论文部分内容阅读
[摘 要]目前，我国很多煤矿单位为了提高煤的质量以及产量，都在供电系统中引用了大量的电动机和感性负荷，但这一做法带来的弊端就是降低了供电系统的电能质量。SVG技术的应用能够很好地将这一问题解决。文章简要论述了SVG给电网带来的影响以及SVG的技术特点，重点介绍了其在供电系统的具体应用以及应有的结果。
[关键词]煤矿供电；SVG；无功补偿技术；应用
中图分类号：S538 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0312-01
引言
SVG是静止无功发生器的简称，其在煤矿供电系统中的应用能够对静态无功功率和冲击性无功功率进行快速的调节。SVG对于改善稳定供电电压有着明显的效果，同时其还可以提高煤矿供电系统的功率因数。作为相关人员，如何使得SVG技术在供电系统中发挥最大作用是值得进行研究的问题，因此，对其进行研究具有十分重要的现实意义。
1 SVG的运行原理及对电网实现的功能
SVG是将电压源型逆变器，经过电抗器或变压器并联在电网上，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。使用直流电流进行控制时，是对交流侧的电流控制，SVG装置将信号中的谐波抽离出来，并且将其进行多次的叠加，然后将叠加后的谐波传入电网中，这样下来，电网中的电流就不会存在其他谐波，而只有基波。该装置不仅可以对谐波电流进行跟踪补偿，而且可以跟踪补偿冲击型负荷。SVG工作原理图如下图1所示。
2 SVG技术特点
在技术层面上来对比，SVG的无功补偿技术比传统使用的方法具有明显的优势，主要包括以下几点：1）响应速度快，用时短。SVG的响应时间一般在10ms以内，而传统使用的装置所用响应时间通常都要超过20ms。SVG技术能够实现额定容性无功功率和额定感性无功功率之间的互相变换，并且所用时间非常短。这种响应速度完全可以实现对冲击性负荷的补偿；2）抑制电压闪变能力强。SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。由于SVG响应速度极快，增大SVG装置容量可以提高抑制电压闪变的能力；3）运行范围宽且补偿范围灵活。SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，且可以根据系统无功缺额容量发出或吸收无功，所以比SVC的运行范围宽且灵活很多。
3 SVG系統在煤矿供电系统的运用
3.1 高压10kV无功补偿SVG装置
10kV高压SVG静止型无功发生装置结构简单，主要由控制柜、功率柜和启动柜组成。控制柜可以分为主控单元和采样单元。主要用来完成SVG对煤矿供电系统的无功补偿过程，监控无功功率的大小及流向，并且可以完成与上位机的联系，使SVG可以自动有效的完成其无功补偿任务。触摸屏人机界面能够对SVG系统运行参数进行设置，同时还能用来监控实时系统运行状态，是SVG与外部系统人机交互的接口。为保证SVG的供电可靠惟，在控制柜内还配备了电源系统，利用两个独立电源同时给控制系统供电，实现供电系统的冗余设计。
3.2 SVG运行监控系统
SVG监控系统是由控制柜内的主控制器采集SVG运行各项参数，并通过触摸屏人机界面进行显示。SVG监控系统可以实时地查看SVG的各个参数，如SVG输出无功电流、母线电压的实时数值化及历史曲线。同时具有网络传输功能，可以实现远程监控与操作。SVG监控系统主要功能特点有：1）对设备各个参数进行监控，可以绘制各参数及其变化曲线；2）与主接线对应开关相匹配，系统结构及状态一目了然；3）故障报警，当运行状况出现异常时，会产生报警；4）对各个参数进行历史监控，记录历史数据和故障，同时记录用户操作，可以随时查阅。
4 SVG投入运行后对电网的改善效果
