芦岭煤矿35kV供电系统电能质量测试评估

1、芦岭煤矿35kV供电系统电能质量测试评估张增然(淮北矿业(集团公司芦岭煤矿,安徽宿州234113摘要:针对芦岭煤矿供配电系统的复杂现状,应用电能质量测试技术对其进行全面、系统的电能质量测试。主要分析供配电系统存在的问题,评估配电系统及相关电气设备节能潜力,制定相关治理对策,保证了矿山供电系统的安全可靠、优质高效供电。关键词:电能质量;测试;评估中图分类号:TM732文献标识码:B文章编号:10010874(201106006903Power Quality Testing and Evaluation of35kVPower Supply System at Luling Coal MineZ

2、HANG Zeng-ran(Luling Coal Mine,Huaibei Mining(GroupCo,Ltd,Suzhou234113,ChinaAbstract:According to the complex power supply and distribution system status at Luling coal mine,applies power quality testing technology to test the power quality comprehensively and systematicallyThe existing problem of p

3、ower system is mainly analyzedThe power distribution system and relevant electrical equipment energy-saving potential ability are evaluatedThe related control measures ensure safe,reliable,quality and efficient power supply of coal mine power systemKeywords:power quality;testing;evaluation1问题的提出芦岭煤矿

4、现有3个35kV变电所和2个电厂,用电负荷平均为12000 16000kW,其最高负荷为19000kW,最低负荷为9000kW,负荷波动较大。最大负载为主井提升电动机(2100kW,启动时最大功率达3900kW,对整个供电系统,尤其是对工广变电所6kV母线电压影响最大;发电厂正常功率在10000 12000kW,其母线电压场处于35 37 kV波动。为完成功率因数考核指标,3个变电所分别安装了一定容量的固定补偿电容器,致使变电所6kV母线电压较高达64 66kV,各主变压器分接开关只能处于中低档位置运行,若调整变压器分接开关档位,在电压较低期间,井下开关欠压保护经常动作,影响安全生产。现矿井主

5、、副井提升机,电气机车,通风机等大量使用了各种整流器,交直流换流装置及电子电压调整设备等,导致高次谐波污染,造成配电网电气元件及设备频繁出现故障,甚至损坏,影响了电网安全可靠优质高效地运行。同时芦岭煤矿供配电系统的供电线路又比较长,易使沿线电压分布不等,末端电压高。总之,这种供配电的复杂现状,导致了供电电网电压波形畸变,电网电压发生波动,无功冲击过大,有功损耗增加等许多电能质量问题。为了解芦岭煤矿35kV供电系统的整体电能质量状况,进一步获得芦岭煤矿供配电系统电能质量的数据,为下一步对芦岭煤矿供配电系统电能质量治理提供数据、技术及理论依据,提出以57#线路为例,具体测试评估内容主要为:1短路容

6、量计算。2电能质量指标限值计算。3母线电压、线路电流在较大工况下的典型波形和频谱。4功率及电能质量参数在较大工况时的变化趋势分析及统计报表。5从电能质量、安全运行和经济运行三个方面·96·2011年第6期煤矿机电对配电系统进行综合评估。6建立芦岭煤矿供配电网系统仿真模型,构建安全可靠、优质高效的芦岭煤矿供配电网提供整体解决方案。2电能质量主要测试内容21芦岭煤矿35kV供电系统测试接线图如图1所示 。表1主要供配电变压器(线路负载功率一览表供电线路或变电站S C/MVA U N/kV P/MW Q/Mvar S/MVAT/%cosP/MWQ/Mvar 57#线路633553

7、0185561/094902530煤泥电厂6335834390921/091441835西部井1#主变压器31535/630230630672127035088104西部井2#主变压器31535/631240341294095096128128工人村1#主变压器6335/631500271532429098168086工人村2#主变压器6335/632160652253571096110112工广1#主变压器12535/633830313843072100722922工广2#主变压器12535/632652833883104068485629注:S C:变压器容量;U N:变压器一、二次侧线电

8、压;P:负载平均有功功率;Q:负载平均无功功率;S:负载平均视在功率;T:变压器平均负载率;cos:变压器负载平均功率因数;P:有功冲击;Q:无功冲击。表2主要供电母线电能质量参数一览表变电站供电母线S SC/MVAmax mine u/%+aveTHD u/%h/HRU h/%u/%P std u max/%d u/h14%3%2%125%六里变57#线路煤泥电厂35kV供电线路2U1101007011289647195325243/5090690440871112西部井35kV进线2U111907010098079851313/08704403500000工人村35kV进线2U112110

9、808537639969714923/46406104001111工广35kV进线2U113100709965069025673/5610440390注:S SC:短路容量;e u:电压偏差;THD u:电压总谐波畸变率95%概率大值;HRU h:h次谐波电压含有率的95%概率大值;u:三相电压不平衡度的95%概率大值;P st:短时电压闪变的95%概率大值;d u max:最大电压下降;d u:电压变动;r:电压变动频度中对于220kV和110kV高压系统的变动阈值为3%、25%、15%、1%,对于其他中低压系统变动阈值为4%、3%、2%、125%。表3主要供电线路电流、谐波电流和负序电流一

10、览表变电站供电线路I1/Amax min aveI H/A I h/A I2/A P/MW Q/Mvar S/MVA cosP/MWQ/Mvar工人村2I01017620281893994633/3701512530185561094902530 2I011217779497151562893/2329558343909210914589352I1114409169725253415/311118151032154098171184西部井2I112159150511572535/211059023063067034088104 2I1133705115020311115/09908512403

11、4129096128128工人村2I11444211374254432547/594194150027153098168086 2I1154739271336641777/152098216065225096110112 2I116258563014111933895/32962164825269509311101116工广2I11717476255665752975/260292383031384100722922 2I11812542137361921685/106332265283388068485629注:I H:电流总谐波含量95%概率大值;I h:h次谐波电流含量95%概率大值;I1:基波电流有效值;I2:基波负序电流95%概率大值;P:负载平均有功功率;Q:负载平均无功功率;S:负载平均视在功率;cos:变压器负载平均功率因数;P:有功冲击;Q:无功冲击。器功率因数较低(西部井变电所1#变压器、工广变电所2#变压器,将就近进行无功补偿。2对于供电线路过长,使各段供电母线基波电压均偏高的情况,可通过加大供电线路线径,不但可降低供电电压,减小系统无功,而且减少线路损耗。同时在矿井入口处进行无功补偿,比如无功补偿量高于井下平均无功的5%,则估计工人村变电所、西部井变电所供电电压