矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，属于矿山供电设备技术领域。由向采掘工作面供电的矿用隔爆型低压真空磁力启动器、自动充电机、免维护储能蓄电池组、电源逆变模块系统、ＰＬＣ自动控制系统、移动防爆外壳组成，其特征是自动充电机与免维护储能蓄电池组构成自充电回路，免维护储能蓄电池组与电源逆变模块系统及电源变压器组成后备６６０Ｖ三相交流供电电源。克服了用电电缆分布广、设备投资大等诸多不利因数，而且它能彻底解决采掘工作面局部通风机因市电故障、检修或人为断电所造成无计划停电、停风带来的各种隐患问题。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种矿用釆掘工作面局部通风机移动智能电站，属于矿 山供电设备
技术背景矿用局部通风机是井下采矿生产中必不可少的设备之一，是掘进工作面正 常供风的主要动力设备。为了保证掘进工作面有连续稳定的新鲜风流供给，使 掘进工作面和掘进巷道中的风流始终处于安全状态。这就要求局部通风机必须 昼夜不停地运转着。为了保证局部通风机的连续运转，可靠的供电是关键。目前，绝大多数矿井都实现了上述要求，但是从根本上也无法解决因受电 线路故障千扰、控制设备本身故障、人为停电检修等造成的无计划停风现象。 另外，由于掘进配电点安置了大量的电气设备，客观上也存在着事故隐患，尤 其是电气失爆、电弧火花等都可能直接威胁着矿井安全。
技术实现思路
本技术针对已用技术的不足，提供一种一机多能并能实现660伏市电 与蓄电逆变双路不间断供电和双风机自动切换的矿用采掘工作面局部通风机 移动智能电站。本技术是实现《煤矿安全规程》规定的井下局部通风机三专、两闭 锁、双电源、双风机、备用风机自动切换的供电要求，是一个一机多能并能 实现660伏市电与蓄电逆变双路不间断供电和双风机自动切换的矿用机电设 备。一种矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，由向采掘工作面供电的矿 用隔爆型低压真空磁力启动器、自动充电机、免维护储能蓄电池组、电源逆变 模块系统、PLC自动控制系统、移动防爆外壳组成，其特征是自动充电机与免维护储能蓄电池组构成自充电回路，免维护储能蓄电池组与电源逆变模块系统及电源变压器组成后备660V三相交流供电电源。外壳的外部结构为两端开启的箱式隔爆结构，是由内部器身、瓦楞箱体、 低压侧端盖及接线盒，连接组变换法兰盒和移动拖架及凸缘滚轮等组成。箱体 设计采用矿用小型移动变电站外壳结构，要具有良好的隔爆性能和足够的机械 强度，整体外壳能承受lpa的内压而不发生永久变形或损坏。低压侧安装了 QJZ—F—200A分级闭锁启动器，并通过法兰连接。移动壳体的顶端配置了馈线 接线箱和运行动态监控观察箱，其中配线箱有四个大喇叭口和两个小喇叭口组 成，四个太喇叭口是主备通风机的电机动力电源，两个小喇叭口是远方控制电 缆和联接调度检测信号接口。储能蓄电池组它是由8块单快电压12V、单体容量200AH、系统电压48V、 系统容量800AH、蓄电池连接四串四并的免维护干式蓄电池组成，安装在箱式 隔爆腔内钢架组合安装。为大量减少占地面积，使用维护方便，8块蓄电池均 匀分布在钢架容体内，用固定螺栓固定在支架上。蓄电池单体结构为铅钙六元 合金板栅，涂膏成型的电极板。自动充电机选择BC4860全自动充电机，可显著縮短充电时间、延长蓄电池 使用寿命，完全做到无人值守。它安装在防爆壳体内的主支架上端，.电路板经 过三防处理，保证机器的可靠性与稳定性。BC4860充电机采用的充电模式为恒 流(充电电流恒定，电压逐渐升高)一恒压(电压恒定，充电电流逐渐减 小)一浮充(低电压、低电流)。以上过程均无需人为调控。具有充电速度 快、充电还原效率高、无人值守、可超长时间充电，无过充危险、蓄电池使用 寿命长等特点，逆变电源采用SUNPOWER模块化逆变器，逆变模块体积小，重量轻，可靠性 高。变换中独特的非线性控制系统，使逆变器在任何负载下均能输出纯净正弦 波。N+l冗余备份设计，及在线热插拨功能，保证逆变电源系统任何一个模块 退出都不影响其他模块正常工作，可随时扩容，大大提高系统可靠性。它是核 心部件。该系统是由三个单相5KW逆变器移相而成，相差120度，每个单相逆变 器通过RS232通信口控制而组成三相15KW逆变器，每个5KW逆变器系统由1个控制模块，5个逆变模块组成。它输出波型均为纯正的正弦波;输出频率可为50Hz、 60Hz、 400Hz;输入电压为12V、 24V、 48V、 110V和220V，并可输出多种规格的 交流电压；单项并联最大输出功率20KW，三相并联最大输出功率60KW。该系统 输出的电压也十分精确，如当输入的直流电压在其允许的电压范围变动时，输 出的交流电压测不到任何变动。同样的，当交流负载从0到100%变动时，该系统 的输出的交流电压变化小于O. 5V。其谐波失真最大为3%，因此可以说该逆变器 提供了最纯正的正弦波交流电。矿用隔爆型低压真空断路器选择了QJZ—F—200A分级闭锁启动器，其作用 一是向智能电站提供660V工作电源；二是向掘进工作面供电。