專利名稱：礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)功率補(bǔ)償裝置，特別涉及一種礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，各種大型用電設(shè)備的啟停對電網(wǎng)影響，降低電壓的穩(wěn)定性，而另一方面又對供電質(zhì)量提出更高要求，如各種復(fù)雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備的不斷投入使用。這就造成了電能質(zhì)量的下降與用電設(shè)備的電氣性能要求提高之間要求的矛盾越來越突出，這一問題正在受到人們的廣泛關(guān)注。礦井電網(wǎng)電壓波動幅度很大，影響電氣設(shè)備的壽命和處理，導(dǎo)致很多電氣設(shè)備無法正常工作。煤礦井下電網(wǎng)電壓的大幅度波動或出現(xiàn)“閃變”主要是由于動力負(fù)載啟動過程的無功需求導(dǎo)致的，尤其是大功率電動機(jī)的全壓自啟動，因此，改善礦井電壓穩(wěn)定性、安全性需要通過快速、動態(tài)調(diào)節(jié)無功容量來完成。煤礦井下主要負(fù)載是異步電動機(jī)，站井下負(fù)載的80%以上。由于工藝要求以及設(shè)計(jì)安全性考慮，電動機(jī)大都處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，功率因數(shù)很低，能源浪費(fèi)極大?，F(xiàn)代化礦井由于工藝和技術(shù)的要求，井下大量采用非線性負(fù)載，如變頻器的大量使用等，使得井下電網(wǎng)諧波含量越來越嚴(yán)重。個(gè)別礦井由于諧波的存在已影響到煤礦安全自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，使得井下安全監(jiān)測系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重地影響到了煤礦的安全問題。開關(guān)投切電容器類無功補(bǔ)償裝置，電容投切對電容器自身和系統(tǒng)的危害都相當(dāng)大，設(shè)備壽命短，安全性、可靠性差，補(bǔ)償容量無法根據(jù)系統(tǒng)需求動態(tài)調(diào)整，同時(shí)電容器對諧波有放大的作用。晶閘管投切電容器(TSC)類無功補(bǔ)償裝置，改善了投切過程中動態(tài)擾動特性，同時(shí)可以分組投切電容器，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償容量的有級調(diào)整。除開TSC電容器自身對諧波有放大作用外，晶閘管的開關(guān)過程也要產(chǎn)生諧波。直接通過電容器提供無功補(bǔ)償容量的設(shè)備屬于阻抗負(fù)載，外部電壓高，提供的補(bǔ)償容量就大；外部電壓低，提供的補(bǔ)償容量就低，與系統(tǒng)的需求正好相反，甚至可能惡化電網(wǎng)的電壓特性。因此需要一種能使礦用電網(wǎng)穩(wěn)定以及通過動態(tài)功率來補(bǔ)償?shù)闹卫硌b置。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使礦用電網(wǎng)穩(wěn)定以及通過動態(tài)功率來補(bǔ)償?shù)闹卫硌b置。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，包括接觸器、第一 CT取能器、第二 CT取能器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動板、控制板和信號板；所述IGBT換流器依次通過電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號并將其輸入到控制板中；所述第二 CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動IGBT換流器的信號，所述控制板與驅(qū)動板電連接，所述驅(qū)動板，用于根據(jù)控制板輸入的信號來驅(qū)動IGBT換流器。進(jìn)一步，還包括用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號的信號板，所述信號版連接在所述第一 CT取能器和控制板之間。進(jìn)一步，還包括電源板，所述電源板與驅(qū)動板連接。進(jìn)一步，還包括限流電阻，所述限流電阻并接于接觸器的兩端。進(jìn)一步，還包括熔斷器，所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。進(jìn)一步，還包括開關(guān)，所述開關(guān)串接于電網(wǎng)母線和熔斷器之間。進(jìn)一步，所述IGBT換流器為鏈?zhǔn)綋Q流器。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型采用SVG(Static Var Generator靜止無功發(fā)生器)裝置，可以快速、無極提供礦井所需的容性無功功率，使得SVG裝置對井下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率補(bǔ)償?shù)姆从硶r(shí)間在4ms以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無功功率的實(shí)時(shí)、最優(yōu)補(bǔ)償；采用瞬時(shí)值檢測算法，將礦井電網(wǎng)的諧波電流視作無功分量一并補(bǔ)償?shù)?，達(dá)到諧波治理的目的；當(dāng)SVG動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置的容量和安裝點(diǎn)的無功需求較為匹配時(shí)，利用SVG補(bǔ)償裝置的超快速無功補(bǔ)償容量反映能力，使得大容量電動機(jī)啟動時(shí)引起的電壓波動不會傳遞到上一級，引起的同母線電壓波動范圍大為減小，對改善礦井電網(wǎng)的電壓安全效果極為明顯。本實(shí)用新型提出的利用SVG的無功功率無極調(diào)節(jié)能力和超快速反映能力平抑礦井電網(wǎng)的電壓安全問題，對提高井下電氣設(shè)備的壽命，改善煤礦井下的安全、可靠供電具有很重要的理論和實(shí)際意義。