MSVC无功补偿装置在煤矿高压供电中的应用研究.doc

表2潜在失效起因/机理出现频度的评估准则3不易探测度D 的确定 不易探测度是指在零部件、子系统或系统投产之前,用第2种现行设计控制方法来探测潜在失效原因/机理设计薄弱部分能力的评价指标或者用第3种设计控制方法探测可发展为后序的失效模式能力的评价指标。评价准则如表3所示。 表3不易探测度评价准则 4风险顺序数RPN 的计算 风险顺序数是严重度数S ,频率数O ,不易探测数D 等级的乘积。RPN S O D RPN 是一项设计风险指针,RPN ∈1,1000。当RPN 较高时,设计小组应提出纠正措施来降低值一般实务 上,较不注意RPN 质的结果,通常严重度数S 较高 时,就会特别注意。通过以上FMEA 分析,并通过对风险顺序数 RPN 的计算,得到掘进机运行中较详细的失效模式、失效机理及失效影响。针对失效发生的根源,可 采取一定的措施,在将要出现问题时消除隐患。并得出掘进机系统中的关重部件。对于液压系统的主要部件的重点分析过滤器的潜在失效模式为过滤器渗漏,潜在失效后果为车辆无法运行,影响工作效率,潜在失效起因为设计不完善,密封性不好,现行控制为完善设计,提高过滤器质量,所采取的措施为设计计算,试验验证。3结语 掘进机FMEA 技术在提供掘进机质量,降低客户投诉率,提高企业设计人员素质,降低成本方面有重要的意义,是掘进机设计人员团队的智慧和历史经验的结晶,永远处在更新进程中,实施时间越长,则FMEA 基础数据越完善,效果越显著。 参考文献 [1]【美】D.H.Stamatis.FMEA 从理论到实践[M ].北京国防大学出版 社,2005. [2]邵娜,李晓豁,齐传刚.掘进机装运机构液压系统的功率键图模 型[J ].辽宁工程技术大学学报,20061-10. [3]黄祥瑞.可靠性工程[M ].北京清华出版社,1990. [4]GJB1391-92.故障模式影响及危害性分析程序[S ].1992.15-34.[5]李晓豁,杨国栋.掘进机冷却喷雾系统故障诊断的专家系统研究 [M ].北京中国矿业出版社,2006. 作者简介王翠表1971-,女,河北饶阳人,工程师、讲师,硕士,2005年毕业于内蒙古科技大学机械电子工程专业,河北大学质 量技术监督学院教师,研究方向为机械可靠性设计,电子信箱 . 收稿日期2009-03-26 失效可能性很高持续性失效高经常性失效中等偶然性失效 低相对很少发生的失效极低失效不太可能发生 可能的失效率每100辆车/项目/个≥1005020 105210.50.1≤0.01频度数 10 9 87654321 探测性些微的非常低的低的适中的适度高的高的 非常高的几乎肯定 准则现行管制方法些微的机会可以查出失效模式现行管制方法非常低的机会可以查出失效模式现行管制方法较低的机会可以查出失效模式现行管制方法适中的机会可以查出失效模式现行管制方法适度高的机会可以查出失效模式现行管制方法较高的机会可以查出失效模式现行管制方法非常高的机会可以查出失效模式现行管制方法几乎可以肯定查出失效模式探测度 87654321 MSVC 无功补偿装置在煤矿高压供电中的应用研究 刘玉涛 新汶矿业集团公司,山东泰安271233 摘要通过对磁控电抗器MCR型SVC 无功补偿装置简称MSVC 的介绍和技术比较分析,对翟镇煤矿的配电系统运行工况进行了测量,并以此为依据,确定MCR 型SVC 在翟镇煤矿高压供电的应用方案。该装置具有输出谐波小、功耗低、免维护、结构简单、可靠性高﹑价格低廉﹑占地面积小等显著优点,是理想的动态无功补偿和电压调节设备。 关键词MCR 型SVC ;煤矿;高压供电;应用 中图分类号TM714.3文献标志码B 文章编号1003-0794200909-0216-03 Application of MSVC Dynamic Var Compensation Device in High Voltage Coal Mines LIU Yu -tao Xinwen Mining Group Co.,Ltd.,Tai ’an 271233,China Abstract Pass to control electricity anti -machine MCRto the type SVC without achievement compensate devicebrief name MSVCof introduction and technique are more analytical,going together with electricity system to circulate work condition to carry on diagraph to coal mine in the Zhaizhen town,and