煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法技术

本发明专利技术属于煤矿井下供电技术领域，公开了煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法，包括：智能调压器、多个动态无功补偿装置、第一、第二切换开关和多个第三切换开关，智能调压器包括整流级、中间级和互相并联的多个逆变级，整流级的输入端与移动变压器输出端连接，输出端经中间级与各个逆变级输入端连接，各个逆变级的输出端分别连接一个快掘负载设备；各个快掘负载设备的进线端分别设置有一个动态无功补偿装置；移动变压器输出端经第一切换开关与第二切换开关和各个第三切换开关的一端连接，各个第三切换开关的另一端分别连接一个快掘负载设备，第二切换开关的另一端连接其它负载。本发明专利技术提高了快掘成套装备对现场电网的适应能力。场电网的适应能力。场电网的适应能力。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下供电
，具体涉及煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法，用于对多电机装备中的无功补偿和谐波治理的运行进行控制。

技术介绍

[0002]随着对煤炭能源需求的逐步增大，煤矿井下掘进类装备的功率和速度要求也逐步增大。快掘成套装备整合了掘进工艺的各个环节，极大的提高了掘进的工作效率，但对其供电系统却没有做过多的改进。受限于目前井下电网在掘进工作面的配置，基本在一次掘进距离超过1公里时，就需要对后端供电的移动变压器进行前移，需要重新开挖硐室，进行临时支护和供电线缆的连接和收放，这些会耽误较多的工时，降低掘进工作效率。这是因为随着掘进距离的增大，供电线路上的有功损耗和无功交换都会引起线路末端，即设备侧的电压下降，设备因此不能正常启动。
[0003]为了提高掘进作业的效率，减少移变移动的次数，需要对掘进成套设备的供电开关进行改进，以提高快掘的效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法，一方面提高各部分装置的启动能力，另一方面也能补偿线路有功损耗带来的压降和谐波影响，避免因交流供电线路存在无功损耗大、谐波比例高而导致的保护误动作和变压器容量饱和的问题，在增加较低成本的情况下，做到极大的缩短移变的移动次数，从而提高快掘的效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，包括：智能调压器、多个动态无功补偿装置、第一切换开关、第二切换开关和多个第三切换开关，所述智能调压器包括整流级、中间级和互相并联的多个逆变级，整流级的输入端与移动变压器输出端连接，输出端经中间级与各个逆变级输入端连接，各个逆变级的输出端分别连接一个快掘负载设备；各个快掘负载设备的进线端分别设置有一个动态无功补偿装置，所述动态无功补偿装置用于动态补偿对应快掘负载设备的无功功率；
[0006]所述移动变压器输出端与第一切换开关的一端连接，第一切换开关的另一端与第二切换开关和各个第三切换开关的一端连接，所述各个第三切换开关的另一端分别连接一个快掘负载设备，所述第二切换开关的另一端连接其它负载；
[0007]所述动态无功补偿装置包括T型三电平拓扑结构和三阶滤波器，所述三阶滤波器为电抗电容电抗结构，T型三电平拓扑结构通过三阶滤波器与对应快掘负载设备的进线端连接。
[0008]所述整流级采用二极管钳位的三电平拓扑结构；中间级采用二极管钳位的三电平双有源H桥拓扑结构，其中采用的高频变压器变比为2:3；逆变级采用二极管钳位的三电平
拓扑结构。
[0009]所述整流级的输入端设置有电抗形成的一阶滤波器，所述逆变级的输出端设置有电抗电容组成的二阶滤波器。
[0010]整流级采用PWM整流控制方式，中间级采用移相控制方式，各个逆变级根据当前连接负载端的电压，进行实时补偿。
[0011]所述逆变级有4个，各个逆变级的输出端分别连接掘锚机，锚杆转载机，带式转载机和自移尾机的进线端。
[0012]此外，本专利技术还提供了所述的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关的运行方法，包括以下步骤：
[0013](1)收到开机命令后，首先判断第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关是否处于断开状态，确认其均处于断开状态后，进行智能调压器的整流级启动；
[0014](2)启动完成后，判断整流级输出端的第一级直流母线电压V
P1N1
是否处于第一正常范围，若是，则启动中间级，进入步骤(3)；若否，进入步骤(4)；
[0015](3)判断中间级输出端的第二级直流母线电压V
P2N2
是否处于第二正常范围，若是，逐个启动各个快掘负载设备对应的逆变级，各个逆变级分别启动成功后，启动该逆变级对应的动态无功补偿装置，待所有逆变级和对应的动态无功补偿装置启动后，启动第二切换开关，全部启动后，启动快掘成套装备的各个装置；若否，进入步骤(4)；