1）电网达到实时功率因数数值≥0.95，降低线损、节能降耗，改善电能质量；2）成套装置具有短时过载能力；3）输电系统稳定控制，提高线路输电能力；4）系统响应时间小于5ms；5）实现从感性到容性的连续、平滑的无功功率补偿，任何时候都可进行自由投切；6）实现了故障时提供报警信息，严重故障时封锁sVG驱动脉冲。同时装置退出运行；7）实现电网不对称平衡补偿；8）SVG是电压源型装置，主动式跟踪补偿所需无功，从机理上避免了大容量电容、电抗元器件并联在电网中可能发生的谐振现象，在电网薄弱的末端使用，其安全性比阻抗型装置更高。
5 SVG的经济效益评估提高功率因数
在电网中，有功功率、无功功率和视在功率之间的关系如下式：
式中：S为视在功率，P为有功功率IQ为无功功率，且功率因数cos=p/s，因此，当电力系统进行无功补偿时，系统中的无功功率就越小，视在功率就相应减小，系统的功率因数也就相应提高。
举例来说，某煤矿35KV变电站，装机容量为25000KVA×2，正常运行方式为一投一备，由于该矿综合采煤采用的是大功率设备及变频技术，投运初期10kV用户侧有功负荷为12259kW，无功负荷为9240kvar，在没有配置无功补偿时，此侧功率因数cos仅为0.8左右，连续四个月累计发生力率电费44.86万元。通过安装了SVG高压静止无功发生与滤波装置（容量5500kvar），实时地对无功功率负荷进行了补偿。补偿后的功率因数cos为：
上式表明，该变电站经过SVG改造后功率因数由0.8提高到0.95，该站10kV出线到末端用户电压由9.92kV提高到9.94kV，无功功率得到了充分的补偿，末端用户电压得到了一定提高，改善了用户的电能质量。
结束语
总而言之，SVG技术在煤矿供电系统中得到了广泛的应用，并且取得了较好的成效。相信随着科学技术的不断进步，还会有更多的先进技术被应用到该领域中，作为相关人员需要提升自己的专业技术水平，以便更好的促进我国煤矿供电系统的安全运行。
参考文献
[1] 魏志鹏.煤矿供电SVG无功补偿技术的研究与应用[J].山东工业技术，2017，（16）：92.
[2] 孟赵刘.无功补偿装置SVG在煤矿6kV供电线路的应用[J].煤矿现代化，2016，（06）：88-91.
[3] 鲁楠.煤矿供电SVG无功补偿技术的应用研究[D].安徽理工大学，2016.
[关键词]煤矿供电；SVG；无功补偿技术；应用
中图分类号：S538 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0312-01
引言
SVG是静止无功发生器的简称，其在煤矿供电系统中的应用能够对静态无功功率和冲击性无功功率进行快速的调节。SVG对于改善稳定供电电压有着明显的效果，同时其还可以提高煤矿供电系统的功率因数。作为相关人员，如何使得SVG技术在供电系统中发挥最大作用是值得进行研究的问题，因此，对其进行研究具有十分重要的现实意义。
1 SVG的运行原理及对电网实现的功能
SVG是将电压源型逆变器，经过电抗器或变压器并联在电网上，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。使用直流电流进行控制时，是对交流侧的电流控制，SVG装置将信号中的谐波抽离出来，并且将其进行多次的叠加，然后将叠加后的谐波传入电网中，这样下来，电网中的电流就不会存在其他谐波，而只有基波。该装置不仅可以对谐波电流进行跟踪补偿，而且可以跟踪补偿冲击型负荷。SVG工作原理图如下图1所示。
2 SVG技术特点
在技术层面上来对比，SVG的无功补偿技术比传统使用的方法具有明显的优势，主要包括以下几点：1）响应速度快，用时短。SVG的响应时间一般在10ms以内，而传统使用的装置所用响应时间通常都要超过20ms。SVG技术能够实现额定容性无功功率和额定感性无功功率之间的互相变换，并且所用时间非常短。这种响应速度完全可以实现对冲击性负荷的补偿；2）抑制电压闪变能力强。SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。由于SVG响应速度极快，增大SVG装置容量可以提高抑制电压闪变的能力；3）运行范围宽且补偿范围灵活。SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，且可以根据系统无功缺额容量发出或吸收无功，所以比SVC的运行范围宽且灵活很多。
