一种煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置制造方法及图纸

本发明专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，移动变压器与负载设备之前的供电线路上串有电压调节控制装置，电压调节控制装置由电压补偿逆变装置、隔离变换变压器、电压传感器V1和V2以及电流传感器I组成；电压补偿逆变装置的输出侧接于隔离变换变压器的一次侧，隔离变换变压器二次侧绕组的一端接于供电用移动变压器的输出端，二次侧绕组的另一端接于负载设备上；电压传感器所采集的隔离变换变压器输入前后的电压和电流信号输入至电压补偿逆变装置中。本发明专利技术的电压调控装置，当检测到输入至负载设备的电压低于设定值时，电压补偿逆变装置对输入至负载设备的电压进行补偿，确保了对煤矿井下负载设备的远距离安全、稳定供电。稳定供电。稳定供电。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置


[0001]本专利技术涉及一种电压调控装置，更具体的说，尤其涉及一种煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置。

技术介绍

[0002]随着煤矿井下采煤、掘进工作面的不断延伸，供电电源变压器与后级的用电负荷之间的距离越来越远，最远距离达到3000
‑
4000米，如此远的供电距离，当后级用电负荷中有大功率的电机负载工频直起时，启动瞬间的大电流冲击会在输电线路上造成较大的压降，供电线缆上的压降将会导致电源末端电压偏低，导致采煤、掘进设备电机启动困难甚至烧毁，配电系统中继电保护及自动装置产生误动或拒动、破坏微机保护、综合自动化装置、仪表和电能计量出现较大误差等问题。
[0003]目前，煤矿井下采煤、掘进面供电系统一般都存在上面介绍的远距离供电工况下电网末端的电压偏低问题，目前主要采取以下措施：（1）提高供电首端电源电压，弥补线路上的损失，但是这样会增大前级供电电源的总装机容量，同时在设备停机或空载运行时导致设备、线缆电压偏高，对线缆和设备的绝缘耐压造成一定的威胁。
[0004]（2）将移动变压器的位置前移，减少相关设备与供电电源之间的供电电缆长度，进而减少电缆上的电压降。或采取多根供电线缆并联的方案，减少线缆的等效阻抗，进而减少电缆上的电压降。此方案大大增加煤矿采煤、掘进作业时的工作量，降低工作效率，增加采煤、掘进作业的成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置。
[0006]本专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，供电用移动变压器的输出形成对煤矿井下负载设备的供电，其特征在于：移动变压器与负载设备之前的供电线路上串有电压调节控制装置，电压调节控制装置由电压补偿逆变装置、隔离变换变压器、电压传感器V1、电压传感器V2和电流传感器I组成；电压补偿逆变装置的输入侧接于供电用移动变压器的输出端，输出侧接于隔离变换变压器的一次侧；隔离变换变压器二次侧绕组的一端接于供电用移动变压器的输出端，二次侧绕组的另一端接于负载设备上；电压传感器V1设置于供电用移动变压器与隔离变换变压器的二次侧绕组之前的三相线路上，电压传感器V2和电流传感器I均设置于隔离变换变压器的二次侧绕组与负载设备之间的三相线路上；电压传感器V1所采集的隔离变换变压器输入侧的三相电压信号V1a、V1b、V1c，以及电压传感器V2、电流传感器I所采集的隔离变换变压器输出侧的电压信号V2a、V2b、V2c和电流信号Ia、Ib、Ic输入至电压补偿逆变装置中的采集电路中，电压补偿逆变装置根据所采集的电压信号和电流信号V2a、V2b、V2c来判断输入至负载设备上的电压是否低于设定值，
在输入至负载设备上的电压低于设定值的情况下输出电压补信号至隔离变换变压器。
[0007]本专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，所述电压补偿逆变装置由三相整流电路、直流电路和三相逆变电路组成，三相整流电路的输出经直流电路与三相逆变电路的输入相连接，电压补偿逆变装置的三个输入端R、S、T与三相整流电路的输入端相连接，电压补偿逆变装置的三个输出端U1、V1、W1与三相逆变电路的输出相连接。
[0008]本专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，所述隔离变换变压器一次侧三个绕组的两端分别为A和X、B和Y、C和Z，二次侧三个绕组的两端分别为a和x、b和y、c和z；隔离变换变压器的一次侧采用星形或三角形接法与电压补偿逆变装置的输出端相连接，隔离变换变压器二次侧三个绕组的a、b、c端分别接于电压补偿逆变装置的输出端，隔离变换变压器二次侧三个绕组的x、y、z端与负载设备三相输入端相连接；隔离变换变压器采用星形接法与电压补偿逆变装置相连接的方式为：电压补偿逆变装置的输出端U1、V1、W1分别与隔离变换变压器的A、B、C端相连接，隔离变换变压器的X、Y、Z端连接在一起；隔离变换变压器采用三角形接法与电压补偿逆变装置相连接的方式为：电压补偿逆变装置的输出端U1、V1、W1分别与隔离变换变压器的A、B、C端相连接，隔离变换变压器的X与B连接、Y与C连接、Z与A连接。
[0009]本专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，包括与电压调节控制装置相并联的工频旁路装置，工频旁路装置采用工频接触器K1，工频接触器K1三个输入端为I1、I2、I3，三个输出端为O1、O2和O3，工频接触器K1的三个输入端为I1、I2、I3分别接于供电用移动变压器的输出端，三个输出端O1、O2和O3分别与负载设备的电源端相连接；工频接触器K1的控制端接于电压补偿逆变装置的控制电路上。
