專利名稱：一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于濾波補(bǔ)償裝置，具體涉及一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置。
技術(shù)背景[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種變流變頻裝置已廣泛用于工業(yè)及民用領(lǐng)域，礦業(yè)系統(tǒng)中煤礦提升機(jī)較普遍的采用晶閘管供電的直流拖動(dòng)，稱為提升機(jī)晶閘管電控系統(tǒng) (SCR-D)0晶間管電控系統(tǒng)具有調(diào)速平穩(wěn)準(zhǔn)確、效率高、容易維護(hù)、可引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，目前國內(nèi)大功率的礦井提升機(jī)采用較多。但由于晶閘管變流器采用相切控制方式調(diào)節(jié)電壓或電流，使電網(wǎng)正弦電壓波形受到切割，并由此產(chǎn)生諧波電流，導(dǎo)致供電電網(wǎng)電壓波形畸變，對電網(wǎng)產(chǎn)生一些不良影響。SCR-D系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行期間功率因數(shù)偏低(一般在0. 02 0. 8之間)，同時(shí)起動(dòng)無功沖擊大，引起電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)，尤其對于礦井提升機(jī)這類短時(shí)重復(fù)工作制的負(fù)荷，電壓波動(dòng)問題也很突出。綜上所述，SCR-D系統(tǒng)對電網(wǎng)的不利影響主要表現(xiàn)在產(chǎn)生諧波電流、平均功率因數(shù)低、起動(dòng)無功沖擊大等方面。為了保證所有電氣設(shè)備的正常工作，各工業(yè)國家都對諧波問題開展了深入的研究工作，并制定出了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。 我國于1993年頒布了《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB / T 14549 — 93 )國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值。根據(jù)目前國際上的研究成果，諧波電流允許值應(yīng)基于電網(wǎng)的電磁相容性水平，即使不可能完全消除諧波，但應(yīng)將其限制在一定的水平。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種反應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)的一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置。[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案[0005]一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，包括FC補(bǔ)償濾波支路、TCR晶閘管控制支路以及控制器，其特征在于所述FC補(bǔ)償濾波支路與TCR晶閘管控制支路一起并聯(lián)在與變壓器電連接的補(bǔ)償母線上，所述TCR晶閘管控制支路為三條控制支路組成的封閉回路，每條控制支路都是由電抗器一、晶間管閥組以及電抗器二串聯(lián)而成，所述任意兩條控制支路之間的一個(gè)連接點(diǎn)與補(bǔ)償母線電連接，所述控制器一端與每個(gè)晶閘管閥組電連接，控制器另一端與補(bǔ)償母線電連接。[0006]所述FC補(bǔ)償濾波支路由三條濾波支路組成，每條濾波支路都是由隔離開關(guān)、電容器以及電抗器串聯(lián)而成，三條濾波支路電抗器的輸出端相互連接。[0007]所述晶閘管閥組由兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，所述晶閘管采用德國的IXYS元件，所述每個(gè)晶閘管有一個(gè)BOD保護(hù)。[0008]所述電抗器采用鋁線環(huán)氧固化型，所述電容器選用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器。[0009]所述控制器采用基于DSP的全數(shù)字化控制器。[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下有益效果[0011]由于FC補(bǔ)償濾波支路與TCR晶閘管控制支路一起并聯(lián)在與變壓器電連接的補(bǔ)償母線上，F(xiàn)C補(bǔ)償濾波支路可以同時(shí)吸收特征頻率及其以上的諧波，包括中性點(diǎn)不平衡保護(hù)、 過壓、失壓、過電流、速斷等保護(hù)，本裝置可對無功功率進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定； 反應(yīng)速度快，跟隨時(shí)間約為10ms，即半個(gè)交流周期；采用光電觸發(fā)，抗干擾性強(qiáng)；操作簡便，維護(hù)費(fèi)用低。


