矿用静止无功发生器的设计 design of the static var generator in mine.pdfVIP

第4期 电 源 学 报 No．4 ofPower 2013年7月 Journal Supply July．2013 矿用静止无功发生器的设计 冯强1，赵旭1，李德俊2，陈洋洋1，袁志宝1 (1．中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083； 2．北京工业职业技术学院，北京100042) 摘要：针对煤矿现阶段SVC无功补偿装置响应速度较慢、无功调节范围窄、欠压时调节能力低、对电网电压波 动调节能力不够理想、占用体积大、产生谐波电流大等问题，提出了以逆变器为核心的有源SVG静止无功发生器。 SVG采用自换相变流电路．通过直流侧电容与逆变电路逆变出幅值与相位均可控的三相电压后，通过电抗器连接电 网．调节三相逆变电压可控制流入逆变器的电流幅值与相位，即吸收容性或感性无功。仿真与实验结果均表明：通过 SVG静止无功发生器可以快速调节无功，维持功率因数较高水平，有效解决煤矿生产设备使用对电网造成的供电质 量下降问题。 关键词：静止无功发生器；无功补偿；数学模型；煤矿；功率因数 中图分类号：TM761 文献标志码：A 文章编号：2095—2805(2013)04—0055—05 引言 种集中补偿只是满足电力部门对功率因数的要求， 节能效果并不明显。因为缺乏对约占整个电网损耗 随着建设高产高效现代化矿井目标的实施，煤 70％的配电网络进行补充[41。所以对配电网络进行 矿自动化及信息化程度不断提高，电力电子设备已 就地无功补偿，则节能效果更明显。无功补偿(SVG) 经广泛应用于煤矿生产的各个环节【l】，同时大功率 技术作为提高煤矿节能效果的重要手段受到越来 绞车、采煤机、提升机等设备得以大量应用，无功功 越多的关注。 率增大。同时煤矿远距离供电引起的输电线路压降 变大，增加了投资和电力损耗。设备启动时的冲击 技术路线选择分析 性无功功率使电网电压产生剧烈波动，甚至使其他 设备无法正常工作，恶化电网供电质量。设备同时 1．1煤矿无功补偿技术的现状 工作时．某些设备因电网提供无功功率不足而启动 早期无功补偿装置主要为无源装置，不具备快 困难，影响正常生产【21。我国矿井电网的无功补偿绝 速性、连续性、反复性的特点。晶闸管投切的静止无 大多数在地面6～10kV母线上进行集中补偿【31。这 功补偿器(SVC)的出现，实现了无功补偿装置的快 速响应和动态调节。在上世纪80年代，静止无功发 收稿日期：2013—06—05 生器(SVG)开始研究，并于90年代末得到较广泛应 基金项目：北京市教育委员会资助项目——基于三电平660／1140V 矿用隔爆型SVG的研制(PXM2013—014225—000051)。 用。 作者简介：冯强(1990一)，男，硕士，中国矿业大学(北京)硕士研究 生，研究方向：无功补偿以及谐波治理，E—mail： 目前，煤矿主要应用SVC静止无功补偿器。 fengqian9714@126．tom。 TCR和码C作为SVC重要组成部分，原理图如图1 赵旭(1988一)，男，硕士，中国矿业大学(北京)硕士研究 生．研究方向：无功补偿以及谐波治理。 所示。 李德俊(1956一)，男，博士，教授，北京职业技术学院机电 在煤矿应用中，SVC存在以下不足：补偿容量 工程系．研