磁饱和可控电抗器式无功补偿技术在煤矿供电中的应用
无功补偿技术在矿井供电系统中的应用
水利水电shui li shui dian131无功补偿技术在矿井供电系统中的应用◎徐慧 张金龙摘要：随着煤矿井下的开采速度在不断地加快。
当前各种的超强功率电机和供电线路都在不断地被使用和延伸，而由于设计处理不够合理将会导致供电系统的无功功率在急速地下降，使得整体的供电容量都不能够得到充分的发挥，同时对于资源也有着较为严重的过度使用问题。
因此针对当前的矿井供电来说，在实际的发展过程中完成各种无功率的设计需求，能够保证满足具体的用电使用需求，同时在此过程中也对资源进行有效的保护，最大程度的满足具体的发展要求。
关键词：煤矿；供电；无功补偿；应用随着矿井综合自动化设备的已经急速的交付使用，因此变频设备的容量也在出现变化，而当前大功率的非线性电压采用的也在逐渐地增多，但是这些也都综合的导致各种电网负荷在持续的减少。
所以针对目前的实际处理需求应当进行更好地提升，全面让其能够满足整体发展秀气，更好的保证矿井电网供电的平稳和可靠性，防止出现包括资源浪费等在内的多种问题。
一、无功功率补偿及其作用分析（一）无功功率补偿分析针对无功功率的补偿来说，其主要包括实际的有容性功率装置和感性符合的连接在同一个电路上，如此能够进行容性装置和释放能量的相互转换。
在当前的煤矿井下供电系统建设当中，使用无功补偿技术能够改善当前的整体用电环境，确保实际的用电压品质能够得到提升，通过这种方式能够更好地消除在煤矿井供电当中的各个设备导致的电流冲击问题。
针对当前配电网补偿来说，在实际的开展过程中将会降低目前投资设备的变电成本，这些也都提高了整体供电系统的电压质量。
（二）无功补偿技术在矿井供电系统中的现实意义在当前的电力工业发展背景之下，我国的电力系统建设技术也都更加的完善。
对于煤矿的生产来说，其在实际的供电质量与可靠性上都得到更为稳定的发展和提高，使用多种技术来完成快速相应的无调无功电源来完成各种电压的调整。
通过这种方式能够更好的维持无功潮流的平衡，减少在当前的实际损害，确保电力资源的可靠性能够得到提升。
浅谈无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用
浅谈无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用发布时间：2021-11-12T07:12:29.653Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：冯孝辉[导读] 在绿色环保的时代背景下，各行各业都开始关注能源的节约方式。
四川川煤华荣能源有限责任公司龙门峡南煤矿四川省广安市 638020摘要：在绿色环保的时代背景下，各行各业都开始关注能源的节约方式。
对于煤矿井下供电系统而言，使用无功补偿技术，能够极大地降低供电变压器及供电线路的损耗，提高供电效率，缩减生产成本。
同时，这对于优化供电系统，也有着十分关键的作用。
接下来，文章将从该技术的类型，以及实际运用等方面，展开相应的探讨。
关键词：无功补偿技术；煤矿井下供电系统；技术运用引言：电力是现代煤炭开采的主要动力，煤矿井下环境潮湿，使用机械设备多，供电线路复杂。
因而，提高井下供电系统质量，提高设备开机率，就变得意义重大。
结合现代机械化矿井实际，采用适宜的无功补偿技术，能够极大的降低供电变压器及电路的损耗，提高供电系统的稳定性及可靠性。
借助该技术，不仅能解决供电距离远、线路长等问题，而且也能够为企业增加实际效益。
一、煤矿井下供电系统分析（一）主要特点煤矿井下环境潮湿，机械设备安装多，供电系统复杂，供电线路距离跟随采掘推进越来越远，导致设备启动时电压降大，供电网络可靠性降低，易造成供电设备及设备电动机烧毁，由于井下环境的特殊性，电气事故易引发其它安全事故。
（二）潜在危害煤矿井下供电系统中，负载的设备较多，供电系统的组成复杂，功率消耗量也很大。
