煤礦變電站無功補償是煤礦供電系統中的一個重要環節，對于提高電網的功率因數、降低線路損耗、穩定電網電壓等方面具有重要意義。以下是對煤礦變電站無功補償的詳細分析：

一、無功補償的作用

提高功率因數：無功補償可以減少無功電流在電網中的流動，從而提高電網的功率因數。功率因數的提高有助于減少電網中的無功損耗，提高電網的輸電能力。

降低線路損耗：無功補償可以減少線路中的無功功率流動，從而降低線路的損耗。這有助于節約能源，提高電網的經濟性。

穩定電網電壓：無功補償可以改善電網的電壓質量，減少電壓波動和電壓損失。特別是在煤礦供電系統中，由于井下負荷較大且變化頻繁，無功補償對于穩定電網電壓具有重要作用。

二、無功補償設備的選擇

分組投切電容器：這種方式原理簡單，成本低，但投切時會產生電弧和操作過電壓，需要串聯電抗器來抑制投切涌流和治理諧波。

靜止型動態無功補償裝置（SVC）：SVC具有平滑調節無功補償容量、系統響應速度快、能綜合治理諧波等優點。它廣泛應用于煤礦系統、冶金行業、電力系統和電氣化鐵路等領域。

其他補償方式：如磁閥式補償方式等，但因其損耗大、運行成本高、調節速度慢等缺點，已逐漸被淘汰。

三、無功補償方式的比較

集中補償：將電容器裝設在用戶專用變電所或配電室的低壓母線上，對無功進行統一補償。這種方式適合負荷集中、離變電所較近、無功補償容量較大的場合。其優點是管理維護方便，但只能減少裝設點以上線路和變壓器因輸送無功功率所造成的損耗。

分散補償：在高低壓配電線路中分散安裝并聯電容器組進行補償。這種方式有利于對無功進行分區控制，實現無功負荷就地平衡，減少配電網絡和配電變壓器中無功電流的損耗和電壓損失。但補償設備的利用率較集中補償方式低，且安裝分散，維護管理不方便。

就地補償：將電容器組直接裝設在用電設備旁邊，與用電設備的供電回路并聯進行補償。這種方式可以最大限度降低線路電流，減少線路損耗。但補償相同容量的無功負荷所需的補償電容器總容量和補償裝置總數量增加，投資較大。

四、無功補償的應用實例

徐州新集煤礦：該礦采用了集中補償方式，分析了分組投切電容器組、調壓調無功容量補償和動態無功補償（SVC）三種方案的經濟性，最終確定了采用分組投切電容器組代替原有固定投切電容器，保證了供電質量和功率因數。

焦作煤業有限公司：該公司采用了集中與就地結合補償的補償方式。將離礦井地面變電所近且用電量小的負荷采用集中補償；對于負荷相對集中的場地采用分散補償；對于距離遠且負荷較大的電動機采用個別補償。

五、無功補償的注意事項

電容器組電抗率的匹配：由于煤礦供電負荷中存在大量的諧波源，如整流器、變頻器等，因此給并聯電容器串接一定的電抗器以改變并聯電容器與系統阻抗的諧振點以及抑制并聯電容器對諧波的放大是必要的。但電抗率的匹配需要準確，以避免電容器損壞和局部絕緣擊穿等問題。

電容器的放電：剛切除后的電容器組需要待放電完全后才能再次投入，因此需要采取相應的放電措施以確保電容器組的安全運行。

綜上所述，煤礦變電站無功補償對于提高電網的穩定性和經濟性具有重要作用。在選擇無功補償設備和方式時，需要根據實際情況進行綜合考慮和選擇，以確保補償效果和設備的安全運行。

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