take this as basis,make sure SVC ’s applied project high voltage coal mine.That device has wave of exportation small,achievement consume low,don ’t need maintenance,structure simple,the credibility high ,price cheap ,cover the area small etc.advantage,is an ideal dynamic state to have no achievement repair and electric voltage regulate an equipments.Key words MCR type SVC ;coal mine ;high voltage ;apply 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.30No.9 Sep .2009 第30卷第9期2009年9月 999999999999999999999999999999999999999999999 0前言 新汶矿业集团公司翟镇煤矿为年产量210万t 原煤的现代化矿井,其降压站建于1989年9月,是整个矿井的供电枢纽,作为煤炭行业,由于降压站所带负荷大部分都是感性负荷,如果不采取适当的补偿方法,势必会造成系统功率因数过低,低压侧 电压也相应降低,从而使电机转速降低,电流增大,发热损耗也相应增加,如果补偿方式不当,又会引起过补和欠补现象的发生。过补时向系统倒送容性无功,不但没有降低损耗,反而会增加系统的无功损耗。并且矿井的高压负载主要是通风机和提升机,其中通风机为连续运行设备,变化部分体现在提升机,它的特点是变化周期快,谐波含量较大。用传统的开关投切技术不能同时有效解决无功补偿和谐波治理,采用磁控电抗器配合并联电容器组MCR 型SVC ,能满足矿井负荷变化快的特点,并且该装置能平滑调节无功功率,造价低,可靠性高,产生谐波小,使功率因数保持在较高水平,很好地改善了供电质量,提高了矿井整个供电系统的经济效益。 1MSVC 装置概述 目前,无功补偿的主要装置是电容器、电抗器 和少量的动态无功补偿装置。开关断路器投切电容器组的调节方式是离散的,不能取得理想的补偿效果。开关投切电容所造成的涌流和过电压对系统和设备本身都十分有害。现有静补装置如相控电抗器TCR 型SVC 不仅价格贵,而且占地面积大、结构复杂,不能推广。磁控电抗器型SVC ,该装置具有输出谐波小、功耗低、免维护、结构简单、可靠性高﹑价格低廉﹑占地面积小等显著优点,是理想的动态无功补偿和电压调节设备。MSVC 装置由补偿滤波支路和磁控电抗器并联支路组成,其中补偿滤波支路经隔离开关固定接于母线,通过调节磁控电抗器的输出容量感性无功,实现无功的柔性补偿。 2翟镇煤矿供电运行工况测定 为了更好地了解矿井供电无功变化及谐波情 况,对翟镇煤矿的配电系统进行了测量,并以此为依据,确定MCR 型SVC 在翟镇煤矿高压供电中的应用方案。 1无功功率 母线无功功率的变化没有明显时间规律,波动范围很大,最大的时候达到8200kVar ,而最小的时候是2000kVar ,在提升机启动的瞬间甚至更小,而 且变化周期很短,母线无功变化曲线见图1。其变化部分主要由提升机造成,当提升机启动的时候功率因数趋于零,正常运行后也只有0.5见图2,而提升机的无功变化呈周期性变化。 图1 提升机功率因数变化曲线 图2提升机无功功率变化曲线 2谐波水平 该系统的主要谐波源为12脉动直流电机提升机,主要谐波成分为11次2.31、13次 2.26、23次0.95、25次0.98,使电流波形严 重畸变见图3。 a b 图3 提升机波形图及频谱 母线上的谐波情况由于变压器采用星形接法,而系统存在量的单相负载,造成三相不平衡,产生了3次谐波见图4。 a U a U b U c I a I b I c I a I b I c U a U b U c U a -2.399MAX U b -2.313MAX U c -2.421MAX I a -37.93AMAX I b -38.48AMAX I c -38.40AMAX 第30卷第9期Vol.30No.9 MSVC 无功补偿装置在煤矿高压供电中的应用研究刘玉涛0.00 0.200.400.600.801.00-0.80-0.60-0.40-0.20-0.00 481216 202428323639 功率因数 时间/min 481216202428323639 4000320024001 6008000-800-1600-2400-3200-4000 无功率/k V a r 时间/min b 图4母线谐波及频谱图 由以上可见,母线的主要谐波为3次、11次、 13次。