无功自动补偿技术在杨村煤矿35kV变电所中的应用
磁控动态无功补偿技术在煤矿35kV变电站的应用
磁 控 动 态无 功 补偿 技 术在 煤 矿 ３ Ｖ变 电站 的应 用 ５ｋ
黄 贺 江
（ 王煤 化有 限责任公 司 ，山西 晋 中 ０ ０ ０ ） 段 ３ ６０
中 图 分 类 号 ： Ｍ７ ４ ３ Ｔ １． 文 献 标 识 码 ： Ｂ
３ ）驱动滚筒采用 Ｄ ＴⅡ型胀套结 构 ， 取消 内接盘 与联接
压 波 动 ， 重 影 响 了 矿 井 正 常 生 产 。为 此 ， 王 煤 化 公 司 采 严 段 用 先 进 的新 型 磁 控 式 动 态 无 功补 偿 技 术 ， 提 高 企 业 用 电设 以 备的利用率 ， 高电网输电效率。 提
２ 磁 控 动态 无 功 补 偿 技 术 原 理
经改进后 ， 该驱 动 装 置 运 行 至 今 ， 有 发 生任 何 故 障 ， 没 不
５ ）传动装置采 用 天津 Ｓ Ｗ 传 动装 置 有 限公 司生产 的 Ｅ
Ｍ３ Ｈ ６ Ｒ Ｆ ０型 空 心 轴 硬 齿 面 减 速 器 ， 大 的 提 高 了减 速 器 的 极 使用寿命 。
由于该结 构实现 了传动 滚筒 、 速器 、 减 电动 机 的独立 设 置， 无论哪个部件 出现 问题 ， 都可以独立 更换或处 理 ， 影响 不
测 量 内 容 正 常 间 隙／ ｍ 改 进 前 问 隙／ ｍ 改进 后 间 隙／ ｍ ｍ ｍｍ
出 １ 左 右 电源 电压 的 电压 。电 源 电 压 正半 周触 发导 通 晶 闸 ％
管 Ｔ， ，形成 图 １ 所示 的等效 电路 ， ａ 其中 Ｎ．＝Ｎ一Ⅳ ， ２ 在回路
中产 生 直 流 控 制 电流 ｉ 和 ｉ ； 源 电压 负 半 周 期 触 发 导 通 电
盘 ， 服联接高强度螺栓容 易切断的缺点 。 克
35kv变电所无功动态补偿节能技术的应用王强余成龙_1
35kv变电所无功动态补偿节能技术的应用王强余成龙发布时间：2021-11-10T08:42:23.659Z 来源：基层建设2021年第24期作者：王强余成龙[导读] 近年来煤矿的发展方向为大型化、机械化、自动化，非线性设备大量集中在10kV母线上，加剧了电网质量的恶化筠连川煤芙蓉新维煤业有限公司四川宜宾 645255摘要：近年来煤矿的发展方向为大型化、机械化、自动化，非线性设备大量集中在10kV母线上，加剧了电网质量的恶化，造成矿井供电质量低、稳定性差等诸多问题。
35kv变电所作为矿井的变配电枢纽，在变电所进行集中补偿，可以平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。
MSVC型动态补偿（滤波）装置通过控制可控硅的控制角进行自动控制，可实现连续可调，实现柔性补偿，有效的减少线路无功损耗，改善电网电能质量且节能效果显著。
关键词：节能；线路无功损耗；集中补偿；功率因数1 引言近年来煤矿的发展方向为大型化、机械化、自动化，随之而来是大功率采煤机、提升机的广泛应用，大型设备的变频控制广泛使用，比如主运输皮带、通风机等均采用变频控制，从而使多种非线性设备大量集中在10kV母线上，加剧了电网质量的恶化，造成矿井供电质量低、稳定性差等诸多问题。
根据《能源电［1988］18号电力系统电压和无功电力管理条例》规定高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上的要求及满足自身用电的需要，煤矿企业必须采取必要的无功补偿措施就近提供负载所需的无功功率，减少由于无功功率在电路内往返传输过程中引起的电能、电压损失，增加设备输电能力，提高供电系统的稳定性。
35kv变电所作为矿井的变配电枢纽，在变电站进行集中补偿，可以平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。
无功补偿在煤矿供配电系统中的应用
