[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

说明书

本发明公开了一种矿井配电网串联电容补偿装置及远距离供电方法，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。本发明自适应强，结构简单可靠，维护量少。

技术领域

本发明属于矿井配电网技术领域，具体涉及一种矿井配电网串联电容补偿装置及远距离供电方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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及远距离供电方法，缩短起动时间，实现工作面远距离供电，降低线路有功损耗。

本发明采用以下技术方案：

一种远距离供电方法，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，保证电机端电压合格，且不会产生电机自激；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，保证电机端电压合格，不会产生电机自激，且投入的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，若需要退出部分补偿电容器C时，操作与相应电容器串联的真空接触器K1分闸，若需要投入部分补偿电容器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。

具体的，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。

具体的，步骤S202中，补偿电容器C的电抗值X_C为：