故在考虑设计滤波装置时建议采用4个滤 波支路,即3次支路、5次支路、7次支路、11次及高通。 3无功补偿滤波方案3.1 系统配置 基于以上分析,改系统无功补偿容量为5400 kVar ,安装容量为7200kVar ,设4个滤波支路,其 中3次支路、11次及高通容量为2400kVar ,都采用固定投切,5次、7次支路采用真空接触器自动投切。可以实现20005400kVar 的连续补偿。综合考虑滤波效果及设备成本,建议把提升机放在同一段母线,这样对于系统的2段母线来说,可以在有提升机的母线上装一套MCR 型SVC ,而在另一段母线装一套自动补偿即可满足要求。 电容器组采用柜式安装,主要配置为电容器、电抗器、喷逐式熔断器、真空接触器、隔离开关、高压熔断器、放电线圈、DWK/BR 型自动控制器等。 磁控电抗器支路主要由磁控电抗器、自动控制器、晶闸管阀柜等组成。 3.2该方案的优点1与纯开关自动投切相比,本方案采用MCR 技术与自动补偿相结合的方法,完全可以达到无功 功率的连续平滑补偿,避免过补或欠补。 2该方案大大降低真空接触器的投切次数,避免了对系统的冲击,同时延长补偿设备的使用 寿命。 3该方案能够在保证补偿效果的同时,大大降低设备的投资。 4结语 MCR 型SVC 可调无功补偿装置自2007年1 月份安装运行以来,技术可靠,节能效果显著,有效地将降压站高压侧的功率因数提高至0.9以上,不仅提高了供电设备能力的利用率,而且大大减轻了供电网络电能损失,在煤矿高压供电系统中有着广阔的推广应用前景。 参考文献 [1]王兆安,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京机械工业出 版社,1999. 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[3]商国才.电力系统自动化[M ].天津天津大学出版社,1999.[4]王士政.电力系统运行控制与调度自动化[M ].南京河海大学出 版社,1990. 作者简介刘玉涛1970-,山东新泰人,大学专科,助理工程师,1998年毕业于山东新汶矿业职工大学机电专业,长期从事煤矿机电、电力技术工作,目前在新汶矿业集团公司安全监察局工作,发表论文数篇,电子信箱. 收稿日期2009-03-31 U a -0.440MAX U b -0.454MAXU c -0.478MAXI a -16.16AMAX I b -12.04AMAX I c -12.39AMAX 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.30No.9 Sep .2009 第30卷第9期2009年9月 太阳能LED 照明系统在煤矿中的应用 袁学访,郑春霞,李贻久 山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿,山东济宁273517 摘要介绍了一种太阳能光伏电池和LED 灯结合的照明系统的原理与设计。该装置可在煤矿电网断电情况下,作为备用照明系统使用。最后给出了仿真与实验结果,证明了该装置具有较好的性能与实用性。 关键词光伏发电;煤矿安全;LED 照明 中图分类号TM714.3文献标志码B 文章编号1003-0794200909-0218-03 Use of Solar Photovoltaic LED Lighting System in Coal Mines YUAN Xue -fang ,ZHENG Chun -xia ,LI Yi -jiu Taiping Coal Mine of Shandong Lutai Coal Industry Co.,Ltd.,Jining 273517,China Abstract The design principle of a lighting system which composed of solar photovoltaic cells and LED lightsis.The device can be used as a spare lighting system once the power grid in coal mine is out of work.Finally,the simulation and experimental results show that the device has good perance and practicality. Key words solar photovoltaic generation ;coal mine safty ;LED light