无功补偿在煤矿供配电系统中的应用发表时间：2016-09-26T16:04:36.537Z 来源：《电力设备》2016年第13期作者：韩孝奎[导读] 结合无功就地补偿技术之优缺点，在煤矿安装、运用无功就地补偿装置，节电效益明显，自动化程度高，使用安全可靠。
（辽源矿业集团供电运输公司吉林省辽源 136201）摘要：结合无功就地补偿技术之优缺点，在煤矿安装、运用无功就地补偿装置，节电效益明显，自动化程度高，使用安全可靠，有效地改善了电网质量，大幅度降低了高压综合损耗，实现了矿井电力成本降低，对于煤炭企业有切实的经济效益，尤其在现在能源紧缺，节能形势严峻的情况下，其社会效益更加显著。
关键词：无功补偿，煤矿供配电系统，应用前言随着采掘机械化的发展，煤矿的原煤产量大幅度提高，使得工作面电气设备总容量、单机功率明显加大，供电距离加长。
用电设备自身无功功率损耗的存在造成井下电网功率因数较低。
因此，在煤矿供电系统中提高功率因数，补偿无功功率以降低电能消耗是十分重要的。
采用无功功率自动补偿装置的目的，就是减少井下供配电系统的线路损耗和变压器的有功损耗，提高供配电系统的功率因数，降低采煤的电力成本。
1 功率因数的定义在交流电路中，电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦叫做功率因数，用COSΦ 表示。
在功率三角形中，三角形的两条直角边，一个表示有功功率（P），一个表示无功功率（Q），它们的斜边就是视在功率（S），有功功率和视在功率之间的夹角就是功因数角，功率因数角的余弦值就是功率因数（COSΦ＝P／S）。
功率因数反映了电力网的运行中电源输出的视在功率被有效利用的程度，也是衡量矿井供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一，我们希望的是功率因数值越大越好。
这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率。
2 煤矿供配电系统中无功补偿的方式煤矿供配电网中常用的无功补偿方式包括：其一，可在变电所母线集中安装并联电容器组；其二，可在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；其三，可在配电变压器低压侧或车间配电屏安装并联补偿电容器；其四，可在单台电动机处安装并联电容器等。
分析无功补偿在煤矿供配电系统中的应用
分析无功补偿在煤矿供配电系统中的应用发布时间：2022-05-10T01:47:28.644Z 来源：《当代电力文化》2022年第2期作者：申宁周超超[导读] ：现阶段煤矿开采技术逐渐成熟，开采设备类型逐渐多样，越来越多大功率电气设备投入到开采工作中申宁周超超山东泰开电力电子有限公司山东泰安271000摘要：现阶段煤矿开采技术逐渐成熟，开采设备类型逐渐多样，越来越多大功率电气设备投入到开采工作中，对供配电系统运行状态提出严格要求。
因煤矿开采工作通常线路较长、供电距离较远、设备功率较大，导致井下供电系统功率因数较低，电流较大，不但使设备绝缘性降低，还会增加设备维护费用，为企业带来较大经济损失。
对此，应将无功补偿技术引入其中，充分发挥该项技术稳定性强、自动化水平高等优势，确保供配电系统安全稳定运行。
本文主要分析无功补偿在煤矿供配电系统中的应用。
关键词：无功补偿；煤矿行业；供配电系统引言当前煤矿项目数量逐渐增加，规模日益扩大，大功率开采设备的引入对供配电系统稳定性提出更高要求。
无功功率成为影响供电稳定的第一因素，矿区管理者应对此加强重视，积极引入无功补偿技术，并结合矿区现有电力系统实际情况，通过采用无功发生装置、丰富无功补偿方式、科学选择设备等方式，增强无功补偿效果与作业质量，推动煤矿采矿作业的稳定运行，使煤矿行业实现可持续发展。
1、煤矿井下供电系统的特点煤炭开采的供电系统在复杂作业环境的影响下也比较复杂。
