矿用静止无功发生器试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了矿用静止无功发生器试验系统，其包括：SVG实验设备、数据采集系统、主控系统、主回路系统以及辅助回路系统，SVG实验设备通过主回路系统连接待检设备和供电电源，所述系统控制连接SVG实验设备和数据采集系统，辅助回路系统连接主控系统控和数据采集系统。本试验系统结构简单，性能稳定可靠，可以实现多电压不同容量的无功补偿装置的测试。

【技术实现步骤摘要】
矿用静止无功发生器试验系统
本技术涉及试验设备，具体涉及矿用静止无功发生器的检验设备。
技术介绍
煤矿电网的无功补偿多采用变电所集中补偿。目前，随着煤矿综采技术的提高，煤矿井下电动机及其变频调速设备功率增大，低压供电系统(1140V、660V)存在两大问题：(1)综采、综掘及运输系统大功率电动机因供电距离远，压降大，造成启动困难，影响正常生产；(2)电流畸变严重，无功损耗增大，电量浪费严重，影响企业经济效益。依据《煤炭工业节能减排工作意见的通知》，在提高功率因数条件具备时，宜采用动态无功补偿和就地无功补偿技术,使矿井的平均功率因数不得低于0.9。因此，对煤矿井下采用动态无功补偿既是现实生产的需要，也是节能减排、提高电能利用率的需要。以往矿山普遍采用静止无功补偿装置(包括晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管控制变压器(TCT)、晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)等，一般与机械投切无功补偿装置)进行就地补偿无功。近年来随着技术的发展，由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的静止无功发生器(StaticVarGenerator，简称SVG)，又称无功补偿发生器，响应速度快，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，比传统无功补偿装置有很大优点，在煤矿井下的应用也会越来越广泛。目前对这一重要产品的检验，制造厂、检测中心和使用单位都没有专业的检测设备，普遍采用常规的电容电感投切等方式进行测量，存在检测效率不高、检测值不准确、试验时电流冲击大等缺陷。由此可见，提供一种高效且可靠的矿用静止无功发生器检测方案是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有矿用静止无功发生器检测技术所存在的问题，需要一种准确且可靠性的新的检测方案。为此，本技术所要解决的技术问题是提供一种矿用静止无功发生器试验系统，以提高检测效率和检测准确率。为解决该技术问题，本技术提供的矿用静止无功发生器试验系统包括：SVG实验设备、数据采集系统、主控系统、主回路系统以及辅助回路系统，所述SVG实验设备通过主回路系统连接待检设备和供电电源，所述主控系统控制连接SVG实验设备和数据采集系统，所述辅助回路系统连接主控系统控和数据采集系统。优选的，所述主回路系统包括第一三绕组变压器和第二三绕组变压器，所述第一三绕组变压器的原边连接三相10kV电网，副边分为1140V和660V两路出线，分别连接待检设备；所述第二三绕组变压器原边双绕组分别连接第一三绕组变压器的副边两路出线，第二三绕组变压器副边连接SVG实验设备。优选的，所述辅助回路系统为220V供电回路。优选的，所述SVG实验设备采用模块化的无功补偿模块并联运行模式，各模块间互为备份。优选的，所述主控系统由上位机、按键输入单元、继电控制输出单元、显示单元、控制单元、多路综合保护通信单元组成。优选的，所述控制单元为S7-1200PLC。优选的，所述数据采集系统包括霍尔传感器和温度传感器，对应的设置在主回路系统、SVG实验设备以及待检设备上。优选的，所述霍尔传感器包括霍尔电压互感器和霍尔电流互感器。优选的，所述温度传感器包括PT100温度传感器和光纤温度传感器。本技术提供的矿用静止无功发生器试验系统采用多电压多绕组变压器，小容量SVG并联运行，相互冗余，可以实现多电压不同容量的无功补偿装置的测试目的，同时测量线路简单、补偿电流精确、对电网无冲击、试验效率高。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本技术。图1为本实例中试验系统主电路原理图；图2为本实例中主控系统的原理框图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。本实例提供的矿用静止无功发生器试验系统采用多电压多绕组变压器与小容量SVG并联运行，相互冗余的设计方案，实现多电压不同容量的无功补偿装置的测试目的。