无功补偿技术分析

无功补偿技术分析

李伟明尹海林吕鹏宇张理淇

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿261441）

摘要：大容量电动机是一种较大的冲击负荷，尤其电动机集中启动时的瞬间，其较大的启动电流将引起较大的电压压降，由于电动机启动时对电网电压存在很大的冲击，产生一定的电压波动。随着对供电质量要求的不断提高，在对补偿方式和多种补偿技术特点比较的基础上解决无功损耗是更快的适应矿山发展的必然。

关键词：无功补偿、电压压降、电压波动

随着矿山快速发展，不断机械化，大功率球磨电机、水泵电机的大量使用和井深的不断增大也使供电线缆随着生产延伸，各种感性负荷与地面电网供电电源之间必然循环着大量无功功率，造成井下供电质量下降、严重时甚至影响生产，这种情况在大功率设备集中同时开启时供电系统中极为突出，在用电高峰期电压降低，功率因数很低，综采设备起动困难。因此，进行适用井下的无功补偿技术研究并应用，对于保障生产、节能降耗具有重要的意义。

一、无功补偿补偿方式：

1、采用并联电力电容器作为人工无功补偿装置时，为了尽量减少线损和电压损失，宜就地平衡补偿，即低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿，高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿，当无高压负荷时不得在高压侧装设并联电容器装置。对于容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组在配变电所内集中补偿，在环境正常的车间内低压电容器宜分散补偿；高压电容器组在配、变电所内集中装设。当对电动机用电设备采用就地单独补偿时，补偿电容器的额定电流不超过电动机励磁电流的0.9倍。在进行用电负荷计算时，应计入补偿后的无功功率。

2、补偿电容器组的投切方式分为手动和自动两种。对于补偿低压基本无功功率的电容器组以及常年稳定的无功功率和投切次数较少的高压电容器组，宜采用手动投切。为避免过补偿装置效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。

3、无功补偿的调节方式：以节能为主进行补偿，采用无功功率参数调节；当三相负荷平衡，也可采用功率因素参数调节；以改善电压偏差为主进行补偿的，应按电压参数调节；无功功率随时间稳定变化时，按时间参数调节。对冲击性负荷、动态变化快的负荷及三相不平衡负荷，可采用晶闸管控制，使其平滑无涌流，动态效果好，且可分三相控制，有三相平衡效果。

4、电容器分组时，应与配套设备的技术参数适应，满足电压偏差的允许范围，适当减少分组组数和加大分组容量。分组电容器投切时，不应产生谐振。

5、高压电容器组宜串联适当参数的电抗器，低压电容器组宜加大投切容量，采用专用投切接触器或晶闸管，以减少合闸冲击电流。采用电设备谐波含量影响较大的线路上装设电容器时，电抗器宜串联。

二、补偿分析

对大型冲击负荷可装设吸收随机变化的冲击无功功率和动态谐波电流的无功补偿装置，由于有大量的异步电动机等感性负荷还有感性的变压器，从而使功率因数降低，在充分发挥设备潜力改善设备运行性能，提高其自然功率因数的情况下，达不到规定要求时则需考虑增设无功功率补偿装置。电动机控制设备例电容器的额定电流不应超过电动机励磁电流的0.9倍，过电流保护装置的整定值，应按电动机电容器组的电流确定。高压电容器组宜根据预期的涌流采取相应的限流措施。低压电容器组宜加大容量且采用专用投切器件，在受谐波量较大的用电设备影响的线路上装设电容器组时宜串联电抗器。

并联电容器在供电系统中有高压集中补偿，低压集中补偿和分散就地补偿。

高压集中补偿：将高压电容器组集中装设在（工厂）变压器的6-10KV母线上这种补偿方式只能补偿6-10KV母线以前所有线路上的无功功率而此母线后的厂内线路的无功功率得不到补偿，所以这种补偿方式的补偿效果没有后两种补偿效果好。

低压集中补偿，将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线以前包括车间变压器及其前面高压配电线路和电力系统的无功功率

单独就地补偿将并联电容器组装设在需进行无功功率补偿的各个用电设备旁边；这种补偿方式能够补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率，因此其补偿范围最大补偿效果最好。