[0016](4)闭合第一切换开关、第二切换开关和各个第三切换开关，启动快掘成套装备的各个装置。
[0017]所述第一正常范围与整流级输入侧的交流母线电压相关。
[0018]所述第二正常范围与各个逆变级的输出电压相关。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术提供一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关及其运行方法，通过在掘进成套装备中的各个装备侧并联动态无功补偿装置，同时在整个供电输入侧增加串联调压装置，一方面能够提高各部分装置的启动能力，另一方面也能补偿线路有功损耗带来的压降和谐波影响，避免因交流供电线路存在无功损耗大、谐波比例高而导致的保护误动作和变压器容量饱和的问题，在增加较低成本的情况下，做到极大的缩短移变的移动次数，从而提高快掘的效率。
[0021]2、本专利技术在延长掘进成套装备供电距离的同时，提高了移动变压器的容量利用率，同时降低了供电线路的损耗，其通过在装备侧对供电网络和装备的用电方案进行升级改造，降低了移变的容量费用和线缆费用，对于掘进成套装备而言，提高了现场电网的灵活适应能力。因此，本专利技术能够体现出很大的技术优势和经济优势。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例一提供的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关的拓扑接线图；
[0023]图2为本专利技术实施例一种动态动态无功补偿装置的拓扑接线图；
[0024]图3为本专利技术实施例二提供的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关的运行方法的流程图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]如图1所示，本专利技术实施例一提供了一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，包括：智能调压器、多个动态无功补偿装置、第一切换开关S1、第二切换开关S6和多个第三切换开关，所述智能调压器包括整流级、中间级和互相并联的多个逆变级，整流级的输入端与移动变压器输出端连接，输出端经中间级与各个逆变级输入端连接，各个逆变级的输出端分别连接一个快掘负载设备；各个快掘负载设备的进线端分别设置有一个动态无功补偿装置，所述动态无功补偿装置用于动态补偿对应快掘负载设备的无功功率。
[0028]所述移动变压器输出端与第一切换开关的一端连接，第一切换开关的另一端与第二切换开关和各个第三切换开关的一端连接，所述各个第三切换开关的另一端分别连接一个快掘负载设备，所述第二切换开关的另一端连接其它负载。
[0029]本实施例中，智能调压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，其特征在于，包括：智能调压器、多个动态无功补偿装置、第一切换开关、第二切换开关和多个第三切换开关，所述智能调压器包括整流级、中间级和互相并联的多个逆变级，整流级的输入端与移动变压器输出端连接，输出端经中间级与各个逆变级输入端连接，各个逆变级的输出端分别连接一个快掘负载设备；各个快掘负载设备的进线端分别设置有一个动态无功补偿装置，所述动态无功补偿装置用于动态补偿对应快掘负载设备的无功功率；所述移动变压器输出端与第一切换开关的一端连接，第一切换开关的另一端与第二切换开关和各个第三切换开关的一端连接，所述各个第三切换开关的另一端分别连接一个快掘负载设备，所述第二切换开关的另一端连接其它负载；所述动态无功补偿装置包括T型三电平拓扑结构和三阶滤波器，所述三阶滤波器为电抗电容电抗结构，T型三电平拓扑结构通过三阶滤波器与对应快掘负载设备的进线端连接。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，其特征在于，所述整流级采用二极管钳位的三电平拓扑结构；中间级采用二极管钳位的三电平双有源H桥拓扑结构，其中采用的高频变压器变比为2:3；逆变级采用二极管钳位的三电平拓扑结构。3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，其特征在于，所述整流级的输入端设置有电抗形成的一阶滤波器，所述逆变级的输出端设置有电抗电容组成的二阶滤波器。4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下快掘成套装备的智能供电组合开关，其特征在于，整流级采用PWM整流控制方式，中间级采用移相控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯高辉，金江，曹建文，田原，袁晓明，刘继全，布朋生，赵海兴，程江涛，马进功，陈宁，贾曲，岳晓虎，郭大武，毕跃起，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：