隨著煤礦開(kāi)采機(jī)械化程度不斷提高,感性負(fù)載(例如電動(dòng)機(jī))和非線(xiàn)性負(fù)載(例如變頻器)在井下的運(yùn)用越來(lái)越多,同時(shí)對(duì)井下電網(wǎng)產(chǎn)生了大量的諧波和無(wú)功功率。若井下電網(wǎng)的無(wú)功功率及諧波超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,容易引發(fā)設(shè)備誤動(dòng)作、電氣絕緣損傷等安全隱患。為使電網(wǎng)的無(wú)功功率和諧波達(dá)標(biāo),最近幾年高壓無(wú)功補(bǔ)償和濾波裝置在井下的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但目前行業(yè)內(nèi)沒(méi)有針對(duì)煤礦高電壓等級(jí)的無(wú)功功率補(bǔ)償及諧波裝置的試驗(yàn)系統(tǒng),導(dǎo)致無(wú)功功率補(bǔ)償及濾波裝置在井下運(yùn)行的安全性能得不到充分的分析驗(yàn)證。基于高壓SVG電流發(fā)生源,論文研制了一套高壓無(wú)功功率及諧波補(bǔ)償裝置的試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)礦用無(wú)功功率及諧波補(bǔ)償裝置的安全準(zhǔn)入分析驗(yàn)證具有重要意義。根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合礦用無(wú)功功率和諧波補(bǔ)償裝置的特點(diǎn),綜合分析并提出了試驗(yàn)系統(tǒng)的功能、指標(biāo)需求。比較各類(lèi)擾動(dòng)源的優(yōu)缺點(diǎn),考慮到SVG具有輸出范圍寬、諧波輸出穩(wěn)定且響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),試驗(yàn)系統(tǒng)選用高壓SVG作為電流擾動(dòng)源。因低壓SVG經(jīng)過(guò)變壓器升壓后,諧波穿越變壓器時(shí)對(duì)變壓器的帶寬要求非常高、代價(jià)很大,而高壓SVG具有輸出電流波形正弦度好、響應(yīng)速度更快的特點(diǎn),論文優(yōu)選了高壓SVG擾動(dòng)源直接驅(qū)動(dòng)試品的技術(shù)方案。闡述電流擾動(dòng)源的工作原理,優(yōu)選其電路結(jié)構(gòu)、分析算法和調(diào)制策略,結(jié)合各電壓等級(jí)電流擾動(dòng)源的設(shè)計(jì)能力,對(duì)功率單元和電抗器進(jìn)行設(shè)計(jì),優(yōu)化計(jì)算直流電容,設(shè)計(jì)試驗(yàn)變壓器的切換方案;結(jié)合功率因數(shù)試驗(yàn)的需要,設(shè)計(jì)配置有功負(fù)載;為了采集完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用三點(diǎn)法(通過(guò)對(duì)試品側(cè)、系統(tǒng)側(cè)和母線(xiàn)側(cè)進(jìn)行測(cè)量,即三點(diǎn)法)對(duì)電壓電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)儀器的功能要求,選取合適的檢測(cè)儀器;設(shè)計(jì)試驗(yàn)系統(tǒng)的控制軟件,保證試驗(yàn)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。在MATLAB/Simulink中搭建10kV電流擾動(dòng)源仿真模型,仿真階躍切換波形的響應(yīng)時(shí)間為10ms,仿真容性和感性無(wú)功穩(wěn)定輸出時(shí)諧波總含量分別為0.65%和0.58%;搭建試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)原理和試品試驗(yàn)驗(yàn)證,其中原理驗(yàn)證中25次諧波電流值達(dá)到3.6A,也分別輸出了31次、37次、43次、49次諧波。由仿真和搭建平臺(tái)試驗(yàn)充分肯定了高壓電流擾動(dòng)源方案可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TD611

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本文編號(hào)：2819153