实质上，这些消耗的功率通常属于无功功率，并不会对系统运行形成阻碍。
但是，鉴于自身的负载量非常大，会极大地增加功率与电压的损耗，这会造成电压的波动幅度变化，使之一定程度上有所增加，从而影响到电源的安全性，以及电源的稳定性[1]。
二、无功补偿的技术分析（一）工作原理简单地讲，无功补偿的技术，是指利用各种能量的互相转换，促使机械设备的无功功率，变成感性负载的设备所需功率。
煤矿矿井供电系统无功补偿技术的应用
煤矿矿井供电系统无功补偿技术的应用摘要：无功电源和有功电源具有一定的相似性，都是为电力体系发展提供帮助，减少损耗量，保证电网体系有效运行。
伴随着电网存量增加，网络电压下降，功率因素降低，无功补偿技术的利用十分不理想。
因此，在新形势下，解决无功补偿问题具有一定的价值。
如何依托无功补偿技术的理念，确保发挥无功补偿技术的作用是值得相关人员重点研究的内容。
此外，系统中负荷电压降低，利用无功功率补偿方式可确保系统良好。
在煤矿供电系统中，无功电压调控发挥着关键作用，不仅可以降低电网功率损失，还能提升传输速度，确保供电系统良好运行，提高产业效益。
一方面是煤矿开采输电线路很多，另一方面是用到的供电设施也非常多，例如漏电保护器、短路器、变压器等。
当供电安全管理不善时，很容易出现供电安全事故。
由于设备的电压多为高压，这使得事故的发生会造成严重的后果。
因此在本文中主要分析煤矿矿井供电系统无功补偿技术的应用，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。
关键词：煤矿矿井；供电系统；无功补偿；技术；应用；分析引言：随着煤矿现代化的推进，越多越多的机电设备在开采中得到应用。
在机电设备运行时，保证电能的持续稳定供应非常必要。
煤矿供电技术虽然得到了很大的发展，供电的安全性和稳定性得到了稳定提升，但是还存在着一些问题，主要是供电设施放置不合理、供电设施检修不及时以及用电不规范等。
煤矿需要用电的设备非常多，这使得做好煤矿供电的安全管理十分困难。
当前，中国加大了电网建设，基于无功补偿技术的研究愈发深入。
要想提高无功补偿功率，需要开展滤波通路建设过程、消除谐波过程与降低负荷过程等。
运用无功补偿技术，选取的无功功率基本上是基波牵引下出现的负荷功率。
在无功支持服务下或无功电压控制服务下，进行无功补偿，利用发电机组无功补偿装置，将无功功率传输到电网内部，保证系统运行，将电压波动范围控制在一定范围。
电力体系出现故障给予无功支持，可减少损失。
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。
煤矿矿井供电系统无功补偿技术的运用
煤矿矿井供电系统无功补偿技术的运用摘要：在煤矿矿井日常工作中，由于受到多种因素的影响，井下供电系统容易出现功率因数不足的问题，从而对相关工作造成了不良的影响。
伴随着煤矿矿井综采工作的不断开展，相关电气设备的单机功率与总装机容量出现了大幅升高，因此，为了确保相关设备的合理运行，结合具体工程实际，在分析矿井现有供电系统存在问题的基础上，对井下供电系统无功补偿方原理及方案进行分析，并对其应用效果做出探究。
实践表明，在供电系统运行过程中，通过无功补偿技术的合理应用有利于实现井下配电网电力损耗的降低，对于供电能力的改善与电力运行成本的控制具有重要价值。
关键词：煤矿；供电系统；无功补偿技术；应用方法引言随着社会生产力水平的提升，相关生产工作对于能源的依赖性不断提升，然而，由于多年的开采，现阶段，我国浅层煤炭资源的储量相对较少，因此，为了合理实现社会生产需求的合理满足，积极做好深煤层开采工作已经逐渐成为了当前我国煤炭行业的发展方向。
在这一过程中，随着深度的不断加大，煤矿井下供电线路的长度随之得到了提升，进而造成了电网负荷量的提升，换而言之，供电质量和供电效果直接影响了煤炭行业的生产效率。