煤矿供电系统通常面临供电线路较长、供电频率较高、电能损耗大等问题。
随着经济的发展，煤炭开发也朝着机械化、自动化的方向发展，煤炭产量不断增加，电子设备的数量不断增加。
煤炭开采力度的加大，使供电线路越来越长，导致了上述供电系统的问题，影响了供电系统的能耗，也影响了煤炭开采的安全性和效率。
无功补偿技术在煤炭输送系统中的应用，优化了电力系统的能量损失和电压损失，提高了电力系统的电能质量，优化了煤炭输送环境，消除了煤炭开采有关的电力系统问题，从而降低了煤炭开采成本，提高了电力系统的运行稳定性，降低了矿山能耗，改善了电力供应，并为煤炭开采创造了内部驱动力。
无功补偿技术在煤矿井下供电系中的应用
无功补偿技术在煤矿井下供电系中的应用一、煤矿井下供电系统的特点及存在的问题煤矿井下供电系统具有较大的负载波动性、电压波动和谐波扰动等问题，主要表现为电力负载波动大、变压器负载率高、电力因数低等特点。
这些问题不仅影响了供电系统的正常运行，也影响了矿用设备的稳定运行，同时还导致了供电损耗的增加和能源的浪费。
1. 供电系统的负载波动性大煤矿井下供电系统的负载波动性大是该系统的一个突出问题。
由于煤矿生产活动的不规律性，矿井下的用电负荷随时会发生较大的波动，这就需要供电系统具有良好的动态响应能力来适应这种变化。
3. 供电系统的无功功率问题煤矿井下供电系统的负载功率因数较低，导致了无功功率在供电系统中的积累。
这不仅会增加供电损耗，还会影响到供电设备的稳定运行。
针对煤矿井下供电系统存在的问题，无功补偿技术被引入到该领域中，以改善供电系统的能效和稳定性。
无功补偿技术是通过对供电系统的无功功率进行补偿，来提高供电系统的能效和降低电能损耗的一种技术手段。
在煤矿井下供电系统中，无功补偿技术主要有以下几种应用方式：1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种通过电容器或电抗器来对供电系统进行无功功率补偿的装置。
在煤矿井下供电系统中，可以通过安装静态无功补偿装置来对无功功率进行补偿，提高供电系统的功率因数，并降低电能损耗。
随着煤矿井下供电系统的不断发展，无功补偿技术在该领域中也不断更新和发展。
未来，无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 多元化的无功补偿技术未来，煤矿井下供电系统中的无功补偿技术将更加多元化。
除了传统的静态无功补偿装置和动态无功补偿装置外，还将出现更多新型的无功补偿技术，如SVG（Static Var Generator）、STATCOM（Static Synchronous Compensator）等，以满足煤矿井下供电系统需求的多样化。
2. 智能化的无功补偿控制系统未来，煤矿井下供电系统中的无功补偿控制系统将更加智能化。
无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用
无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用摘要：随着煤矿矿井距离的不断延长，对供电系统提出了全新的要求。
传统的工作面装机容量已经不能满足现阶段煤矿开采工作的基本要求，必须要采取合理的无功补偿装置，在节约运营成本的基础上，提高供电质量，保证煤矿井下作业的正常进行。
关键词：无功补偿技术；煤矿供电；实际应用1煤矿供电系统的发展情况目前，煤矿井下供电系统普遍存在供电距离过长、线路较远、综采综掘工作面装机容量较大等问题。
在此情况下，电气设备的老化速度过快，使用寿命缩短，电气事故发生的次数明显增加，如：漏电、短路等情况。
同时，电气设备维修费用也相应增加，严重情况下，还会影响井下工作人员的安全。
很多煤矿使用的用电设备均为感性负荷，无形中增加了电能损耗和电压损失，如：三相异步电动机变压器就存在大量的感性负荷，直接造成配电系统中无功功率的消耗，产生剧烈的电压波动，最终影响供电质量。