参见图1，其所示为本实例提供的矿用静止无功发生器试验系统的主电路原理图。由图可知，该矿用静止无功发生器试验系统100包括：SVG实验设备110、数据采集系统120、主控系统130、主回路系统140以及辅助回路系统(图中未示出)。其中，SVG实验设备110通过主回路系统140连接待检设备210、220和供电电源300，而主控系统130控制连接SVG实验设备110和数据采集系统120，同时辅助回路系统连接主控系统控130和数据采集系统120。本系统中的主回路系统140主要用于完成对SVG实验设备110和待检设备210、220的供电。该主回路系统140主要由三绕组变压器T1和三绕组变压器T2配合构成，三绕组变压器T1原边单绕组连接供电电源三相10kV电网300，其副边双绕组为输出，用于连接待检设备210、220；三绕组变压器T2用于向SVG实验设备110供电，其原边双绕组分别连接三绕组变压器T1的输出，副边连接SVG实验设备110。具体的，主回路系统140供电电源由三相10kV电网300进线经过三绕组变压器T1后分为1140V和660V两路出线，分别连接1140V待检验设备210和660V待检验设备220。T1变压器额定容量为2MVA，两个低压侧绕组(即副边绕组)均为2MVA容量，可以实现相同容量不同电压的无功补偿装置同时检验。三绕组变压器T2向系统中SVG实验设备供电，该变压器原边双绕组，额定电压分别为1140V和660V，副边额定电压为660V。通过三绕组隔离变压器(即三绕组变压器T2)，将本地设备(即SVG实验设备)与待检设备有效的隔离开，很大程度上保护了整个实验装置系统的安全性，降低了实验装置的损坏机率。本系统中的辅助回路系统为独立的220V供电回路，为系统中低压设备提供独立稳定的工作电源，其与主回路系统140完全隔离，可以实现更加完善的试验装置监控和保护功能，这样在主设备故障情形下仍能实现整个系统的监控和保护。本系统中的SVG实验设备110为整个系统中提供无功功率的关键部件，要求调节速度快，运行范围宽，具有长时间过载能力和冗余结构。此部分采用模块化的无功补偿模块并联运行模式，各模块间互为备份，可以单独或同时补偿无功。发生故障，故障单元自行退出系统，不影响其他模块运行。模块响应时间小于3ms，系统响应时间小于20ms。补偿能力从容性无功至感应无功范围内无级调节，对电网影响小，尤其是可以抑制电网波动和闪变能力，防止电网谐振。具有过流、短路、接地、过压、欠压、缺相、超温等故障保护。为防止电磁干扰，采用光纤隔离技术，Modbus通讯。由于每个模块都可以独立运行，所以在整体控制结构上采用集中控制并联结构，采集母线电压、电流信号后，送入主控器，并进行统一分配。这样电压环和电流环可以保证模块中电流平均分配，响应速度快，模块之间不存在相互影响的情况。本系统中的主控系统130由上位机131、按键输入单元132、继电控制输出单元133、显示单元134、控制单元135、多路综合保护通信单元136组成。参见图2，主控系统为分布式结构，控制单元135优选S7-1200PLC作为核心控制器，分别控制连接按键输入单元132、继电控制输出单元133、显示单元134、多路综合保护通信单本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿用静止无功发生器试验系统，其特征在于，所述试验系统包括：SVG实验设备、数据采集系统、主控系统、主回路系统以及辅助回路系统，所述SVG实验设备通过主回路系统连接待检设备和供电电源，所述主控系统控制连接SVG实验设备和数据采集系统，所述辅助回路系统连接主控系统控和数据采集系统。

【技术特征摘要】
1.矿用静止无功发生器试验系统，其特征在于，所述试验系统包括：SVG实验设备、数据采集系统、主控系统、主回路系统以及辅助回路系统，所述SVG实验设备通过主回路系统连接待检设备和供电电源，所述主控系统控制连接SVG实验设备和数据采集系统，所述辅助回路系统连接主控系统控和数据采集系统。2.根据权利要求1所述的矿用静止无功发生器试验系统，其特征在于，所述主回路系统包括第一三绕组变压器和第二三绕组变压器，所述第一三绕组变压器的原边连接三相10kV电网，副边分为1140V和660V两路出线，分别连接待检设备；所述第二三绕组变压器原边双绕组分别连接第一三绕组变压器的副边两路出线，第二三绕组变压器副边连接SVG实验设备。3.根据权利要求1所述的矿用静止无功发生器试验系统，其特征在于，所述辅助回路系统为220V供电回路。4.根据权利要求1所述的矿用静止无功发生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿庆娥，黄文涛，傅林，谢添，林洋，吕志文，龙再萌，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31