隔爆型静止无功发生器在煤矿中的应用研究

针对煤矿井下电网功率因数低,长距离供电导致线路末端设备启动困难,谐波含量大等现实情况,研制了一种静止无功发生器(STATCOM)系统装置。该装置采用并联H桥变流器拓扑结构来提高STATCOM装置的补偿容量。同时还提出一种适合于并联H桥拓扑下STATCOM系统控制策略,并搭建了研制1 140 V/500 k Var的试验平台,试验结果证明了该策略的优越性与正确性。     

矿用防爆型STATCOM装置的总体设计

根据高庄煤矿井下存在的电能问题,设计出一套防爆型660 V STATCOM装置,阐述了该装置的总体设计和主要部分的功能,并给出了控制单元的设计。将该装置安装在高庄煤矿井下绞车附近,利用电能质量分析仪测得绞车变压器出线侧电压、电流特定谐波的含量降低,无功功率为0 Var,证明所设计的防爆型STATCOM能够实现消谐和无功补偿的功能。     

煤矿SVG无功补偿节电技术应用

为了减少煤矿井下大型用电设备的无功功率,进一步降低谐波对供电电网产生的危害,采用煤矿SVG无功补偿技术,对综采工作面电气设备进行节电改造,降低煤矿井下综采工作面大量使用变频、整流设备以及电力电子设备生产运行过程中会产生谐波电流,谐波电压效果显著,使耗能设备无功功率得以充分补偿,大大提高了设备的功率因数,保证了企业高效运营。     

井下1140V级联STATCOM关键技术的研究

针对煤矿井下1 140 V就地补偿设备-STATCOM,研究了级联STATCOM的主电路拓扑结构,调制原理和直流侧电容电压平衡的控制策略。在Matlab中搭建了级联H桥STATCOM,仿真结果表明,井下1 140 V级联STATCOM能够根据负载的波动快速的实现动态无功补偿。开发了100 kvar、1 140 V级联STATCOM,并得到实际应用。现场运行结果表明,井下1 140 V级联STATCOM具有很好的无功补偿效果。     

矿用SVG无功补偿技术概述

煤矿特殊的工程环境使得为其服务的设备繁多,而且工作原理各有不同,负载的运行增加了供电系统的风险。为了保证井下供电的安全与稳定,从井下用电设备运行对电网造成的电压闪变、降低无功功率、产生谐波等问题进行分析,并以SVG无功发生器作为解决问题的方法,分析了SVG的无功补偿原理,其工作特性更是满足井下供电的需要,煤矿企业应注重对SVG无功补偿装置的投入,解决井下供电功率因数低、无功功率不足、谐波影响大的问题。     

电压波动对煤矿用防爆电器设备的影响及解决途径

针对煤矿井下供电距离较长,大功率电机的频繁起动倒致电网电压波动较大,电压的不断变化会对线路中的防爆电器开关的机械特性和保护性能产生危害,因而通过无功功率补偿装置提高供电线路和矿用电器设备的功率因数或改变负载的运行方试,改善线路电压质量,减少电力损失,减少由电压波动引起的危害。     

煤矿新一代静态无功补偿系统的设计

针对传统无功补偿装置的一些不足,基于煤矿井下1 140/660 V供电系统,设计出新一代无功补偿装置STATCOM的系统结构,详细介绍了系统的组成和软件设计方法,通过MATLAB软件仿真,证明其具有动态响应快,功率因数高、注入电网谐波少等优点。     

刊首语

正近年来,电力电子技术逐步应用在煤矿电网中,越来越多的矿井采用直流传动装置或者交流-交变频设备,这些设备在运行过程中,会因其强非线性特点向电网注入大量的谐波和无功功率,造成电网电压和电流畸变,降低电能     

新型煤矿电网D-STATCOM电流检测方法

针对煤矿电网无功补偿技术方面的难点,即传统的p-q电流检测法应用于三相不平衡电网以及电网电压畸变时存在的误差,提出一种新型的电流检测方法。该检测法通过在电网后面接入一个正序电压检波器检测输出三相对称正序电压来代替实际电网中的三相电压。此种方法能够精确地确定正序电压V′的相角和频率从而能够实现基波正序电流无功分量的精确检测,达到STATCOM对负载端电流谐波和无功并补的功能。     

基于Elman神经网络的煤矿井下电网故障选线研究

为了解决煤矿井下电网发生单相接地故障时的选线问题,将Elman神经网络引入故障选线领域,根据故障与非故障线路零序电流中谐波电流含量不同的特征,选出故障线路。采用零序电流中的三次、五次、七次谐波电流含量构成特征相量作为Elman神经网络的输入向量对网络进行训练,并用训练好的网络选取故障线路。为了验证该方法的正确性和有效性,在simulink平台上搭建煤矿井下电网仿真系统。     

