1、 綜采電氣設備綜采電氣設備 制作制作 趙純寶趙純寶 2013年8月兗礦技師學院課題五課題五 采區變電設備采區變電設備 任務一 礦用干式變壓器礦用干式變壓器 n任務描述n任務分析n變壓器是一種交流供電設備。礦用隔爆型變壓器用于有甲烷混合氣體和煤塵且有爆炸危險的礦井中，專供礦井電力運輸及綜合機械化采煤機電源之用。n相關知識一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理n變壓器是利用電磁感應原理，把某一電壓的交流電能轉換成同一頻率的另一電壓的交流電能的一種靜止的電氣設備。它的結構是兩個（或兩個以上）互相絕緣的繞組套在一個共同的鐵心上，它們之間通過磁路的耦合相互聯系。變壓器的原理示意圖n變壓器空載運行時，一

2、次側、二次側電壓的大小與其線圈匝數成正比。要使一次側、二次側繞組有不同的電壓，只需改變它們的匝數即可。kNNUU2121n變壓器接通負載阻抗，則二次側流過負載電流，此時一次側電流為，忽略變壓器的損耗、漏阻抗壓降和空載電流，根據能量收好原理，可得n U1I1=U2I2kNNII11221二、二、KGSBKGSB型干式變壓器的結構型干式變壓器的結構n1、型號含義、型號含義n2 2、結構、結構KBSG系列礦用隔爆型變壓器結構圖1-高壓出線套；2-高壓接線盒；3-高壓箱蓋；4-接線盒蓋；5-銘牌；6-箱體；7-低壓箱蓋；8-低壓接線盒；9-低壓箱蓋；10-低壓出線套n（1）鐵心n鐵心是變壓器的電路部分

3、，鐵心材料采用0.35mm硅鋼片。n（2）繞組n繞組是變壓器的電路部分，高、低壓繞組采用多層圓筒式結構。n（3）出線套管n變壓器高、低壓接線盒內裝有高、低壓套管。n（4）超溫報警器n變壓器低壓側安裝一只溫度報警器。變壓器超過允許溫升，警報器發出超溫警報。任務二 KSGZY型礦用移動變電站n任務描述n移動變電站將移動變電站將6KV6KV的電能降為的電能降為3300V3300V或或1140V1140V，通過防爆真空磁力起動器和千伏級電纜把，通過防爆真空磁力起動器和千伏級電纜把電能分配給綜采工作面的電氣設備，低壓饋電能分配給綜采工作面的電氣設備，低壓饋電開關對所饋出的電纜和電機進行控制和維電開關對所

4、饋出的電纜和電機進行控制和維護。護。n任務分析一、 KSGZY型礦用移動變電站的型號含義干式礦用隔爆型三相一次側額定電壓 kV額定容量kVA 組合移動式n礦用隔爆型移動變電站型號及含義：礦用隔爆型移動變電站型號及含義： KB S G ZY / n1.1.移動變電站的組成：移動變電站的組成：礦用礦用高壓負高壓負荷開關、礦用隔爆干式變壓器和礦荷開關、礦用隔爆干式變壓器和礦用隔爆型低壓饋電開關三部分用螺用隔爆型低壓饋電開關三部分用螺栓固定成一個整體，將這些裝在平栓固定成一個整體，將這些裝在平板車上，在巷道的軌道上移動。板車上，在巷道的軌道上移動。二、二、 KSGZY型礦用移動變電站的結構2、移動變電

