一种矿井配电网串联电容补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种矿井配电网串联电容补偿装置。串联电容补偿装置设置于矿用隔爆移动变电站低压侧，逐级增加每相补偿电容器C投入数量；在掘进工作面作业过程中，逐级减少每相补偿电容器投入数量，电容额定载流量符合线路负荷要求；在电缆长度按整数段拆除或安装时，输入电缆变更后的长度和电缆参数，控制器操作用于电容器组投退切换的真空接触器分闸或合闸；在串联电容补偿装置内外部发生故障时，涡流快速开关自动合闸，补偿电容器退出。本实用新型专利技术自适应强，结构简单可靠，维护量少。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井配电网串联电容补偿装置
本技术属于矿井配电网
，具体涉及一种矿井配电网串联电容补偿装置。
技术介绍
矿井井下配电网均采用电缆线路，对于高产高效矿井，综采和综掘工作面设计较长，均超过了2000米以上，而对于1140V电缆考虑压降，最远供电距离约1000米，3300V电缆最远供电距离约2000米。将配电设备放置在掘进、综采工作面巷道，巷道内潮气重，空间小，又有积水、粉尘，环境恶劣，同时堵塞材料设备运输。为减轻工作量，提高工作效率，便于集中控制，提高供电可靠性，目前一些先进矿井已经相继开展了综采或综掘工作面远距离供电系统，主要采取增加供电电缆截面，配置SVG并联无功补偿装置的方法，但并不能解决电压跌落的根本问题，适应性差，且投资与维护成本较高。矿井工作面负荷均为电机负荷，综采综放工作面每台矿用隔爆移动变电站低压侧均通过馈电开关或组合开关控制电缆线路并联接入工作面刮板机、转载机、破碎机、采煤机、水泵等电机负荷，大电机采用变频或减速机启动；掘进工作面每台矿用隔爆移动变电站低压侧均通过馈电开关或组合开关控制电缆线路并联接入掘进机、局部通风机、输送机、刮板机、水泵等负荷，大电机采用变频或减速机启动。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井配电网串联电容补偿装置，缩短起动时间，实现工作面远距离供电，降低线路有功损耗。本技术采用以下技术方案：一种矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，包括一次系统和二次系统，一次系统的每相包括四个并联支路以及电压互感器和电流互感器，四个并联支路包括电容可控补偿支路、电容器过电压保护支路、快速开关旁路支路和电压互感器放电支路，电容可控补偿支路串联连接有阻尼回路，用于承受电容器放电电流和故障电流，并通过线路额定电流；二次系统包括控制器control，控制器control与一次系统连接用于控制。具体的，电容可控补偿支路包括补偿电容器C，补偿电容器C包括若干并联连接的电容器，第二个及以上电容器均串联连接对应的电容器组投退切换真空接触器K1。进一步的，阻尼回路包括并联连接的阻尼回路电抗L和阻尼回路电阻R，阻尼回路与电容可控补偿支路和快速开关支路形成回路。具体的，电容器过电压保护支路包括氧化锌限压器MOV，氧化锌限压器MOV的一端与电容可控补偿支路的补偿电容器C连接，另一端与阻尼回路连接。具体的，快速开关支路包括涡流快速开关K2，涡流快速开关K2的一端与电容可控补偿支路的补偿电容器C连接，另一端与阻尼回路连接。具体的，电压互感器放电支路包括测量兼放电电压互感器VT，测量兼放电电压互感器VT的一端与电容可控补偿支路的补偿电容器C连接，另一端与阻尼回路连接。具体的，控制器control的一端与电源UPS或超级电容电源装置连接，另一端与串联电容补偿装置的控制端连接。进一步的，串联电容补偿装置的输入端连接矿用隔爆移动变电站T的低压侧，输出端经电机启动用馈电开关或组合开关K3后连接负荷电机D，能够在故障发生后2～3毫秒完成短路电流判别。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：本技术一种矿井配电网串联电容补偿装置，实现综采工作面与掘进工作面远距离供电，可以减少作业过程或搬家倒面过程中的设备搬迁，提高作业时间，设备设置在远离工作面的变电所或配电硐室，改善了设备周围环境，提高了设备使用效率，满足工作面远距离集中控制、无人或少人化高产高效工作面的要求；电容补偿量与负载电流的平方成正比，可以显著提高电缆线路末端电压，增大电机起动扭矩，缩短起动时间，实现工作面远距离供电，降低线路有功损耗，补偿线路及电机无功消耗，达到高效节能，同时系统简单可靠，维护量少，实现综采工作面与掘进工作面远距离供电，可以减少作业过程或搬家倒面过程中的设备搬迁，提高作业时间，设备设置在远离工作面的变电所或配电硐室，改善了设备周围环境，提高了设备使用效率，满足工作面远距离集中控制、无人或少人化高产高效工作面的要求。