本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種礦用功率補償裝置，其包括電氣部分與隔爆和散熱裝置結(jié)構(gòu)部分，其特征在于所述電氣部分包括SVG、固定電容（FC）、鏈式H橋功率單元、裝置接入開關(guān)、電容補償支路和控制單元；所述SVG由連接電抗器、逆變器和直流電容器組成；所述固定電容（FC）由固定補償電容器和聯(lián)接電抗器組成；所述鏈式H橋功率單元的結(jié)構(gòu)是由IGBT組成的橋電路全連式結(jié)構(gòu)；所述控制單元主要包括主控機箱、可編程邏輯控制器和觸摸屏；所述隔爆和散熱裝置結(jié)構(gòu)部分由起動箱、功率單元箱、電抗器箱和電容器箱組成。所述礦用功率補償裝置可有效保障生產(chǎn)并降低能耗。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)涉及一種礦用功率補償裝置，其包括電氣部分與隔爆和散熱裝置結(jié)構(gòu)部分，其特征在于所述電氣部分包括SVG、固定電容（FC）、鏈式H橋功率單元、裝置接入開關(guān)、電容補償支路和控制單元；所述SVG由連接電抗器、逆變器和直流電容器組成；所述固定電容（FC）由固定補償電容器和聯(lián)接電抗器組成；所述鏈式H橋功率單元的結(jié)構(gòu)是由IGBT組成的橋電路全連式結(jié)構(gòu)；所述控制單元主要包括主控機箱、可編程邏輯控制器和觸摸屏；所述隔爆和散熱裝置結(jié)構(gòu)部分由起動箱、功率單元箱、電抗器箱和電容器箱組成。所述礦用功率補償裝置可有效保障生產(chǎn)并降低能耗。【專利說明】礦用功率補償裝置
本專利技術(shù)涉及一種礦用功率補償裝置，具體地涉及一種補償性能和隔爆性能得到綜合改善的功率補償裝置
技術(shù)介紹
隨著煤炭行業(yè)采掘機械設(shè)備的總裝機容量及單臺裝機容量的不斷增加以及礦區(qū)周邊變電所的低壓系統(tǒng)處于環(huán)境條件惡劣，供電線路距離比較遠等原因，造成供電線路損耗大，平均功率因數(shù)都很低，并且采掘機械設(shè)備的容量不能充分利用，因此，很多礦區(qū)開始考慮提高功率因數(shù)以滿足采掘機械設(shè)備的補償需要。現(xiàn)有技術(shù)中，采取的方法就是直接在采區(qū)的變電所內(nèi)安裝普通的無功功率補償系統(tǒng)來提高采掘機械設(shè)備的功率因數(shù)，這種方法雖然可以達到補償無功功率，提高功率因數(shù)的目的，但是由于礦區(qū)內(nèi)含有甲烷等爆炸性氣體，當普通的無功功率補償系統(tǒng)工作時極易引燃爆炸性氣體而發(fā)生爆炸事故，給礦井以及礦井下的作業(yè)人員造成很大的威脅。因此，由于煤礦電網(wǎng)中的負荷大部分是感性負載，在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器可以供給感性電抗消耗的部分無功功率。并聯(lián)電容器補償簡單經(jīng)濟，靈活方便。但當今煤礦中存在著大量無功功率頻繁變化的設(shè)備，如采煤機、大型刮板輸送機、泵站、轉(zhuǎn)載機等，這些負荷的特點:功率大，啟動頻繁等。這就要求補償裝置能夠根據(jù)負荷的變化進行動態(tài)補償。而并聯(lián)電容器只能補償固定無功，容易造成過補或欠補，無法滿足系統(tǒng)的實際需要，還有可能和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大。因此，當前一般對電容器分組，利用微機進行控制，根據(jù)功率因數(shù)的變化，對電容器組進行自動投切，以實現(xiàn)對無功功率的自動補償。目前在煤礦井下低壓電網(wǎng)中使用的無功自動補償裝置主要有以下缺陷:一是以交流接觸器作為電容器的投切開關(guān)，它的主要缺點是開關(guān)速度較慢，不可能快速跟蹤負載無功功率的變化，而且投切電容器時常會引起較嚴重的沖擊涌流和操作過電壓，從而造成交流接觸器的接點燒毀或是補償電容器的內(nèi)部擊穿，嚴重影響了裝置自身的使用壽命；二是在控制方式上以功率因數(shù)作為檢測量和控制目標，由于功率因數(shù)取樣方式僅檢測電網(wǎng)中的電壓與電流的相位差，因此并不能準確反映電網(wǎng)中負荷的無功分量大小，輕載時容易造成投切震蕩從而影響補償裝置的使用壽命以及電網(wǎng)和用戶設(shè)備的安全運行。與此同時，煤礦井下低壓電網(wǎng)中的各種變頻調(diào)速裝置、整流器等負荷容量不斷增長。大量電力電子功率器件及裝置的應(yīng)用，給礦井帶來節(jié)能和能量轉(zhuǎn)換的同時，也給供電網(wǎng)絡(luò)造成了嚴重的污染，大量的諧波注入礦井電網(wǎng)，造成系統(tǒng)效率變低并對其他設(shè)備和裝置產(chǎn)生擾動，威脅礦井電網(wǎng)的安全運行。對于煤礦低壓電網(wǎng)來說，由于供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和諧波的次數(shù)已經(jīng)基本固定，因此一般采用由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的無源濾波器來抑制諧波。