一种煤矿采掘场架空线路快速调压系统的制作方法

1.本发明涉及配电线路调压技术领域，尤其涉及一种煤矿采掘场架空线路快速调压系统。


背景技术：

2.露天煤矿采掘场以35kv架空环坑线路为主干，35/6.3kv移动变电站环坑布置，由变电站馈出6kv电缆线路向各采剥工作平台挖掘机配电，因35kv配电系统上级电源不稳定(电压波动范围33500v～37500v)。大型煤矿挖掘机具有变频控制系统，对电源的敏感程度特别高，如：wk-20挖掘机采用西门子交-直-交的变频控制系统，网络电压直接作用于电力电子器件上，电压过高、过低都将导致plc二次控制元件的烧毁。大型煤矿挖掘机的正常运转需稳定的电源提供保障。
3.现有技术中存在的缺陷或不足：1、35/6.3kv移动变电站分接开关调整需要将变电站停电，调整后需要对变压器做预防性试验，影响供电连续性；2、35/6.3kv移动变电站分接开关频繁调整会使接触不良点电阻变大，发热加巨，时间长会导致温度升高，可能会烧断绕组，同时也会引起变压器损耗增大。此外，在从架空线路上进行调整补偿时，母线与支线线路之间的连接存在连接稳定及安全性问题，为此，需要予以解决。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有煤矿采掘场架空线路调压存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种煤矿采掘场架空线路快速调压系统，其目的在于解决煤矿采掘场架空线路中配电系统电源不稳定以及调压系统与母线接线难的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种煤矿采掘场架空线路快速调压系统，此调压系统包括调节单元、供能单元和连接单元，其中，调节单元，其包括连接于母线上的补偿变压器、连接于所述补偿变压器输入端的旁路电源，以及连接于所述旁路电源输入端的功率单元柜，所述补偿变压器的输入端连接有电流互感器；供能单元，其包括连接于所述母线和功率单元柜之间的供能变压器和连接于所述供能变压器输出端的断路器；以及，连接单元，其包括第一束线组件和第二束线组件，所述第一束线组件连接于所述母线上，所述第二束线组件连接于所述供能变压器的输入端。
8.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：还包括保护单元，其包括并联于所述母线输入侧和输出侧的高压旁路开关、串联于所述母线输入侧的高压输入开关，以及串联于所述母线输出侧高压输出开关；所述调节单元和供能单元并联于所述母线输入侧和输出侧之间的区域；所述母线的输入侧还连接有电压互感器。
9.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述
保护单元中还包括接地保护件，所述接地保护件分别连接于所述母线输入侧和输出侧线路上；所述接地保护件包括接地开关和并联于所述接地开关线路上的过电保护器。
10.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述连接单元还包括连接管组件，所述连接管组件包括安装管、设置于所述安装管中的第一导体和第二导体，以及配合套设于所述安装管上的限位件；所述限位件与第二导体配合相连。
11.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述安装管的两端贯通，其管体外侧壁上设置有外螺纹槽，其管体侧壁上对称开设有条形滑槽，所述条形滑槽平行于所述安装管的轴线分布。
12.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述第一导体的一端开设有接线插槽，其另一端设置有导电凸起；所述第二导体的一端开设有导电插槽，另一端设置有弧形导电块；所述导电凸起能够配合插接于所述导电插槽内，且其径向长度大于所述导电插槽的径向深度。
13.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述限位件包括滑动套设于所述安装管外侧壁上的限位管、包覆于所述第二导体外侧壁上的绝缘管、对称设置于所述限位管和绝缘管侧壁之间的连接柱；所述限位管远离所述连接柱的一端侧壁上铰接有偏转杆；所述绝缘管与安装管的内腔管口之间设置有弹性件，所述弹性件套装于所述第二导体的外侧壁上；所述连接柱滑动限位于所述条形滑槽内。
