监测监控系统供断电控制讲述.pptx
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1、本章主要内容1、磁力起动器及其控制 2、矿用隔爆型馈电开关 3、风电瓦斯闭锁 4、甲烷断电仪 第1页/共73页1)在煤矿井下,电的供给、断开是非常重要的安全生产要素。2)本章主要从安全监控的角度重点讲解在安全监控系统范畴内各种紧急情况下实现设备供电、断电控制的相关原理,也即矿井下供电、断电的各种典型控制设备主要参数、工作原理,及其控制方法。3)重点掌握低压侧动力设备的供断电设备:磁力起动器、馈电开关,高压侧的馈电开关,风、电、瓦斯闭锁相关的控制仪器或监控设备等。第2页/共73页一、磁力起动器及其控制 磁力起动器定义 启动设备后要保持其运行状态,但是在正常停车或者超限、故障等其他紧急事故情况下又
2、会要求设备停止运行,实现这种控制要求的设备就是磁力起动器,也称电磁启动器。矿用隔爆型磁力起动器由隔爆外壳、交流接触器、换相隔离开关、保护电路(包括熔断器、热继电器和电动机综合保护)、控制电路、控制变压器等组成。第3页/共73页 1)用途:隔爆型磁力起动器主要用于煤矿井下,交流电动机直接起动、停止和反转,并对电动机及有关电路进行保护 2)分类:空气式和真空式 空气式磁力起动器主回路采用空气式交流接触器 主要用于起动不频繁的电气设备。空气式磁力起动器的优点:结构简单、维护方便、价格便宜 缺点:极限分断能力较低,短路保护必须采用熔 断器 第4页/共73页 真空式磁力起动器主电路采用真空式交流接触器
3、优点:具有分断能力强、燃弧时间短、触头磨损小、电寿命长、安全可靠 用途:适用于煤矿井下起动频繁的电气设备。缺点:真空式交流接触器因切断电流速度太快,会产生操作过电压,并且真空管真空度的保持和检测也存在一些困难。真空式磁力起动器的结构与空气式磁力起动器基本相同,不同的是增加了过电压保护 第5页/共73页1)磁力起动器主要技术性能(1)额定工作电压()额定工作电压与额定工作电流共同决定着磁力起动器的接通与分断能力。磁力起动器的额定工作电压有380V、660V、1140V三种(2)额定发热电流 额定发热电流指接触器等电器元件安装在确定的外壳内,在规定的工作条件下所承载的最大电流。额定发热电流有40(
4、30)A、100(80)A、160(120、200)A、315A、400A几种1)磁力起动器主要技术性能(1)额定工作电压()额定工作电压与额定工作电流共同决定着磁力起动器的接通与分断能力。磁力起动器的额定工作电压有380V、660V、1140V三种(2)额定发热电流 额定发热电流指接触器等电器元件安装在确定的外壳内,在规定的工作条件下所承载的最大电流。额定发热电流有40(30)A、100(80)A、160(120、200)A、315A、400A几种第6页/共73页(3)额定控制电源电压 额定控制电源电压是指提供给控制电路的电压,交流有6V、12V、24V、36V、42V、127V、220V、
5、380V、660V,直流有6V、12V、24V、48V、110V、200V。其中先导电路电压不高于36V。(4)动作性能 动作性能是指控制电源电压在额定控制电压的波动范围内75%110%,磁力起动器应能可靠闭合,并当控制电压不低于60%额定控制电源电压时处于吸合状态的起动器不应释放。第7页/共73页(5)磁力起动器应具有失压保护、过载保护和短路保护 并根据需要可设断相保护,主电路漏电闭锁保护,控制电路绝缘监视保护等。2)磁力起动器的基本原理 磁力起动器启动、保持、停止状态之间的转换过程,可由一种简化的基本控制电路来实现,图6-1为基本控制电路简图。第8页/共73页第9页/共73页先导继电器交流