[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
[0013]參見圖1，一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，包括FC補(bǔ)償濾波支路1、TCR晶閘管控制支路2以及控制器，F(xiàn)C補(bǔ)償濾波支路1與TCR晶閘管控制支路2 —起并聯(lián)在與變壓器電連接的補(bǔ)償母線上，TCR晶閘管控制支路2為三條控制支路組成的封閉回路，每條控制支路都是由電抗器一 3、晶閘管閥組4以及電抗器二 5串聯(lián)而成，任意兩條控制支路之間的一個(gè)連接點(diǎn)與補(bǔ)償母線電連接，即分別接入三相補(bǔ)償母線的各相，控制器一端與每個(gè)晶閘管閥組4電連接，控制器另一端與補(bǔ)償母線電連接。FC補(bǔ)償濾波支路1由三條濾波支路組成，每條濾波支路都是由隔離開關(guān)6、電容器7以及電抗器8串聯(lián)而成，每條濾波支路隔離開關(guān)6的輸入端分別接入三相補(bǔ)償母線的各相，三條濾波支路電抗器8的輸出端相互連接。 晶閘管閥組4由兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，晶閘管采用德國的IXYS元件，每個(gè)晶閘管有一個(gè) BOD保護(hù)。電抗器采用鋁線環(huán)氧固化型，電容器選用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器。[0014]本實(shí)用新型各個(gè)組成部件的優(yōu)選[0015]1、控制器控制器采用全數(shù)字化智能控制系統(tǒng)DSP，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)無功功率的變化，對閥組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，對電抗器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，控制器具體可以采用市面上的一些SVC相控電抗器控制器，例如，昆明金翔?？萍加邢薰狙邪l(fā)生產(chǎn)的SH-TCR相控電抗器型SVC套。[0016]2、電抗器三相電抗器為Δ形連接，在對稱控制時(shí)，3次諧波不會(huì)進(jìn)入電網(wǎng)。主電抗器與控制器配合，產(chǎn)生可變的感性無功功率。主電抗器為空芯結(jié)構(gòu)，自然空冷。為了避免晶閘管承受過高的短路應(yīng)力，將每相電抗器分為兩部分，中間接控制器。當(dāng)某一部分電抗器發(fā)生短路后，晶閘管最大承受2倍的額定電流。[0017]3、FC濾波支路濾波支路由電容器和電抗器組成，電容器選用全膜介質(zhì)的濾波電容器，具有較高的場強(qiáng)和穩(wěn)定性，并裝有內(nèi)放電電阻。串聯(lián)濾波電抗器為空芯結(jié)構(gòu)，帶抽頭或者間隙可調(diào)。FC濾波支路由電容器、電抗器和電阻器組成，在諧振頻率以上呈現(xiàn)低阻抗， 可以同時(shí)吸收特征頻率及其以上的諧波。FC濾波支路均為Y形連接，設(shè)中性點(diǎn)不平衡保護(hù)。 其它保護(hù)有過壓、失壓、過電流、速斷等保護(hù)。[0018]本實(shí)用新型的工作原理[0019]當(dāng)負(fù)載起動(dòng)時(shí)，本裝置無功功率降為0，此時(shí)容性無功功率％全部用于補(bǔ)償負(fù)載無功功率Qp當(dāng)負(fù)載進(jìn)入等速運(yùn)行階段后，控制器提供一部分感性無功功率Qm以補(bǔ)償容性無功功率的多余部分。負(fù)載停止時(shí)，本裝置全部容量投入，用于補(bǔ)償容性無功功率％。控制器感性無功功率Qu對負(fù)載的感性無功功率Ql和電容器組的容性無功功率Qe起平衡作用， 以使系統(tǒng)電壓及功率因數(shù)保持為恒定值。[0020]本實(shí)用新型的工作過程[0021]用于控制主電抗器的電流，可以直接與6kV或IOkV系統(tǒng)相連。每相由若干晶閘管反并聯(lián)，分別固定在框架內(nèi)。每只晶閘管配一只脈沖變壓器，各脈沖變壓器為并聯(lián)連接，采用電磁或光電觸發(fā)方式。動(dòng)態(tài)均壓采用RC電路，可避免各閥端電壓的不平衡。