[實用新型]基于電壓源型偏磁式消弧線圈的煤礦用補償裝置

有效

• 申請號: 201420598956.1
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN204216583U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 馬俊杰;毛學景;馬恒太;李化朋;郝峰;張華;王宏斌;高亮
• 申請（專利權）人: 馬俊杰
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

技術領域

本實用新型涉及煤礦開采設備防護領域，具體涉及一種基于隨調式電壓源型偏磁式消弧線圈的煤礦用補償裝置。

背景技術

煤礦井下巷道狹窄，空氣潮濕，電氣設備和電纜的絕緣容易受潮，電纜也可能遭受脫落的巖石和煤塊砸壞，甚至被移動的機器設備等擠壓，從而造成漏電和接地事故。單相漏電和接地故障，會帶來巨大的危害，如引起人身觸電，瓦斯煤塵爆炸和電氣雷管先期爆發事故，對通訊、控制線路產生電磁干擾。此外，單相間歇性電弧接地還有可能產生過電壓，線路對地電容與電感元件之間也有可能引起鐵磁諧振過電壓，使那些絕緣薄弱環節相繼擊穿。過大的接地電弧電流，由于能量大，不易自熄，會造成電纜相間絕緣的損壞，進而引發相間短路，引起電纜放炮或電氣設備燒毀等嚴重事故。

我國早期采用的消弧線圈是手動調匝式，靠調節線圈的抽頭來補償電網對地的電容電流。此方法要改變匝數，必須先讓消弧線圈退出運行，或者根據人們的運行經驗估算電容電流，或者實測電容電流的數值，很不方便，其精度也不高。隨著煤礦電網的不斷發展，老式的人工調諧消弧線圈已不再適應煤礦電網頻繁變化的需要，殘余電流往往較大，消弧線圈必須實現自動化，即采用自動調諧消弧線圈。在電網正常運行時跟蹤檢測系統電容電流，此檢測值將作為系統接地故障時消弧線圈應輸出補償的電感電流的依據。我國現有的自動調諧消弧線圈主要有調匝式、調氣隙式、調容式、高短路阻抗變壓器式、三相五柱式和偏磁式等，按自動調諧方式又可分為在接地故障發生之前，調整消弧線圈到諧振點附近的“預調式”和在正常運行狀況下，消弧線圈遠離諧振點運行，而在接地故障發生后，迅速調整消弧線圈到諧振位置的“隨調式”。

電容電流自動檢測是自動跟蹤補償系統中很重要的一部分，它的準確性和快速性將直接影響補償精度和補償效果。國、內外目前對于電容電流的檢測一般都還是采用無源檢測法，如中性點位移電壓曲線法等，要求在檢測電容電流過程中調節消弧線圈，使得消弧線圈動作頻繁，壽命降低，響應時間勢必也不可能做到很短再者，由于改變了系統的運行狀態，給系統的安全穩定運行帶來潛在威脅無源檢測法對于中性點電壓的幅值還有一定的要求，如果該值太小，檢測精度就難以保證。煤礦井下電纜線路多，電網不對稱度小，所以使用無源檢測法檢測精度大幅下降，因而在實際應用中效果并不佳。注入信號法可以很好地解決以上問題尤其適用于電網不對稱度小的煤礦電纜系統。注入信號法在使用中是通過比較電壓和電流的同相位來判定諧振點，當信號中存在較強的工頻干擾時，很難精確檢測其相位當系統阻尼較小時，電壓和電流會出現多次同相位，不利于準確判斷另外在硬件電路上設計麻煩，在軟件上程序繁瑣，就會降低采樣速度，增大誤判諧振點可能性，不能滿足檢測的實時性要求。礦井電網用量最大的“預調式”消弧線圈以三相五柱式消弧線圈為例，在電網正常運行中，為了保證不會發生串聯諧振，必須增加阻尼以限制中性點不對稱電壓，阻尼電阻如何設置才能更好發揮作用，使“預調式”消弧線圈更廣泛地被應用受到影響。因此，“隨調式”很有發展前途。電容電流自動檢測與調諧的控制系統普遍采用單片機作為核心部件，雖然單片機具有極強的控制功能，但是由于其運算速度低，計算能力差，采樣速度被限制在一定范圍之內，檢測系統的反應速度受到很大的限制。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于隨調式電壓源型偏磁式消弧線圈的煤礦用補償裝置，其可有效解決上述問題，實現精確快速實現動態調諧。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案進行實施：

一種基于電壓源型偏磁式消弧線圈的煤礦用補償裝置，其特征在于，包括供電電網和對各電器件進行控制的控制裝置，控制裝置與供電電網之間設置有接入供電電網的Z形接地變壓器，Z形接地變壓器的中性點與大地之間設置電壓源型偏磁式消弧線圈，電壓源型偏磁式消弧線圈與掃描信號源相連接，控制裝置與電壓源型偏磁式消弧線圈上的電壓互感器相連接。

具體的方案為：

供電電網的各電線上分別設置電容、電阻，電容和電阻并聯后接地。Z形接地變壓器的型號為KBSG-100/10?10/0.69kV礦用隔爆型干式變壓器。電壓源型偏磁式消弧線圈為HJ-PXHK型號的電流源型偏磁式消弧線圈經過采用交流線圈內布置一個磁化鐵芯段改進得到。