这些现象在大功率电动机的使用上更为显著。
由此可知，当前煤矿井下供电系统运行存在问题，需要采用科学合理的办法，保证供电系统的问题稳定运行。
2无功补偿技术的实用优势由于在煤矿供电系统的使用过程中，其电力负荷通过外部环境的变化而随时变化，进而导致在系统运行中的无功功率也处于随时变化的状态中。
该种动态变化的情况出现导致在电力系统的实际运行中需要对动态变化中的电压、电流进行平衡补偿，进而促使电力系统需要具有动态补偿功能。
而在无功补偿技术的应用中由于其自身带有该种动态补偿的的优势，故煤矿供电中对无功补偿技术进行科学的应用。
在对煤矿供电系统中无功补偿技术的使用优势进行详细分析过程中，得出其对系统的运行效率与应用效果具有提升的作用，本文将从以下几方面对无功补偿技术的使用优势进行详细分析与研讨：①无功补偿技术可以对系统运行中的动态无功复合功率因数进行科学的校正。
利用无功补偿技术对动态无功负荷的功率因数进行校正，可以保障煤矿供电系统的正常运转，进而避免在系统运转中出现电压损号以及电压不稳定的状况。
分析无功补偿在煤矿供配电系统中的应用
分析无功补偿在煤矿供配电系统中的应用摘要：随着煤矿企业之间的竞争越加激烈，要求煤矿企业必须要注重不断降本增效，有效控制生产成本，提高生产效率。
通过在煤矿供配电系统中应用无功补偿技术，可以确保供配电系统电压的稳定，提高配电网运行的效率，减少电能的损耗，达到节约电能，提高能效的目标。
关键词：无功补偿；煤矿；供配电系统；应用1无功功率补偿的特点在电气自动化技术中，无功功率补偿器是重要的组成部分。
无功功率补偿器具有保护低压、高压和稳定等优点，为了确保电气设备的安全性，可以在局部发热过程中降低温度。
本技术主要是在负荷功率因数相对较低的情况下使用，让电气设备的静电容量达到最小，减少不必要的损失。
针对电网而言，变压器与异步电动机为最大的无功功率设备。
一个变压器的无功功率能够达到50%，而异步电动机为60%。
基于这部分数据分析可知，变压器、异步电动机等设备是主要的无功功率设备。
无功功率补偿技术的实际应用还可以合理补偿大量无功功率消耗，保障整体的功率因数满足高效工作的需求，进而满足设备的能效需求。
一般情况下，所有设备都需要实现高功率因数运行，而要实现高功率因数运行，就要尽可能地减少设备的无功功率，降低有功功率损失。
通过功率因数的改善作用，满足功率因数最大化的需求。
2无功补偿技术作用2.1能够对功率因素进行加强无功补偿技术应用中，对于能源消耗降低有着重要的意义，其主要是因为把容性和感性功率符合要求的结构在同一电路内并联，这样的情况下是确定能力在两种负荷条件下可以正常的转换。
当前无功补偿技术应用中，其主要的作用是确保供电系统符合要求，提高运行效果，避免出现供电质量下降的情况，保护能源不会受到侵害，资源节约的同时，还能够促进电力企业的高速发展。
加强成本的管理和控制，有效的提升电气资源的利用率。
目前我国电气系统内，通过合理的应用无功补偿装置，建设完成管理系统，保证电气系统运行效果，实现综合实力的提升，为工作效果和质量的提高起到积极的促进作用。
无功补偿技术在煤矿供电中的应用
无功补偿技术在煤矿供电中的应用发表时间：2019-06-10T10:46:06.437Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：唐俊飞[导读] 摘要：降低煤矿供电系统的功率损耗是降低矿山成本的重要措施之一，随着综采工作面掘进面机械化程度的不断提高，煤矿产量急剧增长，使电气设备的总装机容量和单机功率大大增加，大大延长了供电设备的供电距离。
（国家能源集团神东柳塔煤矿内蒙古自治区鄂尔多斯市 017200）摘要：降低煤矿供电系统的功率损耗是降低矿山成本的重要措施之一，随着综采工作面掘进面机械化程度的不断提高，煤矿产量急剧增长，使电气设备的总装机容量和单机功率大大增加，大大延长了供电设备的供电距离。