3 SVG系統在煤矿供电系统的运用
3.1 高压10kV无功补偿SVG装置
10kV高压SVG静止型无功发生装置结构简单，主要由控制柜、功率柜和启动柜组成。控制柜可以分为主控单元和采样单元。主要用来完成SVG对煤矿供电系统的无功补偿过程，监控无功功率的大小及流向，并且可以完成与上位机的联系，使SVG可以自动有效的完成其无功补偿任务。触摸屏人机界面能够对SVG系统运行参数进行设置，同时还能用来监控实时系统运行状态，是SVG与外部系统人机交互的接口。为保证SVG的供电可靠惟，在控制柜内还配备了电源系统，利用两个独立电源同时给控制系统供电，实现供电系统的冗余设计。
3.2 SVG运行监控系统
SVG监控系统是由控制柜内的主控制器采集SVG运行各项参数，并通过触摸屏人机界面进行显示。SVG监控系统可以实时地查看SVG的各个参数，如SVG输出无功电流、母线电压的实时数值化及历史曲线。同时具有网络传输功能，可以实现远程监控与操作。SVG监控系统主要功能特点有：1）对设备各个参数进行监控，可以绘制各参数及其变化曲线；2）与主接线对应开关相匹配，系统结构及状态一目了然；3）故障报警，当运行状况出现异常时，会产生报警；4）对各个参数进行历史监控，记录历史数据和故障，同时记录用户操作，可以随时查阅。
4 SVG投入运行后对电网的改善效果
1）电网达到实时功率因数数值≥0.95，降低线损、节能降耗，改善电能质量；2）成套装置具有短时过载能力；3）输电系统稳定控制，提高线路输电能力；4）系统响应时间小于5ms；5）实现从感性到容性的连续、平滑的无功功率补偿，任何时候都可进行自由投切；6）实现了故障时提供报警信息，严重故障时封锁sVG驱动脉冲。同时装置退出运行；7）实现电网不对称平衡补偿；8）SVG是电压源型装置，主动式跟踪补偿所需无功，从机理上避免了大容量电容、电抗元器件并联在电网中可能发生的谐振现象，在电网薄弱的末端使用，其安全性比阻抗型装置更高。
5 SVG的经济效益评估提高功率因数
在电网中，有功功率、无功功率和视在功率之间的关系如下式：
式中：S为视在功率，P为有功功率IQ为无功功率，且功率因数cos=p/s，因此，当电力系统进行无功补偿时，系统中的无功功率就越小，视在功率就相应减小，系统的功率因数也就相应提高。
举例来说，某煤矿35KV变电站，装机容量为25000KVA×2，正常运行方式为一投一备，由于该矿综合采煤采用的是大功率设备及变频技术，投运初期10kV用户侧有功负荷为12259kW，无功负荷为9240kvar，在没有配置无功补偿时，此侧功率因数cos仅为0.8左右，连续四个月累计发生力率电费44.86万元。通过安装了SVG高压静止无功发生与滤波装置（容量5500kvar），实时地对无功功率负荷进行了补偿。补偿后的功率因数cos为：
上式表明，该变电站经过SVG改造后功率因数由0.8提高到0.95，该站10kV出线到末端用户电压由9.92kV提高到9.94kV，无功功率得到了充分的补偿，末端用户电压得到了一定提高，改善了用户的电能质量。
结束语
总而言之，SVG技术在煤矿供电系统中得到了广泛的应用，并且取得了较好的成效。相信随着科学技术的不断进步，还会有更多的先进技术被应用到该领域中，作为相关人员需要提升自己的专业技术水平，以便更好的促进我国煤矿供电系统的安全运行。
参考文献
[1] 魏志鹏.煤矿供电SVG无功补偿技术的研究与应用[J].山东工业技术，2017，（16）：92.
[2] 孟赵刘.无功补偿装置SVG在煤矿6kV供电线路的应用[J].煤矿现代化，2016，（06）：88-91.
[3] 鲁楠.煤矿供电SVG无功补偿技术的应用研究[D].安徽理工大学，2016.