煤矿电网无功补偿方式的优化选择与计算
8矿山配电网无功补偿及补偿优化分析
矿山配电网无功补偿及补偿优化分析1．无功补偿概述功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷，功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。
对于矿山电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。
电网中常用的无功补偿方式包括：①在变电所母线集中安装并联电容器组；②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；④在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：①在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的；②功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0．95就是合理补偿。
2．矿山供电线路损失分析矿山网和城网线路功率因数大都在0．65—0．85之间，非电业管理的企业用户，其内部10 kV配网功率因数在0．85左右；由于大部分380 V用电线路动力设备实际出力比额定容量小特性决定了其功率因数偏低，线损偏高。
380V电网功率因数偏低的主要原因是无功补偿设备集中在变电站lOkV侧，只对10 kV以上电网具有补偿作用，没有实现无功就地补偿，380V配网无功投入不足，缺乏可靠实用的无功补偿设备以及合理的补偿方式。
3．矿山无功补偿3．1矿山配电网无功补偿在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。
电网无功补偿控制系统的设计与优化
电网无功补偿控制系统的设计与优化随着社会经济的发展和电力需求的增加，电网无功补偿控制系统的应用越来越广泛。
无功补偿设备不仅可以提高电力系统的稳定性和电能质量，还可以优化电力系统的运行效率和经济效益。
本文就设计与优化电网无功补偿控制系统的相关问题进行探讨。
一、无功补偿的原理无功补偿是指在电力系统中引入一个等大反向的无功电流，来抵消原系统产生的无功电流，从而达到纠正功率因数的目的。
无功补偿的主要作用有以下几点：1、提高电力系统的有功功率。
2、减少电力输送线路的损耗。
3、提高电力系统的电能质量。
二、电网无功补偿控制系统的构成电网无功补偿控制系统主要由无功发生器、控制器、电容器和滤波器等组成。
1、无功发生器：是指产生相应大小的无功电流来抵消原系统的无功电流。
2、控制器：通过测量电网的功率、电压和电流等参数，对无功补偿设备进行调节和控制。
3、电容器和滤波器：用于支持电力系统的电力负载，防止电力系统漏电和保护设备。
三、电网无功补偿控制系统的设计原则设计电网无功补偿控制系统时需要遵循以下原则：1、选择合适的控制器：控制器的选择应该根据无功补偿设备的类型和控制方式来确定。
控制器应该具有灵活的控制方式，可以满足电力系统的不同运行模式。
2、选择合适的无功发生器：无功发生器的种类较多，应该根据电力系统的实际情况来选择。
比如，有些电力系统中需要在较短时间内进行大规模无功补偿，这时候就需要选择高速的无功发生器。
3、选择合适的电容器和滤波器：电容器和滤波器的类型和参数应该根据电力负载的实际情况来选择。
电容器和滤波器应该具有较高的电容量和滤波效率，可以对电力系统进行有效的支撑和保护。
四、电网无功补偿控制系统的优化通过对电网无功补偿控制系统进行优化可以进一步提高电力系统的运行效率和经济效益。
1、控制器参数的优化：控制器参数的优化可以使得无功补偿设备的调节效果更好，从而提高电力系统的稳定性和经济效益。
比如，可以通过控制器的PID算法来调节无功发生器的输出功率，使得电力系统的功率因数更接近于1。
无功补偿的优化选择
１８ ・ ８
第３ ４卷 第 ３ ２期 ２ ０ ０ ８年 １１ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｃｎ ＴＥ Ｊ ＲＥ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ． ２ ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０ ８
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３ —１８０ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）２０ ８ ２
１ 无功补 偿的原 则
０８ ， ．５ 根据功率 因数 （ ．５ 调整 电费标 准 ， ０８） 每月罚 款为月 总电费
的 ２ ５ 经过各站装设 了电容器补偿后 ，０ｊ ． ， ． ％， ｃＳ ＝０ ９ 每月电费减 ５ 全面规划 ， 合理布局 ， 分级补偿 ， 就地平衡 ， 具体如下 ： １总体平衡 与局 部 平衡 相结 合 ， ） 既要 满 足全 网 的总无 功平 少 ０ ５ 为企业增加 了效益 。 ． ％， 衡， 又要满 足分线 、 站的无 功平衡 。２ 集 中补偿与 分散补 偿相 分 ） 随线补偿 ： 电容器分 散安装 在高压 配 电线 路上 ， 将 主要 补偿 结合 ， 以分散补偿为 主， 这就要求在负荷集 中的地方进行补偿 ， 既 线路上的无功 消耗 ， 还可 以提 高线 路末 端 电压 ， 善 电压质 量。 改
功的角度 ， 推行了无 功补偿 。
路， 这种线路 最显著 的特点是 ： 负荷 率低 ， 线路损失 大 ， 对此线 若
众所周知 ， 电力 网在运 行 时， 电源供 给 的无 功功 率是 电能转 路补偿 ， 可明显 提高线路 的供 电能力。５ 供 电部 门的无 功补偿与 ） 换为其他形 式能 的前 提 ， 为电能 的输送 、 它 转换创造 了条件 。但 用户补偿 相结 合 ， 因为无功消耗大 约 ６ ％在配 电变压器 中， ０ 其余
电， 避免受潮 。
煤矿电网无功补偿方式的优化选择与计算
煤矿电网无功补偿方式的优化选择与计算张会娜;梁晓红【摘要】随着大量电感性设备在煤矿中应用,造成功率因数降低,导致线路末端电压远低于允许范围,电器设备难以正常运转且经常受损,影响安全生产.同时,无功功率导致电网电能传输能力下降、线损加剧及能源浪费,提高了产煤成本.通过讨论功率因数低的危害、提高功率因数的方法比较、采用补偿电容器组补偿的装设方法以及高压集中无功补偿的计算等,对煤矿电网进行无功补偿,保证煤矿的安全生产和经济运行.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2014(027)001【总页数】3页(P47-49)【关键词】煤矿电网;功率因数;无功补偿;补偿电容器【作者】张会娜;梁晓红【作者单位】平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001;平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001【正文语种】中文【中图分类】TD61随着大量感应电动机或其它感性用电设备的应用及电感性用电设备不配套或使用不合理，设备长期轻载或空载运行，使电网功率因数过低。
电力部门对用户的功率因数有明确的规定，要求高压供电（6kV及以上）的工业及装有带负荷调压设备的用户，功率因数应在0.95以上；要求其他电力用户的功率因数应为0.90以上；农业用户要求0.80以上。
