芦岭煤矿35kV供电系统电能质量测试评估.doc

芦岭煤矿35kV供电系统电能质量测试评估 张增然 淮北矿业集团公司芦岭煤矿,安徽宿州234113 摘要针对芦岭煤矿供配电系统的复杂现状,应用电能质量测试技术对其进行全面、系统的电能质量测试。主要分析供配电系统存在的问题,评估配电系统及相关电气设备节能潜力,制定相关治理对策,保证了矿山供电系统的安全可靠、优质高效供电。 关键词电能质量;测试;评估 中图分类号TM732文献标识码B文章编号1001－0874201106－0069－03 Power Quality Testing and uation of35kV Power Supply System at Luling Coal Mine ZHANG Zeng-ran Luling Coal Mine,Huaibei MiningGroupCo．,Ltd．,Suzhou234113,China AbstractAccording to the complex power supply and distribution system status at Luling coal mine,applies power quality testing technology to test the power quality comprehensively and systematically．The existing problem of power system is mainly analyzed．The power distribution system and relevant electrical equipment energy-saving potential ability are uated．The related control measures ensure safe,reliable,quality and efficient power supply of coal mine power system． Keywordspower quality;testing;uation 1问题的提出 芦岭煤矿现有3个35kV变电所和2个电厂,用电负荷平均为12000 16000kW,其最高负荷为19000kW,最低负荷为9000kW,负荷波动较大。最大负载为主井提升电动机2100kW,启动时最大功率达3900kW,对整个供电系统,尤其是对工广变电所6kV母线电压影响最大;发电厂正常功率在10000 12000kW,其母线电压场处于35 37 kV波动。为完成功率因数考核指标,3个变电所分别安装了一定容量的固定补偿电容器,致使变电所6kV母线电压较高达6．4 6．6kV,各主变压器分接开关只能处于中低档位置运行,若调整变压器分接开关档位,在电压较低期间,井下开关欠压保护经常动作,影响安全生产。现矿井主、副井提升机,电气机车,通风机等大量使用了各种整流器,交直流换流装置及电子电压调整设备等,导致高次谐波污染,造成配电网电气元件及设备频繁出现故障,甚至损坏,影响了电网安全可靠优质高效地运行。同时芦岭煤矿供配电系统的供电线路又比较长,易使沿线电压分布不等,末端电压高。总之,这种供配电的复杂现状,导致了供电电网电压波形畸变,电网电压发生波动,无功冲击过大,有功损耗增加等许多电能质量问题。 为了解芦岭煤矿35kV供电系统的整体电能质量状况,进一步获得芦岭煤矿供配电系统电能质量的数据,为下一步对芦岭煤矿供配电系统电能质量治理提供数据、技术及理论依据,提出以57线路为例,具体测试评估内容主要为 1短路容量计算。 2电能质量指标限值计算。 3母线电压、线路电流在较大工况下的典型波形和频谱。 4功率及电能质量参数在较大工况时的变化趋势分析及统计报表。 5从电能质量、安全运行和经济运行三个方面 96 2011年第6期煤矿机电 对配电系统进行综合评估。 6建立芦岭煤矿供配电网系统仿真模型,构建安全可靠、优质高效的芦岭煤矿供配电网提供整体解决方案。2电能质量主要测试内容 2．1芦岭煤矿35kV供电系统测试接线图如图1所示 。 表1主要供配电变压器线路负载功率一览表 供电线路或变电站S C/MVA U N/kV P/MW Q/Mvar S/MVAηT/cosφΔP/MWΔQ/Mvar 57线路6335－5．30－1．855．61/－0．949．025．30 煤泥电厂6335－8．34－3．909．21/－0．914．418．35西部井1主变压器3．1535/6．30．23－0．630．6721．270．350．881．04西部井2主变压器3．1535/6．31．240．341．2940．950．961．281．28工人村1主变压器6．335/6．31．500．271．5324．290．981．680．86工人村2主变压器6．335/6．32．160．652．2535．710．961．101．12工广1主变压器12．535/6．33．83－0．313．8430．721．007．229．22工广2主变压器12．535/6．32．652．833．8831．040．684．856．29 注S C变压器容量;U N变压器一、二次侧线电压;P负载平均有功功率;Q负载平均无功功率;S负载平均视在功率;ηT变压器平均负载率; cosφ变压器负载平均功率因数;ΔP有功冲击;ΔQ无功冲击。 表2主要供电母线电能质量参数一览表 变电站供电 母线 S SC/MVA max min e u/ －ave THD u / h/HRU h / εu / P st d u max / d u/h－1 4321．25 六里变57线路煤泥电厂35kV供电 线路2U110 100 70 11．2896．4719．5325．243/5．090．690．440．871112 西部井35kV进线 2U111 907010．09807．9851．313/0．870．440．3500000 工人村35kV进线 2U112 110808．5376．3996．9714．923/4．640．610．4001111 工广35kV进线 2U113 100709．96506．9025．673/5．610．440．390 注S SC短路容量;e u电压偏差;THD u电压总谐波畸变率95概率大值;HRU hh次谐波电压含有率的95概率大值;εu三相电压不平衡度的95概率大值;P st短时电压闪变的95概率大值;d u max最大电压下降;Δd u电压变动;r电压变动频度中对于220kV和110kV高压系统的变动阈值为3、2．5、1．5、1,对于其他中低压系统变动阈值为4、3、2、1．25。 表3主要供电线路电流、谐波电流和负序电流一览表 变电站供电 线路 I1/A max min ave I H/A I h/A I2/A P/MW Q/Mvar S/MVA cosφΔP/MWΔQ/Mvar 工人村2I010176．2028．1893．994．633/3．7015．12－5．30－1．855．61－0．949．025．30 2I011217．7794．97151．562．893/2．329．55－8．34－3．909．21－0．914．589．35 2I11144．0916．9725．253．415/3．111．181．51－0．321．540．981．711．84 西部井2I11215．915．0511．572．535/2．110．590．23－0．630．670．340．881．04 2I11337．0511．5020．311．115/0．990．851．240．341．290．961．281．28 工人村2I11444．2113．7425．443．2547/5．941．941．500．271．530．981．680．86 2I11547．3927．1336．641．777/1．520．982．160．652．250．961．101．12 2I116258．5630．14111．933．895/3．296．216．482．526．950．9311．1011．16 工广2I117174．7625．5665．752．975/2．602．923．83－0．313．841．007．229．22 2I118125．4213．7361．921．685/1．063．322．652．833．880．684．856．29 注I H电流总谐波含量95概率大值;I hh次谐波电流含量95概率大值;I1基波电流有效值;I2基波负序电流95概率大值;P负载平均有功功率;Q负载平均无功功率;S负载平均视在功率;cosφ变压器负载平均功率因数;ΔP有功冲击;ΔQ无功冲击。 器功率因数较低西部井变电所1变压器、工广变电所2变压器,将就近进行无功补偿。 2对于供电线路过长,使各段供电母线基波电压均偏高的情况,可通过加大供电线路线径,不但可降低供电电压,减小系统无功,而且减少线路损耗。同时在矿井入口处进行无功补偿,比如无功补偿量高于井下平均无功的5,则估计工人村变电所、西部井变电所供电电压可降低3以上,工广变电所可降低6以上,预计节能可达5。 3对主导谐波超过IEC61000-3-6规定的问题,需注意低次滤波器效果,可加装高通滤波器来解决。作者简介张增然1979－,男,工程师。2002年毕业于华北科技学院,现主要从事煤矿机电方面的技术工作,发表论文2篇。 收稿日期2011－07－08;责任编辑姚克 17 2011年第6期煤矿机电