svc在矿井提升机系统中的应用

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1、黑龙江科技大学题目：SVC在矿井提升机系统中的应用专业：电气工程及其自动化班级：11-8B学号：22姓名：靳孟成绩:SVC在矿井提升机系统中的应用1引言随着电力电子技术的发展，各种变流变频装置已广泛用于工业及民用领域。矿业系统屮煤矿提升机普遍的采用晶闸管供电的直流拖动，称为提升机晶闸管电控系统（SCR-D）。晶闸管电控系统具有调速平稳准确、效率高、容易维护、可引入计算机监控等优点，目前国内大功率的矿井提升机大部分采用这种系统。由于晶闸管变流器采用相控方式调节电压或电流，产生大量谐波电流，导致供电电网电压波形畸变，对电网产生一些不良影响。SCR-D系统在整个运行期间功率因数偏低（一般在0・

2、02~0・8之间），同时起动无功冲击大，引起电网电压发生波动，尤其对于矿井提升机这类短时重复工作制的负荷，电压波动问题更突出。综上所述，SCR-D系统对电网的不利影响主要表现在：产生谐波电流、平均功率因数低、起动无功冲击大等方面。我国《煤炭工业矿井设计规范》第16.1.13条规定：“电网中接有非线性用电设备的矿井，应采取措施将谐波电流危害限制在允许的范围内。设计滤波电路时，宜结合无功补偿及控制因大容量谐波源所引起的电压闪变等因素确定。”1.1谐波电流问题晶闸管在对电流进行相切控制时，止弦电流的一部分进入负载，转化为功率，另一部分能量返回电网，其频率为电网频率的整数倍。这部分电流称为谐波电

3、流。因此，我们可将晶闸管变流器看作谐波电流源，整个电网作为它的负载。同样，谐波电流会在电网阻抗上产生同频率的谐波电压，并迭加在屯网正弦屯压上，使电网电压发生畸变，畸变后的电压会使屯气设备的正常工作带来危害。因为电气设备均按正弦电压设计制造，当电压有畸变时，将会使设备发热，力矩不稳，甚至损坏。为了保证所有电气设备的正常工作,各工业国家都对谐波问题开展了深入的研究工作，并制定出了相应的规程标准。我国于1993年颁布了《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549—93)国家标准，规定了电网谐波的允许值。1.2功率因数问题晶闸管装置基本上相当于一个感性负载，随着控制角的改变，其功率因数也会发生变

4、化。即使晶闸管装置输出接的是纯电阻，也具有感性特征。晶闸管电路的功率因数通常较低，需要进行无功补偿。用于煤矿提升机的SCR-D系统根据工作状态，其自然功率因数在0.02-0.8之间变化，即起动阶段功率因数很低，等速段功率因数相对较高。1.3冲击电压降问题大型负载起动时，需较多的无功功率，如电网容量较小，则会发生电压降落。周期性重复起动，会造成电压波动，甚至出现“闪变S电网电压的稳定性是衡量电网电压质量的一个重要条件，而电压波动的允许值是与其出现的频度有关，我国于2000年颁布了《电能质量电压允许波动和闪变》(GB12326—2000）国家标准。对于矿井提升机这类负载，电压波动一般不大于5

5、%。2SH-SVC目前上比较常用的动态补偿方式有晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）以及这两种方式的组合（TCR-f-TSC）o根据某矿井提升机的工作特性及电网参数，SH-SVC设计采用TCR+FC方式，即晶闸管控制电抗器并兼补偿滤波回路，其主要特点有：＞可对无功功率进行无级调节，保持电网电压稳定；＞反应速度快，跟随时间约为10ms（半个交流周期）；＞采用光电触发，抗干扰性强；＞操作简便，维护费用低。2.1工作原理SVC如下单线图接入系统中，电容器组提供固定的容性无功2,晶闸管控制相控电抗器提供可调的感性无功。心，0为负荷产生的无功功率，如果能做到系统无功0=2-0+（

6、2心=常数（或0）,则能实现电网功率因数二常数，电网电圧几乎不波动。SVC控制系统采集母线的电压和电流值，计算得到合适的晶闸管触发角去触发晶闸管阀，实现对流过相控电抗器的电流的调节。SVC单线系统国对于不对称负荷，可以利用Steinmets理论实现分相调节，消除系统负序电流，平衡三相电流。2.2系统结构和功能描述SH-SVC系统整体如上图所示；其中的一次设备主要由TCR支路和固定滤波器FC支路组成。TCR支路由相控电抗器、晶闸管阀组、穿墙套管、避雷器、刀闸、断路器、电流互感器等主要一次元件组成。TCR采用三角形接线，其中每相电抗器分成上下两个，分别位于阀组两侧，这样设计可以减小相控电抗器

7、短路时的短路屯流。改变阀串屮晶闸管的触发角就可以改变流过和控电抗器的电流,实现对系统无功的平滑和快速调节。滤波支路主耍由电力电容器、串联电抗器、避雷器、刀闸、电流互感器、断路器等一次元件组成。其中串联电抗器与电容器串联谐振丁•特定频率，对特定谐波呈现低阻抗来实现滤波功能。同时支路对50Hz工频呈现容性，为系统提供容性无功。具体的FC支路数和连接方式取决于实际工程。SVC的就地控制部分主要包含主控制柜和综合保护柜。主控制柜包括PLC就