矿用电气设备.ppt
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1、矿用电气设备矿用电气设备2022-9-72022-9-71现在学习的是第1页,共113页第五章第五章 矿用电气设备矿用电气设备n本章知识要点 隔爆原理及要求;常用矿用电气设备的用途、性能特点、技术数据及操作使用方法等。n本章培养的能力与技能 能根据使用场所和矿用电气设备的用途、结构、性能特点合理选择矿用电气设备的类型;能够根据矿用电气设备的结构、性能、电路原理,分析、判断并处理电气故障;能正确合理地使用、维护、操作、检修矿用电气设备。2022-9-72现在学习的是第2页,共113页第一节第一节 概概 述述n一、矿用电气设备的特点n二、防爆原理n三、矿用电气设备的类型2022-9-73现在学习的
2、是第3页,共113页一、矿用电气设备的特点一、矿用电气设备的特点n 体积小、质量轻,便于移动和安装。n 外壳坚固,防潮、防锈。n 防爆。n 过载能力大。n 外壳封闭,闭锁、接地;127V及36V低压供电。2022-9-74现在学习的是第4页,共113页二、防爆原理二、防爆原理n瓦斯:浓度在5%16%,遇到650750的高温热源就会爆炸;浓度在8.2%8.5%时最易引爆;浓度在9.5%时爆炸压力最大。n煤尘:粒度在1m1mm范围内,挥发指数超过10%,悬浮在空气中的含量30 gm33000gm3时,又遇到700850的高温热源也会发生爆炸。n防爆:加强通风洒水,降低瓦斯和煤尘的浓度;限制高温热源
3、。n为了限制高温热源,电气设备必须具有防爆性能。2022-9-75现在学习的是第5页,共113页1隔爆外壳隔爆外壳n耐爆性:壳内爆炸时,外壳不损坏。要求外壳有一定的机械强度。表5-1。n隔爆性:壳内爆炸时,由隔爆结合面喷出的火焰不致引起壳外瓦斯或煤尘的爆炸。要求隔爆结合面有一定的长度、间隙和粗糙度。隔爆面的粗糙度不大于6.3,操纵杆的粗糙度不大于3.2。间隙和长度要求见表5-2。螺纹隔爆结构:精度不低于3级,螺距不小于0.7mm,啮合扣数不少于6扣,最小拧入深度见表5-3;并有防止松脱装置。2022-9-76现在学习的是第6页,共113页表表512022-9-77现在学习的是第7页,共113页
4、表表522022-9-78现在学习的是第8页,共113页表表532022-9-79现在学习的是第9页,共113页2本质安全型电路本质安全型电路n本安型电路 电路系统或设备在正常或规定的故障状态下,产生的火花和火花效应均不能点燃瓦斯和煤尘。0.28mJ。n限制火花能量的措施 降低电压;限制电流;消耗磁场和电场能量。n用于 低电压小电流电路。适于通讯、信号、测量和控制等。n本安型设备的优点 体积小、质量轻、安全、可靠等优点。2022-9-710现在学习的是第10页,共113页3超前切断电源和快速断电系统超前切断电源和快速断电系统n超前切断电源 在可能点燃瓦斯之前,切断电源。如:矿用照明灯、矿用屏蔽
5、电缆和放炮器。n快速断电系统 故障切除时间5ms。一般为2.5ms3ms。2022-9-711现在学习的是第11页,共113页三、矿用电气设备的类型三、矿用电气设备的类型n1矿用一般型 KYn2矿用防爆型 Ex2022-9-712现在学习的是第12页,共113页1矿用一般型矿用一般型 KYn特点:外壳机械强度较高,防滴防溅;绝缘材料耐潮性好;爬电距离及空气间隙较大;采用电缆进出线。n用于 无瓦斯和煤尘爆炸危险的场所。2022-9-713现在学习的是第13页,共113页2矿用防爆型矿用防爆型 Exn1)隔爆型电气设备 Exd(KB)n2)增安型电气设备 Exe(KA)n3)本质安全型电气设备 E
