阅读说明：本技术 采煤机远距离供电系统和方法 (Remote power supply system and method for coal mining machine ) 是由 杜志文 徐辉 许文强 邱锦波 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种采煤机远距离供电系统和方法,所述系统包括依次连接的移动变电站、远端开关控制设备、主电缆和工作面采煤机设备,远端开关控制设备包括变频器和第一至四开关,工作面采煤机设备包括左右截割电机及依次连接的第三接触器、牵引变压器、控制变压器、UPS电源和采煤机控制系统,左右截割电机分别经第一二接触器连接到第三接触器的上游线路上；所述方法包括先开启ups电源使采煤机控制系统上电,按左右截割电机的启动按钮,使第一二接触器吸合,按下主启按钮,先后闭合远端第一、第二和第三开关,左右截割电机软启动,闭合第四开关,断开第三开关,闭合第三接触器。本发明能实现远距离为采煤机供电同时还确保截割电机正常启动。(The invention relates to a long-distance power supply system and a long-distance power supply method for a coal mining machine, wherein the system comprises a mobile substation, a far-end switch control device, a main cable and a working face coal mining machine device which are sequentially connected, the far-end switch control device comprises a frequency converter and first to fourth switches, the working face coal mining machine device comprises a left cutting motor, a right cutting motor, a third contactor, a traction transformer, a control transformer, a UPS (uninterrupted power supply) and a coal mining machine control system which are sequentially connected, and the left cutting motor and the right cutting motor are respectively connected to an upstream line of the third contactor through a first contactor and a second contactor; the method comprises the steps of firstly starting the ups power supply to electrify a coal cutter control system, pressing a starting button of a left cutting motor and a right cutting motor to attract a first contactor and a second contactor, pressing a main starting button, closing a first switch, a second switch and a third switch at the far ends in sequence, starting the left cutting motor and the right cutting motor in a soft mode, closing a fourth switch, disconnecting the third switch and closing the third contactor. The invention can realize the long-distance power supply for the coal mining machine and simultaneously ensure the normal starting of the cutting motor.)

采煤机远距离供电系统和方法

技术领域

本发明涉及一种能实现采煤机远距离供电的电路结构和方法。

背景技术

如图1所示，现有的采煤机供电系统包括移动变电站、采煤机主电缆和控制开关，控制开关闭合，移动变电站通过采煤机主电缆直接向采煤机供给工频电。采煤机上的大功率截割电机在启动瞬间会产生冲击电流，冲击电流的大小一般是采煤机截割电机额定电流值的6到7倍，这个瞬间的冲击电流会在采煤机主电缆上产生较大的压降。采煤机主电缆的长度越长，产生的压降就越大，截割电机的供电电压就越小。采煤机远距离供电系统中主电缆的长度大于1500米，如果按照现有的供电系统结构进行供电，最终会导致采煤机侧的截割电机因瞬间供电电压过低而无法正常启动。

发明内容

本发明旨在提供一种采煤机远距离供电系统和方法，能实现远距离为采煤机供电同时还确保截割电机正常启动。

本发明的主要技术方案有：

一种采煤机远距离供电系统，包括依次连接的移动变电站、远端开关控制设备、采煤机主电缆和工作面采煤机设备，所述远端开关控制设备包括第一支路和第二支路，第一支路上设有变频器和串联在变频器的上游的第二开关，第二支路上连接第四开关，第二开关的两端并联有由第一开关与第一电阻串联形成的支路，第一支路上变频器的下游设置或不设置第三开关，工作面采煤机设备包括左截割电机、右截割电机以及依次连接的第三接触器、牵引变压器、控制变压器、UPS电源和采煤机控制系统，左截割电机和右截割电机的电源输入端分别经第一接触器和第二接触器连接到第三接触器的上游线路上。

所述工作面采煤机设备还包括泵电机，泵电机的电源输入端经第四接触器连接到牵引变压器的原级。

所述工作面采煤机设备还包括依次连接的采煤机变频器和牵引电机，采煤机变频器的电源输入端连接牵引变压器的次级端。

所述采煤机变频器的电源输入端经第五接触器连接牵引变压器的次级端。

一种采煤机远距离供电方法，是采用上述采煤机远距离供电系统，并按照如下步骤操作：

A.按下所述UPS电源的上电按钮，用UPS电源为采煤机控制系统供电；

B.按下采煤机的左截割电机和右截割电机的启动按钮，对应的第一接触器和第二接触器吸合；

C.按下采煤机的主启按钮；

D.对于无第三开关的供电系统，先后闭合远端处的第一开关和第二开关，对于有第三开关的供电系统，先后闭合远端处的第一开关、第二开关和第三开关，使变频器为采煤机提供变频电，左、右截割电机软启动；