本裝置還能動態(tài)、無極提供5、7、11、13次諧波功率，而這些諧波容量是整流電力設(shè)備所需的，形成對變頻器類設(shè)備諧波污染的理想補(bǔ)償效果。本裝置采用鏈?zhǔn)綋Q流器結(jié)構(gòu)，無連接變壓器，減小了占地面積，降低了裝置成本，提高了裝置效率。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置。圖中，接觸器-1、第一 CT取能器-2、第二 CT取能器-3、電抗器_4、IGBT換流器-5、驅(qū)動板_6、控制板_7、信號板_8、直流電容器-9、電源板-10、限流電阻-11、熔斷器-12、開關(guān) _13。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖1為礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，如圖所示本實(shí)用新型提供的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，包括接觸器1、第一 CT取能器2、第二CT取能器3、電抗器4、IGBT換流器5、驅(qū)動板6、控制板7、信號板8、直流電容器9、電源板10、限流電阻11、熔斷器12和開關(guān)13 ;所述IGBT換流器依次通過電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號并將其輸入到控制板中；所述第二 CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動IGBT換流器的信號，所述控制板與驅(qū)動板電連接，所述驅(qū)動板，用于根據(jù)控制板輸入的信號來驅(qū)動IGBT換流器。所述信號板用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號，所述信號版連接在所述第一 CT取能器和控制板之間。所述電源板與驅(qū)動板連接。所述限流電阻并接于接觸器的兩端。所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。所述開關(guān)串接于電網(wǎng)母線和熔斷器之間。所述IGBT換流器為鏈?zhǔn)綋Q流器。所述直流電容器并接在IGBT換流器上。本實(shí)用新型提供的裝置，采用檢測母線電壓，對井下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率補(bǔ)償?shù)姆从硶r(shí)間在4ms以內(nèi)，對改善礦井電網(wǎng)的電壓安全效果。利用SVG的無功功率無極調(diào)節(jié)能力和超快速反映能力平抑礦井電網(wǎng)的電壓安全問題，對提高井下電氣設(shè)備的壽命，改善煤礦井下的安全、可靠供電具有很重要的理論和實(shí)際意義。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:包括接觸器、第一CT取能器、第二 CT取能器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動板、控制板和信號板；所述IGBT換流器依次通過電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號并將其輸入到控制板中；所述第二 CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動IGBT換流器的信號，所述控制板與驅(qū)動板電連接，所述驅(qū)動板，用于根據(jù)控制板輸入的信號來驅(qū)動IGBT換流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:還包括用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號的信號板，所述信號版連接在所述第一CT取能器和控制板之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:還包括電源板，所述電源板與驅(qū)動板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:還包括限流電阻，所述限流電阻并接于接觸器的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:還包括熔斷器，所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:還包括開關(guān)，所述開關(guān)串接于電網(wǎng)母線和熔斷器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于:所述IGBT換流器為鏈?zhǔn)綋Q流`器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種礦用隔爆型無極動態(tài)功率補(bǔ)償及諧波治理裝置，包括接觸器、第一CT取能器、第二CT取能器、PT電壓傳感器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動板、控制板和信號板；IGBT換流器依次通過電抗器和接觸器連接在母線上，本裝置提供礦井所需的容性無功功率，使得SVG裝置對井下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率補(bǔ)償?shù)姆从硶r(shí)間在4ms以內(nèi)，當(dāng)SVG動態(tài)功率補(bǔ)償裝置的容量和安裝點(diǎn)的無功需求較為匹配時(shí)，達(dá)到最優(yōu)的無功功率補(bǔ)償效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。同時(shí)利用SVG動態(tài)功率補(bǔ)償裝置的超快速無功補(bǔ)償容量反映能力，大容量電動機(jī)啟動時(shí)引起的電壓波動不會傳遞到上一級，引起的同母線電壓波動范圍大為減小，對改善礦井電網(wǎng)的電壓安全效果極為明顯。
文檔編號H02J3/01GK202917989SQ20122067027
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者周大敏, 安文斗, 吳成斌, 吳成良, 劉平, 王開云, 任長杰 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院, 四川川煤華榮能源股份有限公司