专利名称：矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电网功率补偿装置，特别涉及一种矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置。
背景技术：
随着我国经济建设的高速发展，各种大型用电设备的启停对电网影响，降低电压的稳定性，而另一方面又对供电质量提出更高要求，如各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备的不断投入使用。这就造成了电能质量的下降与用电设备的电气性能要求提高之间要求的矛盾越来越突出，这一问题正在受到人们的广泛关注。矿井电网电压波动幅度很大，影响电气设备的寿命和处理，导致很多电气设备无法正常工作。煤矿井下电网电压的大幅度波动或出现“闪变”主要是由于动力负载启动过程的无功需求导致的，尤其是大功率电动机的全压自启动，因此，改善矿井电压稳定性、安全性需要通过快速、动态调节无功容量来完成。煤矿井下主要负载是异步电动机，站井下负载的80%以上。由于工艺要求以及设计安全性考虑，电动机大都处于轻载运行状态，功率因数很低，能源浪费极大。现代化矿井由于工艺和技术的要求，井下大量采用非线性负载，如变频器的大量使用等，使得井下电网谐波含量越来越严重。个别矿井由于谐波的存在已影响到煤矿安全自动化系统的运行，使得井下安全监测系统无法正常运行，严重地影响到了煤矿的安全问题。开关投切电容器类无功补偿装置，电容投切对电容器自身和系统的危害都相当大，设备寿命短，安全性、可靠性差，补偿容量无法根据系统需求动态调整，同时电容器对谐波有放大的作用。晶闸管投切电容器(TSC)类无功补偿装置，改善了投切过程中动态扰动特性，同时可以分组投切电容器，实现补偿容量的有级调整。除开TSC电容器自身对谐波有放大作用外，晶闸管的开关过程也要产生谐波。直接通过电容器提供无功补偿容量的设备属于阻抗负载，外部电压高，提供的补偿容量就大；外部电压低，提供的补偿容量就低，与系统的需求正好相反，甚至可能恶化电网的电压特性。因此需要一种能使矿用电网稳定以及通过动态功率来补偿的治理装置。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能使矿用电网稳定以及通过动态功率来补偿的治理装置。本实用新型是通过以下技术方案来实现的本实用新型提供的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，包括接触器、第一 CT取能器、第二 CT取能器、电抗器、IGBT换流器、驱动板、控制板和信号板；所述IGBT换流器依次通过电抗器和接触器连接在母线上，所述第一 CT取能器套设于电网母线用于获取电网母线电压信号并将其输入到控制板中；所述第二 CT取能器套设于接触器和电抗器之间，并将其获取的电压信号输入到控制板中；所述控制板，用于产生控制驱动IGBT换流器的信号，所述控制板与驱动板电连接，所述驱动板，用于根据控制板输入的信号来驱动IGBT换流器。进一步，还包括用于处理第一 CT取能器获取的电压信号的信号板，所述信号版连接在所述第一 CT取能器和控制板之间。进一步，还包括电源板，所述电源板与驱动板连接。进一步，还包括限流电阻，所述限流电阻并接于接触器的两端。进一步，还包括熔断器，所述熔断器串接于电网母线和接触器之间。进一步，还包括开关，所述开关串接于电网母线和熔断器之间。进一步，所述IGBT换流器为链式换流器。本实用新型的有益效果在于本实用新型采用SVG(Static Var Generator静止无功发生器)装置，可以快速、无极提供矿井所需的容性无功功率，使得SVG装置对井下电网系统的功率补偿的反映时间在4ms以内，实现无功功率的实时、最优补偿；采用瞬时值检测算法，将矿井电网的谐波电流视作无功分量一并补偿掉，达到谐波治理的目的；当SVG动态功率补偿及谐波治理装置的容量和安装点的无功需求较为匹配时，利用SVG补偿装置的超快速无功补偿容量反映能力，使得大容量电动机启动时引起的电压波动不会传递到上一级，引起的同母线电压波动范围大为减小，对改善矿井电网的电压安全效果极为明显。本实用新型提出的利用SVG的无功功率无极调节能力和超快速反映能力平抑矿井电网的电压安全问题，对提高井下电气设备的寿命，改善煤矿井下的安全、可靠供电具有很重要的理论和实际意义。本装置还能动态、无极提供5、7、11、13次谐波功率，而这些谐波容量是整流电力设备所需的，形成对变频器类设备谐波污染的理想补偿效果。本装置采用链式换流器结构，无连接变压器，减小了占地面积，降低了装置成本，提高了装置效率。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图1为矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置。图中，接触器-1、第一 CT取能器-2、第二 CT取能器-3、电抗器_4、IGBT换流器-5、驱动板_6、控制板_7、信号板_8、直流电容器-9、电源板-10、限流电阻-11、熔断器-12、开关 _13。