监测监控系统供断电控制.ppt

第六章供断电设备及其控制本章主要内容本章主要内容1 1、、磁力起动器及其控制磁力起动器及其控制 2 2、矿用隔爆型馈电开关、矿用隔爆型馈电开关 3 3、风电瓦斯闭锁、风电瓦斯闭锁 4 4、、甲烷断电仪甲烷断电仪 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一、一、 磁力起动器及其控制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 6.1.1 隔爆型磁力起动器概论 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 真空式磁力起动器主电路采用真空式交流接触 器优点：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 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（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、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 先导继电器交流接触器中间继电器6.1.2 QC83系列隔爆型磁力起动器及其控制 主要技术参数1）QC83－80N型磁力起动器及其控制 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 闭触点表6-2 QC83-80N系列磁力起动 器的主要故障及其处理方法 2）QC83－120D、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6.1.3 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—— [ ] [ ]× ×[ ] / [ ][ ] / [ ]表6-3 QBZ、QJZ系列磁力起动器的主要技术参数 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）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个增加为 4个，这主要是为了满足目前矿井下控制和监 控的需要（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 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 一段时间内开关外壳的代表作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图6-7 QJZ—200/1140（660）电气原理图（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 6.2 矿用隔爆型馈电开关矿用隔爆型馈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 6.2.1 矿用隔爆型馈电开关概述作用：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 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 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，从而使断路器断开分励脱扣器一般用来遥控分断断路器分励 脱扣器由控制电源供电，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所示表6-4 馈电开关主要技术参数表 图6-8 KBD-200/660（380）馈电开关 6.2.2 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DW15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：0.4～1倍额定电流；（6）瞬时过流整定范围：3～10倍额定电流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 — [ ] 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6.2.3 KBZ系列矿用隔爆型真空馈电开关KBZ-400（500\630） /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: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 主回路是通过真空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，允许合闸5）按合闸按扭，馈电开关合闸，合闸灯亮，分 闸灯灭，KΩ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。

6.2.4 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 进行控制、保护、计量可以与各种型号的低压侧 开关或低压保护箱配套使用KBZ系列型号意义如下:表6-8 KBGZ-400/10Y馈电开关技术参数表 1）结构 高压真空开关由箱壳、箱门、高压电缆连接器、微 机型保护单元、电流互感器、高压断路器、压敏电阻等 组成 2）工作原理本开关电路包括主回路、控制回路、保护回路三部分 （1）主回路是从。