[0010]本专利技术的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置的补偿方法，通过以下步骤来实现：a).电压和电流信号的采集，电压补偿逆变装置采集电压传感器V1、电压传感器V2输出的电压信号V1a、V1b、V1c和电压信号V2a、V2b、V2c，以及采集电流传感器I输出的电流信号Ia、Ib、Ic；b).负载设备电压的判断，电压补偿逆变装置根据电压信号V2a、V2b、V2c判断输入至负载设备上的电压信号是否低于设定值，如果定于设定值，则执行步骤b)；如果不低于设定值，则执行步骤d)；c).负载设备电压的补偿，包括如下步骤：c
‑
1).电压补偿逆变装置根据电压信号V1a、V1b、V1c得到前级供电系统的三相电压信号，如公式（1）所示：
ꢀꢀꢀꢀ
（1）其中，u
a
、u
b
、u
c
分别为电压补偿逆变装置输入端A相、B相、C相电压信号，U为三相交流电压幅值，ω为三相交流电压角速度；c
‑
2).电压补偿逆变装置根据采集的电压信号V2a、V2b、V2c，计算出输入至负载设
备上的电压幅值、电压相位，计算出所需补偿的电压偏差值U
补
，输出与电压信号V2a、V2b、V2c同相位的补偿电压，补偿电压如公式（2）所示：
ꢀꢀꢀꢀ
（2）u
a补
、u
b补
、u
c补
分别为电压补偿逆变装置经隔离变换变压器输出的A相、B相、C相的补偿电压，U
补
为所需补偿的电压偏差值；c
‑
3).公式（1）所示的输入电压与公式（2）所示的补偿电压叠加，得到补偿后输入至负载设备的电压如公式（3）所示：
ꢀꢀꢀꢀ
（3）u
a负载
、u
b负载
、u
c负载
分别为经电压补偿后输入至负载设备上的A相、B相、C相的电压；d).故障判断，判断电压补偿逆变装置是否出现异常，如果没有出现异常，执行步骤a)；如果出现异常，则执行步骤e)；e).旁路控制，控制工频接触器K1吸合，将电压调节控制装置从供电回路中短接开来，此时输入至负载设备的电压与前级供电系统的电压完全一致，如公式（4）所示：
ꢀꢀꢀꢀ
（4）。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，供电用移动变压器（8）的输出形成对煤矿井下负载设备（7）的供电，其特征在于：移动变压器与负载设备之前的供电线路上串有电压调节控制装置，电压调节控制装置由电压补偿逆变装置（1）、隔离变换变压器（2）、电压传感器V1（3）、电压传感器V2（4）和电流传感器I（5）组成；电压补偿逆变装置的输入侧接于供电用移动变压器的输出端，输出侧接于隔离变换变压器的一次侧；隔离变换变压器二次侧绕组的一端接于供电用移动变压器的输出端，二次侧绕组的另一端接于负载设备上；电压传感器V1设置于供电用移动变压器与隔离变换变压器的二次侧绕组之前的三相线路上，电压传感器V2和电流传感器I均设置于隔离变换变压器的二次侧绕组与负载设备之间的三相线路上；电压传感器V1所采集的隔离变换变压器（2）输入侧的三相电压信号V1a、V1b、V1c，以及电压传感器V2、电流传感器I所采集的隔离变换变压器输出侧的电压信号V2a、V2b、V2c和电流信号Ia、Ib、Ic输入至电压补偿逆变装置（1）中的采集电路中，电压补偿逆变装置根据所采集的电压信号V2a、V2b、V2c来判断输入至负载设备上的电压是否低于设定值，在输入至负载设备上的电压低于设定值的情况下输出电压补信号至隔离变换变压器。2.根据权利要求1所述的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，其特征在于：所述电压补偿逆变装置（1）由三相整流电路（9）、直流电路（10）和三相逆变电路（11）组成，三相整流电路的输出经直流电路与三相逆变电路的输入相连接，电压补偿逆变装置的三个输入端R、S、T与三相整流电路的输入端相连接，电压补偿逆变装置的三个输出端U1、V1、W1与三相逆变电路的输出相连接。3.根据权利要求2所述的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，其特征在于：所述隔离变换变压器（2）一次侧三个绕组的两端分别为A和X、B和Y、C和Z，二次侧三个绕组的两端分别为a和x、b和y、c和z；隔离变换变压器的一次侧采用星形或三角形接法与电压补偿逆变装置的输出端相连接，隔离变换变压器二次侧三个绕组的a、b、c端分别接于电压补偿逆变装置（1）的输出端，隔离变换变压器二次侧三个绕组的x、y、z端与负载设备（7）三相输入端相连接；隔离变换变压器采用星形接法与电压补偿逆变装置相连接的方式为：电压补偿逆变装置的输出端U1、V1、W1分别与隔离变换变压器的A、B、C端相连接，隔离变换变压器的X、Y、Z端连接在一起；隔离变换变压器采用三角形接法与电压补偿逆变装置相连接的方式为：电压补偿逆变装置的输出端U1、V1、W1分别与隔离变换变压器的A、B、C端相连接，隔离变换变压器的X与B连接、Y与C连接、Z与A连接。4.根据权利要求2所述的煤矿井下远距离供电系统配套用电压调控装置，其特征在于：包括与电压调节控制装置相并联的工频旁路装置，工频旁路装置采用工频接触器K1（6），工频接触器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高栋，张元吉，丁宁，任成东，朱海梅，李成圣，孔乐乐，周广成，
申请(专利权)人：新风光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：