高压STATCOM无功补偿与谐波治理装置在矿井变电所的应用

煤矿电网的谐波和无功功率问题日益突出,使整个供配电系统的安全运行存在较大的隐患。STATCOM是目前比较先进的无功补偿装置,通过电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换,基于电压源型逆变器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃,煤矿电网电能质量的提高,给煤矿取得了丰厚的回报。     

一起消弧装置引起的矿井电网事故分析

单相接地故障是煤矿电网中最常见的故障类型,为减小此类故障出现时过电压对电网设备的损坏概率,及时有效切除故障线路,降压站装设有消弧消谐选线及过电压保护装置。但在煤矿电网实际运行中,某些消弧消谐选线装置却会造成电网的事故扩大。根据某矿发生的一起由消弧消谐选线装置故障导致的矿井大面积停电事故,具体分析了该保护装置的原理、功能及存在的技术不足,指出了该消弧消谐选线装置是导致事故扩大的主要原因。为了确保煤矿一类用户安全可靠供电,避免同类事故的发生,建议在煤矿电网中限制使用采用接地相金属接地技术的消弧消谐装置。     

基于滑动Fourier分析的煤矿防爆动态无功补偿装置研究

针对煤矿井下设备无功损耗大,占用电网容量和导线截面积,造成线路压降增大,谐波无功使电网受到污染等问题,提出了SVG(static var generator)补偿方法,不仅可对煤矿井下负载实时快速补偿,稳定电网电压功能,提高电网质量,而且降低企业经营成本。通过仿真研究,表明能满足设计要求,也为动态无功补偿装置进一步安装、调试奠定理论基础。     

6kV STATCOM装置在煤矿供电系统中的应用

分析了煤矿供电系统中无功和谐波电流带来的危害,设计出基于动态无功补偿装置STATCOM的补偿方案,在传统的基于瞬时功率的补偿电流检测方法的基础上,提出了基于基波正序电压检波器的p-q检测法,此种方法能在电网不平衡、畸变等恶劣情况下快速、准确地检测出负载侧的谐波和无功电流分量,电流跟踪采用滞环比较控制,有效地解决了煤矿供电系统复杂的问题。     

煤矿井下低压电网漏电保护技术研究与应用

煤矿井下漏电故障是矿井低压电网的主要故障,严重影响煤矿人身安全和安全供电。研究了煤矿井下低压电网漏电保护技术,分析了煤矿井下电网基本结构及漏电保护装置性能指标,基于此,设计了煤矿井下低压电网漏电保护装置的硬件主体部分,重点分析了CPU选择、硬件电路单元;研究了软件主体及正弦波产生模块,并给出了硬件和软件抗干扰措施。研究为煤矿井下的供电安全提供了技术保障。     

煤矿井下供电过程电力监控系统应用研究

目前煤矿井下电力系统发生了各种各样的创新和变化。部分矿井使用更高的功率和配电电压较高的电气开关设备,通常使用可编程逻辑控制器（PLC）进行控制、监控和诊断应用,使用内置测试电路改进继电保护,在负载附近进行功率因数校正,以改进电压调节以及修改电力系统部件布置。电力监控系统是由于工作面设备（尤其是长壁设备）的功率需求显著增加所必需的。监测系统主要目的是改善动力系统的运行特性,提高了矿井生产安全性。介绍了利用ARM和以太网技术为核心的煤矿井下监控系统,并对系统进行测试分析,表明了系统稳定可靠且安全性较高。     

煤矿变压器故障分析及监控系统设计

为了确保煤矿井下供电系统的安全、可靠,分析了煤矿变压器故障及矿用变压器状态评估结构,矿用变压器常见故障主要有铁芯故障和绕组故障。基于此,设计了煤矿变压器监控系统总体架构,主要由服务器、服务器终端、监测装置和井下传感器组成,研究了系统硬件结构和软件结构。研究对煤矿的安全供电具有重要意义。     

3300V矿用隔爆型无功自动补偿装置投切相位的分析研究

无功补偿装置在投切过程中,开关的分合闸操作会对配电系统产生干扰,引起过电压和涌流,直接影响煤矿井下的安全生产。为进一步提高煤矿井下3 300 V供电系统的供电质量,提出一种基于选相投切技术的自动无功补偿装置。选相投切技术选准了最佳投切相位,可实现无功补偿装置无冲击平滑过渡投切,有效地削弱电磁暂态效应,能保证煤矿井下供电质量。该无功补偿装置经实验室检测,取得了较好的效果。