煤矿企业总变配电所6～10kV母线上的功率因数要求在0.95以上。
首先，功率因数过低会使电气设备的容量不能充分用；其次增加电源线路和矿内配电线路的功率损失：△Pw= 3Ica2Rw；三是增加电网末端的电压损失，使负荷电压质量降低：△U=（P·R+Q·X）/UN（一般X≫R）。
（1）并联移相电容器组。
原理：利用电容器产生的无功功率与电感负载的无功功率相互交换，从而减少从电网吸收的无功功率，使得补偿装置处以前的电网无功负荷减少，提高了电网功率因数。
优点：投资省、有功功率损耗小、运行维护方便、故障范围小、无震动及噪声、安装地点灵活。
缺点：只能有级调节，不能自动进行最佳补偿。
无功优化补偿计算
无功优化补偿计算无功优化是指当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，在满足所有指定的约束条件下，找到使系统的一个或多个性能指标达到最优时的无功调节手段。
其通常的数学描述为：min f(u ，x)s. t. g(u ，x)=0h(u , x) < 0式中：u —控制变量x —状态变量f(u , x)—无功优化的目标函数g(u , x)—等式约束条件h(u , x)—控制变量与状态变量须满足的约束条件就无功优化的方法而言，大致分为常规优化方法和人工智能方法两类。
1常规优化算法1.1非线性规划法由于无功优化问题自身的非线性，所以非线性规划法最先被运用到电力系统无功优化之中。
最具代表性的是简化梯度法、牛顿法、二次规划法(QP)。
简化梯度法是求解较大规模最优潮流问题的第一个较为成功的算法。
它以极坐标形式的牛顿潮流计算为基础，对等式约束用拉格朗日乘数法处理，对不等式约束用Kuhn-Tucker罚函数处理，沿着控制变量的负梯度方向进行寻优，具有一阶收敛性。
牛顿法与简化梯度法相比是具有二阶敛速的算法，基于非线性规划法的拉格朗日乘数法，利用目标函数二阶导数(考虑梯度变化的趋势，所得搜索方向比梯度法好)组成的海森矩阵与网络潮流方程一阶导数组成的雅可比矩阵来求解。
提出基于牛顿法、二次罚函数及有效约束集合的优化方法。
二次规划(QP)是非线性规划中较为成熟的一种方法。
将目标函数作二阶泰勒展开，非线性约束转化为一系列的线性约束，从而构成二次规划的优化模型，用一系列的二次规划来逼近最终的最优解。
以网络有功损耗最小为目标函数，使用SQP序列二次规划法计算电压无功优化潮流。
1.2线性规划法无功优化虽然是一个非线性问题，但可以采用局部线性化的方法，将非线性目标函数和安全约束逐次线性化，仍可以将线性规划法用于求解无功优化问题。
又提出了基于灵敏度分析方法的修正控制变量搜索方向与对偶线性规划法相结合的方法。
1.3混合整数规划法混合整数规划法的原理是先确定整数变量，再与线性规划法协调处理连续变量。
煤矿供电无功补偿应用及其优化分析李兵
煤矿供电无功补偿应用及其优化分析李兵摘要：煤矿供电系统是煤矿生产的生命线,地位非常重要。
目前,一些煤矿采用的用电设备大都为感性负荷,不仅消耗有功功率,还要从电源吸取超负荷运转功率使功率降低。
为减小无功负荷,使用无功自动补偿装置取得了很好的效果。
本文主要对煤矿供电无功补偿应用及其优化进行分析探讨。
关键词：煤矿；供电系统；无功补偿一、煤矿供电无功补偿方法分析1.1无功补偿技术的原理无功补偿是一种能量转化技术，能够弥补被感性负荷吸收掉的无功功率。
煤矿电力系统中存在大量的感性负荷，这些感性负荷会吸收一部分无功功率，功率不足的情况下，电力系统会出现不同相的电流电压，继而导致相位差的出现。
将供电系统中的电路和具备容性功率的装置进行并联，让其和感性负荷装置存在于同一电路中，感性负荷和容性功率相互吸收能量，就能够实现能量的转换，感性负荷吸收掉的无功功率减少，电压、电流之间的相位差也会相对减少，功率因数也会得到全面提高。
1.2无功补偿技术的补偿方式无功补偿技术根据不同的补偿位置可分为集中补偿、分散补偿、就地补偿三种补偿方式。
（1）集中补偿集中补偿的利用率较高、维护方便，事故较少，能够有效减少供电系统中配电网、用户变压器等方面的无功负荷，还能够减少部分专用线路中的电能损耗。
因此，集中补偿方式的补偿装置通常安装在地区变电站的母线上，也可以安装在高压供电用户降压变压所的母线上。
（2）分散补偿分散补偿能够提高功率因数，从根本上降低线路电流，达到减少线路损失的目的。
分散补偿装置会被分散安装到不同配电线路的干架或低压侧用户的各支路配电母线上，比如在10k V电网或3．3k V配电线路上，实现分散补偿。
（3）就地补偿就地补偿装置最为常见，直接被安装在用电设备附近，通过和电动机的供电回路并联，实现无功补偿。
在三种补偿效果中，就地补偿的节能效果和节电效果最佳，也是效率最高的补偿方式。
在这个过程中，因为能量交换的距离较短，想要最大程度的降低线路电流，就要采用这种节能效果。
煤矿配电网两阶段无功补偿优化配置方法_单亚峰
第35卷第2期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2016年2月Vol.35 No.2 Journalof Liaoning Technical University （Natural Science ） Feb. 2016 收稿日期：2015-05-05作者简介：单亚峰（1968-），男，内蒙古 赤峰人，硕士，副教授，主要从事计算机测控技术及应用方面的研究. 本文编校：朱艳华单亚峰,李天元,孟祥云.煤矿两阶段无功补偿优化配置方法研究[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2016,35(2):145-149.doi:10.11956/j.issn.1008-0562.2016.02.007SHAN Yafeng, LI Tianyuan, MENG Xiangyun.The two stage optimization of reactive power compensation method research in the coal mine[J].Journal of Liaoning Technical University(Natural Science),2016,35(2):145-149. doi:10.11956/j.issn.1008- 0562.2016.02.007煤矿配电网两阶段无功补偿优化配置方法单亚峰1，李天元1，孟祥云2（1.辽宁工程技术大学 电气与控制工程学院，辽宁 葫芦岛 125105； 2.国网辽宁省电力有限公司 锦州供电公司，辽宁 锦州 121000）摘 要：针对煤矿配电网无功优化存在的问题，综合考虑煤矿配电网负荷特点以及传统无功补偿装置的优缺点，提出利用静止无功发生器SVG 以及电容器组配合实现配电网无功优化的两阶段无功优化方法.两阶段分别以有功网损最小和电压谐波畸变率最小为目标，根据灵敏度法确定补偿位置，运用改进的粒子群算法进行无功补偿容量的优化配置.研究结果表明：配电网的有功损耗明显下降，电压水平明显改善，为配电网无功优化提供了一种灵活高效，易于实现的有效方法.