6、接触器中间继电器第10页/共73页QC83系列隔爆型磁力起动器及其控制 主要技术参数第11页/共73页1)QC8380N型磁力起动器及其控制 第12页/共73页近停按钮远停按钮正转启动 按钮反转启动 按钮自保常开监控断电接点闭锁常闭触点第13页/共73页表6-2 QC83-80N系列磁力起动器的主要故障及其处理方法 第14页/共73页2)QC83120D、225D型磁力起动器及其控制 先导继电器交流接触器综合保护器第15页/共73页QJZ、QBZ系列真空磁力起动器 1)产品型号和主要技术数据 产品型号产品型号含义如下:额定工作电流额定工作电流支路数支路数真空真空隔爆型(隔爆兼本安型)隔爆型(隔
7、爆兼本安型)磁力起动器磁力起动器额定工作电压额定工作电压Q B(J)ZQ B(J)Z /第16页/共73页表6-3 QBZ、QJZ系列磁力起动器的主要技术参数 第17页/共73页2)隔爆型外壳结构特点 (1)200A 及以下为圆型转盖式结构 图6-5 新型磁力起动器隔爆型外壳 1.绝缘板 2.联通节 3.叉式接线端子4.组合式接线端子(七芯端子套)第18页/共73页 圆型转盖式结构是煤矿上早已使用,目前仍大量使用的防爆外壳 改型后,接线箱内主电路采用了六个千伏级叉式接线端子,同时增设了绝缘隔板,控制回路由原产品的5个接线柱改为两个七芯端子,且相距大于50mm;控制电缆引入装置也由原来的2个增加
8、为4个,这主要是为了满足目前矿井下控制和监控的需要第19页/共73页(2)200A以上为方型平移式快开门结构 图6-6 平移式快开门外壳 第20页/共73页第21页/共73页第22页/共73页 外壳体由主腔、接线腔、前门和托撬组成。壳体和门盖采用平面止口式结构。接线腔在主腔上方,各为独立的隔爆结构。开关门时要注意联锁杆的进退,隔离换相开关手柄分正转、停 止、反转三档位置,开门时必须将手柄打在停的位置方可打开前门。壳体内装有抽屉式本体(或称车式本体)、卡轨和主回路静碰撞触头、隔离开关操作板及控制线路连接器等,以上两种隔爆外壳集中了近几年矿用防爆外壳的设计精华,将成为我国煤矿井下目前和一段时间内开
9、关外壳的代表作。第23页/共73页3)电路及动作原理(1)电器组成及电路特点 组成:电器主要由本体、接线箱电缆引入装置、接线端子 特点:除电压升级为1140V外,具有通讯接口,用于实现监测监控功能用途的开关控制电路均为本质安全型电路,其保护采用数字式电动机综合保护器,并具有发光二极管显示功能,可实时显示开关的运行状态。主回路的负载能力和控制保护的准确性及可靠性均较之同类产品有显著提高。第24页/共73页图6-7 QJZ200/1140(660)电气原理图第25页/共73页(2)操作方法和动作原理 单台近程 单台远控 多台近控 多台远控 第26页/共73页6.2 矿用隔爆型馈电开关 矿用隔爆型馈
10、电开关是井下重要的机电设备,其功能是控制馈电主回路的供电。煤矿安全规程(2004)第四百五十五条规定:井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置。即规定馈电开关应具备短路、过负荷和漏电保护功能。要求有一定的分断能力,因为如果井下供配电线路发生过载,将引起设备烧损,甚至引起瓦斯爆炸。第27页/共73页 作用:隔爆型馈电开关用来接通和分断承载的正常电流,并能在规定的异常条件下(如短路),在一定的时间内分断承载的异常电流;隔爆型馈电开关有空气式和真空式两种。组成:隔爆型馈电开关由隔爆外壳和以断路器为主的本体两部分组成 馈电开关的核心部件:是断路器,本体上设有
11、脱扣器、信号辅助装置和电流互感器 外壳由主腔、壳盖和接线盒三部分组成。第28页/共73页 低压断路器一般由触头系统、灭弧室、自由脱扣机构、操作机构、过电流脱扣器、欠电压(失压)脱扣器、分励脱扣器、辅助触头、框架等组成。过电流脱扣器是短路和过流的保护电路。当回路发生过载或短路时,电磁式过电流脱扣器的衔铁被吸动,断路器跳闸 欠压脱扣器在电网电压低于35%额定电压时使断路器分断。欠电压(失压)脱扣器也多为电磁式。当主电路电压消失或降至一定数值以下时,其电磁吸力不足以继续吸持衔铁,在弹簧的作用下,衔铁的顶板推动脱扣器半轴,从而使断路器断开。第29页/共73页 分励脱扣器一般用来遥控分断断路器。分励脱扣
