（临沂矿业集团有限公司 山东临沂 276017）
摘要：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作，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。
关键词：煤矿矿井；供电系统；无功补偿技术；应用
引言
对于无功平衡而言，提高电网的经济效益和改善供电质量是至关重要的。伴随飞速发展的电力工业，超高、特高压电网逐步运转，人们对供电质量及可靠性的要求稳步提高。这极大加剧了超高压大电网的形成及负荷变化。要求大量快速响应的可调无功电源来调整电压，维持系统无功潮流平衡，减少损耗，提高供电可靠性。诸如炼钢电弧炉、电气化铁道、可逆式大型轧钢机等动态变化的非线性负荷在运行时，其有功与无功功率随时间作快速变化，导致供电电压波动或闪变、波形畸变、功率因数恶化以及不平衡负荷引起三相电压动态不平衡，从而使电网电能质量恶化。
1煤矿井下无功功率产生的危害
在煤矿开采机械设备中，变压器和三相异步电动机等设备会产生大量的感性负荷，这些负荷在工作中会做许多无用功，消耗大量的功率，进而降低系统的功率因数，给电路造成很大的损失。同时，设备还会产生一些冲击性的无功负荷，它们带来很大的波动，降低供电质量，甚至还会对电机造成一定程度的损害，这种现象在大功率设备上发生比较频繁。而且无功电流的产生可能会使电路发生故障，使得设备的绝缘程度降低，出现漏电、短路等情况。目前，我国的煤矿企业由于无功功率而造成的事故有很多，比如在西山煤电集团就曾经发生过一起由于无功负荷过大而造成设备不能启动的事故，最后相关的工作人员不得不提高系统电压的等级才使得设备可以正常运行。所以要采取适当的措施，减少无功功率造成的危害，可通过进行无功补偿，减少相应的损耗，提高系统功率因数，以达到优化电网运行过程的目的。
2煤矿矿井供电系统无功补偿技术的应用要点
2.1保持电网电压的稳定
在供配电系统中采取无功补偿有利于保持系统电压的稳定。设备在运行的过程中会产生大量的无功功率，而这些无功功率的变化频率比较快，这样会使得电网电压波动的频率也随之加快，从而导致系统运行不稳定。而且当电压波动的频率加快到一定程度时，会使得设备不能正常工作，甚至会造成设备损害。但是当采取一定的无功补偿措施后，无功功率会相对减少，从而电压也会保持相对稳定。此外，在安装的无功补偿装置中一般都含有抑制谐波，可以保护系统中的电路和设备，减少谐波对其的伤害，从而延长电路和设备的使用寿命，同时还可以提高系统的安全可靠性，保证煤炭开采过程的正常运行。
2.2配电网无功优化补偿
电网的线损主要是线路的损耗与变压器的损耗，配电网的降损节能即对电网中所有电力线路和变压器进行优化。无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络有功功率的损耗，并且保持最好的电压水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿，配电变压器低压侧的最优补偿是配电网无功优化的重点之一。
电网的线损主要是线路的损耗与变压器的损耗，配电网的降损节能即对电网中所有电力线路和变压器进行优化。无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络有功功率的损耗，并且保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿，配电变压器低压侧的最优补偿是配电网无功优化的重点之一。
2.3滤波电抗器选择
现场选择空心电抗器。空心电抗器无铁心，其磁路主要由非铁磁材料构成。其优点：磁路磁导率为常数，不随负载电流大小而变化，所以空心电抗器的电感值很稳定，特别适合与电容器匹配组成串联谐振装置，如滤波装置和阻波器。空心电抗器没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容大，因而其冲击电压的初始电位分布较好。空心电抗器不仅结构简单、工艺方便，所需生产设备较少，而且散热效果较好，磁导率低，重量较轻。
2.4并联电容器（组）的接线方式
并联电容器（组）有三角形（单三角形和双三角形）及星形（单星形和双星形）两类。3个单相电容器采用三角形接线的容量，为星形接线容量的3倍。以往工矿企业普遍采用三角形接法，但是高压电容器的三角形接法存有安全隐患，因此新（扩）建的高压电容器不再采用三角形接线。有些低压三相并联的电容器内部接成三角形，属于正常的接线方式。三角形接线电容器组发生相间短路时，故障电流受到另外两相容抗的限制，来自系统的工频电流大为降低（最大不超过电容器组额定电流3倍），没有其它两相电容器的浪涌放电电流和系统的短路电流。在操作过电压保护方面，三角形接线电容器组避雷器的运行条件和保护效果均不如星形接线电容器组好。
2.5无功倒送
无功倒送会增加配电网的损耗与加重输电线路的负担，是电力系统所不允许的。对于民用配电网，当三相负荷不平衡时就有可能造成无功倒送。解决的办法是除了尽量使三相负荷平衡外，采用电容自动补偿装置；对工矿企业采用固定电容器补偿的用户，负荷在低谷时可能造成无功倒送，解决的办法是采用电容自动补偿装置或者部分投入电容器。
结束语
无功损耗是煤矿矿井供电系统运行中的组成部分，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。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，提高供电质量，实现煤矿井采系统的节能降耗;张家赤煤矿运用矿用隔爆安全型无功补偿技术后，取得良好的运行效果，其经验可供相关煤矿企业参考应用。
参考文献：
[1]王开勤.无功功率平衡及优化补偿[J].煤矿现代化,2008,17(4):68-69
[2]秦延贵,李进.配电网络功率因数对矿井供电的影响[J].煤矿现代化,2008,17(6):36-37
[3]程海伟.煤矿企业供电系统无功补偿技术的应用[J].山东煤炭科技,2006,24(z1):58-59
论文作者:夏培才
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：电容器论文; 角形论文; 煤矿论文; 电网论文; 电压论文; 负荷论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第20期论文;