[发明专利]隔爆兼本安型静止无功发生器装置及无功补偿的实现方法

说明书

一种隔爆兼本安型静止无功发生器装置及无功补偿实现方法，可解决煤矿井下远距离供电电机启动困难，煤矿井下电网功率因数偏低、电压波动大，谐波大影响长距离供电电能质量的技术问题。包括防爆型壳体内设置依次通讯连接的SVG控制系统、IGBT功率单元、交流隔离滤波系统；SVG控制系统对系统电压、电流信号进行检测、转换、滤波和分析处理，提供SVG单元需要的调制波信号和单元状态监控；IGBT功率单元的单元驱动板接收SVG控制系统的主控制板指令信号，转换成驱动IGBT的驱动信号；交流隔离滤波系统为一阶低通LC滤波器，其滤除SVG设备IGBT的PWM波开关频率附近的谐波。本发明无功补偿、滤波及节能效果好，提高了井下供电系统的电能质量，有效延长了低压供电距离的问题。

技术领域

本发明涉及无功发生器技术领域，具体涉及一种隔爆兼本安型静止无功发生器装置及无功补偿的实现方法。

背景技术

随着采煤机械化的发展，大量的大功率机械应用于煤炭行业，随着开采过程中供电距离的增加，以及各机械设备自身需要一定的无功功率损耗和大量整流设备的使用，使得煤矿井下电网功率因数偏低、电压波动大，谐波大成为全国各大煤矿的通病。

功率因数偏低会使用电企业的供电设备运行能力降低，用电设备的利用率降低，设备投资增大。

无功功率大，线缆供电距离远，导致系统电压损失增大，容易造成电压波动，使电能质量严重下降，用电设备寿命受到严重影响，使远距离供电的设备无法正常启动。

谐波电流大，污染供电电网，使通信及计量系统干扰严重，电缆及变压器绝缘冲击大，发热严重。

合理的选择安装补偿装置，提高功率因数及治理电网，可以做到最大限度的减少井下电网的损耗，使井下电网质量得到提高，使末端电压稳定，设备正常远距离供电运行。

目前矿用无功补偿及电能质量治理技术有以下两种型式：

1、采用无源器件电容投切技术，补偿电容有采用接触器投切方式，称为机械投切无功补偿，也有采用晶闸管投切，称为晶闸管投切电容器(TSC)

2、采用有源器件IGBT进行变流器控制实现无功补偿及谐波治理技术，称为静止无功发生器技术和有源滤波技术(APF)，把这类装置技术并结合防爆应用技术，研制出的产品叫矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器。是目前最先进矿用电能质量治理产品或装置。

发明内容

本发明提出的一种隔爆兼本安型静止无功发生器装置及无功补偿的实现方法，可解决煤矿井下远距离供电电机启动困难，煤矿井下电网功率因数偏低、电压波动大，谐波大影响长距离供电电能质量的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种隔爆兼本安型静止无功发生器装置，包括防爆型壳体，防爆型壳体内设置依次通讯连接的SVG控制系统、IGBT功率单元、交流隔离滤波系统；

其中，SVG控制系统对系统电压、电流信号进行检测、转换、滤波和分析处理，提供SVG单元需要的调制波信号和单元状态监控；

IGBT功率单元的单元驱动板接收SVG控制系统的主控制板指令信号，转换成驱动IGBT的驱动信号，同时提供单元直流电压监测和过压、IGBT短路、IGBT超温保护功能并传回给SVG控制系统的主控系统；

交流隔离滤波系统为一阶低通LC滤波器，其滤除SVG设备IGBT的PWM波开关频率附近的谐波。

进一步的，所述防爆型壳体上还设置防爆型变流器热交换散热一体化机构，所述防爆型变流器热交换散热一体化机构包括热管散热器、热交换器及防爆风机，所述热管散热器、热交换器及防爆风机设置于同一条风道上，热管散热器用于功率器件的散热，热交换器用于防爆腔体内除功率器件以外其它电力器件的散热，防爆风机为热管散热器和热交换器提供冷风。