煤矿井下供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术及其装备的研究
煤矿电力系统谐波分析及治理
煤矿电力系统谐波分析及治理煤矿电力系统是指用于煤矿生产的电力系统，其稳定运行对于煤矿的生产和安全非常重要。
由于电力系统中存在谐波问题，会给煤矿电力系统带来一系列的故障和影响。
对煤矿电力系统的谐波进行分析及治理变得尤为重要。
谐波是指频率是基波频率的整数倍的周期性波动。
在煤矿电力系统中，谐波主要来自于非线性负荷和电力系统内的谐振。
常见的非线性负荷有变频器、电器设备等，而谐振主要来自于电容、电感等元件。
谐波的存在会导致电压、电流波形失真、电力设备工作温度升高、电力设备寿命下降等问题。
这些问题不仅会给电力系统带来不稳定因素，还会对煤矿生产和用电负荷造成安全隐患。
针对煤矿电力系统的谐波问题，需要进行谐波分析。
谐波分析是指对电力系统中各个频率的谐波进行检测、分析和统计。
通过谐波分析可以确定谐波的频谱分布和谐波的含量，从而找到谐波的来源和传播途径。
然后，根据谐波分析的结果，制定相应的谐波治理方案。
谐波治理是指通过采取合适的措施来减小或消除电力系统中的谐波，提高电力系统的稳定性和可靠性。
常见的谐波治理措施包括使用谐波滤波器、改进非线性负荷、调整电力设备的连接方式等。
对谐波治理效果进行监测和评估。
在谐波治理后，需要对电力系统进行再次谐波分析，以确定谐波是否得到有效控制。
还要对电力设备的工作状态进行监测，评估谐波治理的效果。
煤矿电力系统谐波分析及治理是保障煤矿生产和安全的重要环节。
通过谐波分析和治理，可以减小谐波对电力系统的影响，提高电力系统的稳定性和可靠性，保障煤矿的正常运行。
浅析煤矿供电系统谐波治理
浅析煤矿供电系统谐波治理摘要：随着科学技术的不断进步，电力电子设备不断被应用于煤矿企业的各个生产环节。
它们在加快煤矿生产带来效益的同时也引起了电网中谐波电流的产生。
谐波电流对煤矿企业供电系统产生较大影响，甚至会严重危害到煤矿的安全生产。
本文分析了煤矿供电系统中谐波电流产生的原因及危害，并提出了三种治理煤矿供电系统谐波的措施，保证了煤矿供电的安全性与可靠性。
关键词：煤矿供电系统谐波治理随着科学技术的不断进步，高科技设备也广泛应用于煤矿生产的各个环节。
新设备的应用有效提高了煤矿的生产能力，但是现代煤矿普遍采用的矿井直流提升机、变频调速提升机以及电牵引采煤机等设备在工作过程中产生的谐波在煤矿供电系统的安全运行带来了很大的危害。
煤矿供电系统中的谐波有可能引起瓦斯或者煤尘爆炸，威胁到整个矿井的安全生产，甚至会威胁到井下人员的生命安全。
因此，我们应该认真分析谐波产生的原因及造成的危害，掌握抑制谐波的方法，确保煤矿企业的安全生产。
1、煤矿供电系统谐波产生的原因在电力系统的发电、输电、配电以及用电等各个环节都有可能产生谐波，其中用电环节上使用的非线性负荷用电设备产生的谐波最多。
煤矿供电系统中的非线性元件主要有矿井提升机、主排水泵、直流架线式电机车、变频控制带式输送机以及通风机等设备。
除以上设备外在煤矿供电系统中大量存在的电力变压器也是一种非线性特性的用电设备。
这些非线性负荷电气设备具有相同的特点，设备接收电网正弦波形式输出的电压，但是取用的由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成的非正弦波形的电流。
2、煤矿供电系统谐波的危害(1)谐波对电动机的危害。
由于谐波电流频率高，集肤效应明显的原因谐波电压和谐波电流会在电动机定子绕组和转子回路中产生附加的损耗，同时谐波电流产生的露磁也会加大附加损耗。
由变频器控制的交流电动机，在谐波电压和谐波电流的影响下会产生轴承电流，尤其是对于大功率的电动机，甚至会烧坏电动机的轴承。
(2)谐波对电力电缆的危害。
煤矿电力系统谐波分析及治理
煤矿电力系统谐波分析及治理摘要：随着煤矿电力系统的发展，谐波对电力系统的影响日益显著。
