淺談SCR-D拖動提升機無功補償和諧波的治理

朱從寬

1 背景

我公司承建某礦業3#探礦井項目，該豎井井筒深1458m，井筒凈直徑7.5m，采用1 臺JKZ-5 和1 臺2JKZ-5大型鑿井提升機作為人員、物料上下，2 臺提升機主電機為直流電機：額定電壓為750DCV；額定功率2000KW；均采用SCR-D（晶閘管供電）拖動方式。經用HIOKI 3197 電能質量分析儀現場測試：提升機啟動時功率因數很低，僅在0.1～0.2，隨著井筒深度的不斷延伸，功率因數有所提高，在額定速度運行階段，但也僅能達到0.7 左右；由于SCR-D 采用相位控制方式調節電壓或電流，使電網正弦電壓波形受到切割，并由此產生諧波電流，導致供電電網電壓波形畸變，測得特定次的諧波電流超出《電能質量公用電網諧波》標準中的允許值。針對普通接觸器投切電容器補償投切速度慢，無法跟蹤提升機負荷的快速變化，導致無功過補和欠補嚴重，同時也不能抑制特定次諧波等問題。因此，對SCR-D傳動方式提升機供電系統進行動態無功補償和諧波治理，對于提高礦井提升機和電網的安全運行可靠性、經濟效益意義巨大?？紤]是兩套獨立的SCR-D 傳動裝置，采用高壓側集中無功補償和諧波治理較為合理，本案例引用的方案是一套3000kvar 高壓靜止同步無功補償裝置（SVG+FC）[1]。

2 方案

由于SCR-D 拖動采用移相控制方式調節電壓或電流，從而使正弦電壓波形受到切割，由此產生諧波電流，導致電網電壓波形畸變。提升機屬于短時重復工作制的負荷，啟動頻繁，尤其對于SCR-D 拖動的提升機，啟動無功沖擊更大，引起電網電壓發生波動更加明顯，且在整個運行期間功率因數偏低（一般在0.01～0.7），綜上所述，SCR-D 拖動提升機對電網的安全運行不利影響主要表現在：諧波電流；……