算（按额定功率60%计算）
● 变压器一、二次侧补偿前电流计算，公式：
、
、
、
● 补偿后电流计算
、
、
、
3、补偿后，减少的供电线路功率损耗计算：
公式：
●从移动变电站到采区变电所
、
、
、
●从采区变到地面变电站
●供电线路总损耗
4、补偿后，减少的变压器功率损耗计算
煤矿使用无功补偿的意义
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公式：
其中： ——有功短路损耗，具体数值查阅煤矿电工手册
——无功短路损耗
若变压器额定容量为1250KVA时：则
若变压器额定容量为800KVA时： 则
——变压器短路电压百分数
、
、
、
注： ——取额定功率的70% ——无功经济当量
5、节省电能经济效益计算
●全系统补偿后节约为：
●全年节约用电量为：
●全年共节省资金约：
6、结论
一个总负荷为2535kw的综采工作面，加装三台无功补偿后，全年节约费
用为440300元。
