智能变频组合开关的制作方法

1.本发明涉及煤矿井下综采工作面液压泵站技术领域，具体涉及一种智能变频组合开关。


背景技术：

2.目前煤矿井下综采工作面液压泵站供电系统采用如下结构:
3.第一种是工频组合开关加照明信号综合保护装置，其缺点：只能提供固定频率的工频供电，无法对泵电机进行调速，以达到改变泵流量之目的；因泵站一般存在3
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4种电压等级，此供电模式下需配套多种不同型号的工频组合开关和照明信号综合保护装置，增加了使用维护及故障处理的难度，也增加了通信回路数，使控制系统更为复杂。
4.第二种是多回路分体式变频器加工频组合开关加照明信号综合保护装置，其缺点是：在工频供电的基础上加入了分体式变频器，使得供电系统更为复杂，使用维护及故障处理的难度更大；通信回路更多，并且通信型式至少有两种以上，控制难度大，故障点多，故障处理更为复杂；多回路变频器的加入使得成本大幅度增加。
5.现有的变频组合开关通常只有一种电压等级，无法满足负载设备的多样化电压需求。一般的泵站系统中至少有5台主泵电机需要变频调速，多的甚至有8
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10台，为了满足这些主泵电机的变频调速，需要在变频组合开关中给每台电机均配置变频器，这样会导致变频开关的采购成本极高。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.本发明要解决的技术问题是：如何设计一种用于煤矿井下综采工作面液压泵站的智能供电系统，用较低的成本使泵站中的各个泵均可以进行变频调速；同时，集成泵站所需的3
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4种电压至同一智能变频组合开关当中。
8.(二)技术方案
9.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能变频组合开关，包括变频主回路隔离开关g1，工频主回路隔离开关g2、工频辅助回路隔离开关g3，变频器，工频与变频的双切换接触器km3、km4、km5、km6、km7、km8，变频主回路接触器km1，工频主回路接触器km2，工频辅助1140v输出接触器k1、k2、k3，辅助660v输出接触器k4、k5、k6，辅助127v输出接触器k7、k8、k9，辅助变压器3300v/1140v，辅助变压器1140v/660v，辅助变压器1140v/127v；
10.智能变频组合开关的驱动对象为三个主泵电机，其中，双切换接触器km3、km4为一组，用于驱动1号主泵电机；双切换接触器km5、km6为一组，用于驱动2号主泵电机；双切换接触器km7、km8为一组，用于驱动3号主泵电机；其中，km3、km5、km7上口接变频器的输出端，km4、km6、km8上口直接连接工频主回路接触器km2一端；隔离开关g1通过km1连接变频器的输入端，隔离开关g2连接km2另一端、辅助变压器3300v/1140v的输入端，辅助变压器3300v/1140v的输出端连接隔离开关g3一端，隔离开关g3另一端分别连接k1、k2、k3一端，通过辅助
变压器1140v/660v连接k4、k5、k6一端，通过辅助变压器1140v/127v连接k7、k8、k9一端，k1～k9分别用于控制不同的用电设备。
11.优选地，所述隔离开关g3另一端连接辅助变压器1140v/660v的输入端，辅助变压器1140v/660v的输出端连接k4、k5、k6一端，隔离开关g3另一端还连接辅助变压器1140v/127v的输入端，辅助变压器1140v/127v的输出端连接k7、k8、k9一端。
12.优选地，其中，k1、k2、k3分别用于控制1140v辅助泵电机，k4、k5、k6分别用于控制660v电动阀，k7、k8、k9分别用于控制127v泵站电控系统、127v乳化液浓度配比系统和127v高压反冲洗系统；
13.本发明还提供了一种所述智能变频组合开关的安装及使用方法，所述智能变频组合开关的输入侧和输出侧均使用快插动力电缆连接器安装。
14.优选地，初次使用时，根据各辅助工频回路的电机功率设置整定值。
15.优选地，每次使用前均手动将三个隔离开关g1、g2、g3合闸，而当工频主回路隔离开关g2、工频辅助回路隔离开关g3合闸后，工频辅助1140v输出接触器k1、k2、k3，辅助660v输出接触器k4、k5、k6，辅助127v输出接触器k7、k8、k9，即可得电，进而控制不同的用电设备。
16.本发明还提供了一种所述智能变频组合开关的工作方法，包括以下步骤：
17.当需要以变频模式启动1号主泵电机时，变频主回路接触器km1吸合，双切换接触器km3吸合，其他双切换接触器km4、km5、km6、km7、km8保持断开；若此时切换为以变频模式运行2号主泵电机，则双切换接触器km3断开，双切换接触器km5吸合，其他双切换接触器km4、km6、km7、km8保持断开；若此时再切换为以变频模式运行3号主泵电机，则双切换接触器km5断开，双切换接触器km7吸合，其他双切换接触器km3、km4、km6、km8保持断开；
18.优选地，如果需要以变频模式启动1号主泵电机，以工频模式启动2号主泵电机，以工频模式启动3号主泵电机，则，变频主回路接触器km1吸合，工频主回路接触器km2吸合，双切换接触器km3、km6、km8吸合，其他双切换接触器km4、km5、km7保持断开。
19.本发明还提供了一种用于煤矿井下综采工作面液压泵站的智能供电系统，包括所述智能变频组合开关。
