[實用新型]礦用隔爆型動態無功補償與諧波治理裝置

無效

• 申請號: 201020134150.9
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN201682288U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 董躍進;劉貴山
• 申請（專利權）人: 山東容力達礦用電器設備有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種煤礦井下供電系統的動態無功補償與諧波治理裝置。

背景技術

目前，煤礦井下低壓供電系統(1140V、660V)中普遍存在兩大問題，一是綜采、綜掘及運輸系統大功率電動機因供電距離遠，壓降大，造成啟動困難，影響企業正常生產；二是無功損耗大，電量浪費相當嚴重，影響企業經濟效益。造成以上問題的主要原因之一是電感性負載產生的無功功率而導致的功率因數降低。煤礦井下低壓供電系統中的功率因數普遍在0.5～0.7之間，使得線路損耗大，終端電壓偏低，端電壓達不到額定值，加之負荷大，形成電動機啟動時十分困難，甚至造成過流，欠壓跳閘事故，同時在線路中消耗了大量的無功電能。

由于煤礦電網中的負荷大部分是感性負載，因此，在電網中安裝并聯電容器可以供給感性電抗消耗的部分無功功率。并聯電容器補償簡單經濟，靈活方便。但當今煤礦中存在著大量無功功率頻繁變化的設備，如采煤機、大型刮板輸送機、泵站、轉載機等，這些負荷的特點：功率大，啟動頻繁等。這就要求補償裝置能夠根據負荷的變化進行動態補償。而并聯電容器只能補償固定無功，容易造成過補或欠補，無法滿足系統的實際需要，還有可能和系統發生并聯諧振，導致諧波放大。因此，當前一般對電容器分組，利用微機進行控制，根據功率因數的變化，對電容器組進行自動投切，以實現對無功功率的自動補償。

目前在煤礦井下低壓電網中使用的無功自動補償裝置主要有以下缺陷：一是以交流接觸器作為電容器的投切開關，它的主要缺點是開關速度較慢，不可能快速跟蹤負載無功功率的變化，而且投切電容器時常會引起較嚴重的沖擊涌流和操作過電壓，從而造成交流接觸器的接點燒毀或是補償電容器的內部擊穿，嚴重影響了裝置自身的使用壽命；二是在控制方式上以功率因數作為檢測量和控制目標，由于功率因數取樣方式僅檢測電網中的電壓與電流的相位差，因此并不能準確反映電網中負荷的無功分量大小，輕載時容易造成投切震蕩從而影響補償裝置的使用壽命以及電網和用戶設備的安全運行。

與此同時，煤礦井下低壓電網中的各種變頻調速裝置、整流器等負荷容量不斷增長。大量電力電子功率器件及裝置的應用，給礦井帶來節能和能量轉換的同時，也給供電網絡造成了嚴重的污染，大量的諧波注入礦井電網，造成系統效率變低并對其他設備和裝置產生擾動，威脅礦井電網的安全運行。對于煤礦低壓電網來說，由于供電系統的結構和諧波的次數已經基本固定，因此一般采用由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的無源濾波器來抑制諧波。而當前的無源濾波器一般采用以交流接觸器作為投切開關，用人工方式固定投入使用，這種方式的主要缺陷是不能快速跟蹤負載的變化，當產生諧波的負載切除時，濾波器不能及時切除，而且用接觸器投切濾波器時會引起較嚴重的沖擊涌流和操作過電壓，從而造成交流接觸器的接點燒毀或是濾波電容器的內部擊穿，嚴重影響了裝置自身的使用壽命。

發明內容

本實用新型的目的是克服上述缺陷并提供一種煤礦井下供電系統使用的隔爆型動態無功補償與諧波治理裝置，其具有測量、計算、存儲記憶、動態補償、過零投切、過壓報警等功能，采用雙向晶閘管來投切電容器及濾波器，對煤礦低壓電網的無功功率及高次諧波實現一體化的補償及治理。

本實用新型的技術方案是：

礦用隔爆型動態無功補償與諧波治理裝置包括一次回路部分及二次控制回路部分。一次回路部分包括隔離開關、熔斷器、電流互感器、雙向晶閘管、電容器組、濾波器組，熔斷器一端通過隔離開關與供電線路連接，另一端通過并聯的雙向晶閘管連接電容器組和濾波器組。

隔離開關：在裝置檢修時將需要檢修的電氣設備與帶電的電網可靠地隔離，以保證檢修工作的安全。

熔斷器：實現短路保護功能。

電流互感器：將供電線路的大電流變換成小電流用于二次回路采樣。

雙向晶閘管：實現電容器及濾波器的無觸點投切。

電容器組：根據總補償容量進行分組，由微機控制投切，以實現對無功功率的自動補償。

濾波器組：是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的無源濾波器來抑制諧波。

二次回路部分是動態無功補償與諧波治理微機控制器，包括主電路、數據采集電路、晶閘管觸發脈沖電路、通信電路、人機接口電路，數據采集電路一端連接一次回路中的電流互感器，另一端連接微機主電路的信號輸入端，微機主電路連接晶閘管觸發脈沖電路、通信電路、人機接口等電路，晶閘管觸發脈沖電路與一次回路中的雙向晶閘管連接。