浅析高压TCR型SVC装置投运模式与低压负荷配合

孟涛　蒋栋　范志成　赵俊达

摘要：随着我国电网系统的不断发展，电网不断扩大，系统结构越来越复杂，电力系统的稳定性也越来越重要。TCR晶闸管控制电抗器型SVC装置能够提高系统稳定性，增加系统调节能力，提高电能质量，提高系统运行的可靠性和经济性。梅花井煤矿副立井提升机电控调速系统由于电网电压波动，在提升机启动及调速过程中，频繁烧毁调速系统中晶闸管整流柜快熔元件，经现场检查及理论分析，对TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置投运模式进行切换，提升机现场运行正常、故障解除。

Abstract： With the continuous development of China's power grid system and the continuous expansion of the power grid， the system structure is becoming more and more complex， and the stability of the power system is becoming more and more important. The TCR thyristor controlled reactor type SVC device can improve system stability， increase system regulation capability， improve power quality， and improve system operation reliability and economy. Due to the fluctuation of the power grid voltage， the SCR rectifier cabinet fast-melting components in the speed regulation system are frequently burned during the start-up and speed regulation of the elevator. The operation mode of the SVC high-voltage static dynamic reactive power compensation device is switched， and the hoist operates normally on site and the fault is removed.

關键词：调速;快熔;SVC、TCR和FC;投运模式

Key words： speed regulation;fast melting;SVC， TCR and FC;commissioning mode

中图分类号：TH-39                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）14-0256-02

0  引言

SVC（Static Var Compensator）静止无功补偿器是当前柔性交流输电（FACTS）主要技术之一，其装置在制造方面、集成方面、控制方面已经趋于成熟，是目前使用广泛的静止无功补偿装置。

在电力系统中具有冲击性功率的负荷（如轧机、提升机）在启动、调速过程中，电力网中的电压降将发生相应变化，导致电压波动;随着工矿企业产能、规模的不断增加，冲击性大型设备逐渐增多，对电网电压波动造成更大影响。随着电力电子技术的发展，为解决电网电压波动造成的故障及危害，静止无功补偿装置得到了迅猛的发展，该文针对国家能源集团梅花井煤矿副立井提升机在调试、运行中出现的问题，浅析高压TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置的投运模式对电网电压的影响。

1  梅花井煤矿副立井提升系统概况

梅花井煤矿副立井提升电控系统主要由高压开关柜、整流变压器、电抗器、低压开关柜、整流柜、PLC控制柜、直流快速开关、操作台等电器设备组成;电控系统上位机与局域网互联;系统采区双PLC冗余配置，保证系统可靠运行。调速系统采用6RA70系列的全数字直流调速装置+晶闸管整流柜（分体式），实现磁场恒定、电枢换向串联12脉动控制，且通过转接柜可实现6/12脉切换，实现故障状态的全载半速运行。整流柜设有交流侧过电压保护、快熔保护、错相保护、快熔熔断指示等。梅花井煤矿副立井提升系统设备参数见表1。

2  TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置系统组成及原理

2.1 系统组成

SVC控制系统由脉冲柜、控制柜和功率单元三个重要部分组成。控制柜的主要作用是采集电压、电流信号等信息，经过处理后发出触发脉冲，并且同时监测晶闸管的运行状况。脉冲柜的主要作用是将触发脉冲转换为符合要求的脉冲信号，从而触发脉冲。功率单元由阻容吸收、晶闸管、散热器、脉冲变压器、BOD板和击穿检测板六部分组成，功率单元的主要作用是串入电抗器的回路，在脉冲信号控制下操纵晶闸管通断，使电抗器流过预期的补偿电流。SVC控制系统基本结构框图如图1。

2.2 工作原理

工作原理见图2。

系统电流信号、TCR电流信号、电网电压信号进行前置处理和信号检波处理后，再依次进行综合运算、无功计算、线性化处理，处理后的信号进入切换单元、再经限幅、定时、脉冲变换，形成触发脉冲信号。

单元工作状态切换分为手动和自动两种。工作状态正常的情况下，系统为自动状态，当高压开关闭合时，系统会切换到手动状态，在该工作状态下，TCR预置固定触发角的方式，在高压开关闭合时，使TCR的无功和FC的容性无功相等，经过计算、线性化处理，处理后的脉冲信号进入切换单元。延时500ms后，系统经过逻辑控制在达到稳定状态后切换到自动运行的状态。

3  系统运行情况及故障分析

梅花井煤矿副立井提升电控调速系统在安装、调试过程中，整流柜快熔烧毁三次、共计六块，我矿技术人员在进行了理论分析后，使用示波器等设备对整流柜电枢回路电网进行检测，发现电网电压在360-420V（电源电压：3AC400V）范围内频繁波动，电网电压波动见图3。

经过矿方技术人员分析是由于TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置在自动工作状态下，只对电网功率因数进行补偿，当负荷变化较大时导致电网电压不稳、且电网电压偏低，频繁波动致使快熔内部该关断的硅没有关断，形成内部环流，电流增大、烧毁快熔。

4  系统改进方法及解决方案

通过对TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置運行原理进一步分析，该装置在自动工作状态运行时内部为电抗器组与电容器组同时运行，主要补充电网功率因数，但在较大负荷启动、调速过程中，电流较大致使电网电压压降同时增大、造成电压波动;在手动工作状态下运行时内部只投入电容器组，主要对电压进行动态补充，且电网电压总体提高，此状态可维持电压恒定，但电网功率因数较低。

根据理论分析及现场检测，导致梅花井煤矿副立井提升电控调速系统整流柜快熔烧毁的原因是由于SVC无功补偿装置投切模式选择不合理所致，我矿技术人员与相关单位沟通，将TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置投切模式由自动工作状态切换至手动工作状态后，副立井提升系统已平稳、正常运行两个月，取得了良好的效果。

5  结论

TCR型SVC高压静止型动态无功补偿装置在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司各新建矿井大量使用，但由于该装置投切模式的不同会导致对电网补偿的侧重点不同，在现场负荷比较复杂时，合理选择投切模式可使电网及各类设备安全、平稳运行，减少故障率和经济损失。

参考文献：

[1]陈冬冬，李金安.新技术对煤矿供电产生的重要影响[J].内蒙古煤炭经济，2013（6）.

[2]李慧敏.煤矿供电技术及井下电气的几点探讨[J].能源与节能，2018（8）.

[3]王骥文.煤矿供电系统谐波的影响分析[J].江西煤炭科技，2017（11）.