一种矿山工程配电系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿山工程柴油发电领域，尤其是一种矿山工程配电系统。


背景技术：

2.现有的矿山工程配电系统(简称矿山配电系统)中，正常时由电网供电，当配电进线因电气事故(如线路短路或者接地)而导致线路进线断电时，应当及时启用备用电源给主要的提升设备(副井提升机)、通风设备等供电，用以矿下工作人员的转移，保障人生安全。
3.柴油备用发电机组因其经济性和灵活性被广泛使用作为矿山配电系统中的备用电源，其中柴油发电机的电压等级与矿山配电系统相匹配，电压等级一般为6.3kv或者10kv，容量视具体负荷而定。
4.现有存在的问题是柴油备用发电机组投入使用时，其主要用电设备(提升机)在工作过程中会产生一定的反向电能，反向电能会对柴油发电机产生一定的冲击，当反向功率达到柴油发电机额定功率10％时，会引起柴油发电机组的继电保护动作跳闸，跳闸后将产生二次断电，对矿下人员的生命安全产生严重的威胁。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决或部分解决现有技术中的不足之处，而提供一种矿山工程配电系统。
6.为实现目的，本实用新型的矿山工程配电系统，包括用于接入电网电能至母线bus的电网进线柜、用于接入柴油备用发电机组电能至母线bus的柴油备用发电机组进线柜、用于采集母线bus电压给控制器的pt柜、用于将母线bus电能输出给用电设备的供电出线柜以及自母线bus取电输出给低压逆功率负载的保护柜；所述电网进线柜的线路上串联有断路器1qf，柴油备用发电机组进线柜的线路上串联有与断路器1qf电气互锁的断路器2qf；所述柴油备用发电机组进线柜设有电压互感器2pt采集柜中线路电压给控制器,供电出线柜设有电流传感器4ct采集柜中线路电流给控制器；所述低压逆功率负载包括用于采集保护柜输出电压给控制器的电压互感器pt、用于将保护柜输出电压降压的变压器t以及连接于变压器t三相输出端的多组负载，其中每组负载均包含有三个阻值相同的电阻，这三个电阻的一端各经交流接触器连接至变压器t的三相输出端，三个电阻的另一端连接至一起，且各组负载的电阻阻值不同，所述控制器分别控制各个交流接触器。
7.其中，所述低压逆功率负载设有熔断器fu，所述保护柜的输出电压是经熔断器fu给到电压互感器pt。
8.其中，所述低压逆功率负载设有分别串联于变压器t前后的断路器qf1、断路器qf2，且电压互感器pt自变压器t的输入端取电。
9.其中，所述低压逆功率负载中的电阻为不锈钢电阻管，且其上的电阻丝的材质为镍铬合金。
10.其中，所述变压器t设有三相散热风机进行散热以及用于监控变压器t的温度监控
装置，所述控制器分别电连接三相散热风机和温度监控装置。
11.其中，所述低压逆功率负载中的每组负载均设有对准风冷的轴流式风机，并配有用于检测轴流式风机输出风量的风量检测传感器，所述控制器分别电连接轴流式风机和风量检测传感器。
12.其中，所述低压逆功率负载中的每组负载均设有温度传感器来采集其温度，并在其供电线路上串联过载保护器，所述控制器分别电连接温度传感器和过载保护器。
13.其中，所述电网进线柜、柴油备用发电机组进线柜、pt柜、供电出线柜中的线路均经避雷器连接至地。
14.本实用新型通过变压器t将保护柜输出电压变为400v，通过电压互感器pt，把采集过来的电气量数据传送给控制器，在取电自柴油备用发电机组的状态下，控制器通过安装于供电出线柜上的电流传感器4ct采集实时负载电流，程序规定电流由母线bus流向下方负载为正方向(正常用电)，当采集上来的电流由负载方向流向母线bus时，即判断为有逆向功率产生，此时控制器通过电流传感器4ct、电压互感器2p、pt柜采集的母线bus电压以及电压互感器pt采集的保护柜输出电压判断产生实际逆功率的大小，对应的投入相应的电阻负载，实现对逆功率的有效吸收，使母线bus电压恢复至等于电压互感器2pt采集电压的水平，实现对逆功率的吸收，避免柴油发电机组的继电保护动作跳闸。
15.所述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
16.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。
17.在附图中：
18.图1示出了本实用新型的矿山配电系统的系统架构；
19.图2示出了低压逆功率负载的主回路电气拓扑电路；
20.图3示出了低压逆功率负载中负载的电路结构。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
22.如图1为本实用新型的矿山配电系统的系统架构，主要由电网进线柜1、柴油备用发电机组进线柜2、pt柜3、供电出线柜4以及保护柜5组成。