6、xia或Exib(KH)a等级安全程度高于b等级。n4)隔爆兼本质安全型电气设备 Exdia或Exdib(KBH)n此外还有 充砂型 q、正压型 p、充油型 o、无火花型 n、浇封型m、气密型 h 等。2022-9-714现在学习的是第14页,共113页四、矿用电气设备的使用场所四、矿用电气设备的使用场所2022-9-715现在学习的是第15页,共113页第二节第二节 矿用高压配电箱矿用高压配电箱n一、矿用一般型高压配电箱n二、矿用隔爆型高压配电箱2022-9-716现在学习的是第16页,共113页一、矿用一般型高压配电箱一、矿用一般型高压配电箱n高压配电箱 为一套完整的配电设备。n用途 用于
7、无爆炸危险的场所,控制和保护电缆线路、矿用变压器或高压电动机。n结构 KYGG2Z型高压真空配电箱。KYGG2Z型外形图2022-9-717现在学习的是第17页,共113页一、矿用一般型高压配电箱一、矿用一般型高压配电箱n电缆从箱底后侧进出,n仪表、信号指示及操作开关均安装在上门板上,二次设备均装在箱内,箱体可转出门外,便于检修。n断路器位置的正前方设有小门,打开门可直接手动或电动操作断路器。断路器设有欠压和过电流速动脱扣装置。n开关柜具有“五防闭锁”功能。KYGG2Z型结构示意图2022-9-718现在学习的是第18页,共113页二、矿用隔爆型高压配电箱二、矿用隔爆型高压配电箱n用于:有爆炸
8、危险的煤矿井下,作为配电开关或控制保护变压器及高压电动机。nBGP-6系列的特点:采用真空断路器,开断电流可达10kA,有的已达12.5kA;采用电子综合保护装置;具有漏电、过流、短路、绝缘监视、失压及操作过电压等保护功能;使用小车机构,维修方便。2022-9-719现在学习的是第19页,共113页 BGP9L-6A型隔爆高压真空配电箱型隔爆高压真空配电箱n1结构n2工作原理n3保护整定2022-9-720现在学习的是第20页,共113页1结构结构_1BGP9L-6A2022-9-721现在学习的是第21页,共113页1结构结构_2n长方形箱体,中间有一隔板,分为前后两腔。n前腔装有机芯小车。
9、车上有:真空断路器,隔离插销动触头,电压、电流互感 器,压敏电阻、合闸电机、保护装置。n中间隔板上有:隔离开关静触头座,穿墙式七芯接线柱。n后腔有:上部:进线腔,母线。下部:出线腔,零序电流互感器。n箱体:正面为活节式压紧门,右侧隔离开关和断路器操作手柄,及联锁机构。n箱门上有:门上有断路器分闸和合闸按钮、试验按钮、保护 显示灯、电流表、电压表和有功电度表等。2022-9-722现在学习的是第22页,共113页1结构结构_3n隔离开关 操作手柄:手动分、合闸。n断路器 操作手柄:手动分、合闸。门上按钮:电动分、合闸。2022-9-723现在学习的是第23页,共113页1结构结构_4n安全联锁装
10、置 隔离开关与箱门间 隔离插销在合闸位置时,箱门不能打开;门打开后,隔离插销不能进行合闸操作。隔离开关与断路器间 断路器在合闸位置时,隔离插销不能进行分、合闸操作。2022-9-724现在学习的是第24页,共113页2工作原理工作原理n主回路 6kV经1QS QF TA 1 TA2 2QS TAN 负荷。RV压敏电阻:将过电压限制在2.6倍相电压峰值以下。X2 5保护装置L1L2L31 Q S2 Q SQ FT A1T A2T A NQ F1Q F2Q F3T V1 3 F UVAP AP VP Jw h2 V C1 V C1 H L2 H LR1R24 S BY VY RR V1R V2R