5、站的結構特點、移動變電站的結構特點n1 1、變壓器箱體由鋼板焊接而成。箱體側面采用瓦楞鋼板、變壓器箱體由鋼板焊接而成。箱體側面采用瓦楞鋼板結構，機械強度高，散熱面積大。結構，機械強度高，散熱面積大。n2 2、移動變電站高低壓開關有電氣連鎖。合閘時先合高壓、移動變電站高低壓開關有電氣連鎖。合閘時先合高壓開關，后合低壓開關；分斷時，先斷低壓開關，后斷高壓開關，后合低壓開關；分斷時，先斷低壓開關，后斷高壓開關。開關。n3 3、高壓開關大蓋與低壓開關的門蓋之間設有機械閉鎖，高壓開關大蓋與低壓開關的門蓋之間設有機械閉鎖，高壓電纜停電后才能打開高壓開關大蓋；低壓開關的門蓋高壓電纜停電后才能打開高壓開關大蓋

6、；低壓開關的門蓋打開后，就無法儲能與合閘，開關在儲能與合閘位置無法打開后，就無法儲能與合閘，開關在儲能與合閘位置無法打開大蓋。打開大蓋。 n4 4、315KVA315KVA及以上的干式變壓器器身頂部設有電接點溫度及以上的干式變壓器器身頂部設有電接點溫度繼電器。繼電器。n5 5、變換高壓線圈分接電壓時，在變壓器內部接線板變換、變換高壓線圈分接電壓時，在變壓器內部接線板變換連接片。連接片。n6 6、二次電壓可通過、二次電壓可通過Y-Y- 變換得到兩種電壓。變換得到兩種電壓。三、三、KSGZYKSGZY型移動變電站電氣系統型移動變電站電氣系統nKSGZYKSGZY型移動變電站電氣系統如圖型移動變電站

7、電氣系統如圖5-2-55-2-5、5-2-65-2-6所示所示n移動變電站的高壓負荷開關移動變電站的高壓負荷開關FKFK和低壓饋電開關有電氣和低壓饋電開關有電氣連鎖，以保證分斷時低壓開關先分閘，合閘時高壓開連鎖，以保證分斷時低壓開關先分閘，合閘時高壓開關先合閘的分、合閘順序。因為高壓負荷開關設有低關先合閘的分、合閘順序。因為高壓負荷開關設有低壓連鎖接點壓連鎖接點SB1SB1，先分斷高壓負荷開關時，通過低壓，先分斷高壓負荷開關時，通過低壓饋電開關箱中半導體脫扣器，使低壓開關先分斷，達饋電開關箱中半導體脫扣器，使低壓開關先分斷，達到不使高壓負荷開關帶負荷分斷的目的。到不使高壓負荷開關帶負荷分斷的目

8、的。n高、低壓開關箱都設有開蓋連鎖裝置，高壓負荷開關高、低壓開關箱都設有開蓋連鎖裝置，高壓負荷開關設有安全跳閘按鈕設有安全跳閘按鈕SB3SB3，若打開箱蓋時，按鈕，若打開箱蓋時，按鈕SB3SB3接點接點接通，上一級斷路器跳閘；低壓開關箱蓋裝有聯鎖螺接通，上一級斷路器跳閘；低壓開關箱蓋裝有聯鎖螺桿，保證在合閘狀態下不能打開箱蓋，箱蓋打開時無桿，保證在合閘狀態下不能打開箱蓋，箱蓋打開時無法合閘。法合閘。n低壓饋電開關箱內裝有半導體脫扣器和檢漏繼電器，低壓饋電開關箱內裝有半導體脫扣器和檢漏繼電器，對變電站運行中的過載、短路、失壓、漏電等故障進對變電站運行中的過載、短路、失壓、漏電等故障進行保護。行保

9、護。n課題描述課題描述n啟動器是接在低壓饋電開關和電動機之間，用來控啟動器是接在低壓饋電開關和電動機之間，用來控制與保護電動機。制與保護電動機。n課題分析課題分析n對礦用隔爆型磁力啟動器的一般要求：對礦用隔爆型磁力啟動器的一般要求：n1.1.防爆防爆n2.2.主接觸器的通、斷能力主接觸器的通、斷能力n3.3.完善的保護裝置完善的保護裝置n4.4.能實現就地控制、遠距離控制、連鎖控制等。能實現就地控制、遠距離控制、連鎖控制等。課題六 啟動控制器任務一任務一 QC83-80型隔爆磁力啟動器型隔爆磁力啟動器一、一、 QC83-80型隔爆磁力啟動器型隔爆磁力啟動器1.用途與型號含義用途與型號含義nQC