针对这一问题，本文针对现阶段煤矿井下供电系统运行状况进行分析，分析了无功补偿技术的原理和类型，以应用无功补偿技术改善煤矿井下供电效果，更好地为煤矿行业发展服务。
一、煤矿矿井供电系统概述煤矿矿井供电系统多数位于矿区井下，因此，其运行的外部环境条件相对较为恶劣，普遍具有潮湿阴暗的特征。
作为重要的电力供应设施，井下供电系统主要以电缆作为媒介对各个用电设备进行连接，因此，在用电过程中，若电力负荷出现较大的变化，则会对电力线路造成极为不利的影响。
同时，由于地下环境因素较为复杂，因此，岩石坠落以及矿车碾压等问题均有可能对电缆造成损坏，进而导致井下供电问题的出现。
在日常工作中，部分大型电力设备主要采用全压启动的方式运行，因此，在启动瞬间，电力系统能的瞬时电流往往会远高于额定数值。
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。
无功补偿技术在煤矿电气工程中的应用讨论佟哲峰
无功补偿技术在煤矿电气工程中的应用讨论佟哲峰发布时间：2023-07-04T03:44:36.530Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：佟哲峰[导读] 在煤矿电气专业中, 电网供配电系统牵涉到有功功率开关电源和无功功率开关电源, 在电网正常运转中, 输出功率指数将就会直接确定电源电压的有功功率, 输出功率指数大则可证明其合理使用率大, 这样一来就能表明电网里的功率因素越高越好。
因而, 针对煤矿企业来讲, 能将无功补偿技术性引进到煤矿电气专业中, 其不但可以提升电力传输的输出功率, 而且还能提升煤矿企业的开采高效率。
身份证号：12022419910512XXXX摘要：在煤矿电气专业中, 电网供配电系统牵涉到有功功率开关电源和无功功率开关电源, 在电网正常运转中, 输出功率指数将就会直接确定电源电压的有功功率, 输出功率指数大则可证明其合理使用率大, 这样一来就能表明电网里的功率因素越高越好。
因而, 针对煤矿企业来讲, 能将无功补偿技术性引进到煤矿电气专业中, 其不但可以提升电力传输的输出功率, 而且还能提升煤矿企业的开采高效率。
关键词：无功补偿技术；煤矿电气工程；应用1无功补偿技术概述无功补偿技术性大部分根据对电容器组与变电器连接头进行控制来达到无功功率提升。
负荷和互联网元器件所需的无功功率一般必须从网络里一个地方才可以获得, 尽量要当需要耗费无功功率的区域发生无功功率, 即所谓无功补偿。
现如今, 晶闸管投切电容器 (TSC) 在中国低压范围之内获得了广泛应用, 其能把电容器划分成n个组, 这样就可以把晶闸管投切到每一组, 并依据电网对无功功率的需求, 能够动态性投切出好几个个数的电容器, 该全过程实际上是动态性无功补偿装置的阶梯性调整, 其可以实现对无功功率的高效消化吸收, 即便不能对无功功率开展连续不断的调整, 但也不会造成谐波电流, 而且造成较小的消耗。
2无功补偿问题的提出煤矿企业归属于工业的范围，并且其用电量极大，即便近些年大量尖端技术开始运用到煤矿企业的生产中，但从实践活动来说，用电量大仍是困惑煤矿企业持续发展的一个问题。
磁饱和可控电抗器式无功补偿技术在煤矿供电中的应用
１ 选 择 合适 的补 偿技 术
目前 国内采用 比较多 的无功 补偿 技术有机械投切 电容 器 式、 电压调节电容器式 、 晶闸管投切电容器 式（ Ｓ Ｔ Ｃ型 ）可控硅 、 投切电抗 器式 （ Ｃ Ｔ Ｒ型 ）磁饱 和可控 电抗器式（ Ｒ） 其优缺 、 ＭＣ 。 点可见下表 １ ： 表 １ 各种无功补偿技术的对 比分 析
于 ＭＣ Ｒ型无功补偿技术 的诸多不利 的地方 ， 因此 ， 只有 Ｍ Ｒ Ｃ 型 ，即磁饱和可控 电抗器式无 功补偿技术更适合煤 矿供电的
需要 。
附属企业及周边部分 厂矿企 业的供电 ， 大小用户 ３ ０多个 ， ０ 平 均 用 电 负 荷 ５６万 ｋ 。 不 完 全 统 计 ，其 中 电 动 机 装 机 约 ． Ｗ
