專利名稱：礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器，特別涉及一種礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，各種大型用電設(shè)備的啟停對(duì)電網(wǎng)影響，降低電壓的穩(wěn)定性，而另一方面又對(duì)供電質(zhì)量提出更高要求，如各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備的不斷投入使用。這就造成了電能質(zhì)量的下降與用電設(shè)備的電氣性能要求提高之間要求的矛盾越來(lái)越突出，這一問(wèn)題正在受到人們的廣泛關(guān)注。礦井電網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度很大，影響電氣設(shè)備的壽命和處理，導(dǎo)致很多電氣設(shè)備無(wú)法正常工作。煤礦井下電網(wǎng)電壓的大幅度波動(dòng)或出現(xiàn)“閃變”主要是由于動(dòng)力負(fù)載啟動(dòng)過(guò)程的無(wú)功需求導(dǎo)致的，尤其是大功率電動(dòng)機(jī)的全壓自啟動(dòng)。因此，改善礦井電壓穩(wěn)定性、安全性需要通過(guò)快速、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功容量來(lái)完成。以功率補(bǔ)償、提高功率因數(shù)為主的動(dòng)態(tài)SVG，是以負(fù)載電流中的無(wú)功電流為控制對(duì)象，無(wú)功補(bǔ)償裝置提供的無(wú)功補(bǔ)償容量，隨電壓的變化而變化。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)改善礦井的電壓穩(wěn)定性有一定作用，但由于控制變量的選擇及控制策略的差異，導(dǎo)致以功率補(bǔ)償為主的SVG對(duì)電壓穩(wěn)定性的效果大打折扣。因此需要一種能快速使礦井電壓穩(wěn)定的電壓動(dòng)態(tài)平抑裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能快速使礦井電壓穩(wěn)定的電壓動(dòng)態(tài)平抑裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型提供的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，包括母線電壓傳感器PT、接觸器、第一 CT取能器、第二 CT取能器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動(dòng)板、控制板、電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)模塊和電壓變化檢測(cè)模塊；所述IGBT換流器依次通過(guò)電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號(hào)并將其輸入到控制板中；所述母線電壓傳感器PT用于獲取母線上的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)輸入到信號(hào)板中；所述第
二CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號(hào)輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動(dòng)IGBT換流器的信號(hào)，所述控制板與驅(qū)動(dòng)板電連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊與控制板連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)母線電壓變化率；所述電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)模塊，用于根據(jù)母線電壓變化率和負(fù)荷變化來(lái)確定電壓擾動(dòng)源的位置；所述驅(qū)動(dòng)板，用于根據(jù)控制板輸出的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)IGBT換流器。進(jìn)一步，還包括用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號(hào)的信號(hào)板，所述信號(hào)板連接在所述第一 CT取能器和控制板之間。進(jìn)一步，還包括電源板，所述電源板與驅(qū)動(dòng)板連接。進(jìn)一步，還包括限流電阻，所述限流電阻并接于接觸器的兩端。[0011]進(jìn)一步，還包括熔斷器，所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型采用SVG(Static Var Generator靜止無(wú)功發(fā)生器)技術(shù)，可以快速、無(wú)極提供礦井所需的容性無(wú)功功率，采用特殊的瞬時(shí)功率、母線電壓加速檢測(cè)算法，使得SVG裝置對(duì)井下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率補(bǔ)償?shù)姆从硶r(shí)間在4ms以內(nèi)，當(dāng)SVG動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置的容量和安裝點(diǎn)的無(wú)功需求較為匹配時(shí)，利用SVG動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置的超快速無(wú)功補(bǔ)償容量反映能力，大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)不會(huì)傳遞到上一級(jí)，引起的同母線電壓波動(dòng)范圍大為減小，對(duì)改善礦井電網(wǎng)的電壓安全效果極為明顯。本實(shí)用新型首次提出利用SVG的無(wú)功功率無(wú)極調(diào)節(jié)能力和超快速反應(yīng)能力平抑礦井電網(wǎng)的電壓安全問(wèn)題，對(duì)提高井下電氣設(shè)備的壽命，改善煤礦井下的安全、可靠供電具有很重要的理論和實(shí)際意義。本實(shí)用新型通過(guò)補(bǔ)償平抑礦井電網(wǎng)電壓，為礦井電壓大幅度波動(dòng)問(wèn)題提供了行之有效的解決方法，對(duì)礦井電網(wǎng)電壓安全具有重要意義。通過(guò)特殊的母線電壓監(jiān)測(cè)、負(fù)荷側(cè)無(wú)功監(jiān)測(cè)，檢測(cè)出引起母線電壓波動(dòng)、引起母線電壓擾動(dòng)源的位置動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償強(qiáng)度達(dá)到迅速平抑電壓波動(dòng)的目的。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書和權(quán)利要求書來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置圖。圖中，母線電壓傳感器PT-1、接觸器-2、第一 CT取能器-3、第二 CT取能器_4、電抗器-5、IGBT換流器-6、驅(qū)動(dòng)板-7、控制板_8、信號(hào)板-9、電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)裝置_10、電壓變化檢測(cè)裝置-11、電源板-12、限流電阻-13、熔斷器-14。