10、83-80可以用來控制40kW（電壓為660伏）或30kW （電壓為380伏）及以下的鼠籠電動機，如井下的小型運輸機，局扇和小水泵等。 2.結構結構（1）外部結構）外部結構（2）內部結構）內部結構QC83-80型隔爆磁力啟動器結構圖型隔爆磁力啟動器結構圖安裝接線圖3.3.工作原理工作原理（1）就地控制（2）遠方控制QC83-80型電磁啟動器電氣原理圖1、用途 QBZ系列礦用隔爆真空磁力啟動器用于礦用隔爆真空磁力啟動器用于有甲烷混合氣體和煤塵且有爆炸危險的礦井中，控制三相鼠籠異步電動機，對電動機進行綜合保護。 與QC83系列電磁啟動器相比，主要采用了真空接觸器和電動機綜合保護器JDB。二、二、

11、QBZ系列礦用隔爆真空磁力啟動器礦用隔爆真空磁力啟動器2.結構結構 QBZ-200型真空電磁啟動器結構圖型真空電磁啟動器結構圖 4.4.工作原理工作原理監視電網絕緣n整定整定JDB繼電保護繼電保護 值及綜合保護試驗。值及綜合保護試驗。n合上合上QS，JDB進行漏電檢測，無漏電時進行漏電檢測，無漏電時JDB34觸點閉觸點閉合做好啟動準備。（有漏電，實現漏電閉鎖）合做好啟動準備。（有漏電，實現漏電閉鎖）n2）就地啟動電路）就地啟動電路n 按下啟動按鈕按下啟動按鈕1SB，回路為：，回路為：TC的的4端端JDB常開觸點常開觸點閉合閉合(4、3)中間繼電器線圈中間繼電器線圈KM停止按鈕停止按鈕1SB啟動

12、啟動按鈕按鈕1SB5、2端端TC的的9端。端。n3）停止電路）停止電路n按下停止按鈕按下停止按鈕1SB，線圈，線圈KM斷電，斷電，KM1、KM2接點打開接點打開，線圈，線圈KT、KMV斷電，所有觸點均恢復常態。斷電，所有觸點均恢復常態。 n 過載保護過載保護 n 短路保護短路保護 n 斷相保護斷相保護 n 漏電閉鎖保護電路漏電閉鎖保護電路 n 過電壓保護過電壓保護 n3. 整定和試驗整定和試驗n （1） 整定整定 n 過載整定過載整定 過載整定是由設置在過載整定是由設置在JDB保護器面板右側的兩個開關來進行的。保護器面板右側的兩個開關來進行的。 n 斷相試驗斷相試驗n 漏電試驗漏電試驗 任務二

13、、任務二、 DQZBH3001140真空磁力起動器 一 、 用途和結構組成n1.用途與型號含義n千伏級礦用隔爆磁力起動器，用以控制和保護大容量采掘運輸機械設備。n具有失壓、短路、過載、過流、斷相、漏電閉鎖、過電壓，真空開關管漏氣閉鎖等保護。n在控制回路發生短路時具有防止自起動功能，并有過載、過流、斷相、漏電、漏氣和電源運行顯示。n1、結構n起動器由橇形底架上的方形隔爆外殼、固定式芯板、折頁式芯板及前門等部分組成。n外殼又分為接線腔和主腔兩個獨立的隔爆單元。n外殼內部設有抽屜式芯子。芯子上裝有：真空接觸器，控制變壓器，各種保護電子組件，以及直流繼電器，各種指示燈及試驗開關等。n1.1.保護穩壓電