其 电压很 低 ， Ｎ 以 ｋ的 匝数 为 Ｎ的 １ ％计 ， 可控硅 Ｔ 和 ｒ １ Ｉ ’ ２上
的 电 压 仅 为 工 作 电压 的 １ ％约 为 系 统额 定 电 压 的 １ 右 。 当 ％左
论。
参 考 文 献
（） ２ 小倾角稳定特厚煤 层坚硬顶板条件 下 ， 冒落带高度与
采厚关 系并 非线 性增 长关 系 。本 区冒落带 高度 约 为采厚 的
５６ ・
煤矿 现 代化
２１ 年第４ ００ 期
总第９ 期 ７
工作绕组两端接上交 流电时 ，控制绕 组上就会感 应出相应 的 电压 ， 电压 的正半 周 Ｔ 导通 ， 电压 的负半周 １ 在 １ 在 ’ ２导通 ， 通
其工作原理是 ： 电容器组 Ｆ 支路为固定值 ， 即超前无功功
率 Ｑ 为固定值 ，当负载滞后 的无功功率 Ｑ 变化时， 通过调整
晶 闸 管 的触 发 导 通 角 ， 连 续控 制滞 后 无 功 Ｑ 使 （ 广Ｑ ） 可 Ｑ 变 化 ，保持 系统供 给的无功功率 Ｑ Ｑ Ｑ 一人为设定 的常 Ｑ ｒ
煤矿井下供电系统中无功补偿技术的应用
煤矿井下供电系统中无功补偿技术的应用摘要：供电系统是矿井生产作业的动力来源，确保其运行的有效性对矿井的长久可持续发展意义重大。
无功功率是影响供电系统性能发挥的主要因素之一，有效消除这一因素至关重要。
结合具体工程实际，在分析矿井现有供电系统存在问题的基础上，对井下供电系统无功补偿方案设计开展分析，并对其应用效果做出探究，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。
关键词：煤矿；供电系统；无功补偿；方案设计；引言伴随矿井生产工艺自动化水平的不断提升，自动化设备在井下生产中的使用量不断增加，相应的变频开关及非线性负载的应用越发普遍，这在大幅提升矿井生产作业效率的同时也使得矿井供电系统负荷显著增加，电网谐波污染和电压波动现象明显，电缆、各用电装置的绝缘性及整个供电系统的稳定性受到显著影响，极易发生大面积的井下停电事故，严重时还会导致漏电安全事故发生，对生产高效运行和安全开展构成一定威胁。
有鉴于此，针对井下供电系统使用中用电问题的诱因开展分析，探究具有良好适用性的无功补偿工艺，对于提升井下供电网络运行稳定性、确保用电安全意义重大。
1 工程概述A矿井下中央变电所设计电压为35 k V，内部设计选用双回路电源进线模式，两条电源线可互为备用电源。
在井下实际回采中，先借助型号为S11-25000的变压装置将变电所35 k V电压下调至10 k V后通过专用电缆及架空线将电能传输至井下各用电区域。
图1所示即为供电系统结构示意图。
图1 供电系统结构示意图2 现有供电系统问题分析2.1 功率因数低电能浪费严重根据井下实测可知，A矿井下原供电系统功率因数介于0.6～0.7，特别是在长距离供电线路中，有大量的无功电流，引起了较为严重的电能浪费现象。
2.2 变压器带载能力偏低变压器带载能力计算公式为：式 (1) 中，Pw为变压装置带载能力，k V•A；Py为变压装置容量，k V•A；βM为变压装置负荷率，取值0.8；cosφ为功率因数。
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。
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（1）网络并行电阻率方法在采空区上部巷道内探测冒落带高度效果较好。
（2）小倾角稳定特厚煤层坚硬顶板条件下，冒落带高度与采厚关系并非线性增长关系。
本区冒落带高度约为采厚的3.96倍。
（3）断层大落差部位、尖灭部位及断层相交部位，冒落带高度偏大。
（4）冒落带高度还与覆岩层的碎胀系数关系密切，本文未予讨论。
参考文献
[1]郝延锦等.放顶煤开采条件下覆岩移动规律试验研究.矿山测量，1999，4.