并承担与上一级 配电电源断路器和甲烷断电仪实现电气闭锁。市电与逆变PLC自动切换控制单元，主备通风机的主启动器选择了两个 CKJ5-80/660真空磁力启动器和JDB-80A-2型电机综合保护器，她采用PLC实现 双电源、单风机或双风机自动控制和保护，自动鉴别电源性质，保证主备通风 机不间断供电运转，完全实现主备风机及开关的不停机自动切换控制，并承担 与上一级断路器实现风电延时闭锁。电气闭锁装置装备了甲烷电气闭锁装置和风电延时闭锁装置的接口 。实现 停风必须停电和瓦斯涌出异常必须自动切断电源的功能。同时，该装置还与上 一级配电开关实现分级闭锁，达到停电检修时，必须停掉上一级电源的功能。电源变压器适用于矿井660V的供电，而配置的SUNPOWER模块化逆变器输出 波型均为纯正的正弦波380V。为满足用户要求，所以在输出端设计了一台20KVA 的干式变压器升压。干式变压器采用空气自冷，绕组为圆筒式结构，铁芯采用 三相心式叠积结构。器身安装在隔爆外壳内，变压器绕组和铁心工作时所产生 的热量靠壳内空气对流和辐射传递到壳外。在设计壳体时，为考虑某种原因使 隔爆壳内温度达到规定值时，在壳体内设置了热敏温度保护，能够发出报警信 号。本技术有两种工作状态，电网正常时，电网直接给通风机负载供电， 并且通过两台60安充电机给48V800AH蓄电池充电，电瓶储存电能，就地自动备 电。电网故障时，该装置能在0.2秒时间内迅速判断确认，并自动起动逆变，蓄电逆变储能自备660伏电源经过PLC自动控制系统在2. O秒时间内自动切换给 负载供电。储能自备电源保证通风机运行》1小时，并能在市电来电时，能在3 分钟时间内自动切换到市电运行，恢复正常供电和充电运行状态。考虑到通风 机的运转可靠性，该装置设置了当主风机出现故障时，PLC自动控制系统能够 准确判断电机故障，并在60秒时间内自动切换至备用风机运转，达到安全可靠 目的。本技术的构成特点-(1) 、蓄能自备电源能满足三相660V、 11KW—15KW负载l-3小时内连续不间 断供电，保证主备通风机不停机运转；(2) 、选用模块化纯正正弦波逆变器便于维护保养，增强可靠性；(3) 、采用大功率充电机给蓄电池充电，有市电时快速给蓄电池充满电；(4) 、采用PLC实现双电源、单风机或双风机自动切换运转和保护；(5) 、通风机负载与向掘进工作面供电电源实现风电延时和瓦斯电双电气闭锁；(6) 、适用于煤矿井下和周围介质中含甲垸混合气体和煤尘，且有爆炸危险 的环境中；(7) 、 一次侧市电电压为50HZ、 660V，输出电压为交流50HZ、 660V、中性点 不接地的三相动力电源，逆变输出电源电压的波形近似纯正正弦波。(8) 、具有较完善的短路、过载、漏电闭锁、超温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，由向采掘工作面供电的矿用隔爆型低压真空磁力启动器、自动充电机、免维护储能蓄电池组、电源逆变模块系统、ＰＬＣ自动控制系统、移动防爆外壳组成，其特征是自动充电机与免维护储能蓄电池组构成自充电回路，免维护储能蓄电池组与电源逆变模块系统及电源变压器组成后备６６０Ｖ三相交流供电电源。

【技术特征摘要】
1、一种矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，由向采掘工作面供电的矿用隔爆型低压真空磁力启动器、自动充电机、免维护储能蓄电池组、电源逆变模块系统、PLC自动控制系统、移动防爆外壳组成，其特征是自动充电机与免维护储能蓄电池组构成自充电回路，免维护储能蓄电池组与电源逆变模块系统及电源变压器组成后备660V三相交流供电电源。2、根据权利要求l所述的矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，其 特征是所述外壳的外部结构为两端开启的箱式隔爆结构，是由内部器身、瓦楞 箱体、低压侧端盖及接线盒，连接组变换法兰盒和移动拖架及凸缘滚轮等组成； 低压侧安装了QJZ—F—200A分级闭锁启动器，并通过法兰连接。3、 根据权利要求l所述的矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，其特 征是所述储能蓄电池组它是由8块单快电压12V、单体容量200AH、系统电压 48V、系统容量800AH、蓄电池连接四串四并的免维护干式蓄电池组成，安装在 箱式隔爆腔内钢架组合安装。4、 根据权利要求l所述的矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，其特 征是所述自动充电机选择BC4860全自动充电机。5、 根据权利要求l所述的矿用采掘工作面局部通风机移动智能电站，其特 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜凡思，王爱国，朱少坤，牟彬善，许学军，蒋鱼全，
申请(专利权)人：山东省七五生建煤矿，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]