关键词：灵敏度分析；两阶段；粒子群算法；无功补偿；静止无功发生器中图分类号：TD 712.5 文献标志码：A 文章编号：1008-0562(2016)02-0145-05Two stage optimization of reactive power compensationmethod in coal mineSHAN Yafeng 1, LI Tianyuan 1, MENG Xiangyun 2(1. College of Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105, China; 2. State Grid Electric Power Company of Liaoning Province Power Company in Jinzhou, Jinzhou 121000, China) Abstract Considering the advantages and disadvantages of the traditional reactive power compensation device and static var generator as well as the coal mine load characteristics, this paper put forward two stages of reactive power optimization method which is bases on static var generator SVG and capacitor for reactive power optimization of distribution network. Two stages of reactive power optimization method is respectively based on active network loss and voltage deviation as objective function. The positions and capacity of compensation is determined by the sensitivity method and the improved PSO. The calculation results of the actual power system show that the loss of distribution network and voltage levels improved significantly. And the method is flexible, efficient, and easy to implement.Key words: sensitivity analysis; two stages; PSO; reactive power compensation; SVG0 引言随着煤矿开采深度的增加和机械化程度不断提高，大功率设备随之增多导致煤矿用电负荷不断增加，造成煤矿供配电系统电压偏低严重.除此之外，煤矿供电系统往往处于配电网的末端，电压不稳定.所以需要对煤矿供电系统进行无功优化补偿[1]，不仅可以降低网络损耗提高电压质量，保证设置正常运行，还可以节能省电，降低采煤成本.传统的无功优化补偿[2]采用一次优化补偿计算，计算结果的电压往往偏高，影响设备的使用寿命.此外，电容器组不能连续调节，在投切的过程中容易产生过补偿或欠补偿的情况[3].综合考虑上述问题及煤矿的经济效益，提出利辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 第35卷146 用静止无功发生器SVG 以及电容器组配合实现配电网无功优化的两阶段无功优化方法，并用改进的粒子群算法（PSO ）求解无功补偿容量.第一阶段以有功网损为目标无功优化配置电容器组；第二阶段以电压偏离为目标，进行SVG 补偿容量优化配置，使得节点电压稳定在一定范围内.1 补偿装置选址煤矿电力系统网络规模大，节点多，不能进行一一补偿[4]，故需先确定无功补偿位置.即先选出对提高电能质量最有效的补偿点，以减少计算量，提高计算准确度.本文采用灵敏度法[5]选择无功补偿位置.节点电压无功灵敏度系数为-11UQ U Q S Q U −∂∂⎡⎤===⎢⎥∂∂⎣⎦L ，式中，S UQ (i ,j )为节点电压对无功的灵敏度值；U 为节点电压，kV ；Q 为注入节点的无功功率，kvar ；L -1为V -Q 灵敏度矩阵，其值越小，系统越稳定.通过计算矩阵中每列元素之和，得到每个节点进行无功补偿后对整个系统电压的影响程度，选择其中较大的M 个节点作为无功补偿位置.2 建立两阶段补偿容量优化模型选取补偿位置后需要对补偿容量进行优化配置以达到最优的补偿效果.传统无功补偿优化结果中节点电压往往靠近电压上限[6]，不利于矿井用电设备的使用寿命，故采用两阶段优化模型.第一阶段配置电容器组，以电压越限为约束，有功网损为目标函数进行优化求解.第二阶段为克服一阶段求解结果中电压偏高的缺陷，利用SVG 可连续调节的优点，增加以电压偏移最小为目标的SVG 容量优化模型，提高优化后系统节点电压的质量. 2.1 电容器组优化配置模型输电网中的常用控制变量包括发电机端电压、变压器分接头位置、补偿电容器组数等[11].由于煤矿配电网络中通常只存在单个电源，因此煤矿配电网无功优化的数学模型将不考虑发电机，目标函数为()∑∈θ−+==LN j i ijj i j i ijloss U U U UG P f ,221cos 2min ， 式中，G ij为节点i 、节点j 之间的电导；U i和U j为节点i 和节点j 的电压幅值；θij 为节点i 、节点j 之间的电压相角差；N L 为系统节点总数.约束条件：()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−=+=∑∑==Nj ij ij ij ij j i Li Ni ij ij ij ij j i Li B G U U Q B G U U P11cos sin sin cos θθθθ ， 式中，P L i 为负荷节点消耗的有功功率；Q L i 为负荷节点消耗的无功功率；ij B 为节点i 、节点j 之间的电纳；θij 为节点i 、节点j 之间的电压相位差.控制变量约束： min max min max ,1,2,,,1,2,,tk tk tk T Cj Cj Cj CT T T k N Q Q Q j N =⎧⎪⎨=⎪⎩""≤≤≤≤ ， 式中，T tk 为变压器分接头；min tk T 、max tk T 分别为变压器分接头的最小值和最大值；Q C j 为无功补偿容量.min Cj Q 、max Cj Q 分别为无功补偿容量的最小值和最大值；T N 、C N 分别为装有有载变压器的节点数和无功补偿装置的节点数.状态变量的不等约束条件：max min U U U i <<，式中，U i 为节点的电压；min U 、max U 分别为电压上、下界.2.2 SVG 优化配置模型运用SVG 无功补偿的同时能够滤除谐波的特点，选择合适的位置进行安装可以有效抑制电压闪变，提高电压稳定性，故在第一阶段优化配置的基础上，安装SVG 补偿设备来满足用电设备的电压要求.第二阶段以电压谐波总畸变率最小为目标的优化模型为THD THDi1THDi min 5,7,9,11,13,15ni P P P h =⎧=⎪⎪⎨⎪==⎪⎩∑（） ，第2期 单亚峰，等：煤矿配电网两阶段无功补偿优化配置方法 147式中，h i V 为h 次谐波电压的有效值；P THDi 为节点i 的电压谐波总畸变率；P THDmax 为电压谐波总畸变率的最大允许值；h 为谐波次数，h 取15次；基波电压有效值的标幺值为1.3 补偿容量的优化算法目前，国内外许多学者已经提出了多种无功优化的计算方法，一类是传统的数学规划方法，它们对初始值的选取及目标函数的连续、可微性要求较高；另一类是逐渐发展起来的人工智能方法[7]，取得了很好的效果.本文采用PSO 算法[8]进行无功优化.标准PSO 算法在求解无功优化问题时，容易发生早熟而陷入局部最优[9].