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。图1为矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，如图所示本实用新型提供的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，包括接触器1、第一 CT取能器2、第二CT取能器3、电抗器4、IGBT换流器5、驱动板6、控制板7、信号板8、直流电容器9、电源板10、限流电阻11、熔断器12和开关13 ;所述IGBT换流器依次通过电抗器和接触器连接在母线上，所述第一 CT取能器套设于电网母线用于获取电网母线电压信号并将其输入到控制板中；所述第二 CT取能器套设于接触器和电抗器之间，并将其获取的电压信号输入到控制板中；所述控制板，用于产生控制驱动IGBT换流器的信号，所述控制板与驱动板电连接，所述驱动板，用于根据控制板输入的信号来驱动IGBT换流器。所述信号板用于处理第一 CT取能器获取的电压信号，所述信号版连接在所述第一 CT取能器和控制板之间。所述电源板与驱动板连接。所述限流电阻并接于接触器的两端。所述熔断器串接于电网母线和接触器之间。所述开关串接于电网母线和熔断器之间。所述IGBT换流器为链式换流器。所述直流电容器并接在IGBT换流器上。本实用新型提供的装置，采用检测母线电压，对井下电网系统的功率补偿的反映时间在4ms以内，对改善矿井电网的电压安全效果。利用SVG的无功功率无极调节能力和超快速反映能力平抑矿井电网的电压安全问题，对提高井下电气设备的寿命，改善煤矿井下的安全、可靠供电具有很重要的理论和实际意义。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
权利要求1.矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:包括接触器、第一CT取能器、第二 CT取能器、电抗器、IGBT换流器、驱动板、控制板和信号板；所述IGBT换流器依次通过电抗器和接触器连接在母线上，所述第一 CT取能器套设于电网母线用于获取电网母线电压信号并将其输入到控制板中；所述第二 CT取能器套设于接触器和电抗器之间，并将其获取的电压信号输入到控制板中；所述控制板，用于产生控制驱动IGBT换流器的信号，所述控制板与驱动板电连接，所述驱动板，用于根据控制板输入的信号来驱动IGBT换流器。
2.根据权利要求1所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:还包括用于处理第一 CT取能器获取的电压信号的信号板，所述信号版连接在所述第一CT取能器和控制板之间。
3.根据权利要求2所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:还包括电源板，所述电源板与驱动板连接。
4.根据权利要求3所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:还包括限流电阻，所述限流电阻并接于接触器的两端。
5.根据权利要求4所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:还包括熔断器，所述熔断器串接于电网母线和接触器之间。
6.根据权利要求5所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:还包括开关，所述开关串接于电网母线和熔断器之间。
7.根据权利要求6所述的矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，其特征在于:所述IGBT换流器为链式换流`器。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用隔爆型无极动态功率补偿及谐波治理装置，包括接触器、第一CT取能器、第二CT取能器、PT电压传感器、电抗器、IGBT换流器、驱动板、控制板和信号板；IGBT换流器依次通过电抗器和接触器连接在母线上，本装置提供矿井所需的容性无功功率，使得SVG装置对井下电网系统的功率补偿的反映时间在4ms以内，当SVG动态功率补偿装置的容量和安装点的无功需求较为匹配时，达到最优的无功功率补偿效果，实现节能。同时利用SVG动态功率补偿装置的超快速无功补偿容量反映能力，大容量电动机启动时引起的电压波动不会传递到上一级，引起的同母线电压波动范围大为减小，对改善矿井电网的电压安全效果极为明显。
文档编号H02J3/01GK202917989SQ20122067027
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者周大敏, 安文斗, 吴成斌, 吴成良, 刘平, 王开云, 任长杰 申请人:中煤科工集团重庆研究院, 四川川煤华荣能源股份有限公司