電力系統中的大型感性負載會降低功率，出現大量的無用功分量，并且還會影響到整個輸電網絡的損耗和可靠性，特別是在煤礦電力系統中，影響到煤礦大型設備的正常運轉。為了解決這一問題，可以在母線上并聯電容組或者電容器，以達到消除無用功的目的，這也是電壓無功補償的傳統方法。但是應當看到，這種傳統方法在應用中存在著很大的不足，例如電容器在使用中會產生過電壓，影響到其他電力元件的使用壽命。同時，這種無功補償方法所設置的補償參數是固定的，而電力系統實際上需要的無功補償參數卻是動態變化的。電壓無功補償自動調節技術的應用，則較好地解決了這一問題。

1無功補償自動調節技術原理

從電容器的無功輸出來看，主要是通過調節電容器的端電壓來調整電容器的無功輸出功率，在無功補償自動調節中，也就是將電壓調節裝置接入供電系統，從而實現對電容器無功輸出功率的調節。相較于傳統的無功補償方法，自動調節技術的關鍵便是通過應用自動化、智能化的電壓調節裝置，來實現針對供電系統中動態的無功補償需求變化提高無功補償效率的作用。該裝置的設計原理主要是通過電壓實時分級調節來調節電容器的端電壓。電容器是固定接入的，在調整的過程中并不用調整延時，同時也不會產生放電。而在電壓實時分級調節中，由于電容器不需要調整延時，因而對電容器端電壓的調節變化量也較小，這就為精細化的控制無功補償功率提供了可能［1］。另一方面，這種無功補償功率的調節方法也不會在調節過程中產生電壓，因而不會對其它電器元件的使用壽命產生影響。近年來，隨著GTＲ、GTO、SCＲ等全新電氣元件的應用，也較好地解決了無功補償自動調節中的沖擊涌流等問題，投切速度大大提高，使得無功補償自動調節技術更加趨于安全、可靠。

2無功補償自動調節技術組成及調整原則

無功補償自動調節技術的核心部分是控制系統，主要的控制元件為單片機，控制系統對PT和PC輸入供電系統的電壓和電流進行控制，計算相應的功率因數，按照預先的編程設置，最終調整整體的參數。在調節過程中，一般需要同時調節功率因數和系統電壓，這是因為功率因數和系統電壓是緊密相關的，如果只對其中的一個參數進行調整，并不能起到較好的調整效果［2］。這樣一來，功率因數和系統電壓所組成的調節區域也就分別是這兩項參數為X軸和Y軸組成的區域，一般可以將這一調節區域分為9個子區域。第九區為整個調節區域的中心區域，這一區域為電力系統的正常工作區域，調節區域示意如圖1所示?？刂破髦袉纹瑱C的編程設置也以系統狀態分類區域為基礎，進行相應的設置。例如當供電系統當前的工作狀態處于一區時，系統電壓和功率因數都低于下限，在這種工作狀態下，就應當優先增加無功輸出，并且采用提高系統電壓作為輔助調整機制。按照相應的調整方式，對單片機進行編程，當系統狀態發生變化時，由控制器自動進行調整，從而實現無功補償自動調節的功能。

3煤礦電力系統中電壓無功補償自動調節技術的應用

3．1煤礦電力系統特點分析

在煤礦電力系統中應用電壓無功補償自動調節技術，首先應當分析煤礦電力系統的特點，發現其中存在的不足和問題，從而進行相應的調整。首先，基于煤礦電力系統的特點，需要重點考慮電能質量問題、電氣設備損害問題、啟動無功沖擊問題等等。煤礦電力系統中大量使用非線性電子器件，由這些電子元器件所組成的自動化裝置會產生諧波，這會降低供電系統的功率因數，也就會影響到電能質量。同時，在供電系統中，啟動無功沖擊也會使得電壓產生波動，會大大增加供電系統中的無用功，不但會造成電能損耗，還會影響到煤礦大型設備的安全生產。煤礦供電系統中的諧波危害較多，不但會損害變壓器、電機、變頻裝置等，甚至還會對煤礦的通信信號造成一定的干擾，損害繼電保護器。因而煤礦電力系統應用電壓無功補償自動調節技術，應當充分考慮煤礦電力系統的特點和一些隱患問題。

3．2無功補償方案選擇

綜合分析煤礦供電系統的特點和需求，選擇晶閘管控制電容器的靜止式動態無功補償方案較為合適。晶閘管電容器無功補償裝置從控制方式上來看，可以依據控制物理量的不同分別實現功率因數和無功功率等參數的控制。選擇適宜的電容器組合方式，對電容容量進行計算，如果在電容容量投入中，投入值小于電容器最小值，那么在這種狀態下不能夠進行電容器投切。相應的，也就應當保持原補償狀態。無功功率控制方式，其檢測控制的為同一對象，這種控制方式雖然在理論上來說是可行的，但是在實際應用中，由于檢測難度較大，并不能夠較好的應用［3］。而功率因數控制方式也存在一定的局限性，例如在重載狀態下，如果在這時進行投切，并不能夠充分補償;相應的，當處于輕載狀態時進行投切，又極易產生震蕩。在投切方式方面，傳統的投切方式主要為機械式接觸器，接觸器的閉合需要三相同時接觸，這種投切方式會降低補償的準確性。而在無功補償自動調節方案中，主要使用單片機通過晶閘管來控制投切電容器。補償方式主要有混補、三相分補、三相共補等補償方式，根據補償需要選擇相應的補償方式。

3．3使用與維護

在使用中，首先應當通過測試分析，確定電能質量的相關指標，確定煤礦電力系統的電能質量技術標準，主要的技術標準項目有電壓波動、功率因數、諧波電壓、電壓三相平衡度等。根據電能質量技術標準，制定相應的無功補償自動調節方案，對單片機進行編程，確定準確的控制區域維度。同時，無功補償自動調節技術的應用應當遵循三項基本原則，分別是安全性原則、可靠性原則和經濟性原則。一方面，通過無功補償自動調節技術的應用，確保煤礦電力系統的可靠運行，保證煤礦大型設備的運行安全性。另一方面，選擇適宜的調節參數，最大程度地提高電能質量，降低電能損耗。依照國家相關標準的要求，在煤礦電力系統中加裝無功補償裝置后，應當保證注入系統公共接點的三相電壓平衡度不大于1．3%，并且電壓波動不能大于2%。在維護方面，應當建立起主要設施設備的巡查制度，特別是對于控制器，應當建立相應的檢測系統，在煤礦電力系統運行中，對無功補償自動調節系統的控制器進行實時檢測，如果某一參數出現異常，應當由維護人員及時進行排查和維修。

4結語

目前無功補償自動調節技術已經在煤礦電力系統中得到了較好的應用，相較于傳統的無功補償方式，無功補償自動調節技術極大地提高了無功補償的安全性、可靠性和準確性。針對煤礦電力系統的特點和無功補償需求，選擇晶閘管投切電容器式的無功補償技術是一種較好的方式，能夠適應煤礦電力系統的特點和需求。在無功補償自動調節技術應用中，應當針對具體應用情況，在滿足國家技術標準的基礎上，制定完善的應用方案。

作者：田沖     單位：潞安礦業集團公司供電處