14.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述限位件中还包括限位环，所述限位环配合连接于所述外螺纹槽上，且其端部能够与所述限位管远离偏转杆的一端接触。
15.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述第一束线组件包括对称设置的第一弧形夹板和第二弧形夹板，所述第一弧形夹板和第二弧形夹板的一端通过铰接座设置于所述安装管的端部侧壁上；且二者的弧形腔内开设有弧形槽；所述弧形导电块能够配合收纳于所述弧形槽内。
16.作为本发明所述煤矿采掘场架空线路快速调压系统的一种优选方案，其中：所述第二束线组件包括若干组夹持块，每个所述夹持块的一端铰接于所述安装管远离所述第一束线组件的端部侧壁上，且所述偏转杆远离所述限位管的一端铰接于所述夹持块的中部侧壁上。
17.本发明的有益效果：
18.本发明调压系统可稳定负载电压，消除系统电压三相不平衡；可提高系统稳定性及输电能力；可消除电网电压波动及电压谐波等电能质量问题；可响应速度快、运行范围宽，可时刻保障电压稳定；功率单元故障可自动切换旁路运行状态，保证后级供电连续性；功率单元采用模块化并联方式，同等容量的情况下大大缩小设备体积，结构简单，维护方便；此外通过新型的线路连接单元，具有连接方便，安全稳定的特点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它
的附图。其中：
20.图1为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的整体电气原理图。
21.图2为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的具体连接示意图。
22.图3为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的连接单元连接场景示意图。
23.图4为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的连接单元立体结构示意图。
24.图5为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的连接单元初始状态剖面结构示意图。
25.图6为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的连接单元连接状态结构示意图。
26.图7为本发明煤矿采掘场架空线路快速调压系统的连接单元接线状态场景剖面示意图。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
30.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
31.实施例1
32.参照图1和2，为本发明第一个实施例，提供了一种煤矿采掘场架空线路快速调压系统，此调压系统包括调节单元100、供能单元200、连接单元300和保护单元400，其中，露天煤矿采掘场以35kv架空环坑线路为主干，35/6.3kv移动变电站环坑布置，35kv配电线路向负载供电，当配电线路系统出现电压波动时，调节单元100用于线路系统电压的动态调节，而供能单元200用于向调节单元100补偿电能，保护单元400则用于对此调压系统电路进行保护；连接单元300为新型的线路连接器，用于母线与支线的线路连接，以提高线路之间连接的便捷性、安全性和稳定性。
33.调节单元100，其包括连接于母线l上的补偿变压器101、连接于补偿变压器101输入端的旁路电源102，以及连接于旁路电源102输入端的功率单元柜103，补偿变压器101的输入端连接有电流互感器101a；其中，功率单元柜103、旁路电源102和补偿变压器101单向输出并接入母线l上，用于对母线l上出现的电压异常进行调节，功率单元柜103对旁路电源102提供所需电能，而旁路电源102则将储备的电能通过补偿变压器101补偿至母线l中，电流互感器101a用于变压器二次侧的电流采集，以监测调节单元100的补偿情况。
34.供能单元200，其包括连接于母线l和功率单元柜103之间的供能变压器201和连接
于供能变压器201输出端的断路器202；。供能单元200用于向功能单元柜103补偿电能，而断路器202则用于供能变压器201的断路保护。