因此，为了保持解的多样性引入共享度适应度技术和动态学习因子，求解无功补偿容量.3.1 共享适应度技术共享适应度技术是指更新粒子适应度时减小相似度高的粒子适应度值，从而保证种群的多样性.定义共享适应度为∑==nj j i i it i sh dsh x f x f 1,)()()( ，式中，)(i sh x f 、)(i it x f 分别为第i 个粒子的原始适应度和共享适应度；)(,j i d sh 为共享函数，定义为,,1()0i j ch i j ch d d R sh d R λ⎧⎛⎞⎪−<⎜⎟=⎨⎝⎠⎪⎩若其他， 式中，j i d ,为粒子i 和粒子j 之间的海明距离；λ为控制共享函数形状的参数；ch R 为小生境半径. 3.2 学习因子的动态调整学习因子体现了粒子的社会学习能力和自我学习能力，社会学习能力较大时，有助于种群的局部搜索，自我学习能力较大时，有助于粒子跳出局部最优解，搜索全局最优解.故采用动态调整策略，控制粒子的飞行速度与方向，提高解的收敛速度和精度.学习因子的动态调整方式为()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+−=+−=i i f k i i f k c k kc c c c k k c c c 2max 2221max 111 ， 式中，i c 1、f c 1分别为自我学习因子的初始值和最终值；i c 2、f c 2分别为社会学习因子的初始值和最终值；k c 1、k c 2分别为第k 次迭代的自我学习因子和社会学习因子；k 、max k 分别为算法的迭代次数、最大迭代次数.本文中，i c 1、f c 1、i c 2、f c 2分别取值为0.5、2.5、0.5、2.5.3.3 两阶段无功补偿设备优化配置的基本步骤 为更清楚地表示采用改进粒子群算法的两阶段优化过程，算法优化流程见图1.图1 算法优化流程Fig.1 flow chart of algorithm optimization两阶段无功补偿优化配置的计算流程即先根据网络各支路参数，计算各个节点的灵敏度值，选取其中灵敏度最高的M 个节点为电容器组的补偿位置，然后确定第一阶段的初始化种群中每个粒子包含控制变量电容器组的补偿容量及调压变压器档位，通过潮流计算得到相应种群的状态，种群个体评价以计算所得的有功网损最小为标准；第二阶段的种群中每个粒子的控制变量为SVG 补偿容量，通过计算优化使电压偏差为最小.辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 第35卷148 4 算例以图2所示的林南仓煤矿10 kV 井上井下供电系统简化节点图为例.图2 林南仓煤矿供电系统简化节点Fig.2 linnancang coal mine pow er supply system diagram图2中共28个节点，负荷节点电压允许范围0.95～1.05（节点1为平衡节点），最大负荷为39.835MW+j25.858Mvar ，最小负荷为28.172MW+ j17.533Mvar.计算时采用标幺制，系统基准容量取100 MVA. P THDmax 取5%.改进的PSO 参数设置：种群规模为 40，最大迭代次数为 100，偏好因子的取a 值为7.01=w ，3.02=w .4.1 补偿结果为避免灵敏度法选点过程中同一支路重复补偿，在第一阶段配置电容器组时根据灵敏度法选取灵敏度较大的节点2、节点5、节点9、节点11为电容器组补偿节点，补偿容量见表1.表1 电容器组配置位置及容量Tab.1 capacitor configuration location and capacity电容器组容量节点 最大负荷 最小负荷 2 0.045 8 0.047 4 5 0.063 6 0.035 6 9 0.060 7 0.044 3 110.068 70.049 3第二阶段以负荷变化较大并呈不确定性的节点11为SVG 补偿节点.优化结果为0.094 5.综合考虑支路谐波含量以及经济因素，采用SVG 与FC 滤波支路混联方式对支路进行补偿.SVG 容量稍大于FC 容量.SVG 取0.05，FC 取0.045.4.2 补偿结果分析比较无功优化前与无功优化后第一阶段、第二阶段的有功损耗见表2.表2 优化前后的有功网损Tab.2 active power loss before and after optimization优化后有功损耗 负荷 优化前有功损耗第一阶段 第二阶段 最小负荷0.022 3 0.015 6 0.014 2 最大负荷0.041 90.027 20.024 5根据表2可以看出，实施无功优化第一阶段、第二阶段后，网络的有功损耗均减少了，而且采用第二阶段后的有功损耗下降更多.利用改进PSO 方法对SVG 进行优化配置后，系统节点电压最大畸变率由8.652%降低到4.473 %，符合最大电压畸变率不超过5%的要求[10]，改善了系统的运行条件.特别是节点11安装SVG 后效果最为明显.根据表3可以看出不仅降低了电压最大畸变率，还抑制了系统与电容器之间的谐波放大.表3 节点11总谐波畸变率比较Tab.3 comparison of total harmonic distortionrate of node 11阶段电压谐波总畸变率/%优化前 8.652 第一阶段 9.763第二阶段 0.95 结论计及静止无功发生器SVG 的两阶段无功优化补偿方法比传统投切电容器组进行无功优化补偿具有更好的电压稳定性.先用灵敏度法确定补偿位置并采用PSO 进行无功优化，有效的提高了电压质量，减小了系统有功损耗.对林南仓煤矿电力系统进行无功优化补偿配置，获得了理想的补偿效果，是一种高效可行的补偿方法. 参考文献：[1] 张勇军,刘瀚林,朱心铭.地区电网感性无功补偿优化配置方法[J].电网技术,2011,35(11):141-145.ZHANG Yongjun,LIU Hanlin,ZHU Xinming.Optimal configuration of inductive reactive power compensators in regional power network[J]. Power System Technology,2011,35(11):141-145.第2期单亚峰，等：煤矿配电网两阶段无功补偿优化配置方法149[2] 王少杰,罗安,帅智康,等.采用专家决策的混合型无功补偿器[J].高电压技术,2010,36(3):769-774.WANG Shaojie,LUO An,SHUAI Zhikang,et al.Hybrid var compensator using smart decision-making aided expert[J].High Voltage Engineering, 2010,36(3):769-774.[3] 刘铭.中国煤矿最大容量SVC在同煤麻家梁矿的应用[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2013,32(3):305-310.LIU Ming.Application of maximum capacity SVC at Majialiang coal mine in Datong[J].Journal of Liaoning Technical University(Natural Science),2013,32(3):305-310.[4] 张秀凤.