[實用新型]煤礦井下高壓供電系統動態模擬電路

有效

• 申請號: 201520162892.5
• 申請日: 2015-03-22
• 公開（公告）號: CN204424902U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 王清亮
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于煤礦供配電安全技術領域，具體涉及一種煤礦井下高壓供電系統動態模擬電路。

背景技術

煤礦井下是典型的爆炸性環境，其供電系統普遍采用中性點非有效接地的運行方式。由于礦井用電環境惡劣，工作面供電線路及設備容易發生漏電、接地、短路等故障，由故障所致引的高溫、電火花是導致爆炸事故發生的主要火源，一旦發生爆炸，直接威脅全體井下工作人員的生命安全，并造成惡劣的社會影響和重大的經濟損失，因此煤礦生產對供電的安全性和可靠性要求很高。應用在井下的各種保護系統經常發生拒動和誤動，開發新的礦用繼電保護新原理和新技術迫在眉睫，而新原理與新技術的研究與開發必須借助于得力的試驗平臺，各種礦用供電新設備在投入使用前也必須進行實驗。

由于礦井供電系統與地面供電系統的運行特性差異較大，目前還沒有一種有效針對礦井供電獨特性的動態模擬系統。現有模擬系統主要有兩種方式，一種是采用各種商用仿真軟件在計算機上搭建礦井供電系統的數值模型，通過求解微分方程來完成模擬和實驗，這種仿真模擬環境是在完全理想條件下搭建，實現簡單，但與井下實際供電系統的運行狀況差異很大，許多具有漸變性特點的故障以及設備的動態物理特性無法模擬，仿真模擬實驗結果只能作為對礦井供電系統的初步認識和參考。第二種模擬系統采用380V作為實驗電壓，實驗系統中不包含變壓器、互感器、負載等實際設備，模擬實驗結果雖然比計算機仿真效果好，但仍與實際情況差距較大。礦井高壓系統主要采用10kV的供電電壓，而絕緣壽命的長短主要與電壓高低有關，電壓等級的不同對設備尤其是電纜的絕緣性能影響很大，直接導致對漏電故障的發生與演變規律研究產生較大誤差。對繼電保護裝置的檢驗與測試，需綜合考慮系統的動態運行狀況，要考慮變壓器、互感器的飽和特性、負載變化對電氣設備的綜合影響，這在380V實驗系統中是無法實現的。

由于真實的礦井動態模擬系統的缺乏，對礦用設備性能的檢驗最終依靠在井下的實際應用，對礦井供電系統的運行規律和各種故障發生機理的研究和認識也只能通過仿真軟件或者地面低壓實驗系統進行模擬，因此礦井供電設備故障發生頻繁，保護系統動作可靠性不高，煤礦供電安全性無法有效保障就在所難免，爆炸性環境供電安全的基礎理論研究始終處于較薄弱狀態。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤礦井下高壓供電系統動態模擬電路，其運行電壓與煤礦井下高壓供電系統的實際情況完全一致，具有靈活、動態的建模能力，動態模擬結果的真實性和實用性強，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種煤礦井下高壓供電系統動態模擬電路，其特征在于：包括用于將380V電壓變換為10kV電壓后輸出供電的高壓供電電路和故障模擬電路，所述高壓供電電路與380V市電輸電線路連接；

所述高壓供電電路包括用于將380V電壓變換為10kV電壓的升壓變壓器T1、高壓供電線路和零序電抗器ARC，所述升壓變壓器T1為三相雙繞組變壓器，所述升壓變壓器T1的一次側繞組為三角形接法，所述升壓變壓器T1的二次側繞組為星形接法，所述升壓變壓器T1的一次側繞組通過三相開關K1與380V市電輸電線路連接，所述零序電抗器ARC的一端通過單相開關K2與升壓變壓器T1的二次側繞組的中性點連接，所述高壓供電線路由A相高壓供電線路、B相高壓供電線路和C相高壓供電線路組成，所述A相高壓供電線路的首端為接線端子a且與升壓變壓器T1的二次側繞組的第一接線端連接，所述B相高壓供電線路的首端為接線端子b且與升壓變壓器T1的二次側繞組的第二接線端連接，所述C相高壓供電線路的首端為接線端子c且與升壓變壓器T1的二次側繞組的第三接線端連接，所述A相高壓供電線路的末端為接線端子d，所述B相高壓供電線路的末端為接線端子e，所述C相高壓供電線路的末端為接線端子f；