[2]狄利娟等.南屯煤矿九采区覆岩采动破坏特征EH4探测研究.山东煤炭科技，2005，1.
[3]崔希民等.潞安矿区综放与分层开采岩层移动的相似材料模拟试验研究.试验力学，1999.9.（收稿日期：2010-1-19）
磁饱和可控电抗器式无功补偿技术在煤矿供电中的应用
徐志宗
（河南煤业化工集团鹤煤公司供电处，河南鹤壁市458000）
摘要磁饱和可控电抗器式无功补偿技术是以磁饱和可控电抗器为基础的，本文通过介绍其基本结构和工作原理，阐述了这种无功补偿技术所具有的可快速、准确、平滑、合理地调节系统的无功功率的特点。
并通过在鹤煤公司三矿变电站对其成功应用，使这种无功补偿技术的优越性得以充分体现。
关键词磁饱和；工作线圈；可控硅
中图分类号：TM47文献标志码：B文章编号：1009-0797（2010）04-0056-02
鹤煤公司在鹤壁矿区有自己一个完整供电网络，系统中有9个35kV级及以上的区域性变电站，主要担负公司矿井、附属企业及周边部分厂矿企业的供电，大小用户300多个，平均用电负荷5.6万kW。
不完全统计，其中电动机装机约190550kW，输变电变压器装机容量越264135kVA。
而目前公司大部分变电站的高压无功补偿技术仍为老式的固定式并联电容器补偿，由于其无法跟随负荷的变化而改变无功输出，从而一直出现轻负荷时会过补、重负荷时会欠补的情况，既导致系统在输送无功时产生了大量电能损耗，同时使系统电压得不到持续稳定。
因而只有在煤矿电网中采用新型无功补偿技术，才能避免老式无功补偿装置带来的缺陷。
1选择合适的补偿技术
目前国内采用比较多的无功补偿技术有机械投切电容器式、电压调节电容器式、晶闸管投切电容器式（TSC型）、可控硅投切电抗器式（TCR型）、磁饱和可控电抗器式（M CR）。
其优缺点可见下表1：
表1各种无功补偿技术的对比分析
鉴于要实现可连续、平滑的调节无功输出，因此只有TCR 型和M CR型可满足要求。
但考虑到TCR型无功补偿技术相对于M CR型无功补偿技术的诸多不利的地方，因此，只有M CR 型，即磁饱和可控电抗器式无功补偿技术更适合煤矿供电的需要。
2磁饱和可控电抗器式无功补偿技术介绍
磁饱和可控电抗器式无功补偿装置结构原理图如图一所示，其主要由固定电容器组FC支路、可控电抗器和控制柜等组成。
其工作原理是：电容器组F
C
支路为固定值，即超前无功功
率Q
C
为固定值，当负载滞后的无功功率Q
F
变化时,通过调整
晶闸管的触发导通角,可连续控制滞后无功Q
L
,使（Q L-Q C）变
化，保持系统供给的无功功率Q
S
=Q F+Q L-Q C≈人为设定的常数，使系统的功率因数一直稳定在一个水平，通过可连续控制
输出滞后无功Q
L
，来达到对外连续输出感性无功的目的，同时又限制了电压波动和闪变。
图1磁饱和可控电抗器式无功补偿装置结构原理图
2.1磁饱和（M CR）可控电抗器技术简介
2.1.1磁饱和（M CR）可控电抗器结构及工作原理
M CR的外形结构与油浸式变压器基本相同，主要由壳体、磁阀式铁心、绕组和变压器油等部分组成。
壳体内部并排安装三组相同的单相磁阀式可控M CR。
每一相磁饱和可控电抗器是由一个四柱铁心和绕组组成，中间两个铁心柱为工作铁心，Nk为控制绕组，N为工作绕组。
由于可控硅接于控制绕组上，其电压很低，以Nk的匝数为N的1%计，可控硅T1和T2上的电压仅为工作电压的1%约为系统额定电压的1%左右。
当
比较项目机械投切电压调节TSC型TCR型M CR型投资小中大大中
运行方式分级投切
（离散）
分级投切
（离散）
分级投切
（离散）
无级投切
（连续）
无级投切
（连续）
可靠性维护量大维护量大维护量大维护量大免维护
谐波水平无无小
5次：6.5%
7次：3.7%
比TCR型
小50%
投切涌流7倍以上无无无无
有功损耗很小中小
平均
0.5~0.8%
比TCR型
小50%
占地面积大大大很大为TCR型
1/10