基于PSASP的同煤电网最优潮流分析[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2014,33(4):564-567.ZHANG Xiufeng.Optimal power flow analysis on Datong coal mine grid based on PSASP[J].Journal of Liaoning Technical University (Natural Science),2014,33(4):564-567.[5] 高慧敏,章坚民,江力.基于二阶网损无功灵敏度矩阵的配电网无功补偿选点[J].电网技术,2014,38(7):1 979-1 983.GAO Huimin,ZHANG Jianmin,JIANG Li.Optimal location of reactive power compensation for distribution network based on second order loss-reactive power sensitivity matrix[J].Power System Technology, 2014,38(7):1 979-1 983.[6] 张之昊,武建文,李平,等.应用于农村配电网的测量点与补偿点分离式无功补偿设备及其优化配置[J].电工技术学报,2015,30(2):205-213.ZHANG Zhihao,WU Jianwen,LI Ping,et al.Reactive power compensation and its optimal allocation with measurement part andcompensation part separated in rural power grid[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2015,30(2):205-213.[7] 崔挺,孙元章,徐箭,等.基于改进小生境遗传算法的电力系统无功优化[J].中国电机工程学报,2011,31(19):43-50.CUI Ting,SUN Yuanzhang,XU Jian,et al.Reactive power optimiz-ation of power system based on Iimproved niche genetic algorithm[J].Proceedings of the CSEE,2011,31 (19):43-50.[8] 张庭场,耿光飞.基于改进粒子群算法的中压配电网无功优化[J].电网技术,2012,36(2):158-162.ZHANG Tingchang,GENG Guangfei.Reactive power optimization for medium voltage distribution network based on improved particle swarm optimization[J].Power System Technology,2012,36(2):158-162.[9] 邱威,张建华,刘念.自适应多目标差分进化算法在计及电压稳定性的无功优化中的应用[J].电网技术,2011,35(8):81-87.QIU Wei,ZHANG Jianhua,LIU Nian.A self-adaptive multi-obj-ective d ifferential evolution algorithm for reactive power optimization consider ing voltage stability[J].Power System Technology,2011,35(8):81-87. [10] RICHARDS G G,YANG H.Distribution system harmonic worst casedesign using a genetic algorithm[J].IEEE Trans on Power Delivery, 1993,8(3):1 484-1 491.[11] VARADARAJAN M,SWORUP K S.Solving multi-objective optimalpowerflow using differential evolution[J].IETGeneration,Transmission & Distribution,2008,2(5):720-730.。
浅谈煤矿配电网两阶段无功补偿优化配制方法
浅谈煤矿配电网两阶段无功补偿优化配制方法煤矿配电网通常存在着电压较低的情况，而传统的无功补偿装置存在着某些缺点，因此本篇文章针对煤矿配电网无功优化存在的问题，提出新型的优化补偿方案，就是运用静止无功发生器以及电容器组来配合实现配电网两阶段无功补偿的优化。
通过研究结果表明，配电网的有功损耗显著下降，电压水平也得到了明显的改善。
标签：煤矿配电网；两阶段；无功补偿前言：在煤矿开采过程中，随着开采深度的不断增加，机械化应用程度也逐渐加大，因此使用的大功率用电设备也随之增加，带来的结果就是煤矿用电的负荷不断增加，煤矿供配电系统的整体电压偏低的情况出现。
而且煤矿的供配电系统往往在配电网后端，很容易出现电压不稳定的现象。
因此对煤矿配电网实行无功优化补偿便非常有必要。
一方面能够显著的降低供电网系统中的损耗提高电压，保证设备的正常运行，另一方面能够有效的节约用电，节省煤矿采集成本。
不过传统的无功优化补偿方案计算得出的电压往往偏高，这会对电网中设备的使用寿命造成显著的影响，而且电容器组的调节不能连续进行，导致在投切的过程中会出现过补偿或者欠补偿的问题。
因此本篇文章考虑到无功优化补偿以及综合考虑煤矿的效益前提下，尝试利用静止无功发生器SVG以及电容器组来配合实现配电网的无功优化两阶段无功优化方法，并且使用改进的粒子群算法来解答无功补偿容量。
第一阶段将有功网损作为无功优化配置电容器组的目标，第二阶段则将电压偏离作为目标，保证节点电压在一定范围内稳定。
一、补偿装置的地点选择煤矿的整个电力系统具有规模较大的网路结构，并且具有众多的节点，不能够对每一个节点都进行补偿，因此需要首先对无功补偿装置的地址进行选择确定，也就是要选择出能够最大限度的、最有效的提升电压和系统电能质量的补偿节点。
本篇文章中采用灵敏度法来确定无功补偿的节点。
二、建立两阶段补偿容量优化模型确定好补偿位置之后需要对补偿容量进行优化配置来达到最优的补偿效果。
传统的无功补偿优化结果节点电压通常较高，会损伤电网中用电设备的使用寿命，因此本篇文章采用两阶段优化模型。
煤矿供配电设计中的无功补偿方式比较
煤矿供配电设计中的无功补偿方式比较论文导读：电网的无功补偿从补偿的目的来看,可以分为系统补偿和负荷补偿。
将接触器投切电容器(MCC)、接触器投切电抗器(MCR)、自饱和电抗器(SR)、晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)、晶闸管控制电抗器(TCR)七种都列为静止型无功补偿器(SVC)设备。
关键词：无功补偿，谐波治理，TCR1前言煤矿供配电系统中应用了很多电力电子装置，这些装置构成了整流电路、逆变电路、直流斩波电路等。
发表论文，TCR。
在这些装置运行的过程中，产生了大量的谐波，对供电系统的电能质量造成了危害。
此外，在煤矿井下供配电系统中还存在大量的感性负荷,如三相异步电动机和变压器，这些感性负荷在配电系统中消耗大量的无功功率来维持电机所需的励磁电流和励磁转矩，降低了系统的功率因数，造成线路电压损失加大和电能损耗增加。
解决这些问题的方法就是进行无功功率补偿,即在系统中采用固定安装或自动投切方式接入并联电容器等容性设备,这些设备可以补偿感性负荷所消耗的部分无功功率,减少无功功率潮流在电网中的流动,从而降低线路电能损耗,提高系统功率因数,改善电网运行条件。
