矿山配电网无功补偿及补偿效益优化建议

徐伟

摘 要：本文针对矿山配电网无功补偿方式进行分析，结合矿山配电网无功补偿分析（包括矿山供电线路损失分析、矿山配电网无功补偿、矿山配电变压器无功补偿措施、二次侧固定补偿等），发现供电设备实际能力、降低用户费用支出等优化措施，目的在于提高矿山配电网运行稳定性、矿山生产过程的安全性。

关键词：矿山配电网;无功补偿;二次侧固定补偿

分类号：TM714.3

一、矿山配电网无功补偿概述

结合以往的线路布设经验，矿山配电网中运行的电力负荷通常情况下都是感性负荷，此类电荷在电力系统正常运行的过程中，会产生部分的无功功率，它会带来较大的电能损耗。在配电网中可以适时安装一些无功补偿的设施，将此类无功功率进行合理利用，减少无功功率的浪费，提高配电网使用的稳定性。常见的无功补偿方式有以下几种：1、在变电所所有母线集中的位置安装并联电容器组;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：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，补偿容量减少损耗的作用将变小，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

二、矿山配电网无功补偿分析

1.矿山供电线路损失分析

结合以往的线路运行功率统计数据，矿山配电网与城市电网线路的运行功率一般都保持在0.65到0.85之间，对于一些非电业管理的用户，所铺设的电网线路运行功率保持在0.85左右。在矿山正常生产活动中，所使用的电压一般都保持在380V左右，其实际输出功率小于额定功率，这样也加快了线路的磨损速度。此类情况的主要原因在于许多矿山所采用的无功补偿设备所处位置，都集中在变电站内部，服务对象大部分都是超过10kV的输送电压，对于380V电压并不会进行无功补偿，这也导致无功功率补充较低，整个系统运行功率都呈现出较低的状态，给输电线路运行造成巨大的负面影响。在常规运行状态下，电压为10kV的输电线路，其运输功率因数在0.8左右，若采取合理方式對其进行无功补偿，那么也将有效提升输电线路的运行功率[1]。

2.做好矿山配电网无功补偿工作

通过做好矿山配电网无功补偿工作，可以有效提升输电线路的运行功率因数，减少电能浪费[2]。在实际应用过程中，需要遵照相应的安装要求，在既定位置安装无功补偿设备，该设备的主要作用是对输电线路运行功率进行控制，再出现电压变动时可以及时作出相应调整，避免无功功率倒送的情况。对于供压超过100kV·A的特殊供电用户，在运行过程中应保持输电功率因数保持在0.9以上，对于中小型电力应用企业，其输电功率因素也需要超过0.85，一般供电用户，其功率因数也需要超过0.8。矿山配电网整体的运行电荷较高，采用的一般都是10kV/380V配网，为了提升矿山配电网运行效果：（1）在设置无功补偿设备位置时，需要适当增加位于380V输电线路的设备个数，同时将设备进行集中管理，将配电网运行功耗控制在最小范围内。2、提高运输线路的功率因数，因为线路运行电压较强，提供功率因数能够有效减少电能损失，应采取措施将功率因素调整至0.95以上，从而确保电能供应的稳定性[3]。

3.矿山配电变压器的无功补偿措施

在对配电变压器进行调整时，需要根据配电变压器的负荷特点，选择相适应的配电变压器。同时在合适位置安装无功补偿设备，使其能够对输电网轻载时的损耗进行适当补偿，从而提升变压器的实际运行效果，减少电能损耗的情况。100kV·A以上的输电网络，在对变压器进行无功补偿时，应采用集中补偿的方式，补偿容量结合实际来定，可以参照变压器自身容量的20%到30%设置，以提高无功补偿的有效性。对于100kV·A以内的输电网络，应采用固定就地补偿的方式，可参照变压器自身容量的10%到15%设置;对于50kV·A以内的输电网络，应采用二次侧加装固定补偿的方式，可参照变压器自身容量的5%到15%设置。

4.二次侧固定补偿

二次侧加装固定的无功补偿最大的优点在于在矿山配电网变小出现分散管理时，可以确保5000h的稳定运行。在配电网正常运行的过程中，导致无功损耗的主要原因在于空载电流较大，结合以往采集数据，在配电网空载运行时，所产生的无功电流占总电流超过90%。采取二次侧加装固定的方式对运行情况进行补充，需要在50kV·A输电线路中选择合适位置进行无功补偿布置的设定，使其可以根据电压变化进行动态调整，从而起到降损、升压和增容的作用。

三、矿山配电网无功补偿效益优化措施

1.挖掘供电设备实际能力

供电设备在采购时，都会标有供电设备的额定运行功率，但是受到零件自然损耗、人为操作不当、作业环境多变等因素影响，很容易导致供电设备运行功率小于额定功率。技术人员需要做好供电设备实际能力的挖掘工作，除了在线路中加装无功补偿设备外，还需要做好供电设备供电模式的优化，使其可以少做无用功，提升有功功率的输送。同时，还需要做好相应的检修维护工作，及时更换老化零件，确保功率输出的稳定性。

2.降低用户费用的支出

电力输送功率较低很容易遭到相关部门的处罚，不仅会增加额外的费用支出，还会加快设备老化，压缩企业的经济利润空间，需要合理控制内部传输功率与无功功率传输，对整体线路格局进行优化，根据实际运行要求构建“点对点”、“点对面”的输送格局，从而减少不必要电费的支出，提高矿山电力输送环境的可靠性。

四、结束语

综上所述，在矿山开采过程中，其开采稳定性与合规性都将直接影响到整个企业的经济效益。所使用的机械设备需要电力支撑，就会存在运行功率过低的情况，通过采取合理的无功补偿方式和相应的优化方案，对提升无功补偿设备的应用效果，提高矿山开采的安全性有着积极的意义。

参考文献：

[1]马云骐，阎德喜.矿山配电网无功补偿及补偿效益优化[J].民营科技，2018（05）：28+245.

[2]曹瑞，张峰. 配电网无功补偿现状分析与应用研究[D].华北电力大学，2018.

[3]艾尔肯.阿布都热合曼，殷建平.矿山配电网无功补偿及补偿优化分析[J].电气工程应用，2018（02）：14-16.

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