煤矿低压系统动态无功补偿优化.pdfVIP

学兔兔 第3期(总第184期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．3 2014年O6月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Jun． 文章编号：1672—6413(2014)03—0174—02 煤矿低压系统动态无功补偿优化 刘天野 (中北大学计算机与控制X-程学院，山西 太原 030051) 摘要：针对煤矿低压供电系统中功率因数低、电能质量不稳等问题，对煤矿低压系统无功功率补偿应用情况 进行了研究。在分析了无功功率补偿方式和原理的基础上，提出了煤矿低压系统无功补偿优化算法，使线损 在矿区低压系统无功平衡条件下达到最小。 关键词：煤矿低压系统；无功补偿；优化 中图分类号：TM714．3：TD611 文献标识码：B 0 引言 性无功功率的输出；此外，在容量的选择和安装面积 随着煤矿井下采掘等设备的现代化程度提高，煤 上，动态补偿也较静态补偿低，这些特点决定了动态补 矿供电系统出现了“3大1低”的问题，即冲击负荷大、 偿在煤矿低压系统中的广泛应用[3]。 线损损耗大、谐波含量大、功率因数低等问题。为此， 煤矿低压系统中常见的动态无功补偿结构原理如 需要通过改善矿区电能质量来保证矿区供电系统的稳 图1所示。其中LC回路的作用有两个：①是对电网 定。在低压侧进行无功补偿，可以达到提高功率因数、 中可能产生的高次谐波进行滤波；②由于电容的存在， 降低线损、提高矿区电能质量、保证煤矿电网输出电压 可输出无功，故可提供容性无功，这就是它所具有的无 稳定的目的。 功补偿的作用。这一电路设计的缺陷是当线路轻载或 1 煤矿低压系统无功补偿 空载时，LC回路会出现极端情况，即无功功率的过补 1．1 无功补偿类型 偿。为了保证矿区供电的稳定，通过设计具有可调性 无功补偿的实现方式包括 2类，即静态无功补偿 的电抗器这一环节，利用可调电抗产生的感性无功来 和动态无功补偿。 避免LC回路过补偿情况出现[4 ]。这一方法在煤矿 静态无功补偿采用电容器或电抗器进行无功功率 低压系统低压母线侧中逐渐得到应用。 调节。负荷中感性负荷(主要为电动机)很大时，传送 的感性无功增大，这种情况下，在电网变电站低压侧母 线处并联电容器，其发出的容性无功可以就近平衡感 性无功功率，进而降低变电站高压侧至电源间的感性 无功传输。采用电容器无功补偿的优点是投资少、损 耗小、调压效率高[1]。当输电线路上输出的感性无功 图1 动态无功补偿器结构图 功率小于容性功率时，线路无功功率呈容性，系统电压 1．2 动态无功补偿特点 跳跃升高，此时需要进行感性无功补偿，补偿方式是并 大功率电子器件高频开关的作用是实现无功功率 联电抗器，利用电抗器的感性无功平衡过量的容性无 的转换，应用于动态无功补偿设备中可满足煤矿电网 功。谐波是危害电网电能质量的主要因素之一，并联 无功补偿的要求，实现无功功率的快速补偿调节，从