2无功补偿的作用降低电压损失,改善电压质量。
影响电网电压损失的因素有四个：线路有功功率,无功功率,电阻和电抗。
按照它们之间的物理关系，采用补偿电容器提高功率因数后,电压损失减少。
减少线路和变压器损耗。
线路功率损耗与功率因数成反比,功率因数越高, 线路功率损耗越小。
变压器损耗中,铁损与负荷无关,铜损与负荷率的平方成反比。
当输出功率恒定时功率因数越高，变压器铜损越小。
减少用电费用。
发表论文，TCR。
按照功率因数调整电费的规定,随着功率因数的提高,电费将降低;另外,提高功率因数，电耗减少,也将减少电费。
3无功补偿方式比较电网的无功补偿从补偿的目的来看,可以分为系统补偿和负荷补偿。
系统补偿为了提高输电网的传输容量,改善电网的稳定性;负荷补偿为了提高系统的功率因数和供电质量,减少线损等。
宏吉煤矿供电系统无功补偿优化设计(全文)
宏吉煤矿供电系统无功补偿优化设计1.无功补偿的原理低压无功功率补偿的原理主要是通过操纵电XX输出功率中的无功功率。
在电XX中，输出的功率主要有两部分，即有功功率与无功功率。
有功功率可以直接消耗部分电能并把电能转换成机械能、热能、或者化学能。
无功补偿的作用和原理可由图1来解释：设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为Q，装设无功补偿装置后，补偿无功功率为Qc，使电源输出的无功功率减少为Q′=Q-Qc，功率因数由cosφ提高到cosφ′，视在功率S减少到S′。
视在功率的减少可相应减少供电线路的截面和变压器的容量，降低供用电设备的投资。
例如1台1000kV的变压器，当负荷的功率因数为0.7时，可供700kW的有功负荷，当负荷的功率因数提高到0.9时，可供900kW的有功功率。
同一台变压器，因为负荷的功率因数的提高而可多供200kW负荷，是相当可观的。
可见，因采纳无功补偿措施后，电源输送的无功功率减少了，相应的也使电XX和变压器中的功率损耗的下降，从而提高了供电效率。
由电压损耗计算公式可知，采纳o功补偿措施后，因通过电力XX无功功率的减少，降低了电力XX中的电压损耗，提高了用户处的电压质量。
在实际电力系统中，大部分负载为异步电动机，包括异步电动机在内的绝大部分电气设备的等效电路可看作电阻R与电感L 串联的电路，其功率因数为将R、L电路并联再接入电容C之后，电路如图2（）所示。
该电路的电流方程为：由图2的相量图可知，并联电容后电压U与电流I的相位差变小了，即供电回路的功率因数提高了。
此时供电电流I的相位滞后于电压U，这种情况称为欠补偿。
若电容C的容量过大，使得供电电流I的相位超前于电压U，这种情况称为过补偿，其相量图如图2（c）所示。
2.宏吉煤矿供电系统无功补偿技术优化设计（1）优化方案的确定。
将主变电所之前的两组1440kvr电容器中的其中一组进行改造，将其改造为1800kvr的电容器，并进行自动无功补偿方式的应用；将另一组改造为2700kvr的固定补偿，同时，结合1800kvr磁控电抗器来对整个系统进行全面调节，这样，当系统运行负荷相对较多时，可有效满足负载对于无功方面的需求；若运行的负荷相对较少，过补的容量不足1800kr时，采纳MCR将过补无功功率进行消除，若过补的容量超过了1800kv时，将对1800kvr的自动补偿电容进行自动切除，剩余通过磁控电抗器进行消除。
浅谈煤矿供电系统无功补偿优化方案
浅谈煤矿供电系统无功补偿优化方案本文笔者首先针对煤矿供电系统当中的无功补偿的意义进行论述，并在基础上，以笔者亲身经历某煤矿供电系统作为例子，阐述了在该煤矿供电系统中，无功补偿的使用情况，最后针对无功补偿在此处煤矿供电系统中所使用的优化方案进行讲解。
标签：煤矿供电系统；无功补偿；优化方案0 引言自改革开放之后，我国各行业的科学技术水平都有了明显的提高，而在煤矿产业当中，机械化操作也正在逐步取代人工操作，但是由此带来的不便是大功率用电器的使用。
这些大功率用电器在使用的过程中，会和地面供电处之间产生大量的无功功率，这些无功功率会使得在进行井下运行的机械设备的供电无法得到充分的保障，从而影响机械在井下的生产作业。
针对这一现状，开展针对煤矿供电系统的无功补偿优化研究就显得很有必要。
1 在煤矿供电系统当中无功补偿的意义1.1 国家要求在我国出台的《全国供电办法》中明确提出：无功电力需要就地平衡，使用者需要在增加用电功率技术的前提之下，设计并使用相对应的无功补偿装置，并且要求无功补偿装置能够伴随井下作业机械在使用过程当中对电压变化进行及时有效的处理，并杜绝发生无功电力的倒送现象，对煤矿生产企业的用电功率进行有效的改善。
1.2 增强供电系统的功率因数，提升电能的有效使用率在煤矿的井下作业过程当中，所需要使用的机械设备和路面上的供电装置之间含有大量的重复无功功率。
在供电系统之中，这些无功功率会占有供电系统之中很大一部分容量。
但是在进行一定的无功功率补偿之后，就可以有效降低无功电流产生的无功功率，由此极大程度的提高了煤矿供电系统当中电能资源的有效使用率，并提升煤矿企业的经济效益。
1.3 对供电系统的电压起到稳定的作用在机械井下施工作业的过程之中，感性用电负荷会产生许多无功功率，并且这些感性负荷所做的功越大，无功功率就会产生越大的频率变化，致使供电系统中，电压会产生很大的波动。
这种波动轻则可能导致井下的机械设备无法进行正常的工作，重则可能对井下的接卸设备产生严重的破坏，并产生安全隐患。
浅谈电力系统无功优化和无功补偿的选择
技术市 场
浅谈 电 力 系统 无 功优 化 和 无 功 补 偿 的选 择
高佳 颖
（ 丹 江 市 电业 局 ， 牡 黑龙 江 牡 丹 江 １７ ０ ） ５ ０ ０
【 要】 摘 文章探讨 了无功补偿技术对用 电单位 的低压配 电网的影响以及提 高功率 因数所 带来的经济效益和社会效益 ， 介绍
众所周知 ， 电力网在运行时 ， 电源供给 的无功 功率是 电能 异步 电动 机的定子 与转子 间的气隙是决定异 步 电动机需 要较 转换为其他形式能的前提 ， 它为电能的输送 、 转换创造 了条件 。 多无功的主要因素 。而异步电动机所耗用的无功功率是 由其空
但是 ， 长距 离输 送无功 电力 ， 又会 造成有 功功率 的损 耗和 电压 载时 的无功功率和一定 负载下无 功功率增加值两部分所组成 。
但 所 应 能耗 ， 改善 电网电压质量 。从 电力 网无功功率消耗 的基本 状况 高 。 供 电 电压 降低 会 影 响 电气 设 备 的正 常 工 作 。 以 ， 当采
煤矿供电系统中的无功补偿方法分析
１ 煤矿供 电系统无功补偿 方法
所谓无功功 率补偿技术 ， 就是指将供 电系统的感性负荷 与 具 备 容 性 功 率 的 设 备 在 同 一 电路 中 进 行 联 接 ， 容 性 设 备 在 能 该 量释放 时， 其感 性负荷则起到 了能量吸收 的作用 ， 反之感性 负 荷在能量释 放时 ， 容性设备 同样 起着能量吸 收的作用 ， 简而 言 之， 就是能量在进 行互相 的转 换， 从而使容性设备 输出无功功
来 实 现 无 功 补 偿 ， 的优 点在 于 补 偿 的经 济 性 较 好 ， 点则 是 它 缺
２ 煤矿供 电系统无功补偿实际应 用
２１ 概 况 ．
我煤矿 是一个现代化 的大 型煤矿 ， 其煤炭年 产量达 ４ ０万 ０
ｔ投 入 生产 在 ３ ， ０年左 右 。 该煤 矿 目前 所 使 用 的 无功 补 偿 方 式 为 由 ３ ｋ 的 变 电所 对 其 进 行 的 固定 无 功 补 偿 ，而 不 能 根 据 负 荷 ５Ｖ