本文以煤矿电力系统为例，对谐波的产生原因、影响以及治理方法进行了分析和探讨，旨在提供给煤矿电力系统设计和运维人员一个谐波分析和治理的参考。
一、引言谐波是指电力系统中频率为基波频率的倍数的畸变电压或电流。
煤矿电力系统是谐波产生和传播的重要场所，由于煤矿电力系统的复杂性和长线路长度，谐波对其产生的影响更加显著。
谐波会导致电力设备的过热、损坏甚至起火，降低电力系统的可靠性和稳定性。
对煤矿电力系统的谐波进行分析和治理具有重要意义。
二、谐波的产生原因谐波产生的原因主要有以下几点：1.非线性负载：煤矿电力系统中存在大量的非线性负载，如电动机、整流设备等，这些设备的工作特性会引起谐波的产生。
2.电力设备的谐振：电力设备本身存在谐振现象，当系统的谐波频率接近设备的谐振频率时，会引发谐波。
3.无功补偿装置：煤矿电力系统中常采用无功补偿装置来改善功率因数，但这些装置本身也会产生谐波。
三、谐波的影响谐波对煤矿电力系统的影响主要表现在以下几个方面：1.设备损坏：谐波会导致电力设备的过热、损坏甚至起火，增加设备的维修和更换成本。
2.电能质量下降：谐波会导致电能质量下降，使电力系统的稳定性和可靠性降低。
3.电网容量降低：谐波会引起电网容量降低，影响电力系统的经济运行。
四、谐波分析方法对煤矿电力系统的谐波进行分析可以采用以下方法：1.谐波源识别：通过检测和分析系统中的电压和电流波形，确定谐波的产生源头，找出谐波源。
3.谐波扰动分析：通过分析电力设备的谐波输入阻抗和谐波电流，评估谐波对设备的影响。
1.合理配置电力设备：合理选用低谐波的电力设备，减少谐波的产生。
2.滤波器的应用：通过在电力设备的输入端或输出端安装谐波滤波器，将谐波滤除。
3.无功补偿的优化：对无功补偿装置进行优化，减少其对谐波的产生。
4.接地系统的改进：改进接地系统，减少谐波在系统中的流动。
关于煤矿供配电系统中谐波的治理研究
关于煤矿供配电系统中谐波的治理研究摘要：文章重点针对煤矿供配电系统中谐波的防范与治理工作展开了论述和分析，通过对一些实际情况的总结与探讨，就煤矿谐波的成因与治理提出了一些比较独到的意见和建议。
关键词：供配电煤矿谐波治理一些煤矿为了能够节能，在提高电压质量的过程中,经常都是利用一些无功补偿的装置进行提高实际功率的因数,由于这些电力装置在具体运行的过程中都会产生大量的谐波,从而导致了供电系统的二度污染。
这些谐波不但对所有的电网和电气设备造成危害，同时也对这些无功补偿的装置带来无可弥补的严重影响,所以只有进一步对谐波进行防范和治理，才能有效地提高整个供电过程中电压质量。
1、谐波在煤矿供电系统中的分析谐波广泛分布于供配电系统中的各个环节，谐波电流的拥塞会在主电网系统上引起电压畸变，导致电网系统中的电压和电流波形严重失真，对其他电力设备和装置也会产生扰动，这将严重威胁矿井电网的电能质量和供配电设备的安全运行。
煤矿供电网络大量的电力电子功率器件、各种装置在电网中的应用，在促进矿井生产运行中的节能和能量高效转换的同时，也给电网中电能质量造成了严重的污染，其主要原因就是电网谐波含量的普遍存在和不断生成。
所以，治理好煤矿供电系统中散布的谐波，不仅能从根本上解决因谐波存在导致的电能损耗，提高和稳定电能质量，从而确保矿井安全运行，而且从长远看能延长电气设备的使用寿命，优化电磁环境，进而提高产品质量。
2、谐波危害煤矿供电系统的体现通常情况下，煤矿电网中所产生的谐波源唯一来源就是一些非线性的元器件，诸如矿井的提升机、通风机、带式输送机等设备以及不同的变频器等等，这些电力设备都是产生谐波。
这些谐波所导致的危害往往会直接导致供电设备使用周期的缩短、电网功率的损耗逐步增加、接地保护的所有功能逐渐丧失、设备和供电线路过热、遥控功能失去作用，如果谐波的波幅过大，有时候还将引起局部变电站的串联和并联的谐振，这必将引发变电站的整个系统中的元器件形成附加的谐波的损耗，这样一来就会加速了所有元器件的快速老化。
矿山供配电系统谐波及其治理技术研究
