唐山开滦林西矿业有限公司 河北唐山 063104
摘要：本文简要介绍了矿井电网运行中存在的无功与谐波问题及其危害，并分析了高压静止无功发生器（SVG）工作原理和技术特点，其能有效提高矿井电网的功率因数，改变电能质量，起到了节能降耗的作用，解决了矿井电网无功补偿和谐波治理的问题。
关键词：矿井供电系统；无功补偿及谐波治理；SVG；电能质量
1.引言
随着矿井采掘、运输等工作自动化设备的不断增加，矿井供电系统中存在着功率因数低、谐波含量大、冲击压降大、供电损耗大等问题急需解决。这些电能质量问题造成大量电能浪费，增加能源消耗，还影响供电安全，传统的补偿装置已不能满足供电安全需求，通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量转换的高压静止无功发生器（SVG），不仅能动态补偿无功功率，降低线损，节能降耗，而且能动态补偿谐波，改善电能质量，抑制电压波动和闪变，实现了无功补偿方式质的飞跃。
2.无功与谐波问题
2.1无功问题
在矿井供电系统用电负载中，阻感负载占有很大的比例，阻感负载异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。除此之外，一些电力电子装置等非线性装置也要消耗大量的无功功率。无功功率的增加，会对电网产生影响：（1）导致电流增大和视在功率增加，从而使电气设备容量增加；（2）会使总电流增加，使设备和线路的损耗增加；（3）会使线路及变压器的压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。
2.2谐波问题
引起电力系统谐波的主要谐波源有铁磁设备、电弧设备以及电力电子设备，分为无源型和有源型谐波源。谐波的主要危害：（1）产生谐波损耗，从而降低发、变电和用电设备的使用功率；（2）产生额外的热效应，加速设备的绝缘老化，降低设备的使用寿命；（3）引起一些保护设备误动作；（4）导致电气测量仪表计量不准确；（5）降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备；（6）大大增加了系统谐振的可能，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成危险的过电压或过电流。
3.高压静止无功发生器（SVG）的原理及技术特点
3.1 SVG的工作原理
SVG以三相大功率电压逆变器为核心，其输出电压通过变压器或电抗器介入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质与容量，当其副值大于系统侧电压幅值时输出感性无功，反之吸收感性无功。其原理如图1所示。
3.2 技术特点
从技术方面讲，SVG无功补偿装置有如下特点：（1）补偿性能强，动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求，任意时刻的功率因素在0.95以上，设备投资效益高；（2）谐波特性好，SVG本身不产生谐波电流，而且能有源滤除负载产生的各次谐波电流。（3）运行安全性可靠性高，SVG是可控电流源，不会产生过电流，不会产生谐波电压放大，尤其适合煤矿等对安全性要求高的用户使用。（5）占地面积小（6）可靠性高，维修量小。
4.结束语
高压静止无功发生器SVG是电能治理设备发展历程第四个时期IGBT全控时期的代表作品，是当今无功补偿领域最近技术的代表，通过在矿井供电系统中的应用可以看出，SVG不但提高了矿井电网的功率因数，改变了电能质量，也起到了节能降耗的作用，解决了矿井电网无功补偿和谐波治理的问题，是一种经济实用改善矿井电网电能质量的方法。
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[4]王宏波.新型动态无功补偿及谐波治理装置（SVG）的应用[J].科技信息.2011年03期
论文作者:孙悦
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
标签：谐波论文; 矿井论文; 电能论文; 电网论文; 电压论文; 功率论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第17期论文;