的要 求 。 而 针对 上 述 情 况 ，对 我 煤 矿 进 行 ５ ７ １ 次 的谐 波 电流 测 、 、 １ 试 ， 结 果， 其 即表 １ 。
表 １ ，、１ ５７ １ 次谐波电流值
谐波次数
测试值 （ Ａ） 国标值 （ Ａ）
管理与维护 不方便 、 投资成本 大 以及利用 率较低 ； 集中与分 散
的变化情况实现无功补偿的动态化， 并不 能满足我煤矿 生产供 电的平稳性、 节能性以及安全性等需求。除此之外， 由于科学技 术 的快速 发展 ， 大型变频 设备 、 自动化控制 系统的开发推广 以 及煤矿长 久运作 中， 设备 频繁启动 ， 造成 的谐 波影响与 电能利 用率下降等 问题， 也对 我煤矿供 电系统无功功率补偿提 出了新
煤矿供电无功补偿应用及其优化分析
煤矿供电无功补偿应用及其优化分析摘要：能源问题是我国经济发展和社会稳定面临的重要问题，节能降耗是确保能源合理分配与利用的基本前提，也是经济发展和社会稳定的重要保证。
从而在较大程度上达到了供电系统设备最佳配置的目的，大幅度节省了电力损耗费用，提高了矿井电源质量，延长了电气设备使用寿命，使得整个供电系统更具可靠性，为企业的正常生产、安全生产提高了保障。
关键词：煤矿供电；无功补偿；应用；优化1煤矿供电系统无功补偿的意义生产实践和理论研究表明，无功损耗是影响煤炭企业供电系统中能源损耗的重要因素。
煤矿作为粗放型企业，存在生产条件多变、供电网络复杂、供电线路较长、设备轻载率高和功率因数低等普遍问题，尤其是随着综合机械化开采技术的推广，采掘设备单机功率和总容量不断增大，致使因无功功率引起的电能损失更加显著。
故如何提高煤矿供电系统功率因数来降低电能损耗尤为重要。
而无功补偿技术正可以通过减少变电所设备和供电线路的有功损耗来提高供电系统的功率因数，这对于提高供电系统的稳定性和可靠性，降低电能损耗，提高矿井经济效益具有重要的作用。
供电系统中存在较多感性负载，感性负载的存在将消耗部分有功功率甚至是无功功率，会造成供电系统的电压和电流出现相位差。
无功补偿就是将有容性功率装置与感性负荷相连接，感性负荷消耗能量而有容性装置释放能量，这样感性负荷所消耗的功率可以从有容性装置释放的功率中得到补偿。
2多种无功补偿技术在煤矿供电中的实际应用2.1MCR型SVC在该无功补偿技术的使用过程中，其原理主要是将三相饱和电抗器的工作绕组在电网上进行并联的连接。
通过该种技术处理对电抗器直流控制绕组的离子电流进行改变，以达到改变铁芯饱和特性的目的。
通过铁芯饱和特性的改变将会推动无功功率的吸收情况改变，以满足电力系统在实际应用过程中的无功补偿需求。
在该种无功补偿技术的应用中主要具有以下几方面缺点：①该种无功补偿技术在控制回路时，其具有时间常数较大，且动态响应速度较低的特性。
煤矿供配电系统无功补偿方式及比较
煤矿供配电系统无功补偿方式及比较摘要:为了减少无功功率，提高功率因数、供电效率和电压质量，降低线路损耗和成本，在煤矿电网供配电系统中，采用并联电容器无功补偿装置来实现。
关键词：煤矿；供配电系统；无功补偿前言：在矿山、煤矿采煤机、真空泵、大量的异步电动机、变压器、阻感性负荷无功功率,产生的无功功率,在很大程度上,增加了输电和配电线路,变压器、电气和机械设备运行电压水平的电能转换效率较低,将直接影响到煤矿供电安全、矿井机电设备的可靠性和稳定高效运行。
1 煤矿无功功率产生的危害在煤矿机械设备的感性负荷由变压器和三相异步电动机产生的,做了很多不必要的工作中,并消耗大量的功率,从而降低了系统的功率因数和电路中会造成重大损失。
与此同时，设备产生的无反应冲击载荷会引起剧烈的波动，降低供电质量，甚至对发动机造成一定程度的损坏，这在大功率设备中更为常见。
此外，无功电流的产生会导致电路故障，降低材料的绝缘，导致泄漏、短路等。
目前我国矿山无功事故较多，例如西山煤电集团发生过一次事故，由于无功负荷过大，设备无法启动。
最后，有关人员必须提高系统的电压水平，使设备能够正常工作。
因此，有必要采取适当的措施来减少无功功率的损害，通过补偿无功功率、减少相关损失和增加系统功率因数来优化网络运行。
2 无功功率补偿问题的提出在交流电路中，有两种负载，有功功率和无功功率。
有功是指电力设备正常运行所必需的电能，即电能转化为机械能、光能、热能等。
无功功率是在电路中交换电场和磁场，在电气设备中建立和维持磁场的电能。
它不从事非农工作，而是转化为其他形式的能源。
任何带有电磁线圈的电气设备都需要无功功率来产生磁场。
无功功率是电压或电动势与无功电流的乘积。
一般情况下，电气设备不仅要接受电源的有功功率，还要接受电源的无功功率。
如果电网的无功功率需求超过需求,电气设备的无功功率,并不拥有电磁场足以证明电器两端的电压和额定条件设备不能正常运行的减少,从而影响他们的正常运行。
矿井电网无功补偿优化技术探究
矿井电网无功补偿优化技术探究【摘要】电压是配电网重要的质量指标之一，电压质量对电网和电力设备的安全运行、线路的损耗、产品的质量都有直接影响。
理想的电压应当是一个幅值和频率保持稳定的正弦波，但由于电流通过线路和变压器时将产生电压降，使受端电压比送端电压低，离电源越远的用户电压降越大。
同时，由于负荷的不断变化，使同一用户的电压也在不断变化。
质量合格的电压应该在供电电压偏差、电网谐波、三相不对称程度、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压等方面都满足有关的国家标准。
【关键词】矿井供电；无功补偿；优化技术；电压质量；电压波动；用电负荷0 引言在配电网中，电压水平偏低的一个重要原因就是负荷端无功功率补偿不足和补偿装置分配不合理。
实现无功功率最优补偿是解决这一问题的重要手段。
矿井电网也属于配电网系统，由于采区大型设备多，负荷重，且处于煤矿供电网络的末端，正常运行时，采区6kV或（10kV）母线供电电压质量低，网损较大，运行不经济。
且煤矿井下电网供电系统由于线路长，用电负荷大，井下各用电设备长期在功率因数较低的情况下运行，使电网的线路损耗所造成能源浪费极大。
尤其是在煤矿井下移动变电站及中央变电所的中低压侧至各采区的供电系统中，这种现象非常普遍。
上述的采用优化级数改造电网结构可以在一定程度上解决电压低的问题，但是并不能完全解决，且对电网经济性运行改善不大。
1 无功补偿区的概念及补偿方式1.1 高压集中补偿这种方式是在地面变电所6～10kV母线上集中装设移相电容器组，一般设有专门的电容器室，并要求通风良好及配有可靠的放电设备。
它只能补偿6～10kV母线前（电源方向）所有向该母线供电的线路上的无功功率，而母线后（负荷方向）的矿内电网并没有得到无功补偿，因而经济效果较差。
这种方式的初期投资较低，由于矿井6～10kV母线上无功功率变化比较稳定，因而便于运行管理和调节，而且利用率高，还可提高供电变压器的负载能力。
虽然技术经济效益较差，但从全局上可改善矿区电网、甚至区域大电网的功率因数，所以至今仍是大、中型企业的主要无功补偿方式。
矿井电网无功功率补偿现状及优化
矿井电网无功功率补偿现状及优化简述矿井电网无功功率补偿现状,解析存在问题与不足,提出无功功率动态补偿优化方案,实现无功功率的连续可调,保证系统电压稳定及功率因数提高。
标签：矿井电网无功功率补偿优化方案1 无功功率补偿现状华泰矿业公司35KV降压站无功功率补偿现用高压集中补偿方式,在矿里降压站及各电所分别设置安装若干组电容器,电容器接在配电母线上,补偿供电范围内的无功功率;在矿井电网中,存在数量众多、容量大小不等的感性设备电力负荷,运行过程中这些设备需要消耗一定的无功功率。
无功功率使线路总电流增加,增大了输配电线路的有功损耗,并导致电压下降、电力设备有效容量降低。
且各次电压谐波含量较大,接近于标准值。