11、V32 S B1 S B3 S B5 S BS B R5 1 2 H LR33 H L4 H LR4R1 2R5R6R7R8R1 1R1 0R9R1 4R1 3C1X2 6X1 7X1 6X2 3X2 2X2 1X5X6X8X9X1 0X1 3X1 4X1 5X1 9X7X1 2X2 0X1 1X1 8X2 7X1X2X3X4X2 4图5-3 BGP9L-6A型2022-9-725现在学习的是第25页,共113页1)电源部分)电源部分n6kV经TV降压,输出100V电压。n2VC整流后输出130V直流,为储能合闸微电机M供电。nL1、L2端一路输入经X1和X2到保护内部,经降压、整流、滤波、稳
12、压,向保护回路提供12V直流工作电源;另一路经1VC整流,供失压脱扣器YV。分励脱扣器YR的电源由保护装置输出24V直流电压供给。nTA1:作为测量和保护装置的信号源。nTA2:作为电流源,经保护装置变为直流电压,供分励脱扣器YR作跳闸电源。2022-9-726现在学习的是第26页,共113页3)过载保护)过载保护n过载信号由TA1提供。n过载时,TA1电流增大,延时后,磁保持继电器动作。其一个接点接通,过载指示灯5HL、6HL亮;另一接点接通,出口继电器吸合,分励脱扣器YR有电吸合,QF跳闸。n磁保持继电器具有记忆功能,其触点动作后,街铁由永久磁铁吸持,即使上级开关断电,指示灯暂灭,当上级开
13、关送电后,指示灯仍亮,起到记忆作用。n解除记忆,需按压复位按钮SBR,磁保持继电器接点断开,YR释放,才能重新合闸。2022-9-727现在学习的是第27页,共113页3)短路保护)短路保护n短路时,TA1电流剧增,短路保护磁保持继电器动作,出口继电器动作,分励脱扣器YR吸合,QF跳闸,同时短路指示灯7HL、8HL亮,并记忆故障。n要重新合闸,故障排除后,按压复位按钮SBR。2022-9-728现在学习的是第28页,共113页4)漏电保护)漏电保护n采用零序功率方向型保护装置,具有良好的选择性。n零序电压信号从TV开口三角处取出,经漏电试验按钮4SB的常闭接点送至保护的X4号端子。n零序电流信
14、号从TAN取出,送至保护的X17号端子。n本开关所控线路漏电时,保护动作,磁保持继电器吸合,出口继电器动作,QF跳闸,漏电指示灯9HL、10HL亮,指示故障性质。n同样也有记忆功能。2022-9-729现在学习的是第29页,共113页5)绝缘监视保护)绝缘监视保护n对动作值的要求:监视线与接地线之间的绝缘电阻3k应可靠动作,5.5k不允许动作;监视回路自身电阻1.5k应可靠动作,0.8k不允许动作。n组成:由终端元件R14与继电锁定单元组成。n原理:当监视线与地线之间的绝缘电阻小于3k或监视回路自身电阻大于1.5k时,故障信号使出口继电器吸合,QF跳闸,指示灯11HL、12HL亮,实现超前切断
15、电源的保护功能。2022-9-730现在学习的是第30页,共113页6)试验电路)试验电路n3SB、4SB、5SB、分别为过流、漏电、监视试验按钮,SBR为复位按钮。n按下任一试验按钮,相应指示灯亮。n每做完一次试验后,一定要按下复位按钮SBR,磁保持继电器复位后,才能做另一个试验。n监视保护无须复位。2022-9-731现在学习的是第31页,共113页3)保护装置的整定)保护装置的整定n漏电保护的整定一次零序电流可整定在0.5、1.0、2.0、4.0、6.0A。二次零序电压可整定在3、5、10、20、25V。动作时间可整定在0.1、0.5、1.0、1.5、2.0s。n 过载保护的整定动作电流
