整合煤礦供電系統(tǒng)無功補償?shù)难芯?pdf

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1、總第158期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2012．10．024整合煤礦供電系統(tǒng)無功補償?shù)难芯口w珂(潞安礦業(yè)集團公司供電處，山西長治046204)摘要：整合煤礦的電力系統(tǒng)目前存在功率因數(shù)低，損耗大等缺點，并含有諧波，從安全性和經(jīng)濟性兩方面考慮，需要安裝能同時補償無功和濾除諧波的裝置。文中介紹了無源濾波器、靜止無功補償設(shè)備及有源濾波器裝置的原理及優(yōu)缺點。結(jié)合整合煤礦的供電實際，無源濾波器是目前最可行的方式，并舉實例介紹了LC無源濾波器選型計算過程。關(guān)鍵詞：無功補償；諧波治理

2、；無源濾波器中圖分類號：TM614文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1005．2798(2012)10—0055—03煤炭資源整合以及整合煤礦的建立順應(yīng)了經(jīng)濟對于高壓輸電線路，線路電抗遠(yuǎn)大于線路電阻，轉(zhuǎn)型的趨勢，適應(yīng)了經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，但是整合減少線路上傳送的無功功率可以顯著地減少電壓后的煤礦在生產(chǎn)技術(shù)、安全管理、供電系統(tǒng)改造等方降，提高用戶端電壓。面都亟待改進。隨著整合煤礦生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴1．3增加設(shè)備輸電能力大，大功率采煤機組及運輸、提升設(shè)備將大幅應(yīng)用于電網(wǎng)中輸電線路、變壓器的運行受到其最大傳生產(chǎn)，而且

3、采煤和掘進工作巷道的走向長度不斷增輸電流的限制，當(dāng)輸電線路和變壓器的電流或視在加，供電距離也不斷加長。這樣，長距離、大負(fù)荷的功率一定時，減少無功功率或電流的無功分量，有功供電情況造成了井下供電系統(tǒng)功率因數(shù)較低，線路功率或電流的有功分量就會增加，即增加了設(shè)備的損耗增大，影響了供電質(zhì)量。而且整合煤礦包括可出力?？毓枵餮b置、變頻調(diào)速裝置等在內(nèi)的各種諧波源1．4提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性也在增多，給整合煤礦的供電系統(tǒng)帶來了很多危害。任何情況下，電網(wǎng)中都要求無功電源要大于無基于此，從安全性和經(jīng)濟性兩方面考慮，在整合

4、煤礦功負(fù)荷，即要有貯備。根據(jù)實際運行資料，無功功率這樣具有諧波背景的電網(wǎng)中進行無功補償時，需要的貯備容量必須達到最大無功負(fù)荷的7％～8％以充分考慮諧波的治理。上j。不僅全網(wǎng)平衡中要有貯備容量，而且各個地區(qū)都要有貯備容量，才能保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。1無功補償?shù)淖饔?諧波的危害1．1減少電能損耗輸送同樣的有功功率，當(dāng)供電系統(tǒng)中功率因數(shù)目前，變頻器等設(shè)備在整合煤礦的應(yīng)用越來越從cosT提高cosT后，電網(wǎng)元件中的有功功率損耗廣泛，大大提高了生產(chǎn)效率，但工作時會產(chǎn)生大量的降低的百分值為：諧波電流，帶來了很多危

5、害。1)諧波的集膚效應(yīng)使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了AP％：(1一)×100COS。2附加的諧波損耗，從而降低了煤礦用電設(shè)備的效率。可見，進行無功補償提高功率因數(shù)后，能有效地2)諧波使井下電機產(chǎn)生機械振動、噪音和過降低有功功率的損耗。電壓；使井下移動變壓器局部嚴(yán)重過熱。此外，諧波1．2提高電壓質(zhì)量還能使電容器、電纜等設(shè)備的絕緣老化、使用壽命縮輸電線路中電壓損失△的計算公式為：短，以至損壞。3)諧波會導(dǎo)致繼電保護和自動裝置發(fā)生誤△：—×10-3動作。式中：P為有功功率，MW；Q為無功功率，Mvar；4)諧波會對

6、鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者為線路總電阻，n；X為線路感抗，Q。降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法收稿日期：2012作者簡介：趙珂(1983一)，女，山西屯留人，工程師，從事煤礦供電技術(shù)與研究工作。55趙珂：整合煤礦供電系統(tǒng)無功補償?shù)难芯康?1卷第10期個反并聯(lián)的晶閘管和一個電抗器組成，實質(zhì)上是一個帶有感阻性負(fù)載的單相交流調(diào)壓電路。通過控制系統(tǒng)使兩只晶閘管處于部分區(qū)間導(dǎo)通狀態(tài)，則流人電抗器的基波電流減小，相當(dāng)于增大了TCR電路的等效電抗，即減小等效電納，也就減小了所吸收的無功功率。通過控

7、制晶閘管的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時間，以控制流過電抗器電流的大小和相位，實現(xiàn)感性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)容性無功的動態(tài)補償J。圖2TCR單相結(jié)構(gòu)原理TCR只能吸收感性無功功率，在實際應(yīng)用中往往需要與補償電容器配合使用，稱為TCR+FC型SVC，如圖3所示。Fc回路有濾波電容和濾波電抗器組成特定的濾波通道，向系統(tǒng)提供容性無功功率，兼有濾除諧波的作用。R圖3與并聯(lián)電容器配合使用的TCR原理3．2．2晶閘管投切電容器(TSC)圖4是TSC單相結(jié)構(gòu)原理圖。它利用串聯(lián)晶閘管代替真空接觸器，作為投切開關(guān)，對流過電容器的電

8、流進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無功功率的調(diào)整，其實質(zhì)是自動分組投切，是傳統(tǒng)技術(shù)的改進。C}———————————————一圖4TSC單相結(jié)構(gòu)原理TSC屬于離散式調(diào)節(jié)，容易過補和欠補、電壓容易波動。晶閘管串聯(lián)在高壓回路，容易被擊穿，而且晶閘管發(fā)熱量大，需要輔助冷卻設(shè)備，維護量大。但是和機械斷路器相比，采用晶閘管投切電容器可以精確控制投切時間，減少投切時的沖擊電流，并且操作壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于斷路器。另外，與TCR相比，雖不2012年10月趙珂：整合煤礦供電系統(tǒng)無功補償?shù)难芯康?1卷第10期能