14、源保護穩壓電源n串聯式穩壓電源串聯式穩壓電源n2.2.時控電路時控電路n由三個時間繼電器由三個時間繼電器1KT1KT、2KT2KT和和3KT3KT組成。組成。n3.3.控制電路控制電路n4.4.過流保護電路過流保護電路n5.5.漏電閉鎖電路漏電閉鎖電路n6.6.漏氣保護電路漏氣保護電路二、工作原理二、工作原理任務三任務三n一、用途和結構一、用途和結構n啟動器由橇形底架上的方形隔爆外殼和芯架小車組成。啟動器由橇形底架上的方形隔爆外殼和芯架小車組成。n外殼又分為接線腔和主腔兩個獨立的隔爆單元外殼又分為接線腔和主腔兩個獨立的隔爆單元。n隔離開關手柄在隔爆外殼的右側，具有正隔離開關手柄在隔爆外殼的右側

15、，具有正-停止停止-反三個位置，反三個位置，在電動機停止時隔離和換向。在電動機停止時隔離和換向。n啟動器的主腔內裝有芯架小車，電氣元件安裝在芯架小車上。啟動器的主腔內裝有芯架小車，電氣元件安裝在芯架小車上。結構：防爆外殼、接線腔和元件腔。結構：防爆外殼、接線腔和元件腔。 元件腔中都是分三部分安裝元件腔中都是分三部分安裝前門安裝部分前門安裝部分殼上芯板安殼上芯板安裝部分裝部分外殼裝配部分外殼裝配部分內部主腔內部主腔二、工作原理二、工作原理n1.啟動前n2.單臺遠程控制啟動n3.停止智能型真空磁力起動器n新型智能化磁力起動器，具有控制、保護、測量、顯示、記憶、人機對話、自檢及通訊功能n采用了平移式

16、快開門，主回路采用插接式，其測控單元采用了目前流行的全數字化技術，交流采樣各輸入信號，由軟件算法實現測量與保護功能n其控制、保護、測量、通訊等所有功能都組合在一起，便于維護；n采用先進的大規模集成電路芯片，其微機主芯片采用高性能的16位單片微機，外圍擴展以高集成度電路，提高性能、縮小體積；n具有人機對話功能，通過大屏幕LCD與鍵盤，實現磁力起動器控制方式轉換、參數整定、自診斷、故障追憶等功能，同時LCD顯示的各種運行參數大大方便了用戶對本開關運行工況的了解；n軟件部分采用模塊化結構，可以在不增加硬件的基礎上實現升級，可滿足將來井下電網實現綜合自動化發展的需要。 信號獲取 n為保證本測控單元的可

17、靠工作，供保護、測量用的電流、電壓信號皆從與電網隔離的二次回路取得。電源變壓器輸出、電流互感器二次輸出分別經過小電壓、小電流傳感器送入測控單元，其小型化、高精度、高線性度、寬輸入范圍等優點保證了信號取樣的準確性，克服了傳統的采用電抗變換器、電流互感器二次并電阻等信號取樣方法帶來的信號易失真、易發熱、體積較大等缺陷。過載保護n過載保護反映電動機的過負荷程度，電動機長時間過負荷將引起電動機過熱，引起電機絕緣老化、電機燒毀及引發短路故障。n設計電機過載保護時，除考慮連續過載外，還應考慮可能出現的斷續過載帶來的熱量積累、散發問題。n過載保護充分利用了微機的計算、記憶功能，除模擬和記憶電機熱積累外，還考

18、慮了電機過負荷消除后，積累熱量的逐漸散發過程，既防止電機過熱損壞，又保證不會頻繁跳閘動作。斷相是電動機運行中常見的故障之一，其故障原因主要分為兩類：一類是來自電源及線路的故障，其故障主要表現在電壓上，分析表明，當線電壓的不平衡率為4%時，所引起的線電流不平衡率高達25%；另一類是來自電動機的故障，根據電動機繞組接線方法的不同（或Y形），其斷相故障表現有所不同，Y形接法的故障特點比較明顯，而形接法當繞組斷線時，所引起的線電流不平衡率大于28%。斷相/不平衡保護 n漏電閉鎖檢測部分仍采用附加直流電源的原理，其檢測回路為本質安全型。n在隔離開關閉合后，即對本支路的對地絕緣狀況進行檢測，若本支路對地絕

