唐口煤礦動(dòng)補(bǔ)及濾波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文1_本科論文.doc

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1、唐口煤礦動(dòng)補(bǔ)及濾波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)8唐口煤礦動(dòng)補(bǔ)及濾波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、概述晶閘管變流器傳動(dòng)系統(tǒng)為非線性負(fù)載，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，這些諧波電流注入電網(wǎng)后，不僅引起供電電壓波形畸變，供電質(zhì)量降低，而且嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全供電和用電設(shè)備的安全運(yùn)行。另一方面，晶閘管變流器傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)無功沖擊較大，導(dǎo)致供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)及功率因素較低（一般在0.6左右），因此必須進(jìn)行必要的濾波和無功補(bǔ)償。如果采用常規(guī)的并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償，將會(huì)對(duì)諧波電流產(chǎn)生放大作用，更加危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此對(duì)于晶閘管變流器傳動(dòng)系統(tǒng)最佳的解決方案是采用動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償

2、及諧波濾波裝置。二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)　1、電網(wǎng)條件　10kV母線短路容量：最大105.57，最小96.33MVA；額定電壓:10kV；額定頻率:50HZ。2、運(yùn)行方式礦井10KV母線為單母線分段。正常情況下，二段10KV母線分別由2臺(tái)主變供電。一段母線帶一臺(tái)主井提升機(jī)及礦井部分其它負(fù)荷，另一段母線帶一臺(tái)主井提升機(jī)、一臺(tái)副井提升機(jī)及礦井部分其它負(fù)荷。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置按一臺(tái)副井提升機(jī)(1800kW)和一臺(tái)主井提升機(jī)(2600kW)全載全速在同一段母線運(yùn)行設(shè)計(jì)?！?、主、副井提升機(jī)的無功功率及礦井其它負(fù)荷根據(jù)速度圖，力圖，主、副井提

3、升機(jī)重載上提時(shí)計(jì)算出的最大無功功率及等速段的無功功率見表１。8表1最大無功功率(kVAR)等速段無功功率(kVAR)主井提升機(jī)51202540副井提升機(jī)36501950∑8770該段母線上礦井其它負(fù)荷為：有功功率：6000KW；無功功率：4500KAR。因此該段母線上的最大無功功率為13270KVAR４、主、副井提升機(jī)產(chǎn)生的諧波電流　　主、副井提升機(jī)在運(yùn)行期間產(chǎn)生的最大諧波電流見表２。　　表2次數(shù)N57111317192325主井(A)7.084.1627.117.61.351.178.196.86副井（A）4.922.89

4、18.312.10.9320.8135.694.77主、副井疊加（A）8.625.0632.721.41.641.429.978.35三、動(dòng)補(bǔ)及濾波裝置達(dá)到的性能指標(biāo)1、將提升機(jī)所在10kV母線上的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)酱笥?.95。2、流入系統(tǒng)的諧波電流及10kV母線上的電壓畸變率低于GB/T14549-93的限值。3、由負(fù)載引起的電壓波動(dòng)控制在5%。4、在不大于1.3倍額定電流和1.1倍額定電壓下長期運(yùn)行。5、無危害并聯(lián)諧振。四、無功補(bǔ)償容量及系統(tǒng)確定主、副井提升機(jī)所在母線上的最大無功功率為13270KVAR，考慮該段母線上

5、其它負(fù)載有1000KVAR的固定無功功率，則該段母線上的最大無功率變化為12270KVAR。8考慮到主副井提升機(jī)同時(shí)起動(dòng)的概率較小，并考慮動(dòng)補(bǔ)裝置的投資，將因負(fù)載引起的電壓波動(dòng)控制在2%范圍比較適中，這時(shí)所需的動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)范圍為7454KVAR?？紤]礦井供電運(yùn)行的靈活性，在2段10KV母線上各設(shè)1套動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，其配置及容量相同。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置采用TCR＋FC系統(tǒng)。TCR為晶閘管相控電抗器，提供可變的感性無功；FC為濾波裝置，該裝置除了具有濾波功能外，還提供動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償所需的容性無功。動(dòng)補(bǔ)裝置系統(tǒng)圖見圖1。根據(jù)前面分析

6、，初步確定SVC的最大感性無功為8000KVAR，F(xiàn)C的基波容性無功為8500KVAR，F(xiàn)C超出的500KVAR，用于補(bǔ)償10KV母線上的其它固定負(fù)荷?！∷?、濾波裝置部分1、濾波器方案?。?）、10KV母線上設(shè)置兩套兼顧無功補(bǔ)償?shù)臑V波裝置，分別接于2段10kV母線。每套濾波裝置由4.5次二階減幅濾波器及11次單調(diào)諧濾波器組成。濾波器為星形連接。每套濾波器的裝置的容量為12000KVAR，基波補(bǔ)償容量為8500kVAR。濾波裝置安裝于戶外。濾波電容器的額定電壓為7200V?！。?）、保護(hù)控制及信號(hào)系統(tǒng)采用PLC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并將

7、相關(guān)信號(hào)傳至變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。（3）、考慮井下電容電流的影響，按單相接地電流為10A考慮。該方案的濾波裝置接線如圖2所示。2、保護(hù)和指示每套濾波裝置設(shè)保護(hù)屏1臺(tái)（內(nèi)裝西門子PLC一臺(tái)）。（１）、保護(hù)干線時(shí)限速斷保護(hù)支路過流保護(hù)不平衡電流保護(hù)欠壓、過壓保護(hù)。（２）、測(cè)量及信號(hào)電流、電壓測(cè)量帶電顯示放電顯示8故障顯示故障報(bào)警五、TCR部分為了降低提升機(jī)無功沖擊對(duì)電網(wǎng)的影響，在兩段10KV母線上各設(shè)1套TCR。本動(dòng)補(bǔ)裝置配套采用鞍山電力電子股份有限公司的TCR，該公司生產(chǎn)的TCR技術(shù)先進(jìn)，質(zhì)量可靠，已有多套TCR在礦井運(yùn)行。T

8、CR主要技術(shù)規(guī)格見表3。表3序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)規(guī)格1額定容量6500KVAR2響應(yīng)時(shí)間≤10ms3晶閘管冷卻方式高效熱管自冷4控制系統(tǒng)全數(shù)字控制系統(tǒng)5晶閘管觸發(fā)方式光隔離電觸發(fā)6TCR調(diào)節(jié)精度0.1電角度7無功功率調(diào)節(jié)范圍0～100%8噪聲水平無噪聲使用年限＞20年六、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置達(dá)到