矿山供配电系统谐波及其治理技术研究摘要：矿山供配电系统复杂，专业性强，受各种因素影响，容易出现谐波情况，对供电安全产生影响，导致矿山整体开采质量和日常工作效率受扰。
变频、整流设备在矿山供配电系统中应用普遍，作为电力半导体装置，因为非线性负荷，谐波电流频发，使矿山安全生产难以保障。
文章分析矿山供配电系统谐波产生及危害，从三个方面，提出具体谐波治理方法，使矿山供配电系统更加安全，为矿山各项工作的开展奠定良好基础。
关键词：矿山；供配电系统；谐波治理整流器、逆变器、变频调速器等电气传动装置在矿山设备中被广泛应用，其以可靠的控制保护技术，使能源浪费问题减少。
但开关作用使其在运行过程中谐波增多，引发供电系统电流、电压畸变情况，干扰供配电系统电能质量，导致矿山供电系统和电气设备无法正常运行，且安全性得不到保证。
设计矿山供配电系统时，要明确谐波危害，依托技术手段加以抑制。
1矿山供配电系统谐波产生及危害1.1矿山供配电系统谐波产生外部电源和电弧炉、电力变流设备、大容量电力晶阀管可控开关设备、工业控制用计算机等共同产生了矿山供配电系统高次谐波。
除此之外，中性点偏移、三相相位不对称等也是谐波产生的一大原因。
1.2矿山供配电系统谐波危害（1）增加设备损耗高次谐波使变压器出现严重的电阻、涡流、杂散损耗，并出现铁芯磁滞损耗增多情况。
谐波会使电动机出现附加损耗、转矩。
涡流、磁滞等频率越高，电机中铁芯、绕组附加损耗越多。
电动机上的脉冲转矩也是谐波所致，导致电动机出现振动、扭曲情况，工作效率严重受扰。
电动机负荷在矿山供配电系统总负荷中的占比大，而高次谐波损耗又是电动机谐波损耗中最多的，危害很大。
在供电线路中，频率越高，线路阻抗越大。
而电网损耗中，尤以变压器和配电线路最为严重，电网损耗和低压三相配电系统零线电流受高次谐波影响增大，导致出现严重的线路零序和负序阻抗损耗[1]。
（2）损坏补偿电容器、电缆及设备绝缘谐波电缆会被电容器吸收，出现过载发热情况。
煤矿井下电力系统谐波与无功功率综合补偿的研究
（ 对 电 容器 和 电缆 的影 响 。 在 谐 波 电压 作 用 下 ， 电容 ４） 使
进行 无功补偿 ， 它可连续调 节且响应迅速 ， 既可对一个谐 波和 无功 源进行单独 补偿 ，也 可对多个谐 波和无功 源进 行集 中补 偿， 但成本较 高 ， 实现 复杂。
偿， 已成 为重 要 的 研 究 方 向 。
１ 谐 波 的危 害
谐 波 对 矿 井 供 电 的危 害是 多 方 面 的 ， 主 要 方 面为 ： 其
少， 自动投切补 偿电容 ， 功耗小 ， 装设灵 活 ， 但容易 出现过 补偿
或欠 补 偿 。
（ ） 波的增加 ， １谐 使供 电系统 可能发生谐振 。最常见 的谐
带来了极大危害 。 论从保 护电力系统安 全经济运行出发 ， 不 还 Βιβλιοθήκη ２ 无功 补 偿 的现 状
无功补偿 的主要作 用 ， 包括 稳定 电压 、 减少设 备容量 和功 率损耗 、 提高供 电质量 、 提高系统输 电稳 定性 和输 电能力等 。 （ ）同步 电机。 同步 电机包括 同步发电机、 １ 同步 电动机及 同步调相机。 同步发 电机正常运行时 ， 滞后功率 因数运行 ， 向系 统提供无功 ， 必要 时减小励磁 电流 ， 使功率因数超前 ， 吸收多余 的无功 ； 同步电动机通过调 整励磁 电流 ， 变输 出的无功 电流 改 大小和方 向 ， 本高 ， 成 安装复杂 ， 维护 困难 ； 同步调相机是 空载
源外 ， 还有 电力 电容 、 电变 压器 及 电动机等 负载 ， 旦发 生 供 一
谐 振 ， 会 发 生 系统 过 电 压 而 击 穿 绝 缘 。 将
（） ２ 对旋转 电机 的影响 。谐波 电压或谐 波电流在 定子绕 组、 转子 回路及定子 与转子铁心 中产生附加损耗 。 （） ３ 对变压 器的影 响。 谐波 电压 可使变压器的磁滞及 涡流
关于无功功率补偿和谐波治理在煤矿供电系统中的分析