电力设备的无功损耗，导致煤矿供电系统中的功率因数低、低电压负栽、设备启动困难等问题。
无功补偿技术可以减少井下配电网的线路损耗和变压器的无功损耗，提高供电配电系统的电能质量，改善供电能力，降低电力的运行成本，实现煤炭开采系统的节能降耗目标。
通过对工作面的关键电气参数测试与分析，明确了影响张家峁煤矿供电系统的综采工作面大功率因数低、负荷电压偏低和谐波含量较大等问题。
选用了动态无功补偿ＳＶＧ技术对综采工作面存在的问题进行综合治理，进行无功补偿方案的设计、安装和项目实施。
通过对运行效果的分析，表明进行合适的无功补偿，可以提高综合补偿效果，提高供电系统的可靠性、安全性和经济性。
关键词：无功补偿技术；煤矿供电；应用由于我国煤炭资源的不断开采，使得浅煤层资源不断减少，而国民经济的发展对能源的需求不断增加，必须对深煤层进行开采。
然而，为了对深煤层进行顺利开采，必然需要高要求的大型采掘设备、支护设备等。
为了使这些设备正常工就必须为其提供可靠、优质的电能，所以，如何确保其供电电压稳定，减少电能损耗就成为了我们必须关心的问题[1]。
一、煤矿井下供电系统的特点（一）生产环境复杂的供电系统，普遍存在用电负荷变化频繁、轻载率高、供电线路较长、功率因数低、电能损耗大等问题。
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无功自动补偿技术在杨村煤矿35kV变电所中的应用【摘要】杨村煤矿35kv变电所经过无功自动补偿系统改造，实现自动跟踪无功补偿。
无功补偿自动化的实现，减少了由于人工操作不及时或补偿量投入不当，出现的欠补或过补的问题，提高了无功补偿精度和系统的功率因素，改善了变电所的供电质量，减少电力损失，节约了电能，确保了操作人员人身安全和变电所的安全运行。
自动跟踪无功补偿局部控制技术上有较大的创新。
【关键词】变电所；无功补偿；电容器；功率因素
０概述
杨村煤矿35kv变电所有两台主变压器，运行方式为一台运行一台备用，主变一次侧35kv，二次侧6kv。
6kv中压系统分为两段母线，采用并列运行的方式。
原系统的无功补偿采用高压集中补偿的方式，补偿方式为静态补偿，由变电所值班员根据矿井负荷变化情况及功率因数人工进行投切。
１原无功补偿存在的问题
35kv变电所运行时最大负荷可达4500kva，最小负荷 1000kva，负荷昼夜变化大，当节假日或井下停产检修时负荷更小，电容器的投入需要随时变化。
原系统电容器的投切完全由人工操作，负荷变化大导致对电容器的操作较为频繁。
两段补偿装置原来全部为静态补偿方式，需要变电所值班员根据矿井负荷量人工进行投切，对操作人员人身安全极为不利。
２无功自动补偿系统技术改造
２．１确定电容器补偿容量
按照变压器容量8000kva对两段母线的电容器补偿容量进行设计，并结合其补偿容量对功率因素的影响，将两段母线的容量设计为每段1500 kvar。
２．２选择电容器的补偿方式
系统采用集中补偿分组自动投切方式，部分电容器容量固定，其他容量分三组进行自动投切。
将每段母线的1500 kvar电容器可分为四部分如下：
a)固定补偿部分：600kvar
b)第一自动投切部分：300kvar
c)第二自动投切部分：300kvar
d)第三自动投切部分：300kvar
２．３功率因素的调节研究分析
根据变电所实测数据，最大负荷为4500kva时，而功率因素大约为0.87，这时的补偿容量为900kvar，由此可得：
s=4500kva qc＝900kvar
cos?覬=0.89
p＝s cos?覬＝4500×0.89=4005kw
q＝2050kvar
ql＝q＋qc＝2050＋900＝2950kvar
当三组电容器全部投切时，负荷仍为最大，有功负荷则保持
p=4005kw 不变，而电容器无功qc＝1500kvar。
整套无功q＝ql－qc＝2950－1500＝1450kvar，计算可得cos?覬=0.95。