16、整定在互感器二次额定电流(5A)的0.21.0倍,共9个档次。过载动作的延时时间,分4个档次,各档次延时时间见表5-5。n 短路保护的整定将短路保护的动作电流整定在互感器二次额定电流(5A)的110倍共9个档次。短路电流在1.2倍整定值时,动作时间不大于0.1s。2022-9-732现在学习的是第32页,共113页三、矿用隔爆型低压自动馈电开关三、矿用隔爆型低压自动馈电开关 n用途:用于井下变电所或配电点,作为配电开关使用,用来控制和保护低压供电网络。*nBKD-6301140(660)智能型矿用隔爆型真空馈电开关。2022-9-733现在学习的是第33页,共113页一、用途与结构一、用途与结
17、构_1n用途用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井井下,作为移动变电站低压侧开关,或单独作为配电系统总开关或分路配电开关使用。n结构方形外壳;接线腔装有进出线端子。两侧有4个主回路喇叭口和2个控制回路喇叭口。主腔装有全部电气元件。2022-9-734现在学习的是第34页,共113页一、用途与结构一、用途与结构_2n真空断路器QF装在主腔内中央偏右侧。n电源开关SA装在腔内右侧其操作手柄在壳体右侧,有“通”和“断”两个位置。SA右旋时接通电源变压器T的电源,馈电开关处于待命状态;SA左旋时切断电源变压器电源,此时断路器QF也处于断开状态,可以打开前门进行检修。2022-9-735现在学习的是第35页,共
18、113页一、用途与结构一、用途与结构_3n前门为铰链门前门关闭时,前门与壳体由上下扣块与左右齿条扣住;当前门打开时,前门支撑在壳体左侧的铰链上。n门上装有合闸、分闸、上翻/复位、下翻/复位、设置/试漏五个按钮。装有一个液晶显示观察孔,用于了解开关的运行状态、运行数据、故障种类及参数设置等。2022-9-736现在学习的是第36页,共113页一、用途与结构一、用途与结构_4n功能 具有过载、短路、过电压、欠电压、漏电和漏电闭锁保护;具有断路器故障检测、保护功能自检测试、系统自检、网络通讯等功能;具有电源、通讯状态、运行、过载预警、故障等指示灯和液晶屏信号指示。2022-9-737现在学习的是第3
19、7页,共113页二、工作原理二、工作原理n原理图5-4。n主回路 经 QFTATAN负荷。阻容吸收:过电压保护。L1L2L3TS A1 F U2 F U3 F U4 F U5 F U6 F UQ FT AT A N2 V C1 V CY VY RQ F1Q F5Q F4Q F2Q F3K O3K L1K L2K L3R4UVW液 晶 显 示 屏智 能 保 护 器2 S B1 S BK OK L1 0 s3 0 0 m sK P1K P2K O1K O2Y OK T2K P1K P2Q F62 S B 分 闸1 S B 合 闸下/复 位上/复 位设 置/漏 电 试 验M O D B U S 输
20、出A1A2A1 1A1 2A1 3A4A1 5A5A6A1 6A3C-1C-4A1 7A1 9A2 0A7A8A9A1 4A1 0A1 88+1+P EK T1Z1-1Z1-2Z1-3Z1-4Z1-5Z1-6Z1-7Z1-8Z2-1Z2-2Z2-3Z2-4Z2-5Z2-6Z2-8Z2-1 0Z2-9K RK HK WK CX1X2X3X4X5远 方 分 励 高 压 闭 锁 风 电 闭 锁X-6X-7M O D B U S-AM O D B U S-B设置/漏电试验1 1 4 0 V6 6 0 V2 4 0 V3 6 V1 2 V3 6 V2 1 V0 VR C5 0 V综 合 板、控 制 板2