进一步的，在工作面回采或掘进过程中，成整数段拆除或安装线路电缆，为避免负荷电机端电压过高或不足，需要根据电缆长度的变化引起的线路电抗变化，通过控制器control控制相应K1的分合操作来调整投入线路的电容数目，同时避免补偿过度而引起电动机自激现象。进一步的，矿用隔爆移动变电站送电后，串联电容补偿装置的高压侧带电，UPS或超级电容充电，充电良好后，控制器自检装置一二次系统良好,设置好保护定值,线路参数，涡流快速开关K2分闸，补偿电容器C投入运行。在负荷电机启动前自动投入运行,以改善电机启动时的启动电压和启动性能,提高电机端电压。进一步的，在串联电容补偿装置内部发生故障时，比如个别电容器损坏，因控制器具有基波阻抗保护，可以发出告警信号或动作使涡流快速开关K2自动合闸，补偿电容器C退出，以便及时维护。进一步的，在串联电容补偿装置外部发生故障时，控制器control检测故障信息，MOV氧化锌限压回路、阻尼回路先后导通，涡流快速开关K2自动合闸，补偿电容器C退出，以免故障产生的大电流或过电压损坏装置内部各回路元器件。进一步的，将串联电容补偿装置设置于矿用隔爆移动变电站低压侧，电容直接补偿电缆线路的电抗值，同时避免设置在移动变电站高压侧可能引起的线路投运时空载变压器铁磁谐振问题，还可以将移动变电站所属的馈电开关或高爆开关兼作为装置的上级隔离开关。综上所述，本技术具有自适应强，结构简单可靠，维护量少的特点。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为工作面安装可控串联电容补偿装置后的供电示意图。具体实施方式在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。请参阅图1，本技术提供了一种矿井配电网串联电容补偿装置，可控串联电容补偿装置的一端连接矿用隔爆移动变电站T的低压侧，另一端经电机启动用馈电开关或组合开关K3后连接负荷电机D，可控串联电容补偿装置连接有控制器control，控制器control的保护功能采用故障快速识别技术，以曲线斜率为电流变化率整定值，并与电流瞬时值构成快速判据，用于在故障发生后2～3毫秒完成短路电流判别；同时具备电容器投切控制功能。串联电容补偿装置包括一次系统和二次系统，一次系统的每相包括四个并联支路以及测量用电压互感器、电流互感器和一次接线，四个并联支路包括电容可控补偿支路、电容器过电压保护支路、快速开关旁路支路和电压互感器放电支路，电容可控补偿支路串联连接有阻尼回路，用于承受电容器放电电流和故障电流，并通过线路额定电流。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，包括一次系统和二次系统，一次系统的每相包括四个并联支路以及电压互感器和电流互感器，四个并联支路包括电容可控补偿支路、电容器过电压保护支路、快速开关旁路支路和电压互感器放电支路，电容可控补偿支路串联连接有阻尼回路，用于承受电容器放电电流和故障电流，并通过线路额定电流；二次系统包括控制器control，控制器control与一次系统连接用于控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，包括一次系统和二次系统，一次系统的每相包括四个并联支路以及电压互感器和电流互感器，四个并联支路包括电容可控补偿支路、电容器过电压保护支路、快速开关旁路支路和电压互感器放电支路，电容可控补偿支路串联连接有阻尼回路，用于承受电容器放电电流和故障电流，并通过线路额定电流；二次系统包括控制器control，控制器control与一次系统连接用于控制。


2.根据权利要求1所述的矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，电容可控补偿支路包括补偿电容器C，补偿电容器C包括若干并联连接的电容器，第二个及以上电容器均串联连接对应的用于电容器组的投退切换的真空接触器K1。


3.根据权利要求1所述的矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，阻尼回路包括并联连接的阻尼回路电抗L和阻尼回路电阻R，阻尼回路与电容可控补偿支路和快速开关支路形成回路。


4.根据权利要求1所述的矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，电容器过电压保护支路包括氧化锌限压器MOV，氧化锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晓军，张志华，
申请(专利权)人：陕西秦煤矿山机械研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61