2 谐波的危害电网中存在大量的谐波,会对电网造成污染,降低电能的利用率。
下面是对谐波的危害做几点简单说明2.1对内,谐波的大量存在会造成整个系统的用电损耗增加,使设备大量发热,减少设备的使用寿命,并有可能会影响设备的正常运转。
2.2产生附加损耗,增加设备的温升;2.3恶化绝缘条件,缩短设备寿命;2.4可能引起电机的机械振动;2.5由谐波电流和电机旋转磁场相互作用产生的脉动转矩可能使电机发生振动,当电机的机械系统自然频率在受到上述转矩的激发而可能引起共振时,则会损坏电解设备危及人身安全。
2.6无功补偿电容器组可能引起谐波电流的放大,甚至造成谐振;无功补偿电容器与电力系统中的电感构成了局部电感、电容回路,它们的一些组合有时会对某次谐波电流引起放大作用,加剧了谐波危害。
2.7对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作;这些保护和控制设备通常是按照其工作于所加电压或电流为工业频率和正弦波形而设计的,谐波的存在使它们的正常工作条件受到干扰,严重时造成误动作。
3 优化目标在输配电电网中安装动态无功补偿装置,对电网所需的无功功率进行跟踪补偿,可有效降低线路损耗、改善电压质量、充分的发挥供电设备的潜力,根据集团公司其他矿井无功功率自动补偿方式的优缺点,结合矿里降压站安装空间较小实际情况,选用固定补偿加磁控电抗器动态无功功率补偿装置;保证系统电压的稳定及功率因数稳定在0.95以上。
矿山配电网无功补偿及补偿效益优化
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矿 山配 电网无功补偿 及补偿效益优化
马云骐 阎德喜
（、 １ 沈阳焦煤有限责任公 司， 宁 沈阳 １０ ０ ； ２ 大连 华油工程项 目管理有 限公 司， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １ １０ 、 辽 １００ 摘 要 ： 着电力事业的发展 ， 随 电力安全和 电力输送的安全 问题也是备受人 们的关注 ， 电力系统 中提 高功率 因数对整 个电力效率 有着很重要的作用 ， 对配电网无功补偿提 高功率 因数 问题进行分析和探 讨 ， 针 以便找到合适的提 高电力节约的方式 ， 更好 的促进 电力
１ 无功 补 偿概 述
功率 因数就是指在 电力设备消耗有功功率的时候需要 的无功功率。 电压相对很高 ， 这个地方就不需要进行补偿 ， 而在线路的最后端 电 矿 山的电网中所用的电力负荷大多数都是感性负荷 ， 这样在整 压较低 ， 的状况会使电容器实 际的使用产生困难 ， 这样 这样一看 自 个电力系统运行的时候就需要提供一定 的无功功率 ， 此时如果在 电 动的补偿设施就可以放在离线路的电源三分之二 的地方 ， 而且现有 网中安装一定的无功补偿 的相应 的设施 ， 就可以帮助提供在使用 中 的补偿 的 自动设施是可以按照具体的配网实际分布的状 况来进行 这样可以实现最好的补偿效果 。 当线路很长的时候 ， 就可以按 需要 的无功功率 ， 从而减低 了无功功率在整个 电网中的使用 ， 从而 补偿 ，
就降低了线路等要输送无功功率所浪费的电能， 这就是所说 的无功 照实际的承受的负荷状况找到两个补偿的地方 ， 是线路二分之 一个 补偿 。正是因为这样可以很大程度上提高功率因数 ， 这样就可 以节 五 的地 方 ， 个是 线 路 四分 之 五 的地方 。 一 约 电能 ， 简单 方 便 又经 济快 捷 。 既 可以看得 出无功补偿这样 的方式对于矿山配 网实际的经济效
解析矿山配电网无功补偿及补偿效益优化
解析矿山配电网无功补偿及补偿效益优化无功补偿在矿山配电网里发挥着重要作用，本文介绍了无功补偿和矿山配电网无功补偿的概念，结合当前矿山配电网无功补偿存在的问题，提出效益优化的建议。
标签：功率因数；无功补偿；问题；效益优化1无功补偿内涵无功补偿的最重要指标就是无功功率，同有功功率一样，无功功率也是出现在用电设备的使用过程中，而电力设备在消耗有功功率时消耗的无功功率就用功率因数来表示，因此，功率因数成为电力系统中一个很重要的经济标准。
一般来说，功率因数越高，对电能的使用率就越高，也就越能节约电能，因此要想办法提高功率因数。
由于矿山电网中所用的大多是感性电力负荷，因而在整个设备运行过程中就要求一定的无功功率，要降低无功功率对电能的消耗量，就需要一个无功功率的补偿设备，这个设备就是无功补偿。
无功补偿就是在电网中安装一个专门进行无功补偿的设施，为设备的运行提供所需的无功功率，这种做法就降低了整个电网工作中对无功功率的使用度，进而减少设备因为输送无功功率而耗费的电能，实质上无功补偿是通过提高功率因数来降低耗电量，经济又方便。
无功补偿的方式包括四种，即在变电所母线中进行并联电容器组的集中安装的方式，在高低压配电线路中对并联电容器进行分散安装的方式，在配电变压器的低压一侧以及用户车间配电屏位置上进行并联补偿电容器的安装方式，在单台电动机上安装并联电容器的方式。
这四种方式都是进行无功补偿最重要的方式，都能在不同程度上提高功率因数，减少对电能的损耗，并能充分挖掘设备输送功率的潜在性能。
安装无功补偿时，要做好一项工作就是确定无功补偿的容量，在确定容量时要考虑两种因素：第一种避免在轻负荷情况下过量补偿，由于轻负荷情况下对无功功率的需求量也低，由于无功补偿过程也会产生损耗，此时进行过量补偿，会额外增加损耗，并不能达到经济的目的。
第二种避免不合理的无功补偿，无功补偿会提高功率因数，但同时减少损耗的作用也将变小，因此要进行合理的补偿，一般标准为0.95。
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机 电 产 品 开 崖 与钏 崭
Ｖｏ１ ． ２ ７． ＮＯ． １ Ｊ ａｎ ． 。 ２０１ ４
煤矿 电网无功 补偿方式 的优化 选择与计算
张会 娜 ．梁 晓 红
（ 平 顶 山工 业 职 业 技 术 学 院 ，河 南 平 顶 山 ４ ６ ７ ０ ０ １ ）
摘
要 ：随 着 大量 电感性 设备 在 煤矿 中应 用 ，造 成功 率 因数 降低 ，导致 线路 末 端 电压远 低 于 允许 范 围 ，电 器 设 备 难 以正常 运转 且 经常 受损 ，影 响安 全 生产 。 同时 ，无 功功 率 导致 电 网 电能传 输 能 力下 降 、线 损 加剧 及 能 源浪 费 ，提 高 了产 煤成 本 。通过 讨 论功 率 因数 低 的危 害 、提 高功 率 因数 的方 法 比较 、采 用 补偿 电容 器组补 偿 的装 设 方法 以及 高压 集 中无 功补偿 的计 算等 ，对 煤矿 电 网进 行 无功 补偿 ，保 证 煤
Ｏｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ａ ｌ Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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矿 的安 全 生产 和 经济运 行 。
关 键 词 ：煤 矿 电 网 ； 功 率 因数 ； 无 功 补 偿 ；补 偿 电 容 器 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｄ ６ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ６ ６ ７ ３ ． ２ ０ １ ４ ． 叭． ０ １ ７
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