E.对于无第三开关的供电系统，闭合第四开关并停止变频器的输出，对于有第三开关的供电系统，控制第四开关闭合、第三开关断开，由移动变电站为采煤机提供工频电；

F.控制第三接触器闭合，将UPS电源切换为由其上级的控制变压器供电。

本发明的有益效果是：

本发明解决了远距离给采煤机供电时截割电机因瞬间供电电压过低而无法正常启动的问题，实现了对采煤机的远距离送电，这样移动变电站可以远离采煤工作面，显著提高了移动变电站及其附近设备及相关工作人员的安全性。

附图说明

图1是现有的采煤机供电系统的示意图；

图2是本发明的采煤机远距离供电系统的一个实施例的示意图；

图3是所述工作面采煤机设备的一个实施例的示意图；

图4是采用本发明的采煤机远距离供电系统实施远距离供电的流程图举例。

具体实施方式

本发明公开了一种采煤机远距离供电系统(可简称供电系统)，如图2、3所示，包括依次连接的移动变电站、远端开关控制设备、采煤机主电缆和工作面采煤机设备，其中工作面采煤机设备详见图3所示，采煤机一般工作在采煤工作面上，移动变电站和远端开关控制设备均设置在顺槽或者其他远离采煤工作面的区域，本文中将这类区域统称为远端处。所述远端开关控制设备包括第一支路和第二支路，第一支路上设有变频器和串联在变频器的上游的第二开关K2，第二支路上连接第四开关K4，第二开关的两端并联有由第一开关K1与第一电阻R串联形成的支路，第一支路上变频器的下游可以设置或不设置第三开关K3。第一至第四开关中的每一个开关都既可以进行手动控制也可以自动控制。

工作面采煤机设备包括左截割电机、右截割电机以及依次连接的第三接触器KM3、牵引变压器、控制变压器、UPS电源和采煤机控制系统(设备)，左截割电机和右截割电机的电源输入端分别经第一接触器KM1和第二接触器KM2连接到第三接触器的上游线路上。所有开关或接触器均为常开型。

UPS电源由其内部的电池供电，本实施例中，UPS电源输出220V交流电。在采煤机主电缆无电的情况下，UPS电源可以给采煤机控制系统供电。

本发明还公开了一种采煤机远距离供电方法，采用上述远距离供电系统实现，具体步骤是：先由采煤机司机按下所述UPS电源的上电按钮(图中未示出)，UPS电源开始为采煤机控制系统供电，在移动变电站为整个采煤机送电前先启动采煤机控制系统工作。采煤机司机按下采煤机的左截割电机和右截割电机的启动按钮，对应的第一接触器KM1和第二接触器KM2吸合，将左、右截割电机连接到采煤机主电缆上，然后采煤机司机按下采煤机的主启按钮(图中未示出)。

对于无第三开关的供电系统，先后闭合远端处的第一开关和第二开关，对于有第三开关的供电系统，先后闭合远端处的第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3，用远端处的变频器输出的变频电(是频率在一定区间范围内变化的交流电)为左、右截割电机进行供电，在变频器的控制下左、右截割电机实现软启动。第一、二、三开关的闭合和断开均可由采煤机控制系统实施自动控制。

当远端处的变频器确定左、右截割电机已正常启动后，对于无第三开关的供电系统，会控制闭合第四开关并停止变频器的输出，对于有第三开关的供电系统，会控制第四开关K4闭合、第三开关K3断开，此时开始由移动变电站为采煤机提供工频电。

当采煤机控制系统检测到此时采煤机主电缆的供电方式为工频供电后，会控制闭合第三接触器，以及将UPS电源切换为由其上级的控制变压器供电，自此牵引变压器、控制变压器开始正常工作。

所述工作面采煤机设备还包括泵电机，泵电机的电源输入端经第四接触器KM4连接到牵引变压器的原级。对于这种采煤机远距离供电系统，当采煤机控制系统检测到采煤机主电缆的供电方式为工频供电后，也会控制第四接触器闭合，移动变电站同时也为泵电机提供工频电，泵电机开始工作。

所述工作面采煤机设备还包括依次连接的采煤机变频器和牵引电机，采煤机变频器的电源输入端连接牵引变压器的次级端。所述采煤机变频器的电源输入端可以直接连接牵引变压器的次级端，也可以经第五接触器KM5连接牵引变压器的次级端，由第五接触器的开闭控制牵引电机的工作和停止。对于这种采煤机远距离供电系统，当采煤机控制系统检测到采煤机主电缆的供电方式为工频供电后，控制第五接触器闭合，牵引电机工作。整个供电流程可参见图4。

本发明解决了截割电机因瞬间供电电压过低而无法正常启动的问题，实现了对采煤机的远距离送电，移动变电站可以远离采煤工作面，显著提高了移动变电站及其附近设备及相关工作人员的安全性。本发明的供电系统及方法支持1500米以上采煤机主电缆情况下的远距离供电，且实施起来不需要依赖于移动变电站容量的提高。