关于无功功率补偿和谐波治理在煤矿供电系统中的分析【摘要】对煤矿供电系统负荷及系统运行中存在的主要问题进行分析，并对供电电网谐波产生的因素以及对功率因素的影响进行研究，提出了几种无功功率补偿与谐波治理的措施，即装设无功功态补偿装置、无源谐波吸收与静态补偿装置、无功静态补偿电容器等，对这几种无功功率补偿与谐波治理措施的实施效果进行研究。
【关键词】无功补偿；谐波治理；供电系统；变频设备一、前言在煤矿企业发展过程中，各种自动化和智能化技术的应用越来越多，井下采掘设备及地面大型设备很多都选择可控整流器供电或变频器等装置，由于这些设备的应用，无功功率问题与电网谐波问题便成为关注的重点问题。
对于煤矿公用电网而言，如果装有大功率可控整流器供电系统或变频器，那么谐波电流与谐波电压对电网与用电设备本身是会产生一定的危害作用的，电网容量被基波无功电流占用造成电网电压出现波动，供配电设备发热，带来损耗，设备运行的可靠性下降。
输电线路在谐波电流集肤效应下，截面积会变小，增加了线路的损耗，在铁芯中出现高频涡流损耗，电网电压的波形在谐波作用下，出现畸变，并受到辐射的干扰，在这种情况下，电网中其它负载的损耗会增加，严重的会出现误动。
所以，对当前煤矿供电系统中谐波进行研究与抑制，能够保障电网的安全运行。
二、变频器供电系统功率因数与谐波现阶段，煤矿井下采掘运输设备及地面大型设备选用的可控整流器及变频器的供电电压均为3.3kV及10kV，前者一般与移动变电站的二次侧连接，后者与变电所汇流目前直接相连，其产生的谐波对煤矿其它设备的影响也有所不同。
（一）交-直-交电流型变频器变频器通过电网晶闸管三相全控桥供电运行，在输入的电流中，含有多次谐波。
如果直流电流没有脉动，这种情况是最理想的状态，那么n次谐波电流含量就是基波电流的1/n。
而实际上，直接电流所产生的脉动会造成五次与七次谐波含量增加，而七次以上的谐波含量减少。
（二）交-交变频器变频器通过电网晶闸管三相全控桥供电运行，电流中的谐波类型除了与上述变频器的谐波类型相同以外，在谐波附近还存在为变频器输出频率的间波。
煤矿供电系统的无功功率补偿及谐波治理
摘 要 ： 分析 了供 电电 网的谐波 产 生及 对 功率 因数 的影 响 ， 提 出了 ３种谐 波治 理 与无功功 率补偿 的有 效 方法 ， 即装设 无功 静 态补偿 电容器 、 无源谐 波 吸收及 静 态补偿装 置 ， 以及 无功功 态补偿 装置 ， 对其使 用 效果 进行 了分 析 ， 并 对有 关情 况作 出说 明。 关键 词 ： 变 频设备 ；电网谐波 ； 无 功补偿 ；谐 波治理 中图分类 号 ： Ｔ Ｍ９ ２ １ ． ５ １ 文献标识 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ０ ８ ７ ４ 【 ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ９ ３— ０ ３
１ ． １ 交一 直． 交 电流 型变频 器
对 于装有 变频 器 或大功 率可 控整 流器 供 电系统
的公 用 电 网 ， 谐 波 电 压 和谐 波 电流 对 用 电设 备 和 电
网本 身都 会造 成一 定 的危 害 ， 基 波 无 功 电 流 占用 电 网容 量并 导致 电网 电压 波 动 ， 在 供 配 电设 备 中产 生 热损 耗 ， 降低供 配 电设 备 运 行 可靠 性 。谐 波 电流 的 集肤 效应 使输 电线 路 等 效 截 面 积 变小 ， 使 得 线 路 损
ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ． Ｔ ｈｅ ｎ ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｍａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ￣ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ；ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ；ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
