杨村煤矿动态无功补偿方案的设计与仿真.pdf

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1、·80·煤矿机电2014年第1期杨村煤矿动态无功补偿方案的设计与仿真倪二猛1，刘浩2(1．国投新集能源股份有限公司杨村煤矿，安徽淮南232164；2．中国矿业大学信电学院，江苏徐州221116)摘要：针对杨村煤矿的动态无功补偿需求，分析了该煤矿的供电系统特点、功率因数和谐波现状，计算了无功和谐波补偿容量，对几种常见无功补偿方式的对比分析，确定了由静止无功发生器(STATCOM)和电容器FC相结合的补偿方式。通过Matlab／Simulink进行模拟仿真，验证了该动态无功补偿方案的有效性。关键词：无功补偿；静止无功发

2、生器(STATCOM)；Matlab／Simulink仿真中图分类号：TM714．3文献标识码：B文章编号：1001—0874(2014)01—0080—03DesignandSimulationofDynamicReactivePowerCompensationofYangcunMineNiErmeng1，LiuHao2(1．YangcuncoalmineofStateDevelopment&InvestmentCorp．，Huainan232164，China；2．SchoolofInformationandE

3、lectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：InordertoachievetherequirementsofdynamicreactivepowercompensationofYangcunmine，analyzesthefeaturesofpowersystem，powerfactorsandharmoniccurrent；calculatesthereactivepowercapac

4、ityandharmoniccompensation，andcomparesseveralcommonreactivecompensationmodes．ConfirmsthecompensationmethodthatcombinedwithstaticvargeneratorSTATCOMandcapacitorFC．ThroughtheMatlab／Simulinksimulation，testifiestheeffectivenessofthisdynamicreactivepowercompensatio

5、nmethod．Keywords：reactivepowercompensation；staticvargeneratorSTATCOM；Matlab／Simulinksimulation0引言杨村煤矿设计年产500万t／a，服务年限为57年，矿井110／10kV变电所两侧均采用单母线分段的主接线方式，由两台主变压器同时运行担负矿井负荷，主变压器选用SZll-40000／110型110±8X1．25％／10．5kV、40000kVA有载调压电力变压器。目前，10kV母线上装设了4400kvar自动投切电容器柜无功补

6、偿装置。随着矿井开采线的加深和国家对矿井安全生产标准的提高，井下的各种大功率电力电子设备将投入使用，同时考虑到矿井的主副提升机、通风机、带式输送机的频繁起停和实时调速，以电容器为主的无功补偿方式难以解决矿井供电系统的电能质量问题，供电系统功率因数波动、线路电压失稳以及谐波污染等电能质量问题将影响矿井的正常生产要求。为此，依据杨村煤矿供电系统特点进行动态无功补偿方案设计及其仿真验证，旨在为该类矿井供电系统的电能质量治理提供参考方案。1煤矿无功补偿方式及其特点1．1分组投切电容器补偿方式¨’2。采用断路器手动或自动投切

7、方式，投切时开关触头间会产生电弧，因电容回路的通断过程中会产生较高的操作过电压和冲击电流，触头间易产生电弧燃，对开关及电容器安全运行产生较大的影响，难以满足煤矿防爆要求。该补偿方式无法动态跟踪负载无功变化，不适应煤矿生产装备启停频繁、负荷变化大的特点，并对于负荷变化较频繁，经常会出现母线负荷重时的无功补偿不足，而母线负荷轻时的无功过补现象，又不利于煤矿供电的安全运行。1．2磁阀式可控电抗器MCR补偿方式2014年第1期煤矿机电·81·该装置由补偿电容器和并联可调电抗器组成，通过高阻抗电抗器磁通的调节，使其与并联电容

8、器中多余的容性无功容量平衡。这是自饱和电抗器补偿方式的一种变型产品，由于损耗大，运行成本高，调节速度慢，其补偿范围有一定的限制。1．3静止无功补偿器SVC补偿方式该装置通常由晶闸管控制电抗器、滤波装置及其控制保护单元构成，其功能具有平滑调节无功补偿容量、系统响应速度快，并能综合治理谐波，已普遍应用在煤矿系统、冶炼行业、电力系统和电气化铁道等。但该类SVC只能