12、器由控制电源供电,它是一个电磁铁,可以按操作人员的命令或继电保护信号使其线圈通电,其衔铁(或铁心)动作,从而使断路器分断电路。电子式脱扣器由信号检测、过电流保护、触发单元、执行单元和稳压电源等组成,具有过载延时、短路瞬动及欠电压延时等保护功能。断路器可同时采用电磁式过电流脱扣器和电子式脱扣器,也可以只采用其中一种。馈电开关主要技术参数如表6-4所示。第30页/共73页表6-4 馈电开关主要技术参数表 第31页/共73页图6-8 KBD-200/660(380)馈电开关 第32页/共73页DW15型断路器 断路器是馈电开关的核心部件,常见的DW80系列、DZKD系列和DWKB系列馈电开关采用DW
13、15型断路器 其主要技术特征如下:(1)配电变压器容量:315、500、630KVA;(2)额定电压:1140V、660V;(3)额 定 电 流:400A(1140V)、440A(660V)(4)通断能力(功率因数0.3):7500A(1140V)、9100A(660V);(5)长延时过流整定范围:0.41倍额定电流;(6)瞬时过流整定范围:310倍额定电流。第33页/共73页DW15型号含义如下 额定工作电流设计序号万能断路器 D W 15 第34页/共73页断路器电子式脱扣器工作原理 脱扣线圈长延时电容(一般过载)短延时电容(严重过载)无延时环节(短路保护)断路器第35页/共73页KBZ系
14、列矿用隔爆型真空馈电开关 KBZ-400(500630)/1140(660)矿用隔爆型真空馈电开关是用于煤矿移动变电站低压侧馈电开关,和煤矿井下配电系统总开关或分支开关。也可作为不频繁起动的电动机控制开关。KBZ系列馈电开关有采用单片机的智能保护系统和电子式保护系统两种。型号意义及基本参数如下,其技术参数见表6-5。第36页/共73页 额定工作电压额定工作电流真空隔爆馈电开关 K B Z /型号意义如下:第37页/共73页表6-5 KBZ馈电开关技术参数表 1)结构壳体用钢板焊接加工制成 2)电气原理馈电开关的电气线路由主回路、控制回路和保护电路三大部分组成 第38页/共73页主回路是通过真空
15、断路器接通与分断。控制回路由隔离开关、电源变压器、断路器的常开常闭触点、欠压线圈和分励线圈及控制按钮等器件组成。当出现过载、短路、欠压、漏电等故障时,控制电路可发出动作信号,使主回路按规定时间动作,同时可通过发光二极管的亮灭,指示出故障的类别。保护电路有漏电、过载、短路、欠压、过压等保护及漏电闭锁功能。第39页/共73页2)操作程序 (1)移变高压侧送电(若开关独立使用时,用适当电源送电)。(2)将机械联锁螺杆旋出闭锁位置。(3)将隔离开关手柄转至合闸位置。此时开关分闸信号灯亮,仪表照明灯亮,闭锁信号灯亮,电压表有电压指示。(4)按复位按扭,闭锁信号灯灭,检测灯亮,此时电网线路绝缘正常,允许合
16、闸。5)按合闸按扭,馈电开关合闸,合闸灯亮,分闸灯灭,K表有绝缘电阻指示,如带负载,电流表有指示,进入正常运行状态。第40页/共73页KBGZ矿用隔爆型移动变电站用高压真空开关 KBGZ-400/10Y矿用隔爆型移动变电站用高压真空开关用作移动变电站高压侧开关,主体是10KV真空断路器,电动分合闸。使用微机保护电路,更加安全可靠。液晶显示屏上用汉字显示当前状态,微机实现远程联网通讯,可由上位机集中控制,实现远距离合、分闸等操作,并可直接显示远端开关当前运行状态,及故障情况。可方便查询本次及之前发生的故障及参数。高压真空开关适用于有瓦斯及煤尘爆炸危险的矿井中,对三相交流中性点不直接接地的供电系统
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