煤矿主井提升机谐波治理及无功补偿（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）煤矿主井提升机谐波治理及无功补偿侯继才姜筱瀛胡腾蛟(煤炭工业部合肥设计研究院摘要本项目涉及谐波治理、TSC控制技术、同步机可调无功补偿利用等领域。本装置可广泛应用于6~10kV系统滤除大功率晶闸管变频装置所产生的各次谐波,同时补偿巨大冲击无功。装置投入后能极大的消除电网谐波污染,实现动态无功补偿,提高供电质量。关键词:谐波治理;无功补偿;TSC;功率因数;畸变率HarmonictreatmentandVarcompensationforlifterofmainwellatZhangjiMiningcompanyHouJicaiJiangXiaoyingHuTengjiao(Hefeidesign&researchinstituteAbstractTheprogramisinvolvedwithharmonictreatment,TSCcontroltechnology,synchronousmotorsadjustablecompensationapplicationandsoon.Thedevicecanbewidelyappliedtotreatharmoniccausedby6~10kVsystemfilteringbig-capacitythyristorfrequencyconversiondevicesandcompensateshugeimpactVar.Aftertheuseofthedevice,itcaneliminateharmonicpollution,realizedynamicVarcompensationandimprovesupplyquality.Keywords:harmonictreatment;Varcompensation;TSC;powerfactor;distortionrate1引言在供电系统母线上的大功率晶闸管整流装置,当给冲击负荷供电时,会产生巨大的无功冲击和谐波电流,功率因数极低,给电网造成电压波动和谐波污染,严重影响供电质量。功率因数过低会导致降低输变电设备的供电能力,系统损耗增加。大量的高次谐波会产生谐波损耗,降低用电设备效率,加速电力电缆绝缘老化,使机电设备产生震动和噪声,降低寿命,干扰继保、通信等弱电回路。因此矿井供电系统中的无功冲击和谐波污染必须根据《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93、《电能质量电压允许波动和闪变》GB12326-90、《矿山电力设计规范》GB50070-94、《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-94等国标进行治理。2项目概述淮南张集矿井是一座设计年生产能力为4.0Mt/a的特大型现代化矿井,其主井提升机采用2×3000kW的双电动机拖动,由12脉动交—交变频装置供电,运行于110kV中央变电所6kV-II段母线上,本段母线还带有同步通风机及其他少量负荷。现场通过对本段母线测试发现,在提升机起动和运行过程中给变电所6kV母线造成以下影响:(1主井启动时有功最大可达8.4MW,匀速运行时6.0MW;启动时无功冲击可达12Mvar,匀速运行时4.9Mvar,制动时7.2Mvar。并且一个提升周期内变化巨大,电网功率因数过低,在0.3~0.89范围内波动,平均在0.56左右,电压波动为12%左右。(211、13、23、25次特征谐波电流较大,其含量远远超过国标规定值,其中11次谐波电流高达97.4A,由谐波产生的电气设备噪声及振动较大。(3由于整流装置触发角的误差而产生的2、4、6、8、10等偶次谐波电流也超过国标规定值,6kV母线电压总谐波畸变率最大THDu=16.34%,远远大于国标规定的4%。设计前通过对谐波电流值计算以及现场实测值,根据国标《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93,得矿井6kV母线谐波电流如表1,测出6kV母线无滤波器时的功率因数变化曲线如图1。表1滤波器投入前注入6kV母线侧电网的谐波电流﹑电压畸变率超标超标超标超标超标超标超标超标注:6kV母线电压总谐波畸变率THDu=16.34%>4%,超过国标规定图1滤波器投入前6kV侧电网功率因数变化曲线无功冲击补偿和偶次谐波滤除是本工程的难点。2002年张集矿正处于试投产期,资金比较缺乏,所以我们按既能大量节约投资,又能解决巨大冲击负荷的无功补偿、滤除谐波电流的指导思想作为方案设计依据。3方案设计的确定根据张集矿主井提升机提升过程产生无功冲击和谐波电流特点,即启动时无功冲击大,造成电网电压波动大,同时产生大量的特征谐波和偶次谐波;停止时所需无功却很小,所以考虑设置LC滤波兼补偿的串联