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置圖，如圖所示:本實(shí)用新型提供的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，包括母線電壓傳感器PT1、接觸器2、第一 CT取能器3、第二 CT取能器4、電抗器5、IGBT換流器6、驅(qū)動(dòng)板7、控制板8、信號(hào)板9、電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)裝置10、電壓變化檢測(cè)裝置11、電源板12、限流電阻13和熔斷器14 ;所述母線電壓傳感器PTl用于獲取母線上的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)輸入到信號(hào)板9中，所述IGBT換流器依次通過(guò)電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號(hào)并將其輸入到控制板中；所述第二 CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號(hào)輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動(dòng)IGBT換流器的信號(hào)，所述控制板與驅(qū)動(dòng)板電連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊與控制板連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)母線電壓變化率；所述電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)模塊，用于根據(jù)母線電壓變化率和負(fù)荷變化來(lái)確定電壓擾動(dòng)源的位置；所述驅(qū)動(dòng)板，用于根據(jù)控制板輸出的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)IGBT換流器。所述信號(hào)板用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號(hào)，所述信號(hào)板連接在所述第一 CT取能器和控制板之間。所述電源板與驅(qū)動(dòng)板連接。所述限流電阻并接于接觸器的兩端。所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。本實(shí)施例中的信號(hào)板，用于獲取系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，包括系統(tǒng)電壓、負(fù)荷側(cè)電流等參數(shù)。要求母線電壓傳感器元件和電流互感器具有較好的頻響特性。本實(shí)施例中的控制板，是整套電壓動(dòng)態(tài)平抑裝置的中樞，通過(guò)對(duì)信號(hào)采集板送來(lái)的信息進(jìn)行快速處理，作出控制決策，并將控制輸出通過(guò)光纖傳送到驅(qū)動(dòng)板?？刂瓢暹€需對(duì)驅(qū)動(dòng)板反饋的IGBT故障診斷信息進(jìn)行處理，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的故障作出快速反應(yīng)。本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)板，用于將控制的控制信息進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的IGBT模塊，同時(shí)將IGBT的故障診斷信息反饋給控制板。驅(qū)動(dòng)板還具有為IGBT驅(qū)動(dòng)模塊提供電能的功倉(cāng)泛。本實(shí)施例中的電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)模塊，需要根據(jù)礦井電網(wǎng)的實(shí)際接線和負(fù)荷情況，通過(guò)計(jì)算后進(jìn)行參數(shù)配置，用于評(píng)估擾動(dòng)源是在電壓動(dòng)態(tài)平抑裝置安裝點(diǎn)的前端還是后端，及時(shí)對(duì)負(fù)荷運(yùn)行工況變化引起的母線電壓波動(dòng)進(jìn)行抑制。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，其特征在于:包括母線電壓傳感器PT、接觸器、第一CT取能器、第二 CT取能器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動(dòng)板、控制板、電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)裝置和電壓變化檢測(cè)裝置； 還包括用于處理第一 CT取能器獲取的電壓信號(hào)的信號(hào)板，所述信號(hào)板連接在所述第一CT取能器和控制板之間； 所述IGBT換流器依次通過(guò)電抗器和接觸器連接在母線上，所述第一 CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線用于獲取電網(wǎng)母線電壓信號(hào)并將其輸入到控制板中；所述母線電壓傳感器PT用于獲取母線上的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)輸入到信號(hào)板中；所述第二 CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號(hào)輸入到控制板中；所述控制板，用于產(chǎn)生控制驅(qū)動(dòng)IGBT換流器的信號(hào)，所述控制板與驅(qū)動(dòng)板電連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊與控制板連接，所述電壓變化檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)母線電壓變化率；所述電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)模塊，由電壓變化檢測(cè)模塊啟動(dòng)，用于根據(jù)母線電壓變化及負(fù)荷變化來(lái)確定電壓擾動(dòng)源的位置；所述驅(qū)動(dòng)板，用于根據(jù)控制板輸出的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)IGBT換流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，其特征在于:還包括電源板，所述電源板與驅(qū)動(dòng)板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，其特征在于:還包括限流電阻，所述限流電阻并接于接觸器的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，其特征在于:還包括熔斷器，所述熔斷器串接于電網(wǎng)母線和接觸器之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種礦井電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓平抑裝置，包括母線電壓傳感器PT、接觸器、第一CT取能器、第二CT取能器、電抗器、IGBT換流器、驅(qū)動(dòng)板、控制板、電壓擾動(dòng)源位置檢測(cè)和電壓變化快速檢測(cè)環(huán)節(jié)；接觸器與電網(wǎng)母線連接，接觸器的另一端依次與電抗器、IGBT換流器連接；第一CT取能器套設(shè)于電網(wǎng)母線；第二CT取能器套設(shè)于接觸器和電抗器之間，并將其獲取的電壓信號(hào)輸入到信號(hào)板中；本實(shí)用新型提供的電壓平抑裝置，可快速對(duì)井下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率補(bǔ)償?shù)姆从硶r(shí)間在4ms以內(nèi)，利用超快速無(wú)功補(bǔ)償容量反映能力，使得大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)不會(huì)傳遞到上一級(jí)，引起母線電壓波動(dòng)范圍大為減小，對(duì)改善礦井電網(wǎng)的電壓安全效果極為明顯。
文檔編號(hào)H02J3/18GK203056588SQ201220670258
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者周大敏, 安文斗, 吳成斌, 吳成良, 王開云, 任長(zhǎng)杰 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院, 四川川煤華榮能源股份有限公司