专利名称：矿井电网动态电压平抑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态电压补偿器，特别涉及一种矿井电网动态电压平抑装置。
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。以功率补偿、提高功率因数为主的动态SVG，是以负载电流中的无功电流为控制对象，无功补偿装置提供的无功补偿容量，随电压的变化而变化。动态无功补偿装置对改善矿井的电压稳定性有一定作用，但由于控制变量的选择及控制策略的差异，导致以功率补偿为主的SVG对电压稳定性的效果大打折扣。因此需要一种能快速使矿井电压稳定的电压动态平抑装置。
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快速使矿井电压稳定的电压动态平抑装置。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井电网动态电压平抑装置，包括母线电压传感器PT、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、电压扰动源位置检测模块和电压变化检测模块；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；所述母线电压传感器PT用于获取母线上的电压信号并将电压信号输入到信号板中；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，所述电压变化检测模块与控制板连接，所述电压变化检测模块，用于检测母线电压变化率；所述电压扰动源位置检测模块，用于根据母线电压变化率和负荷变化来确定电压扰动源的位置；所述驱动板，用于根据控制板输出的信号来驱动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，所述信号板连接在所述第一 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。[0011]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。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)技术，可以快速、无极提供矿井所需的容性无功功率，采用特殊的瞬时功率、母线电压加速检测算法，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动态电压平抑装置的容量和安装点的无功需求较为匹配时，利用SVG动态电压平抑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。本实用新型首次提出利用SVG的无功功率无极调节能力和超快速反应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。本实用新型通过补偿平抑矿井电网电压，为矿井电压大幅度波动问题提供了行之有效的解决方法，对矿井电网电压安全具有重要意义。通过特殊的母线电压监测、负荷侧无功监测，检测出引起母线电压波动、引起母线电压扰动源的位置动态调整补偿强度达到迅速平抑电压波动的目的。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为本实用新型实施例提供的矿井电网动态电压平抑装置图。图中，母线电压传感器PT-1、接触器-2、第一 CT取能器-3、第二 CT取能器_4、电抗器-5、IGBT换流器-6、驱动板-7、控制板_8、信号板-9、电压扰动源位置检测装置_10、电压变化检测装置-11、电源板-12、限流电阻-13、熔断器-14。
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为本实用新型实施例提供的矿井电网动态电压平抑装置图，如图所示:本实用新型提供的矿井电网动态电压平抑装置，包括母线电压传感器PT1、接触器2、第一 CT取能器3、第二 CT取能器4、电抗器5、IGBT换流器6、驱动板7、控制板8、信号板9、电压扰动源位置检测装置10、电压变化检测装置11、电源板12、限流电阻13和熔断器14 ;所述母线电压传感器PTl用于获取母线上的电压信号并将电压信号输入到信号板9中，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，所述电压变化检测模块与控制板连接，所述电压变化检测模块，用于检测母线电压变化率；所述电压扰动源位置检测模块，用于根据母线电压变化率和负荷变化来确定电压扰动源的位置；所述驱动板，用于根据控制板输出的信号来驱动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，所述信号板连接在所述第一 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。本实施例中的信号板，用于获取系统的实时运行信息，包括系统电压、负荷侧电流等参数。要求母线电压传感器元件和电流互感器具有较好的频响特性。本实施例中的控制板，是整套电压动态平抑装置的中枢，通过对信号采集板送来的信息进行快速处理，作出控制决策，并将控制输出通过光纤传送到驱动板。控制板还需对驱动板反馈的IGBT故障诊断信息进行处理，对整个系统的故障作出快速反应。本实施例中的驱动板，用于将控制的控制信息进行放大，驱动相应的IGBT模块，同时将IGBT的故障诊断信息反馈给控制板。驱动板还具有为IGBT驱动模块提供电能的功倉泛。本实施例中的电压扰动源位置检测模块，需要根据矿井电网的实际接线和负荷情况，通过计算后进行参数配置，用于评估扰动源是在电压动态平抑装置安装点的前端还是后端，及时对负荷运行工况变化引起的母线电压波动进行抑制。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.矿井电网动态电压平抑装置，其特征在于:包括母线电压传感器PT、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、电压扰动源位置检测装置和电压变化检测装置； 还包括用于处理第一 CT取能器获取的电压信号的信号板，所述信号板连接在所述第一CT取能器和控制板之间； 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；所述母线电压传感器PT用于获取母线上的电压信号并将电压信号输入到信号板中；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，所述电压变化检测模块与控制板连接，所述电压变化检测模块，用于检测母线电压变化率；所述电压扰动源位置检测模块，由电压变化检测模块启动，用于根据母线电压变化及负荷变化来确定电压扰动源的位置；所述驱动板，用于根据控制板输出的信号来驱动IGBT换流器。
2.根据权利要求1所述的矿井电网动态电压平抑装置，其特征在于:还包括电源板，所述电源板与驱动板连接。
3.根据权利要求2所述的矿井电网动态电压平抑装置，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。
4.根据权利要求3所述的矿井电网动态电压平抑装置，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。
专利摘要本实用新型公开了一种矿井电网动态电压平抑装置，包括母线电压传感器PT、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、电压扰动源位置检测和电压变化快速检测环节；接触器与电网母线连接，接触器的另一端依次与电抗器、IGBT换流器连接；第一CT取能器套设于电网母线；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信号板中；本实用新型提供的电压平抑装置，可快速对井下电网系统的功率补偿的反映时间在4ms以内，利用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H02J3/18GK203056588SQ201220670258
公开日2013年7月10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, 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