由此可见，即使负荷达到最大负荷时，三组电容器完全投入，功率因素仍然可以得到明显的提高。
在未达到最大负荷时，可通过自动投切电容器容量，使功率因素达到要求的范围之内（可设定为0.92～0.97之间），并且通过自动调节电容器容量来调节母线电压的大小，从而起到改善供电质量及调节功率因素的目的。
2.4 项目所达到的目的
装置调节控制的原则：保证供电电压在允许变动范围内的前提下，充分调节控制装置的无功补偿功能；有效的减少电容器的投切次数，实现电网无功功率就地平衡，降低电网损耗，提高电压合格率。
３关键技术与创新点
３.1 占地面积小、安装施工简单
把电容器分成多组，减小了整套装置的占地面积。
３.2 模块式电容器投切专用真空开关
电容器投切专用开关采用模块式结构设计，体积小可任意组合，能在1.2×1.2平米的柜底安装5台，开关的灭弧室采用真空断路器灭弧室，能长期承受投电容器时涌流的冲击，操作机构设计可靠动作寿命为2万次。
３．３每组电容实现微机保护
对各分组电容器都装有过电压、过电流和三相不平衡电压的微机保护，能及时发现电容器的内部故障，有效防止电容器内部故障的扩大，杜绝电容器由内部故障状态发展到事故状态，保证电容器组的安全运行。
３．４“四遥”功能，任意连接通信
具有rs-232，rs-485通信接口，可接入变电所综合自动化系统或调度自动化系统，实现“四遥”功能。
４应用效果
无功自动补偿系统改造后，达到了以下主要应用效果：
４.1 提高功率因数能有效的提高线路输送能力
线路负荷一定时，功率因数的降低，线路中的无功电流就会增大；功率因数升高，线路中的无功电流就会减小。
功率因素的提高，有效的提高了线路的输送能力。
４.2 提高功率因数能有效的降低变压器损耗
变压器正常运行时的损耗取决于变压器变送无功功率的大小。
系统功率因数低，变压器变送的无功功率大损耗就大，系统功率因数高，变压器变送的无功功率小损耗就小。
４.3 提高功率因数能有效的提高变压器变送能力
变压器初次级线圈的额定电流是一定的，无功电流通过的多了，有功电流通过的就少，功率因素的提高可大大增加有功电流的值，
可有效地提高变压器的变送能力。
４.4 提高了电能的利用效率，节电效果显著
无功补偿容量q值即无功功率的减少值，由此引起线路损耗的减少量可用无功经济当量kq来计算：
△w=qkqt
式中：△w——年节电量(kw·h)；
t——电容器组年利用小时数，一班制企业一般取2600小时，二班制企业取4800小时，三班制企业取6600小时；
q——无功补偿容量的减少值＝现电容补偿容量－原有电容补偿容量＝1500－900＝600kvar；
kq——无功经济当量(kw/kvar)，一般选kq=0.04～0.08，根据杨村矿现有情况，估算为0.05。
则每年可节约用电△w=qkqh=600×0.05×6600=198000kw·h；
若按每度电0.52元计算，则每年节约电费开支198000×
0.5=102960元。
４．５安全效益
无功补偿实现自动投切，减少因人为操作开关而引起的误操作，保证了操作人员的人身安全，同时提高了补偿精度，确保了设备的安全运行。
自动投切方式使用以及电容无功容量的增加，提高了系统的功率因素，大大改善变电所的供电质量，延长了设备使用的寿命，提高了电能的利用率。
４．６综合比较
目前，无功补偿的方式主要有高压集中补偿、低压集中补偿和低压分散补偿几种方式。
对于负荷相对分散的工矿企业而言，高压集中补偿是最简便易行的方式，也是目前采用的最多的方式。
该补偿装置采用高压集中补偿，提供了四种控制方式，具有完善的测量、显示与保护闭锁功能，提高了装置运行的可靠性。
装置中所选用的电容器、控制器、断路器、电抗器、放电线圈、保护单元等具有较好的性能要求，可充分满足系统补偿变化的需求。
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电力出版社，2006. ［责任编辑：王迎迎］。