[发明专利]一种矿井配电网串联电容补偿装置及远距离供电方法

权利要求书

1.一种远距离供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S201、将串联电容补偿装置设置于矿用隔爆移动变电站低压侧，在综采综放工作面回采过程中，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C投入数量，电容额定载流量符合线路负荷要求；

S202、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，串联电容补偿装置的控制器control根据补偿度计算每相需要退出或投入的补偿电容器C数量，向用于补偿电容器C投退切换的真空接触器K1或电子开关发送指令，若需要退出补偿电容器C时，操作与相应电容器串联的真空接触器K1分闸，若需要投入补偿电容器C时，操作相应的真空接触器K1合闸；

S203、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，控制器control检测正常，涡流快速开关K2分闸，补偿电容器C投入运行；

S204、在串联电容补偿装置内部发生故障时，控制器control检测故障信息，涡流快速开关K2自动合闸，补偿电容器C退出；

S205、在串联电容补偿装置负荷侧发生故障时，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。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S201中，补偿电容器C的额定电流为：

其中，P1,P2,…,Pn为工作面矿用隔爆移动变电站所带多台电机有功功率，为最大负荷电机额定功率因数角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S202中，补偿电容器C的电抗值X_C为：

X_C＜1/2(X_l1+X_T+X_l2+X_Dmax)

其中，X_l1为矿用隔爆移动变电站进线电缆电抗值，X_T为矿用隔爆移动变电站短路电抗值，X_l2为最大负荷电机进线电缆电抗值，R₂最大负荷电机进线电缆电阻值，X_Dmax为最大负荷电机定子电抗值，P_max,Q_max分别为最大负荷电机的额定有功功率、无功功率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S203中，涡流快速开关K2的分闸时间为3～7毫秒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S204中，涡流快速开关K2的合闸时间为7～15毫秒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S205中，补偿电容器C与阻尼回路串联形成补偿主回路，在电机启动时流过电机或电机群启动电流，正常运行时流过负载电流，其等效阻抗Z_Σ为：

其中，R为阻尼回路电阻阻值，C为每相电容值，L为阻尼回路电感值，U₀为电容放电前的初始值，t为放电时间，ω为角速度，j为复数虚部符号，Xc为等效电容电抗值，X_l为等效电感电抗值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S205中，阻尼回路为振荡放电过程，包括并联连接的阻尼回路电抗L和阻尼回路电阻R，令经过阻尼回路电抗L的放电电流为：

经过阻尼回路电阻R的电流为：

其中，R为阻尼回路电阻阻值，C为每相电容值，L为阻尼回路电感值，U₀为电容放电前的初始值，t为放电时间。

8.一种矿井配电网串联电容补偿装置，其特征在于，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，采用权利要求1所述的远距离供电方法，通过与串联电容补偿装置连接的控制器control，用于在故障发生后2～3毫秒完成短路电流判别。