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矿井供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术的研究中国矿业大学（北京）2012年8月28日矿井供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术的研究一、项目依据1.存在问题我国是煤炭年产量最大的国家，同时也是消耗煤炭最多的国家。
现在的煤炭生产已全面实现机械化、自动化，高产高效工作面数量逐渐增多，采掘机械的装机容量和单台设备的装机容量不断增加，线路的长度也在增加，这些都导致了电压损耗的增加。
日产万吨工作面早已将供电电压提高到3300V。
对于输出功率相同的电动机而言，供电电压的提高，减小了线电流，从而降低了线路的有功损耗，但是，由于从移动变电站到电动机的电缆长度较短，损耗本来就不大，因此对于减少线损作用不够显著；将移动变电站的二次电压从1140V升高到3300V，对于6kV或10kV电缆线路来说，线路损耗并没有发生变化，况且我国煤矿井下大多数供电电压依然采用1140V；无论采用哪种电压等级，其移动变电站低压系统的平均功率因数都较低，一般在0.7～0.8左右，大功率电动机起动时，平均功率因数甚至会低于0.4。
系统的功率因数偏低将造成以下不良影响：电力系统的传输功率增加、线路电流增大、线路损耗增多、电压降增大、电能质量下降、设备利用率低。
同时，变频器等大功率电力电子设备的大量应用导致系统产生大量谐波电流，致使电压畸变。
以某综放工作面为例，其电流总谐波畸变率超20%，远大于国家标准（电能质量-公用电网谐波GB/T14549-93）谐波电流总含量≤4%的要求。
谐波的主要危害有产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，造成继电保护等自动装置工作紊乱；使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备，影响设备的正常运行。
因此，积极采用无功补偿与谐波治理技术，提高矿井低压电网功率因数，滤除谐波，降低损耗，节约能源，充分挖掘发供电设备的潜力，能带来显著的节能效果，具有十分重大的经济及社会意义。
例如，若将功率因数提高到0.95，则可减少线路损耗3%，效果明显。
因此，研制并推广使用煤矿井下供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术及其装备势在必行。
2.解决方案——静止无功发生器静止无功发生器（Static Var Generator，SVG），又称STATCOM，是近年逐步发展起来的一种以电力系统无功补偿、电压支撑、有源滤波等功能为目标的电力电子设备。
SVG 以大功率三相电压型逆变器为核心，其输出电压通过连接电抗接入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性无功，小于时输出感性无功，同时实现有源滤波的功能。
作为无功补偿领域的另一重要分支，SVG是当前世界上最先进也是最复杂的补偿技术产品，在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积等多方面具有更加优越的性能。