19、緣電阻小于漏電閉鎖電阻設定值，通過電氣閉鎖使接觸器合不上閘。n當本支路對地絕緣電阻大于漏電閉鎖電阻設定值，接觸器方可合閘送電。接觸器合閘的同時，斷開漏電閉鎖檢測回路。 漏電閉鎖漏電閉鎖n電網電壓經隔離、降壓后送入測控單元，計算出電壓值，并與電壓設定值比較，本欠壓與過壓保護分別根據設定電壓定值動作，當電壓大于130%UN時，過壓保護動作；當電壓小于70%UN時，欠壓保護動作。復位方式為自動。 欠壓與過壓保護 n為便于用戶了解開關運行工況，本測控單元設計能在線測量開關負荷電流、有功功率、有功電度累計、電網電壓等參數。當隔離開關閉合、開關待機狀態下，僅測量電網電壓。其所需的電流、電壓輸入信號與保護部

20、分相應信號共用。此部分的實現較為簡單，主要是將離散化后的電流、電壓信號通過半波傅氏算法進行計算，相應的計算值通過LCD實時顯示出來。 在線測量與顯示在線測量與顯示課題七課題七 綜采機械電氣控制綜采機械電氣控制n任務一任務一 采煤機的電氣控制采煤機的電氣控制n任務描述任務描述n機械化采煤工藝包括，落煤、裝煤、運輸、機械化采煤工藝包括，落煤、裝煤、運輸、支護、處理采空區。其中采煤機完成落煤和支護、處理采空區。其中采煤機完成落煤和裝煤工序。裝煤工序。n任務分析任務分析1.滾筒、搖臂滾筒、搖臂采煤機的兩個截割滾筒和采煤機的兩個截割滾筒和搖臂分別搖臂分別裝在機身兩端。裝在機身兩端。滾筒的截割動力通過滾筒

21、的截割動力通過搖臂的減速裝置傳遞。搖臂的減速裝置傳遞。2.牽引部牽引部 采煤機的兩個牽引部裝在機身的左右兩端，是采采煤機的兩個牽引部裝在機身的左右兩端，是采煤機行走的動力傳動機構。煤機行走的動力傳動機構。3. 泵站箱泵站箱采煤機的泵站箱由電動機和液壓系統組成。為采煤采煤機的泵站箱由電動機和液壓系統組成。為采煤機滾筒調高提高液壓動力，同時為制動器提高控機滾筒調高提高液壓動力，同時為制動器提高控制油路。制油路。4.高壓箱高壓箱內部設有高壓開關、牽引變壓器、控制變壓器、電流內部設有高壓開關、牽引變壓器、控制變壓器、電流互感器等電氣元件，主要用于采煤機電源的引入和互感器等電氣元件，主要用于采煤機電源的

22、引入和分配。分配。5.主控箱主控箱箱內設有變頻裝置、監測控制裝置及各類輔助變壓器箱內設有變頻裝置、監測控制裝置及各類輔助變壓器和控制開關等。主要將采煤機的各種信號進行變換、和控制開關等。主要將采煤機的各種信號進行變換、分析、運算后對采煤機進行控制。主控箱前側設有分析、運算后對采煤機進行控制。主控箱前側設有功能指示器和參數顯示屏，用以顯示采煤機的各種功能指示器和參數顯示屏，用以顯示采煤機的各種工作狀態。工作狀態。6.機架機架機架共有五個腔，分別放置左、右牽引傳動箱，機架共有五個腔，分別放置左、右牽引傳動箱，泵站泵站箱，主控箱和箱，主控箱和高壓箱。高壓箱。n所謂所謂n1. 變頻裝置變頻裝置n用于牽

