本實用新型專利技術公開了一種煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，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，高壓供電電路與380V市電輸電線路連接；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，升壓變壓器T1為三相雙繞組變壓器；故障模擬電路包括漸變性漏電模擬電路和短路模擬電路，漸變性漏電模擬電路由單相開關K9和滑動變阻器R16組成；短路模擬電路由滑動變阻器R17、單相開關K10、單相開關K11、單相開關K12、單相開關K13和單相開關K14組成。本實用新型專利技術具有靈活、動態(tài)的建模能力，動態(tài)模擬結果的真實性和實用性強。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本技術屬于煤礦供配電安全
，具體涉及一種煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路。
技術介紹
煤礦井下是典型的爆炸性環(huán)境，其供電系統(tǒng)普遍采用中性點非有效接地的運行方式。由于礦井用電環(huán)境惡劣，工作面供電線路及設備容易發(fā)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(fā)生的主要火源，一旦發(fā)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(jīng)濟損失，因此煤礦生產(chǎn)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(tǒng)經(jīng)常發(fā)生拒動和誤動，開發(fā)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宄與開發(fā)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(tǒng)與地面供電系統(tǒng)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(tài)模擬系統(tǒng)。現(xiàn)有模擬系統(tǒng)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(tǒng)的數(shù)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(huán)境是在完全理想條件下搭建，實現(xiàn)簡單，但與井下實際供電系統(tǒng)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(tài)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(tǒng)的初步認識和參考。第二種模擬系統(tǒng)采用380V作為實驗電壓，實驗系統(tǒng)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(tǒng)主要采用1kV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(fā)生與演變規(guī)律研宄產(chǎn)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(tǒng)的動態(tài)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(tǒng)中是無法實現(xiàn)的。由于真實的礦井動態(tài)模擬系統(tǒng)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(tǒng)的運行規(guī)律和各種故障發(fā)生機理的研宄和認識也只能通過仿真軟件或者地面低壓實驗系統(tǒng)進行模擬，因此礦井供電設備故障發(fā)生頻繁，保護系統(tǒng)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(huán)境供電安全的基礎理論研宄始終處于較薄弱狀態(tài)。
技術實現(xiàn)思路
本技術所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其運行電壓與煤礦井下高壓供電系統(tǒng)的實際情況完全一致，具有靈活、動態(tài)的建模能力，動態(tài)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，本技術采用的技術方案是:一種煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:包括用于將380V電壓變換為1kV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1kV電壓的升壓變壓器Tl、高壓供電線路和零序電抗器ARC，所述升壓變壓器Tl為三相雙繞組變壓器，所述升壓變壓器Tl的一次側(cè)繞組為三角形接法，所述升壓變壓器Tl的二次側(cè)繞組為星形接法，所述升壓變壓器Tl的一次側(cè)繞組通過三相開關Kl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Tl的二次側(cè)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Tl的二次側(cè)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Tl的二次側(cè)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Tl的二次側(cè)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山所述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 ;所述故障模擬電路包括漸變性漏電模擬電路和短路模擬電路，所述漸變性漏電模擬電路由單相開關K9和滑動變阻器R16組成，所述滑動變阻器R16的滑動端接地，所述滑動變阻器R16的一個固定端與單相開關K9的一端連接，所述單相開關K9的另一端為漸變性漏電模擬電路的輸出端OUTl ;所述短路模擬電路由滑動變阻器R17、單相開關K10、單相開關Kl 1、單相開關K12、單相開關K13和單相開關K14組成，所述滑動變阻器R17的一個固定端通過單相開關K14與單相開關KlO的一端、單相開關Kll的一端、單相開關K12的一端和單相開關K13的一端連接，所述滑動變阻器R17的滑動端和單相開關K13的另一端均接地，所述單相開關KlO的另一端為短路模擬電路的第一輸出端0UT2，所述單相開關Kll的另一端為短路模擬電路的第二輸出端0UT3，所述單相開關K12的另一端為短路模擬電路的第三輸出端0UT4 ;所述漸變性漏電模擬電路的輸出端OUTl與接線端子a?c或其中任意一個、任意兩個接線端子，或與接線端子d?f或其中任意一個、任意兩個接線端子連接；所述短路模擬電路的第一輸出端0UT2、短路模擬電路的第二輸出端0UT3和短路模擬電路的第三輸出端0UT4中的任意一個輸出端與接線端子a?f中的任意一個接線端子連接，或者所述短路模擬電路的第一輸出端0UT2、短路模擬電路的第二輸出端0UT3和短路模擬電路的第三輸出端0UT4中的任意兩個輸出端與接線端子a?c中的任意兩個接線端子、或與接線端子d?f中的任意兩個接線端子連接，或者所述短路模擬電路的第一輸出端0UT2、短路模擬電路的第二輸出端0UT3和短路模擬電路的第三輸出端0UT4分別與接線端子a?C、或分別與接線端子d?f連接。上述的煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:所述單相開關K2與升壓變壓器Tl的二次側(cè)繞組的連接線路上連接有單相電流互感器CT1，所述高壓供電線路與升壓變壓器Tl的二次側(cè)繞組的連接線路上連接有電壓互感器PTl。上述的煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:所述A相高壓供電線路由電阻R1、電容Cl和電感LI組成，所述電感LI的一端與電容Cl的一端連接且為A相高壓供電線路的首端，所述電阻Rl的一端與電感LI的一端連接且為A相高壓供電線路的末端，所述電容Cl的另一端和電阻Rl的另一端均接地。上述的煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:所述B相高壓供電線路由電阻R2、電容C2和電感L2組成，所述電感L2的一端與電容C2的一端連接且為B相高壓供電線路的首端，所述電阻R2的一端與電感L2的一端連接且為B相高壓供電線路的末端，所述電容C2的另一端和電阻R2的另一端均接地。上述的煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:所述C相高壓供電線路由電阻R3、電容C3和電感L3組成，所述電感L3的一端與電容C3的一端連接且為C相高壓供電線路的首端，所述電阻R3的一端與電感L3的一端連接且為C相高壓供電線路的末端，所述電容C3的另一端和電阻R3的另一端均接地。上述的煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)模擬電路，其特征在于:所述滑動變阻器R16的最大阻值為5000 Ω，所述滑動變阻器R17的最大阻值為500 Ω。本技術與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:1、本技術采用了與煤當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種煤礦井下高壓供電系統(tǒng)動態(tài)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(1)和故障模擬電路(2)，所述高壓供電電路(1)與380V市電輸電線路(3)連接；所述高壓供電電路(1)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(cè)繞組為三角形接法，所述升壓變壓器T1的二次側(cè)繞組為星形接法，所述升壓變壓器T1的一次側(cè)繞組通過三相開關K1與380V市電輸電線路(3)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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；所述故障模擬電路(2)包括漸變性漏電模擬電路(2?1)和短路模擬電路(2?2)，所述漸變性漏電模擬電路(2?1)由單相開關K9和滑動變阻器R16組成，所述滑動變阻器R16的滑動端接地，所述滑動變阻器R16的一個固定端與單相開關K9的一端連接，所述單相開關K9的另一端為漸變性漏電模擬電路(2?1)的輸出端OUT1；所述短路模擬電路(2?2)由滑動變阻器R17、單相開關K10、單相開關K11、單相開關K12、單相開關K13和單相開關K14組成，所述滑動變阻器R17的一個固定端通過單相開關K14與單相開關K10的一端、單相開關K11的一端、單相開關K12的一端和單相開關K13的一端連接，所述滑動變阻器R17的滑動端和單相開關K13的另一端均接地，所述單相開關K10的另一端為短路模擬電路(2?2)的第一輸出端OUT2，所述單相開關K11的另一端為短路模擬電路(2?2)的第二輸出端OUT3，所述單相開關K12的另一端為短路模擬電路(2?2)的第三輸出端OUT4；所述漸變性漏電模擬電路(2?1)的輸出端OUT1與接線端子a～c或其中任意一個、任意兩個接線端子，或與接線端子d～f或其中任意一個、任意兩個接線端子連接；所述短路模擬電路(2?2)的第一輸出端OUT2、短路模擬電路(2?2)的第二輸出端OUT3和短路模擬電路(2?2)的第三輸出端OUT4中的任意一個輸出端與接線端子a～f中的任意一個接線端子連接，或者所述短路模擬電路(2?2)的第一輸出端OUT2、短路模擬電路(2?2)的第二輸出端OUT3和短路模擬電路(2?2)的第三輸出端OUT4中的任意兩個輸出端與接線端子a～c中的任意兩個接線端子、或與接線端子d～f中的任意兩個接線端子連接，或者所述短路模擬電路(2?2)的第一輸出端OUT2、短路模擬電路(2?2)的第二輸出端OUT3和短路模擬電路(2?2)的第三輸出端OUT4分別與接線端子a～c、或分別與接線端子d～f連接。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王清亮，
申請(專利權)人：西安科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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