礦產(chǎn)是一個國家比較重要的資源之一,我國有豐富的煤礦,鐵礦等資源,所以我國的礦業(yè)開采業(yè)也比較繁榮。
礦業(yè)的開采離不開大型用電設(shè)備的投入,電能的合格程度直接影響著設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);而在許多大型設(shè)備同時工作時會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響,如功率因數(shù)不達(dá)標(biāo),從而產(chǎn)生額外損耗,目前,主要是采用無功補(bǔ)償裝置來提高功率因數(shù),同時對一些諧波進(jìn)行濾除。
典型負(fù)載及危害
提升機(jī):提升機(jī)單機(jī)裝機(jī)功率大,在礦井總供電負(fù)荷中所占的比重較大。提升機(jī)作為大功率,頻繁啟動,周期性沖擊負(fù)荷以及采用硅整流裝置對電網(wǎng)造成很大的無功沖擊和高次諧波污染。所以大功率提升機(jī)對供電電網(wǎng)的容量和穩(wěn)定性提出更高要求。
長距離輸電線路:在煤礦開采過程中,有大量的巷道掘進(jìn)設(shè)備,通風(fēng)設(shè)備,行車燈電氣設(shè)備均在井下應(yīng)用,在非露天煤礦的開采過程中,需要很長的輸電線路為井下設(shè)備提供電力,遠(yuǎn)距離電力傳輸帶來了高能量消耗,導(dǎo)致末端電壓低。
變頻器和軟啟動器:配置了變頻器或軟啟動器,以達(dá)到改善啟動沖擊和運(yùn)行節(jié)能的要求。由于變頻器的使用,一般會產(chǎn)生6k±1次諧波。
解決方案
1、利用SVG實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償
提高煤礦行業(yè)功率因數(shù)的傳統(tǒng)做法是加設(shè)晶閘管投切電容、晶閘管控制電抗器和磁控電抗器等無功補(bǔ)償設(shè)備,并采用LC濾波器減小諧波畸變的影響,與傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置相比,SVG能夠?qū)崟r動態(tài)補(bǔ)償,不會發(fā)生過補(bǔ),欠補(bǔ),可以穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。
SVG選型:SVG的補(bǔ)償容量一般按照變壓器容量的30%來選擇。
2、利用APF治理諧波
煤礦行業(yè)負(fù)荷波動頻繁,周期性變化,會產(chǎn)生5,7,11,13次諧波。針對煤礦行業(yè)電網(wǎng)諧波現(xiàn)狀,治理諧波的最佳解決方案是采用有源濾波技術(shù),一般而言,有源濾波器(受控電流源)與一個產(chǎn)生諧波的負(fù)荷并聯(lián)連接,該受控電流源產(chǎn)生與負(fù)荷的諧波電流大小相同相位相反的補(bǔ)償電流,以此來消除負(fù)荷產(chǎn)生的諧波對配電網(wǎng)的影響。
APF選型:
有源濾波器的設(shè)計(jì)容量=運(yùn)行電流*電流畸變率
注:為了使補(bǔ)償效果更佳,一般留有裕量,因此一般在計(jì)算容量乘以1.2作為最后的配置容量。
3、項(xiàng)目配置方案
設(shè)備名稱 |
安裝位置 |
治理方式 |
解決問題 |
靜止無功發(fā)生器SVG | 負(fù)載進(jìn)線斷路器下端 | 集中治理 | 提高功率因數(shù),穩(wěn)定系統(tǒng)電壓,降低線路損耗。 |
有源濾波器 | 負(fù)載進(jìn)線斷路器下端 | 集中治理 | 濾除諧波電流,提高供電系統(tǒng)可靠性。 |
小結(jié):本裝置投入使用后不僅可以保證煤礦行業(yè)的諧波電流下降幅度非常明顯而且可以提高現(xiàn)場的功率因數(shù),在容量足夠的情況下,現(xiàn)場的電流畸變率將會由23%下降至5%左右。