20.本发明还提供了一种所述的智能变频组合开关在煤矿井下综采工作面液压泵站设计中的应用。
21.(三)有益效果
22.使用本发明的智能变频组合开关进行供电，比普通供电形式减少了6组变频器，10kv/1140v变压器，4台1140v
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8工频组合开关以及2台zbz
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10.0综保装置，极大地减少了成本投入，同时，由于一台智能变频组合开关体积同一台3组合变频器体积相近，因此使用智能变频组合开关的供电形式也帮助煤矿客户极大地减少了设备列车长度，使得设备维护、生产过程变得更容易；同时，还使得控制系统通过一路与智能变频组合开关的通信即可控制整套泵站的启停、保护及调速。
附图说明
23.图1为本发明的电路原理图；
24.图2为现有泵站供电系统图；
25.图3为使用本发明智能变频组合开关供电的泵站供电系统图。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
27.如图1所示，本发明提供的一种智能变频组合开关包括变频主回路隔离开关g1，工频主回路隔离开关g2、工频辅助回路隔离开关g3，变频器，工频/变频双切换接触器km3、km4、km5、km6、km7、km8，变频主回路接触器km1，工频主回路接触器km2，工频辅助1140v输出接触器k1、k2、k3，辅助660v输出接触器k4、k5、k6，辅助127v输出接触器k7、k8、k9，辅助变压器3300v/1140v，辅助变压器1140v/660v，辅助变压器1140v/127v。
28.智能变频组合开关的驱动对象为三个主泵电机，其中，双切换接触器km3、km4为一组，用于驱动1号主泵电机；双切换接触器km5、km6为一组，用于驱动2号主泵电机；双切换接触器km7、km8为一组，用于驱动3号主泵电机；其中，km3、km5、km7上口接变频器的输出端，km4、km6、km8上口直接连接工频主回路接触器km2一端；隔离开关g1通过km1连接变频器的输入端，隔离开关g2连接km2另一端、辅助变压器3300v/1140v输入端，辅助变压器3300v/1140v输出端连接隔离开关g3一端，隔离开关g3另一端分别连接k1、k2、k3一端，通过辅助变压器1140v/660v连接k4、k5、k6一端，通过辅助变压器1140v/127v连接k7、k8、k9一端，k1～k9分别用于控制不同的用电设备，其中，k1、k2、k3分别用于控制1140v辅助泵电机，k4、k5、k6分别用于控制660v电动阀，k7、k8、k9分别用于控制127v泵站电控系统、127v乳化液浓度配比系统和127v高压反冲洗系统；
29.智能变频组合开关同普通开关柜或3组合变频器安装方式相似，输入侧和输出侧均使用快插动力电缆连接器，只需要使用正确型号的连接器插入即可。初次使用时，可根据各辅助工频回路的电机功率设置整定值，设置方法与普通开关柜相同，也可直接使用出厂默认值。
30.本发明的智能变频组合开关工作原理如下：
31.当需要以变频模式启动1号主泵电机时，变频主回路接触器km1吸合，双切换接触器km3吸合，其他双切换接触器km4、km5、km6、km7、km8保持断开；若此时切换为以变频模式运行2号主泵电机，则双切换接触器km3断开，双切换接触器km5吸合，其他双切换接触器km4、km6、km7、km8保持断开；若此时再切换为以变频模式运行3号主泵电机，则双切换接触器km5断开，双切换接触器km7吸合，其他双切换接触器km3、km4、km6、km8保持断开；
32.如果需要同时启动多台主泵电机，例如，以变频模式启动1号主泵电机，以工频模式启动2号主泵电机，以工频模式启动3号主泵电机，则，变频主回路接触器km1吸合，工频主回路接触器km2吸合，双切换接触器km3、km6、km8吸合，其他双切换接触器km4、km5、km7保持断开。
33.基于煤矿电气设备安全使用要求，每次使用前均需手动将三个隔离开关g1、g2、g3合闸，而当工频主回路隔离开关g2、工频辅助回路隔离开关g3合闸后，工频辅助1140v输出接触器k1、k2、k3，辅助660v输出接触器k4、k5、k6，辅助127v输出接触器k7、k8、k9，即可得电，进而控制不同的用电设备。
34.以国内某大型煤矿企业泵站采购项目为例，此泵站系统共有3台喷雾主泵电机，5
台乳化主泵电机，25台辅助泵电机，4路辅助控制需要供电。其中，主泵电机额定电压为3300v，每台都需要具有变频调速功能，乳化泵或喷雾泵同时开多台时有1台能变频调速即可；辅助泵电机电压为工频1140v，辅助控制回路电压为工频127v。如果按普通形式供电，则如图2所示；如果使用本发明的智能变频组合开关进行供电，则如图3所示。
35.从图2、图3中可以清楚地看出，使用本发明的智能变频组合开关进行供电，比普通供电形式减少了6组变频器，10kv/1140v变压器，4台1140v
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8工频组合开关以及2台zbz
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10.0综保装置，极大地减少了成本投入，同时，由于一台智能变频组合开关体积同一台3组合变频器体积相近，因此使用智能变频组合开关的供电形式也帮助煤矿客户极大地减少了设备列车长度，使得设备维护、生产过程变得更容易。
36.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。