35.连接单元300，其包括第一束线组件301和第二束线组件302，第一束线组件301连接于母线l上，第二束线组件302连接于供能变压器201的输入端；其中，第一束线组件301连接在母线l上，第二束线组件302连接在供能变压器201及其他线路的输入线头处，两束线组件的内部配合连接，实现母线l与其他支线的连通。
36.还包括保护单元400，其包括并联于母线l输入侧和输出侧的高压旁路开关401、串联于母线l输入侧的高压输入开关402，以及串联于母线l输出侧高压输出开关403；调节单元100和供能单元200并联于母线l输入侧和输出侧之间的区域；母线l的输入侧还连接有电压互感器d。
37.保护单元400中还包括接地保护件404，接地保护件404分别连接于母线l输入侧和输出侧线路上；接地保护件404包括接地开关404a和并联于接地开关404a线路上的过电保护器404b。
38.在调节单元100和供能单元200接入母线l的线路两侧串接入高压输入开关302和高压输出开关303，形成补偿区域，且在此补偿区域的外侧还接入高压旁路开关301，用于电路保护。而接入的电压互感器d则用于母线l的电压实时监测，以实现补偿的准确。
39.补偿变压器101、供能变压器201和接地开关404a的输入端均通过连接单元300与母线l相连。由于各支路均通过导线与母线l干路呈t形结构连接，因此采用适配此造型的连接单元300快速连接。
40.结合附图1～2中所示，此调压系统可实现对系统电压的波动的快速补偿，稳定负载电压。控制过程为，通过电流互感器101a和电压互感器d实时监测35kv母线的线电压，在系统电压不满足要求时，功率单元柜103通过旁路电源102输出与系统相位相同的电压，并通过补偿变压器101与35kv系统电压相耦合，以达到稳定负载端电压的目的。同理，当实际输出电压偏高时，调节单元100输出与35kv存在一定相位差的电压通过变压器进行耦合，使输出电压达标，当系统电压中存在一定谐波时，调节单元100将输出大小相等方向相反的谐波电压与其抵消。此调压系统用于单向线路，也可用于三相电压不平衡的动态补偿。
41.实施例2
42.参照图3～7，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：连接单元300还包括连接管组件303，连接管组件303包括安装管303a、设置于安装管303a中的第一导体303b和第二导体303c，以及配合套设于安装管303a上的限位件303d；限位件303d与第二导体303c配合相连。
43.安装管303a的两端贯通，其管体外侧壁上设置有外螺纹槽303a-1，其管体侧壁上对称开设有条形滑槽303a-2，条形滑槽303a-2平行于安装管303a的轴线分布。
44.第一导体303b的一端开设有接线插槽303b-1，其另一端设置有导电凸起303b-2；其中，接线插槽303b-1用于连接支线线缆的端头，将线缆的缆芯端头插入，再配合第二束线组件302对线缆的绝缘层夹持实现稳定连接。第二导体303c的一端开设有导电插槽303c-1，另一端设置有弧形导电块303c-2，其中，弧形导电块303c-2用于贴合在外露母线l的侧壁上，并且配合第一束线组件301稳定包覆在母线l的外侧壁上，实现连接；导电凸起303b-2能够配合插接于导电插槽303c-1内，且其径向长度大于导电插槽303c-1的径向深度。目的在
于，第一导体303b在与第二导体303c插接相连时，一定能够保持二者电路相通。
45.限位件303d包括滑动套设于安装管303a外侧壁上的限位管303d-1、包覆于第二导体303c外侧壁上的绝缘管303d-2、对称设置于限位管303d-1和绝缘管303d-2侧壁之间的连接柱303d-3；限位管303d-1远离连接柱303d-3的一端侧壁上铰接有偏转杆303d-4；绝缘管303d-2与安装管303a的内腔管口之间设置有弹性件303d-5，弹性件303d-5套装于第二导体303c的外侧壁上；连接柱303d-3滑动限位于条形滑槽303a-2内。
46.限位件303d中还包括限位环303d-6，限位环303d-6配合连接于外螺纹槽303a-1上，且其端部能够与限位管303d-1远离偏转杆303d-4的一端接触。
47.第一束线组件301包括对称设置的第一弧形夹板301a和第二弧形夹板301b，第一弧形夹板301a和第二弧形夹板301b的一端通过铰接座301c设置于安装管303a的端部侧壁上；且二者的弧形腔内开设有弧形槽h；弧形导电块303c-2能够配合收纳于弧形槽h内。其中，第一弧形夹板301a和第二弧形夹板301b的动作由弧形导电块303c-2的伸缩位置控制，二者围绕着各自的铰接点进行偏转，最终能够抱合在母线l的外侧壁上，或相互分离，形成初始状态下的开口形状。