23、引電動機的調速。用于牽引電動機的調速。n2.2.監控裝置監控裝置n由工業控制機、外圍設備和輔助設備等部分由工業控制機、外圍設備和輔助設備等部分組成。組成。n3.3.端頭控制站端頭控制站n端頭控制站分左、右兩個。控制本端搖臂的端頭控制站分左、右兩個。控制本端搖臂的升降，都能對采煤機進行主停、牽引停、左升降，都能對采煤機進行主停、牽引停、左行、右行的控制。行、右行的控制。n4.4.各種電源各種電源任務實施n一、采煤機的操作一、采煤機的操作n1.采煤機的啟動采煤機的啟動n（1）閉合閉合OS1-QS4n（2）在端頭控制站按下啟動端頭控制站按下啟動SB1SB1，1QM1QM有電吸合，有電吸合，左割電動機

24、、油泵電動機及控制電路有電。左割電動機、油泵電動機及控制電路有電。n（3）在端頭控制站按下啟動端頭控制站按下啟動SB2SB2，2QM2QM有電吸合，有電吸合，右割電動機、牽引變壓器有電。右割電動機、牽引變壓器有電。n2 2、采煤機的停止、采煤機的停止n三處可以操作，控制箱、左右端頭控制站。三處可以操作，控制箱、左右端頭控制站。n3、先導回路試驗n按下先導回路試驗按鈕SB4n4、運輸機停止操作n按下運閉自鎖按鈕SB5n5、搖臂升降n用主控箱和左、右端頭控制站上的相應按鈕進行操端頭控制站上的相應按鈕進行操作。作。n6 6、采煤機的牽引、采煤機的牽引n按下牽電按鈕，變頻裝置有電。操作時，按下牽電按鈕

25、，變頻裝置有電。操作時，通過主控箱和左、右端頭控制站上的相應按鈕進行。端頭控制站上的相應按鈕進行。n7.除濕系統操作n8.采煤機的參數顯示n（1）采煤機的屏幕顯示n（2）采煤機的選屏內容操作n（3 3）曲線顯示）曲線顯示n（4 4）故障內容顯示）故障內容顯示n（5 5）參數設置）參數設置n1. 開機前檢查n2.采煤機在啟動前，必須先供水，后開機；停機時，先斷水，后停機。n3.未遇意外情況，停機時不允許使用“緊急停車措施”。n4.操作過程中隨時注意滾筒位置。n5.隨時注意電纜和水管工作狀態。n6.注意觀察油壓、油溫及機器的運轉情況。n7.長時間停機或換班時，必須打開隔離開關，且把離合器手把脫開，

26、關閉水閥開關。n8.采煤機的注油二、采煤機操作注意事項三、采煤機電氣系統的維護三、采煤機電氣系統的維護n1.班檢n2.周檢n3.季檢n4.大修四、采煤機變頻裝置故障跟蹤四、采煤機變頻裝置故障跟蹤1、變頻器過溫警告 顯示信息：TEMP 故障原因：變頻器裝置內部過溫，過溫溫度整定在125C 解決方法：檢查變頻器箱內環境溫度條件；檢查冷卻水壓力和流量是否正常；檢查變頻器底板水套是否被堵；檢查變頻器冷卻底板與變頻器箱底板是否緊密結合。 2、變頻器輸出過流 顯示信息：OVER CURRENT 故障原因：變頻器輸出電流過流或軟件過流觸發，觸發極限是3.5Ie。 解決方法：檢查電機負載；檢查加速時間；檢查電機、電機電纜是否短路；檢查采煤機行走部件。3、變頻器過流 顯示信息：SHORT CURRENT 故障原因：變頻器輸出過流。 解決方法：檢查電機和電機電纜。 檢查采煤機的機械行走部件和滑靴。 4、變頻器直流母線過壓 顯示信息