3.静止无功补偿技术现状早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor--SR）型的，始于1967年的英国；由于使用晶闸管的静止无功补偿装置具有优良的性能，所以近20年来，其占据了静止无功补偿装置的主导地位，因此，静止无功补偿装置（SVC）这个词往往是专指使用晶闸管的静止无功补偿装置，包括晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor --TCR）和晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor--TSC），以及这两者的混合装置（TCR+TSC）,或者晶闸管控制电抗器与固定电容器（Fixed Capacitor –FC）或机械投切电容器（Mechanical Switched Capacitor--MSC）混合使用的装置（如TCR+MSC等）。
随着电力电子技术的进一步发展，20世纪80年代以来，一种更为先进的静止无功补偿装置出现了，这就是采用自换相电流电路的静止无功补偿装置，静止无功发生器（Static Var Generator --SVG），尤其是采用全控型器件的SVG的调节速度更快，运行范围更宽，而且在采取多重化或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。
更重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC使用的电抗器和电容元件要小，装置的体积和成本都会有所下降。
SVG具有如此优越的性能，显示了动态无功补偿装置的发展方向。
SVG的原理并不复杂，与变频器很相似。
从本质上讲，SVG可以等效为大小可以连续调节的电容或电抗器，如图2所示。
我国煤矿采掘生产中使用的矿用隔爆型结构的无功补偿装置经历了固定电容器终端补偿装置、根据功率因数变化采用机械式开关自动投切电容器的无功自动补偿装置、采用机械式开关与固态开关并联的复合开关的无功自动补偿装置等，近期已有厂家开始研制矿用隔爆兼本安型动态无功补偿装置SVG，但尚未取得安标国家中心的MA认证，例如辽宁荣信公司研发的SVG，容量为500kVar；山东兖矿东方机电研发的SVG采用“SVG+FC”模式，其补偿容量为-1200kVar（感性）～+1700kVar（容性）。
图 1 各种无功补偿装置结构原理图图2 SVG等效结构图4.几种无功补偿装置的技术对比上述几种无功自动补偿装置的技术对比如下表1所示。
表1 无功补偿装置技术性能特点及其对比性能特点SVG型补偿装置TCR型补偿装置机械投切电容器补偿装置无功补偿能力感性/容性双向可调、连续只能提供容性无功、连续只能提供容性无功、分级电压支撑能力强较差较差谐波电流小大无装置体积小大大运行安全性不会发生谐振阻抗型，易谐振阻抗型，易谐振闭环响应速度小于10ms 30~50ms 100~200ms 损耗小较大小控制复杂较简单简单噪声小大小通过以上对比可以看出，SVG型补偿技术具有安全性高﹑体积小﹑电压支撑能力强﹑响应速度快等适应煤矿井下供电工况的特点。
因此，选择SVG技术作为新一代煤矿井下供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术的方案是可行的。
5.主要研究内容、技术指标研制开发“煤矿井下供电系统无功电压综合控制与谐波治理技术及其装备”的全部软硬件，主要包括隔爆外壳、本安电路、功率单元、连接电抗器、控制柜、控制系统、工程师工作站等。
基于电压源型变流器的补偿方式，SVG采用大功率全控型电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，可以对负载的谐波和无功进行补偿；其主要指标有：◆响应时间小于5ms，瞬时功率因数大于0.95，有效治理电压瞬降、波动、闪变；补偿性能全面优于晶闸管投切电容器（TSC）型补偿设备。
◆采用无级调节方式，补偿精度0.1千乏，补偿平滑，解决了TSC型设备的有级调节方式对系统造成的无功冲击。