48.第二束线组件302包括若干组夹持块302a，每个夹持块302a的一端铰接于安装管303a远离第一束线组件301的端部侧壁上，且偏转杆303d-4远离限位管303d-1的一端铰接于夹持块302a的中部侧壁上。其中，各组夹持块302a的形状可相同或不同，本实施例中以相同的构造为例进行说明。具体的，各夹持块302a的一端均铰接，另一端为自由端，可围绕铰接点进行转动，而偏转杆303d-4的一端铰接在夹持块302a的中部侧壁上，则限制了偏转杆303d-4的可偏转范围。需要说明的是，为方便各组夹持块302a能够稳定的夹持在一根支线线缆的外侧壁上，可对各组夹持块302a与线缆接触的侧壁做适应性处理。
49.相较于实施例1，进一步的，连接管组件303为连接单元300的主体组件，第一束线组件301和第二束线组件302分布在其两端；具体的，安装管303a为连接管组件303的主壳体部分，为内部中空，两端贯通的管状结构，第一导体303b和第二导体303c配合滑动在安装管303a的内腔中，二者之间可插接连接成一体；限位件303d为连接管组件303的限位结构，用于实现第一束线组件301和第二束线组件302对导线的夹持束缚。
50.进一步的，外螺纹槽303a-1开设在安装管303a安装第一导体303b的一端，且为内陷的槽纹，内陷的目的在于不影响限位管303d-1在安装管303a管体外的滑动，而其本身用于限位环303d-6位置的限定；进而对限位管303d-1位置的限定。条形滑槽303a-2沿着安装管303a的轴向侧壁呈条状分布，至少对称两条，贯通安装管303a的内腔和外侧壁，用于连接柱303d-3的安装及限位。
51.进一步的，限位管303d-1和绝缘管303d-2为两个独立的环管，其中，绝缘管303d-2位于安装管303a的内腔，且包覆在第二导体303c的外侧壁上，而限位管303d-1位于安装管303a的外腔，且套装在安装管303a的外侧壁；连接柱303d-3一端连接在限位管303d-1的内侧壁上，另一端连接在绝缘管303d-2的外侧壁上，由于条形滑槽303a-2的存在，即限位管303d-1和绝缘管303d-2的滑动范围为条形滑槽303a-2的槽体长度。
52.更进一步的，限位管303d-1的另一端具有偏转杆303d-4，通过偏转，实现第二束线组件302的状态改变。而弹性件303d-5则用于保持连接单元300在使用后恢复到初始状态，一般可采用弹簧；限位环303d-6的活动范围即为外螺纹槽303a-1的轴向分布范围，用于限
定或释放连接单元300的夹持或释放的状态。
53.其余结构与实施例1的结构相同。
54.结合附图3～7中所示，此连接单元300在初始状态下，由于弹性件303d-5的存在，第二导体303c被拉向第一束线组件301的一侧，此时，第一导体303b和第二导体303c相互分离，第一束线组件301的第一弧形夹板301a和第二弧形夹板301b处理张口状态，方便夹持在母线l的放入；而同时在连接柱303d-3的同步作用下，限位管303d-1处于最上方(附图平面中靠近第一束线组件301的一侧)，使得偏转杆303d-4偏转，拉动各个夹持块302a偏转，使得第二束线组件302整体处于张口状态，便于支线线缆的放入。限位环303d-6此时与限位管303d-1的端部无接触或处于其上方。
55.当母线l和支路线缆放置好之后，转动限位环303d-6靠近或挤压限位管303d-1的侧壁，使其沿着安装管303a的管壁下滑，通过推动偏转杆303d-4偏转，使得第二束线组件302整体处于闭合状态；而限位管303d-1通过连接柱303d-3带动绝缘管303d-2向安装管303a内腔滑动，即第二导体303c向安装管303a的内腔滑动，最终与第一导体303b的端部插接配合形成一体；第二导体303c滑动过程中，弹性件303d-5被拉伸，其端部的弧形导电块303c-2逐渐配合收纳于弧形槽h内，并拨动第一弧形夹板301a和第二弧形夹板301b发生偏转，并最终包覆在母线l的外侧壁上。最终在限位环303d-6的作用下，维持稳定连接的状态。
56.而当需要拆除连接单元300时，仅需反向转动限位环303d-6，使其解除对限位管303d-1的限定，在弹性件303d-5的作用下，第一束线组件301和第二束线组件302能够重新恢复到初始的张开状态，以备再次使用。
57.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。