緊急觸發(fā)電路采用BOD (break-over-diodes)元件，其功能是當(dāng)晶閘管的端電壓超過某一給定值時(shí)， BOD立即觸發(fā)晶間管，將高電壓泄放到電抗器等設(shè)備上，以避免過高的行波電壓對晶間管產(chǎn)生破壞作用。控制器具有足夠的安全系數(shù)，當(dāng)某一個(gè)晶閘管擊穿短路后，仍能正常工作。晶閘管故障后有燈光指示，可在停機(jī)檢修時(shí)預(yù)以更換。晶閘管的冷卻水系統(tǒng)為閉路循環(huán)，水質(zhì)為去離子水，通過一臺(tái)熱交換器對循環(huán)水進(jìn)行降溫?？刂破鞯娜蝿?wù)是通過測量系統(tǒng)變量及人為給定量，計(jì)算出系統(tǒng)的有功功率、無功功率、電容器組的容性無功功率和主電抗器的感性無功功率，經(jīng)過運(yùn)算處理，產(chǎn)生相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)控制器的觸發(fā)角，控制主電抗器的無功功率，以使電網(wǎng)電壓保護(hù)穩(wěn)定。[0022]本實(shí)用新型的特點(diǎn)[0023]由于本實(shí)用新型采用TCR+FC方式，即晶閘管控制電抗器并兼補(bǔ)償濾波回路，其主要特點(diǎn)有[0024]1)可對無功功率進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定；[0025]2)反應(yīng)速度快，跟隨時(shí)間約為10ms，即半個(gè)交流周期；[0026]3)采用光電觸發(fā)，抗干擾性強(qiáng)；[0027]4)操作簡便，維護(hù)費(fèi)用低。
權(quán)利要求1.一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，包括FC補(bǔ)償濾波支路(1)、TCR晶閘管控制支路 (2)以及控制器，其特征在于所述FC補(bǔ)償濾波支路(1)與TCR晶閘管控制支路(2) 一起并聯(lián)在與變壓器電連接的補(bǔ)償母線上，所述TCR晶閘管控制支路(2)為三條控制支路組成的封閉回路，每條控制支路都是由電抗器一(3)、晶閘管閥組(4)以及電抗器二(5)串聯(lián)而成， 所述任意兩條控制支路之間的一個(gè)連接點(diǎn)與補(bǔ)償母線電連接，所述控制器一端與每個(gè)晶閘管閥組(4)電連接，控制器另一端與補(bǔ)償母線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，其特征在于所述FC補(bǔ)償濾波支路(1)由三條濾波支路組成，每條濾波支路都是由隔離開關(guān)(6)、電容器(7)以及電抗器(8)串聯(lián)而成，三條濾波支路電抗器(8)的輸出端相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，其特征在于所述晶閘管閥組(4)由兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，所述晶閘管采用德國的IXYS元件，所述每個(gè)晶閘管有一個(gè)BOD保護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，其特征在于所述電抗器 (8)采用鋁線環(huán)氧固化型，所述電容器(7)選用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，其特征在于所述控制器采用基于DSP的全數(shù)字化控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦用濾波節(jié)能成套補(bǔ)償裝置，包括FC補(bǔ)償濾波支路、TCR晶閘管控制支路以及控制器，其特征在于所述FC補(bǔ)償濾波支路與TCR晶閘管控制支路一起并聯(lián)在與變壓器電連接的補(bǔ)償母線上，所述TCR晶閘管控制支路為三條控制支路組成的封閉回路，每條控制支路都是由電抗器一、晶閘管閥組以及電抗器二串聯(lián)而成，所述任意兩條控制支路之間的一個(gè)連接點(diǎn)與補(bǔ)償母線電連接，所述控制器一端與每個(gè)晶閘管閥組電連接，控制器另一端與補(bǔ)償母線電連接。本裝置可對無功功率進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定；反應(yīng)速度快，跟隨時(shí)間約為10ms，即半個(gè)交流周期；采用光電觸發(fā)，抗干擾性強(qiáng)；操作簡便，維護(hù)費(fèi)用低。
文檔編號H02J3/01GK202309073SQ20112036231
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者童淮安 申請人:童淮安