10KV静止型动态无功补偿装置(SVG+FC)在矿井供电系统中的运用

1、精品文档（可编辑） 值得下载10KV静止型动态无功补偿装置（SVG+FC）在矿井供电系统中的运用【摘要】本文针对大功率设备及电力电子装置在矿井中 的越来越频繁造成无功冲击大和产生谐波的现状，提出了基 于静止型动态无功补偿装置的安装方案。介绍了基本工作原 理并结合工程实例分析了充分验证了其经济合理性，达到了 预期的效果。【关键词】动态无功补偿；原理；矿井供电；应用1、概述近年来，随着当代电力电子技术的发展，大量的电力 电子装置在矿井提升机、绞车等这些煤矿供电系统中的主要 用电负荷中得以使用，这些装置构成了整流电路、逆变电路 直流斩波电路等。在这些装置运行的过程中，产生了大量的 谐波，对供电系统的

2、电能质量造成了危害。传通的无功补偿 及谐波治理设备由于响应速度慢，大容量电容器组频繁投 切，且与产生谐波的设备不能同步，不能起到滤波作用，造 成整个供电系统的电压不稳定和功率因数忽高忽低，并且严 重影响电容器组本身的使用寿命。且对高压交流接触器、变 频设备、电子元件等使用寿命也构成严重危害，针对这种现 象有必要对现有供电系统进行合理化改进。2、传统供电系统存在的问题一般电力系统用户负荷吸收有功功率PL和无功功率QL。电源提供有功功率PS和无功功率QS (可能为感性无 功，也可能是容性无功)，忽略变压器和线路损耗，则有 PS=PL，QS=QLO没有足够无功补偿的电网存在以下几个问题:(1)电网从

3、远端传送无功；(2)负荷的无功冲击影 响本地电网和上级电网的供电质量；( 3)负荷的不平衡与谐 波也会影响电网的电能质量；因此，供电系统一般都要求对用电负荷进行必要的无 功、不平衡与谐波补偿，以提高电力系统的带载能力，净化 电网，改善电网电能质量。3、解决方案3.1SVG用于补偿无功SVG是目前较为先进的无功补偿技术，其基于电压源 型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再 采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器 件的高频开关实现无功能量的变换。假设负荷消耗感性无功(一般工业用户都是如此)QL, 此时控制SVG使其产生容性无功功率，并取QSVG=QL，这样 在负荷波动过

4、程中，就可以保证：QS=QSVG-QL=0o如果对电网等比较复杂的补偿对象而言，当需要向电 网提供感性无功时，可以通过对SVG的控制，使其产生感性 无功功率，并取QSVG二QC,这样在负荷波动过程中，仍然可 以保证：QS=QSVG-QC=0o此外，SVG在补偿系统无功功率达同时，几乎不产生 谐波。更重要的是，SVG还可以对系统的谐波、不平衡等电 能质量问题进行多功能综合补偿，实现有源滤波（APF）的 功能。3.2SVG基本原理SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器 并联在电网上。电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个 部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。工作 中，通过调

5、节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆 变到交流的电压的幅值、频率和相位，因此，整个装置相当 于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发 出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持 系统实时高功率因数运行。4、静止型动态无功补偿装置（SVG+FC）在矿井中应 用实例4. 1方案设计神火集团泉店矿35KV变电站位于河南省许昌市西20 公里。变电站现有SZ11-16000/35/10有载调压变压器2台, 运行方式为分段并列运行。矿内主要用电负荷为：主井提升 机2500kW （直流）、副井提升机llOOkW （直流）、通风风机（2*630kW）。其中，主要谐波设备为主、副井

6、提升机，频繁 启动。4.2技术优势SVG可以根据负载特点和工况，自动调节其输出的无 功功率的大小和性质（容性或者感性）。因此，从本质上讲， SVG可以等效为大小可以连续调节的电容或电抗器。SVG较 传统的无功补偿装置有如下优势：（1）响应速度更快：SVG响应时间：5ms。传统静补 装置响应时间：210ms。（2）电压闪变抑制能力更强：SVG 对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。（3）运行范围 更宽。（4）补偿功能多样化：SVG不仅具有快速补偿系统无 功功率的目的，还能够根据用户实际需要，对负荷谐波电流、 负序电流等电能质量问题进行综合补偿。（5）谐波含量极低： SVG采用了 PWM技术、三电平技术和多重化技术，不仅自身 产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补 偿，实现有源滤波的功能。（6）占地面积小：由于无需高压 大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG的占地面积通常 只有相同容量SVC的50%。5、静止型动态无功补偿装置（SVG+FC）投用后产生 的效益6、结束语SVG是当今无功补偿领域新技术的代表，通过对静止 型动态无功补偿装置（SVG+FC）在矿井中的应用的情况可看 出，SVG+FC不仅能有效的提高电网的功率因和治理谐波，同 时具有极高的可靠性。有效的提高了用户负载的运行效率， 给用户带来明显的经济效益。作者