◆既能输出容性无功，也可输出感性无功，且输出容量不受电网电压影响，当电网电压低于额定电压时，仍可满容量输出；不存在传统设备补偿能力上的缺陷。
◆具有有源滤波功能，可以滤除50%以上的谐波。
6.关键技术与技术创新SVG的基本原理是利用全控型大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。
图3 SVG原理图关键技术包括：全控型大功率电力电子器件级联技术、SVG的智能控制算法、数字控制系统、隔爆外壳内大功率器件的散热技术等。
技术创新之处在于：将SVG技术应用到煤矿井下3300V供电系统中，成功解决并联电容器带电指示与隔爆外壳开盖闭锁的世界性难题、为实现采掘工作面供电系统的柔性输电技术（FACTS）目标奠定设备基础。
7.研究方法和技术路线采用理论研究与计算机仿真相结合、实验室实验与现场实际运行实验相结合的研究方法，走以企业为龙头、以科研高校为依托的产、学、研相结合的技术路线，其技术路线如图3所示。
立项调研方案论证实验室研究搭建实验模型理论分析计算机仿真数据采集与控制系统研制功率单元研制系统集成与调试资料整理撰写研究报告总结验收结题图3 技术路线图二、实现项目预期目标所具备的基础研究和条件中国矿业大学（北京）当前从事该领域研究的人员包括3位教授、2名副教授、2名工程师，具有扎实的理论功底和丰富的现场经验。
中国矿业大学（北京）王彦文教授多年从事矿井供电安全与电力系统自动化、矿井供电系统无功自动补偿技术领域的研究工作，具有多项科研成果获得国家、煤炭部等科技进步奖励；曾经成功研制过矿用隔爆型1140V无功自动补偿装置和矿用隔爆型复合开关自动投切电容器的无功自动补偿装置，并获得过技术奖励。
三、计划进度与考核目标●技术方案论证： 20 12 年10月至20 12 年 11月；●技术方案仿真：20 12 年 12 月至20 12 年 12月；●数据采集与控制系统研制：20 12 年 11 月至20 13 年 4 月；●功率单元的研制：20 12 年 11 月至20 13 年 4 月；●热管散热隔爆外壳：20 13 年 3 月至20 13 年 4 月；●整机组装：20 13 年 5 月至20 13年 5 月；●系统整体调试：20 13 年 6 月至20 13 年 6 月；●型式检验及防爆检验：20 13 年 7月至20 13 年 8 月；●工业性运行试验：20 13 年 9月至20 13 年 11 月；●技术产品鉴定：20 13 年 11 月至20 13 年 12 月。
四、承担单位、协作单位及主要研究人员承担单位：主要研究人员：协作单位：中国矿业大学（北京）主要研究人员：王彦文教授博士生导师高彦讲师博士李希年博士研究生高峰硕士研究生五、经费概算及分年度使用计划经费总概算200万元，其中硬件购置及加工费占35 %，研究费占50%，试验费占10%，其它占5 %。
根据项目计划进度，2012年全年需要经费100万元，用以购置部分硬件及部分研究费用；20 13年需要100 万元，用以实验检验、技术鉴定等费用。
六、装置概况1.装置的结构组成A. 热管散热隔爆外壳◆ 防止壳内爆炸生成物引爆壳外爆炸性介质；◆ 将壳内热量导出，保证大功率电力电子器件工作正常。
B. 功率单元◆ SVG的核心主电路，用以实现功率变换；◆链式结构，多个两电平H桥电路串联起来，达到电压叠加的目的。
在3.3KV系统应用时，每相连接多个两电平的逆变器模块；◆ 模块化设计，功率单元的结构和电气性能完全一致，可以互换。
C. 连接电抗器◆ 用于连接SVG与电网，实现能量的缓冲；◆ 减少SVG输出电流中的开关纹波，降低共模干扰。
D. 主控制器◆ 柜式结构，用于对SVG及其辅助设备的实时控制；◆ 实现SVG与上位机及控制中心的通讯；◆主控制器通过采集系统母线侧的电压、电流信号，计算得出需补偿的谐波电流或无功电流；◆控制器生成逆变器所需的IGBT驱动信号，控制逆变器产生与负载谐波电流或无功电流幅值相等，相位相反的补偿电流，从而实现滤除谐波或补偿无功的目的。