[發(fā)明專利]礦用功率補(bǔ)償裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410001896.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103762604A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇成勇;陳定忠;徐龍霞;宋加春;季勇;劉漢順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇中聯(lián)電氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦用功率補(bǔ)償裝置，具體地涉及一種補(bǔ)償性能和隔爆性能得到綜合改善的功率補(bǔ)償裝置

背景技術(shù)

隨著煤炭行業(yè)采掘機(jī)械設(shè)備的總裝機(jī)容量及單臺(tái)裝機(jī)容量的不斷增加以及礦區(qū)周邊變電所的低壓系統(tǒng)處于環(huán)境條件惡劣，供電線路距離比較遠(yuǎn)等原因，造成供電線路損耗大，平均功率因數(shù)都很低，并且采掘機(jī)械設(shè)備的容量不能充分利用，因此，很多礦區(qū)開(kāi)始考慮提高功率因數(shù)以滿足采掘機(jī)械設(shè)備的補(bǔ)償需要?，F(xiàn)有技術(shù)中，采取的方法就是直接在采區(qū)的變電所內(nèi)安裝普通的無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)提高采掘機(jī)械設(shè)備的功率因數(shù)，這種方法雖然可以達(dá)到補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)的目的，但是由于礦區(qū)內(nèi)含有甲烷等爆炸性氣體，當(dāng)普通的無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)工作時(shí)極易引燃爆炸性氣體而發(fā)生爆炸事故，給礦井以及礦井下的作業(yè)人員造成很大的威脅。

因此，由于煤礦電網(wǎng)中的負(fù)荷大部分是感性負(fù)載，在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器可以供給感性電抗消耗的部分無(wú)功功率。并聯(lián)電容器補(bǔ)償簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，靈活方便。但當(dāng)今煤礦中存在著大量無(wú)功功率頻繁變化的設(shè)備，如采煤機(jī)、大型刮板輸送機(jī)、泵站、轉(zhuǎn)載機(jī)等，這些負(fù)荷的特點(diǎn)：功率大，啟動(dòng)頻繁等。這就要求補(bǔ)償裝置能夠根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。而并聯(lián)電容器只能補(bǔ)償固定無(wú)功，容易造成過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)，無(wú)法滿足系統(tǒng)的實(shí)際需要，還有可能和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大。因此，當(dāng)前一般對(duì)電容器分組，利用微機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)功率因數(shù)的變化，對(duì)電容器組進(jìn)行自動(dòng)投切，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功功率的自動(dòng)補(bǔ)償。

目前在煤礦井下低壓電網(wǎng)中使用的無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)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(kāi)關(guān)，它的主要缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度較慢，不可能快速跟蹤負(fù)載無(wú)功功率的變化，而且投切電容器時(shí)常會(huì)引起較嚴(yán)重的沖擊涌流和操作過(guò)電壓，從而造成交流接觸器的接點(diǎn)燒毀或是補(bǔ)償電容器的內(nèi)部擊穿，嚴(yán)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(shù)作為檢測(cè)量和控制目標(biāo)，由于功率因數(shù)取樣方式僅檢測(cè)電網(wǎng)中的電壓與電流的相位差，因此并不能準(zhǔn)確反映電網(wǎng)中負(fù)荷的無(wú)功分量大小，輕載時(shí)容易造成投切震蕩從而影響補(bǔ)償裝置的使用壽命以及電網(wǎng)和用戶設(shè)備的安全運(yùn)行。

與此同時(shí)，煤礦井下低壓電網(wǎng)中的各種變頻調(diào)速裝置、整流器等負(fù)荷容量不斷增長(zhǎng)。大量電力電子功率器件及裝置的應(yīng)用，給礦井帶來(lái)節(jié)能和能量轉(zhuǎn)換的同時(shí)，也給供電網(wǎng)絡(luò)造成了嚴(yán)重的污染，大量的諧波注入礦井電網(wǎng)，造成系統(tǒng)效率變低并對(duì)其他設(shè)備和裝置產(chǎn)生擾動(dòng)，威脅礦井電網(wǎng)的安全運(yùn)行。對(duì)于煤礦低壓電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，由于供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和諧波的次數(shù)已經(jīng)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(dāng)組合而成的無(wú)源濾波器來(lái)抑制諧波。而當(dāng)前的無(wú)源濾波器一般采用以交流接觸器作為投切開(kāi)關(guān)，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(fù)載的變化，當(dāng)產(chǎn)生諧波的負(fù)載切除時(shí)，濾波器不能及時(shí)切除，而且用接觸器投切濾波器時(shí)會(huì)引起較嚴(yán)重的沖擊涌流和操作過(guò)電壓，從而造成交流接觸器的接點(diǎn)燒毀或是濾波電容器的內(nèi)部擊穿，嚴(yán)重影響了裝置自身的使用壽命。

SVG可以提高煤礦電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低輸送線路中的電力損耗，提高線路輸電能力和變壓器的負(fù)載能力，治理諧波，抑制電壓波動(dòng)，從而達(dá)到節(jié)能降耗和改善電能質(zhì)量的效果，可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，在煤礦電網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，近些年來(lái)，SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及諧波綜合治理裝置受到廣泛研究。

CN201120124248公開(kāi)了一種礦用防爆型濾波補(bǔ)償節(jié)能成套裝置，其包括控制器及投切單元，所述投切單元包括三組電容器，每組電容器由三個(gè)電容C呈三角形連接，電容C之間的三個(gè)電連接點(diǎn)與配電系統(tǒng)的三相母線A、B、C之間串接有真空接觸器、電抗器、隔離開(kāi)關(guān)，配電系統(tǒng)三相母線上設(shè)有電流互感器，電抗器與真空接觸器之間的設(shè)有電壓互感器，所述控制器的輸入端分別與電流互感器、電壓互感器電連接，所述真空接觸器的控制端與控制器的輸出端電連接，所述控制器通過(guò)采樣電流互感器與電壓互感器得到電流電壓信號(hào)進(jìn)行處理，并通過(guò)真空接觸器控制三組電容器投切。然而，該裝置對(duì)配電系統(tǒng)電流電壓信號(hào)的采集仍存在滯后，節(jié)能效果欠佳。

CN200920280642公開(kāi)了一種礦用無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其由殼體部分和電氣部分構(gòu)成，電氣部分安裝于殼體部分內(nèi)，電氣部分由隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功功率補(bǔ)償控制器、可編程控制器、真空接觸哭、保護(hù)熔斷器、電容器組、電抗器組、電流互感器、控制變壓器構(gòu)成，其中礦用無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置的殼體采用雙開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，在左前門(mén)及右前門(mén)上分別設(shè)計(jì)有觀察窗，觀察窗后方的門(mén)內(nèi)壁上分別固定連接有參數(shù)顯示器，參數(shù)顯示器的顯示屏位置與觀察窗相對(duì)應(yīng)。上述結(jié)構(gòu)的自動(dòng)補(bǔ)償裝置比傳統(tǒng)設(shè)備可顯示更多的參數(shù)，但是補(bǔ)償靈敏度不高。