调节时间0.8s40ms40ms0.2s 过载能力无无无无150%
电磁污染无无无辐射大量工
频磁场
无
56··
工作绕组两端接上交流电时，控制绕组上就会感应出相应的电压，在电压的正半周T1导通，在电压的负半周T2导通，通过控制T1、T2的导通角即可控制直流激磁。
导通角越小，铁心饱和度越高，电抗器的感抗越小。
因此，只要控制T1和T2的导通角大小，就可以平滑的调节M CR的容量。
见图2。
图2磁饱和可控电抗器原理接线图
2.1.2磁饱和（M CR）可控电抗器的基本特性
（1）伏安特性。
磁控电抗器伏安特性如上图3所示。
图3磁控电抗器伏安特性
可见，在一定控制导通角（等于1800时）下，磁控电抗器伏安特性近似线性。
（2）控制特性。
图4给出了控制角与额定电压下基波电流标么值的对应曲线，虚线为计算值，实线为实际值。
图中横坐标为控制角度，纵坐标为M CR在额定电压下的基波电流标么值，基准值为额定基波电流幅值。
随着控制角的增大，M CR电流减小，电感增大，M CR的电流值与控制角具有明显的非线性。
由此可见，可控M CR输出电流（容量）随控制角增加而减少。
图4M CR控制特性曲线
3磁饱和（M CR）可控电抗器式无功补偿技术的应用
鹤煤公司三矿变电站位于三矿工业广场内，是在原6kV 变电所基础上改造的，因此变电站空间有限。
根据经济技术方案比较，选用磁饱和（M CR）可控电抗器无功动态补偿技术方案最佳。
由于原无功补偿室在变电站35kV设备配电室处，室内面积有限，周边没有空地可扩展。
磁饱和（M CR）可控电抗器动态无功补偿系统设备占地面积比原设备大，为此，我们在变电站进口上坡处选址新建无功补偿室。
无功补偿装置改造前后，三矿变电站在典型工作日14小时内的功率因数变化情况曲线如图五所示。
从功率因数曲线图可知，采用M CR无功补偿技术前，无功采用固定方式补偿时，系统功率因数随负荷起伏变化，最高时0.92，最低时0.78，平均为0.88，变化很大；采用M CR无功补偿技术后，系统功率因数基本保持在0.96，电网无功得到有效平衡。
三矿变电站完成无功补偿改造后，补偿总容量4800kvar，变电站，平均有功功率为7952.5kW，功率因数由0.88提高0.96。
节能效果计算：
图5应用M CR无功补偿技术前后功率因数变化图
无功补偿后，由于电网无功减少，由无功引起的有功损耗功率减少量△P为：
△P=△Q·Kq
=Pav[tan(arccosΦ1)－tan(arccosΦ2)]Kq
=7952.5×0.248×0.07
≈138.1kW
其中Pav--平均有功功率，取7952.5kW；
cosΦ1--改造前的平均功率因数；
cosΦ2--改造后的平均功率因数；
Kq--无功经济当量，补偿地点在区域变电站，为二次变压，故取0.07。
年节电量为：△P·T=138.1×8760=120.97kWh
年节约电费：按网购电价0.53元/kWh计算，年节约电费64万余元。
4结语
通过磁饱和（M CR）可控电抗器式无功补偿技术在鹤煤公司三矿的成功应用，使三矿电网运行损耗大大降低，变压器、供电线路出力也得到较大提高。
并通过谐波拟制技术运用，也较好解决了目前三矿矿井变频设备大量使用带来的谐波污染问题。
同时，新型动态无功补偿技术的成功应用，也为我公司今后高压动态无功补偿技术推广积累了宝贵的经验。
参考文献
[1]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.水利电力出版社,1989（12）.470-474.
[2]周存和.并联无功补偿装置选型简明手册.中国电力出版社,2005（5）；1-11.
作者简介
徐志宗，男，1980年4月出生，毕业于河南理工大学电气工程及其自动化。
（收稿日期：2010-1-11）
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