利用电力电子技术构建新型牵引供电系统

《利用电力电子技术构建新型牵引供电系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、利用电力电子技术构建新型牵引供电系统　　【摘要】由于当前牵引供电系统结构的特殊性，存在着谐波、无功、负序、通信干扰、“过电分相”等问题一直倍受人们的关注。本文分析了目前煤矿供电保护中存在的一些问题，对解决问题的各种办法进行了探讨，并指出了低压配网保护中各段线路保护的优化改进措施，在理论上和实际上都具有重要的意义。【关键词】电力电子技术；牵引供电系统；电力节能；煤矿供电系统1前言煤矿供电系统是整个煤矿业生产的动力来源，它的优劣直接影响到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性，尤其是随着煤矿井下采掘机械化

2、程度的提高，生产工作方面的不断向前延伸，给煤矿安全供电带来许多不利影响。因为构成煤矿供电系统只要出一点故障，整个系统就会终止运行。因此，为了确保安全和正常的生产，合理优化煤矿供电系统是十分重要的。2电力电子技术在煤矿上的应用2.1机电一体化6煤矿运输设备的机电一体化进程也十分迅速，近几年来，引进的电液控制软启动在带式输送机上的应用达到很高水平，它结合计算机与液压技术，不仅具有良好的启动、停车、调速和功率平衡等功能，而且能监测设备各部分的工况，对不正常状态进行保护，显示故障类型。矿井提升机是煤矿实现机

3、电一体化水平最高的大型设备，全数字化交、直流提升机，尤其是内装式提升机从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，机械结构大大简化。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，以其性能先进、操作简便、准确可靠成为煤矿提升机的首选机型。2.2电力电子技术与煤炭企业电力节能机电调速及拖动的应用矿井的电机耗能大户，并集中在提升机、通风机、主排水泵、压缩机以及采煤等几个大型电机上，耗能比较集中，这为电力电子提供了方便。矿用刮板输送机和带式输送机是煤矿生产的重要设

4、备之一，这些设备启动频繁，负荷变化大，目前使用的启动项设备大多数采用普通磁力启动器配液压联轴器，启动效果不很理想，同时也无法达到节能效果。现在国内企业通过与国外技术合作，通过先进的电力电子技术达到节能的目的。3采用电力电子技术构建的新型牵引供电系统3.1新型牵引供电系统的结构解决现有牵引供电系统存在的问题的方法主要有2种：一种是采用无源对称补偿技术6；另一种是采用电力电子技术。后者可以得到较好的动态平衡与补偿效果。其中，SS1一SS3为同相牵引变电所，它主要由牵引主变压器和平衡变换装置构成，其作用是

5、：（1）变压；（2）平衡变换；（3）补偿负载无功和谐波。变压的任务主要由牵引主变压器完成，平衡变换与滤除谐波、补偿无功的任务主要由平衡变换装置完成，平衡变换装置的核心部分可以由三相三桥臂变流器、三相四桥臂变流器或两“背对背”单相变流器等构成。平衡变换、滤除谐波和补偿无功的原理与有源滤波器滤除谐波、补偿无功的原理是一样的，也就是通过实时检测负载中的谐波、无功电流和相不平衡电流，生成包括谐波、无功和不平衡电流的综合补偿电流参考量，根据综合补偿电流参考量控制有源滤波器输出综合补偿电流，以补偿负载的谐波、无

6、功并实现相平衡。平衡变换装置与有源滤波器本质上是一样的，通常的有源滤波器主要是用于抑制谐波和补偿无功，而同相供电系统的平衡变换装置还有一重要功能是实现平衡变换。3.2同相供电对称补偿技术应用同相供电对称补偿技术应用是在同相供电的理论基础上，通过负序电流、功率因数补偿的技术性能分析，论述了对称补偿实现的技术关键，并给出了最佳对称补偿的实现模式及其有益的分析结论。3.3两单相变流器变电所结构6通过对平衡变换装置适当控制，可以实现单相平衡变换，并能滤除谐波、补偿无功，解决现有牵引供电系统所存在的问题。除此

7、之外其主要特点是：单相变流器的桥臂电流总是均衡的。3.4三相三桥臂变流器变电所对于平衡变换装置适当控制，能实现三相平衡变换并能滤除谐波、补偿无功，解决现有牵引供电系统所存在的问题，其主要特点是变压器造价低，系统投资少，维护方便；当平衡变换装置出故障时，不影响正常供电，但系统将失去平衡能力；当系统仅补偿负序电流时，三相桥臂电流是均衡的；而当需要补偿无功和谐波电流时，三相桥臂电流不均衡，这时平衡变换装置的容量无法得到充分利用。3.5基于三相四桥臂变流器的结构构建通过对平衡变换装置适当控制，能够使各变电所

8、输出同相位的电压，取消分相绝缘器，实现同相供电，并能达到三相完全平衡，同时滤除谐波和无功。该方案的特点是：变电所仅需要一台工作变压器和一台平衡变换装置，接线简单，投资少，维护方便；平衡变换装置的容量不会因为主变压器数量减少而增加；不需要自耦变压器，也不用特制变压器；当平衡变换装置的故障时，系统变为无通信防护能力的简单直供方式，但仍能继续供电。3.6低压供电系统继电保护系统的构建6在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，在煤矿供电