21、022-9-738现在学习的是第38页,共113页1电源环节电源环节n组成由电源变压器T和综合板组成。n电源变压器T五个副绕组,分别输出50V、240V、36V、12V和36V与21V电压。50V交流经1VC整流作为分励脱扣器YR、欠压脱扣器YV和闭锁继电器KC的工作电源;240V交流经2VC整流后供给合闸线圈YO用电;36V交流供合闸中间继电器KO和漏电检测继电器KL用电;12V交流给控制板提供电源;36V及21V复合绕组供保护器工作用。2022-9-739现在学习的是第39页,共113页2控制环节控制环节n断路器QF 可电动分、合闸和自动跳闸,也可手动机械分闸。n送电 右旋电源开关SA使其
22、闭合,T有电,除电源指示灯PWR和通讯指示灯COM外其余指示灯闪亮,同时液晶屏显示“系统自检”。自检完毕后,只有绿色电源指示灯PWR亮,液晶屏显示欢迎使用字样,此时系统处于待命状态。2022-9-740现在学习的是第40页,共113页1)合闸)合闸n按下合闸按钮1SB,合闸中间继电器KO有电吸合。常闭KO3断开,切断漏电闭锁绝缘检测回路;常开KO1、KO2闭合,合闸线圈YO有电,断路器QF合闸。常开QF4闭合、常闭QF5断开,10s延时触点瞬时断开,漏电检测继电器KL断电释放;常开KL1断开漏电闭锁绝缘检测回路;300ms延时触点,延时300ms后断开,KO和YO相继释放,避免合闸线圈YO长时
23、通电而烧坏。QF合闸后,白色运行指示灯RUN亮,液晶屏显示当前的电压、电流值,表明系统正常运行。n断路器故障检测功能:按下1SB后,3s内断路器未合闸,液晶屏显示“断路器拒动”;运行中断路器跳闸,显示“强制分闸”。2022-9-741现在学习的是第41页,共113页2)分闸)分闸n按下分闸按钮2SB,分励脱扣器YR有电,QF分闸。常开QF1断开YR回路;常闭QF2闭合,为接通漏电闭锁绝缘检测回路作准备;常开QF4断开、常闭QF5闭合,10s延时触点延时10s后闭合,漏电检测继电器KL吸合。常开KL1闭合,接通漏电闭锁检测回路。KL吸合1s后,KT1、KT2闭合,接通合闸回路。KT1和KT2延时
24、1s的目的,是为了保证漏电闭锁保护检测完绝缘后,断路器才允许合闸。断路器分闸后,运行指示灯灭,电源指示灯亮,系统又进入待命状态。n遇到紧急情况时:可按下手动脱扣按钮,直接作用于断路器的脱扣机构,使QF脱扣分闸。2022-9-742现在学习的是第42页,共113页3保护环节保护环节n1)保护装置的动作n2)保护装置的信号指示n3)保护装置的试验2022-9-743现在学习的是第43页,共113页1)保护装置的动作)保护装置的动作_1n过载与短路保护 信号由电流互感器TA输出至保护器,保护器分析判断是否发生过载及短路故障。过载时:保护装置按整定的延时时间延时动作;短路时:保护装置瞬时动作。n漏电保
25、护 信号取自零序电流互感器TAN。发生漏电故障时,保护装置瞬时动作。2022-9-744现在学习的是第44页,共113页1)保护装置的动作)保护装置的动作_2n过电压与欠电压保护当电网电压 时,过电压保护动作;当电网电压 时,欠电压保护动作。过电压或欠电压时,保护装置延时20s动作。n以上保护动作后保护出口继电器触点KP1转换,使分励YR有电,欠压YV和闭锁继电器KC断电,断路器跳闸;保护出口继电器触点KP2切断KO线圈回路,使QF不能合闸,起到故障跳闸后的闭锁作用。要重新合闸送电,需按液晶屏提示,查明故障原因并处理完故障后,按压“上/复位”或“下/复位”按钮(或切断上一级电源重新送电)解除闭
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