而當前的無源濾波器一般采用以交流接觸器作為投切開關(guān)，用人工方式固定投入使用，這種方式的主要缺陷是不能快速跟蹤負載的變化，當產(chǎn)生諧波的負載切除時，濾波器不能及時切除，而且用接觸器投切濾波器時會引起較嚴重的沖擊涌流和操作過電壓，從而造成交流接觸器的接點燒毀或是濾波電容器的內(nèi)部擊穿，嚴重影響了裝置自身的使用壽命。SVG可以提高煤礦電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低輸送線路中的電力損耗，提高線路輸電能力和變壓器的負載能力，治理諧波，抑制電壓波動，從而達到節(jié)能降耗和改善電能質(zhì)量的效果，可以取得良好的經(jīng)濟效益，在煤礦電網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，近些年來，SVG動態(tài)無功補償及諧波綜合治理裝置受到廣泛研究。CN201120124248公開了一種礦用防爆型濾波補償節(jié)能成套裝置，其包括控制器及投切單元，所述投切單元包括三組電容器，每組電容器由三個電容C呈三角形連接，電容C之間的三個電連接點與配電系統(tǒng)的三相母線A、B、C之間串接有真空接觸器、電抗器、隔離開關(guān)，配電系統(tǒng)三相母線上設(shè)有電流互感器，電抗器與真空接觸器之間的設(shè)有電壓互感器，所述控制器的輸入端分別與電流互感器、電壓互感器電連接，所述真空接觸器的控制端與控制器的輸出端電連接，所述控制器通過采樣電流互感器與電壓互感器得到電流電壓信號進行處理，并通過真空接觸器控制三組電容器投切。然而，該裝置對配電系統(tǒng)電流電壓信號的采集仍存在滯后，節(jié)能效果欠佳。CN200920280642公開了一種礦用無功功率自動補償裝置，其由殼體部分和電氣部分構(gòu)成，電氣部分安裝于殼體部分內(nèi)，電氣部分由隔離開關(guān)、無功功率補償控制器、可編程控制器、真空接觸哭、保護熔斷器、電容器組、電抗器組、電流互感器、控制變壓器構(gòu)成，其中礦用無功功率自動補償裝置的殼體采用雙開門結(jié)構(gòu)，在左前門及右前門上分別設(shè)計有觀察窗，觀察窗后方的門內(nèi)壁上分別固定連接有參數(shù)顯示器，參數(shù)顯示器的顯示屏位置與觀察窗相對應(yīng)。上述結(jié)構(gòu)的自動補償裝置比傳統(tǒng)設(shè)備可顯示更多的參數(shù)，但是補償靈敏度不高。因此，需要一種補償靈敏度高、效率高、節(jié)約電能以及降低系統(tǒng)損耗的礦用動態(tài)補|石術(shù)C且ο
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本專利技術(shù)人經(jīng)過深入研究，提供了一種礦用功率補償裝置及其控制方法。在一方面，提供了一種礦用功率補償裝置，其可包括電氣部分與隔爆和散熱裝置結(jié)構(gòu)部分，其特征在于所述電氣部分包括SVG、固定電容(Fe)、鏈式H橋功率單元、裝置接入開關(guān)、電容補償支路和控制單元；所述SVG可由連接電抗器、逆變器和直流電容器組成，每相電路通過兩個額定電壓為3000V的變流模塊進行級聯(lián)，再經(jīng)過連接電抗器直接接入3300V電網(wǎng)；其中所述逆變器包括功率開關(guān)管S1、功率開關(guān)管S2、功率開關(guān)管S3、功率開關(guān)管S4、功率開關(guān)管S5、功率開關(guān)管S6、濾波電感LI和濾波電感L2，功率開關(guān)管SI的集電極與功率開關(guān)管S3的集電極連接后再與直流DC的正極連接；功率二極管Dl的陰極分三路分別與功率開關(guān)管SI的發(fā)射極、功率開關(guān)管S5的集電極以及濾波電感LI的一端連接，濾波電感LI的另一端與濾波電容C的一端連接，功率二極管Dl的陽極分兩路分別與功率開關(guān)管S6的發(fā)射極以及功率開關(guān)管S4的集電極連接；功率二極管D2的陰極分三路分別與功率開關(guān)管S3的發(fā)射極、功率開關(guān)管S6的集電極以及濾波電感L2的一端連接，濾波電感L2的另一端與濾波電容C的另一端連接，功率二極管D2的陽極分兩路分別與功率開關(guān)管S5的發(fā)射極以及功率開關(guān)管S2的集電極連接；功率開關(guān)管S2的發(fā)射極與功率開關(guān)管S4的發(fā)射極連接后與直流DC的負極連接。在上述逆變器設(shè)計中，功率開關(guān)管S5與功率二極管D2和功率開關(guān)管S6與功率二極管Dl構(gòu)成交流芳路，可有效的減小共|旲漏電流。另外，在聞頻開關(guān)管關(guān)斷時，功率開關(guān)管S5與功率二極管D2或功率開關(guān)管S6與功率二極管Dl構(gòu)成交流旁路，濾波電感輸入側(cè)對DC負的電壓為0.5Vdc,而雙極性調(diào)制時，濾波電感輸入側(cè)對DC負電壓為Vdc，所以輸出電流本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇成勇，陳定忠，徐龍霞，宋加春，季勇，劉漢順，
申請(專利權(quán))人：江蘇中聯(lián)電氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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