23.电网进线柜1用于接入电网电能，具体地，电网中的电能经变压成矿山电压等级后，经电网进线柜1进入至母线bus，其中电网进线柜1中的结构包括：线路串联用于通电总控的隔离开关1qs、用于主从线路切换的断路器1qf，并经电流传感器1ct采集线路电流、经
电压互感器1pt采集线路电压给到控制器，此外线路还接有避雷器1f至地进行防雷暴保护，以及设置带电显示支路1dx。
24.柴油备用发电机组进线柜2用于接入柴油备用发电机组电能，主要在电网进线柜1因电气事故导致线路进线断电时，提供备用电能至母线bus。柴油备用发电机组进线柜2的结构与电网进线柜1一致，包括：线路串联用于通电总控的隔离开关2qs、用于主从线路切换的断路器2qf，并经电流传感器2ct采集线路电流、经电压互感器2pt采集线路电压给到控制器，此外线路还接有避雷器2f至地进行防雷暴保护，以及设置带电显示支路2dx。其中柴油备用发电机组进线柜2的断路器2qf与电网进线柜1的断路器1qf电气互锁，实现断电直接切换。
25.pt柜3用于采集母线bus的电压给到控制器,提供计量及继电保护电压的采集，主要由隔离开关3qs、电压互感器3pt、避雷器3f、带电显示支路3dx组成。
26.供电出线柜4用于将母线bus的电能输出给用电设备，主要由隔离开关4qs、断路器4qf、电流传感器4ct、带电显示支路4dx组成。
27.保护柜5用于对母线bus的电能进行选择性消耗，其自母线bus取电，经过高压动力电缆输出给低压逆功率负载。保护柜5的结构与供电出线柜4结构一致，此处不做赘述。
28.见图2及图3，本实用新型的低压逆功率负载包括用于采集保护柜输出电压给控制器的电压互感器pt、用于将保护柜输出电压降压的变压器t以及连接于变压器t三相输出端的多组负载，其中每组负载均包含有三个阻值相同的电阻，这三个电阻的一端各经交流接触器连接至变压器t的三相输出端，三个电阻的另一端连接至一起，且各组负载的电阻阻值不同，控制器分别控制各个交流接触器。使用时，通过变压器t将保护柜输出电压变为400v，通过电压互感器pt，把采集过来的电气量数据传送给控制器，在取电自柴油备用发电机组的状态下，控制器通过安装于供电出线柜上的电流传感器4ct采集实时负载电流，程序规定电流由母线bus流向下方负载为正方向(正常用电)，当采集上来的电流由负载方向流向母线bus时，即判断为有逆向功率产生，此时控制器通过电流传感器4ct、电压互感器2p、pt柜采集的母线bus电压以及电压互感器pt采集的保护柜输出电压判断产生实际逆功率的大小，对应的投入相应的电阻负载，实现对逆功率的有效吸收，使母线bus电压恢复至等于电压互感器2pt采集电压的水平，实现对逆功率的吸收，避免柴油发电机组的继电保护动作跳闸。。其中，电压互感器pt用于核查保护柜输出电压与母线bus电压是否相等，若不等表明中间线路出现故障，则关闭隔离开关2qs进行强制保护。
29.见图2，为防止电压互感器pt受浪涌损坏，低压逆功率负载设置熔断器fu，保护柜的输出电压经熔断器fu给到电压互感器pt。为实现低压逆功率负载的切入或断开控制，低压逆功率负载设有分别串联于变压器t前后的断路器qf1、断路器qf2，且电压互感器pt自变压器t的输入端取电。
30.作为一种可选实施方案，为保证稳定性，低压逆功率负载设于负载箱内，箱体进行整体打砂除锈，然后涂装耐高温油漆，内部支架用铝材焊接，并设置箱体一体化可移动，上部配有专用承重吊环，方便吊运，底部配有叉车孔位，能搭载汽车远距离运输。箱体设计时充分考虑安装、调试、维修、安全等因素，分为不同的功能区域，不同功能区域相互独立，并且做到电磁隔离，有效的防止不同模块工作时造成的相互干扰。
31.进一步的，箱体采用侧进线方式，并带有接地螺栓，能有效防止因工作时带来的干
扰。
32.进一步的，低压逆功率负载中的电阻选用为不锈钢电阻管，且其上的电阻丝的材质为镍铬合金，外壳材料为国标0cr18ni9。这种电阻绝缘性能好、散热性能高、热传导均匀，运行温度仅为设计温度的1/3，温漂小，阻值稳定，无热处理硬化现象(无磁性，使用温度-196℃～1200℃)，各技术参数完全满足20％的容量裕度，确保负载电阻的稳定性。
33.作为另一种可选实施方案，为实现温度控制，变压器t设有三相散热风机进行散热以及用于监控变压器t的温度监控装置，使用时，控制器经温度监控装置观察变压器室温度进行自控，并基于此调整三相散热风机的输出风量实现恒温控制。
34.进一步的，低压逆功率负载中的每组负载均设有对准风冷的轴流式风机，并配有用于检测轴流式风机输出风量的风量检测传感器，控制器经风量检测传感器的判定轴流式风机的异常状态，并在异常状态下控制负载自动卸载保护。优选地，低压逆功率负载中的每组负载均设有温度传感器来采集其温度，并在其供电线路上串联过载保护器，所述控制器分别电连接温度传感器和过载保护器，当温度达到警戒值时，控制器报警并经过载保护器自动切断负载，保证负载不会因温度过高而损坏。
35.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。