煤矿电网电能质量改善技术研究.pptx

煤矿电网电能质量改善技术研究汇报人：孔庆泽目录1 引言2煤矿电能质量存在的主要问题本文目录结构3 煤矿电能质量解决方案及对比4 煤矿电能质量改善方案研究5 总结 引言The main electrical equipment 固定设备，采掘设备，运输设备等。 固定设备由主扇风机、空气压缩机、主抽水泵等组成。 井下采掘设备主要有：采煤机、刮板运输机、采区水泵液压泵站等设备。 运输设备由矿车、电机车皮带运输机设备。1引言主要用电设备煤矿电网Mining area power supply characteristics 煤矿生产对供电的可靠性要求提高。突然停电会造成重大人员伤亡和较大经济损失等负荷。 一级负荷主要有：通风机、主抽水泵等。 二级负荷主要有：主井绞车、空气压缩机、采取变电所等。 由于爆炸产生的特殊性，矿井区要双电源供电，当任一电路发生故障、停止供电时，另一回路应负担矿井全部负荷。年产60，000吨一下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源。1引言矿区供电特点煤矿电网1引言随着建设高产高效现代化矿井目标的实施，煤矿自动化及信息化程度不断提高，电力电子设备已经广泛应用于煤矿生产的各个环节，大型煤矿机械装备应用也越来越广泛。一方面煤矿大功率、非线性设备导致电网电能质量降低，另一方面煤矿各种检测控制设备对电能质量的要求越来越高，由此产生的矛盾越来越引起人们对煤矿电能质量问题的重视。煤矿电能质量存在的主要问题问题事故问题2煤矿电能质量存在的主要问题2.1电压偏差大2.2 电压波动和闪变2.3 谐波含量高2.4 功率因数低2.1电压偏差大电压偏差是指供电系统各处的电压偏离其额定值的百分比。当线路传输功率时，电流将在线路阻抗上产生电压损耗。煤矿开采负荷在综采工作面相对集中，供电距离随着采区开拓范围的不断扩大而增加，加大了线路电压损耗，从而造成电压偏差过大，影响煤矿的正常生产。煤矿主要通过降低线路阻抗，提高电压等级，选用无功补偿三种方式解决电压偏差问题。2.2 电压波动和闪变电压波动和闪变，大功率用电设备的启停，造成公共连接点处电压在短时间内急剧变动，且偏离标称电压值，严重时可能导致同一电磁环境下的其他设备不能正常工作。电压波动引起白炽灯的闪烁叫做闪变，人们通常以白炽灯的工况来衡量电压波动值是否能够被接受。随着煤矿自动化程度的不断提高，单机功率大、启动频繁的设备所造成的电压波动，对煤矿供电系统造成的影响已不可忽视。2.3 谐波含量高电网谐波，随着电力电子装置在煤矿的普遍应用，煤矿的电网谐波污染问题越来越引起人们的重视。为直流提升机供电的晶闸管变流装置以及各种变频器、逆变电源是煤矿电网中最主要的谐波源。此外，电机车、机修厂的电弧炉等也是造成煤矿电网电能质量下降的因素之一。2.4 功率因数低煤矿井下电网的功率因数通常较低。受困与井下恶劣的工作环境，地面无功补偿装置不能简单的移植到井下。另一方面随着井下用电设备电压等级的提高，对各种无功补偿装置的防爆，绝缘等电气性能又提出了更高的要求。井下的无功功率补偿装置仅近两三年才得以应用，且推广有限。煤矿电能质量解决方案及对比3 煤矿电能质量解决方案及对比3. 1 并联电容器无功补偿3. 2 静止动态无功补偿装置( SVC)3. 3 其他补偿方式介绍3. 1 并联电容器无功补偿并联电容器是最简单，也是应用最普遍的无功补偿方式。具有造价低廉，设备稳定性好，维护方便、故障范围小、无振动与噪音、安装地点灵活等优点。其原理是利用电容器产生的无功功率与电感负载的无功相互交换，从而减少负载对电网的无功需求，进而提高负荷的功率因数。并联电容器在矿山地面变电所广泛应用，低压无功自动补偿装置近年也在井下得到一定应用，实现对矿用机械设备的就地无功补偿，效果明显。3. 1 并联电容器无功补偿目前井下应用的无功自动补偿装置，电压等级多为660V 和1140V。随着煤矿机械化程度的提高，出现了3. 3kV 和6kV 电压等级的大功率采煤机械，现有的无功补偿方式已不能满足其无功补偿的要求，急需开发新的高压隔爆自动无功补偿装置。3. 2 静止动态无功补偿装置( SVC)静止无功补偿器主要有晶闸管投切电容器、晶闸管控制电抗器和磁控电抗器( MCR) 等三种类型。这里主要介绍晶闸管控制电抗器( TCR) 。TCR 通常和电容器并联使用。通过调节晶闸管的导通角度改变电抗器电流大小，从而实现对系统的动态无功补偿。晶闸管控制电抗器系统原理如图1 所示。3. 2 静止动态无功补偿装置( SVC)图1 晶闸管控制电抗器系统3. 2 静止动态无功补偿装置( SVC)静止无功补偿器是一种性能优越的动态无功补偿装置，由电容器组、饱和电抗器、可控硅励磁调节器等组成。其具有动态补偿反应迅速、损耗小等优点，缺点是，投资较大、设备体积大。静止无功补偿装置可以