煤礦電工學

朱莊煤礦職工學校講課：蘇吉佩職稱：高級工程師2/6/20231第四章煤礦機械控制設備2/6/20232

第一節壓氣設備的電氣控制空壓機的控制要求：1）潤滑油壓、油溫應有相應的保護2）冷卻水出現間斷應有斷水保護3）排氣溫度超出規定范圍要有溫度保護4）氣壓超過規定要有壓力保護2/6/20233

保護元件

1）動圈式溫度指示調節裝置（不平衡電橋原理）2）油壓繼電器3）電極式斷水保護裝置2/6/20234空壓機控制線路1）電路的控制方式非自動控制自動控制2）減荷啟動和自動供水3）保護4）編組控制2/6/20235第二節局部通風機的控制1）對風電閉鎖的要求2）風電閉鎖的控制方法（1）單臺多臺局部通風機與小容量開關閉鎖（2）多臺多臺局部通風機與小容量開關閉鎖2/6/20236采煤機的類型及主要技術特征

滾筒式采煤機是現在使用最廣的采煤機械。按工作機構單滾筒采煤機雙滾筒采煤機按牽引部裝配內牽引采煤機外牽引采煤機按牽引部傳動機械牽引采煤機液壓牽引采煤機電牽引采煤機按牽引部調速液壓調速機械調速電動機調速第四節電牽引采煤機電氣控制系統2/6/20237電牽引采煤機概述1.現狀國內從20世紀90年代初已逐步停止研究開發液壓牽引采煤機，并將研究重點轉向電牽引采煤機，目前，天地科技股份有限公司、太原礦山機器集團有限公司、雞西煤礦機械有限公司和無錫盛達機械制造有限公司等采煤機主要生產廠商推出了各種型號規格的電牽引采煤機，從直流電牽引采煤機到交流電牽引采煤機，又到四象限電牽引采煤機。2/6/20238

1）天地科技股份有限公司研制的MG250/600－AWD采煤機采用PWM變頻調速技術、它由模塊式大功率晶體管和微機控制技術組成；采用擺線輪－銷軌無鏈牽引系統，調速范圍廣。截割電機橫向布置在整體彎曲搖臂上，搖臂和機身聯接沒有動力傳遞，減少了傳動環節。采用兩級直齒輪，一級行星輪傳動，搖臂與機身采用鉸軸聯接，搖臂和調高油缸支承力及牽引的反作用力均作用在牽引減速箱上，機身三段之間不受此力影響；采用整體彎曲搖臂，增大了過煤空間。2）太原礦山機器集團有限公司推出的MGTY200/500-1.1D電牽引采煤機適用于較薄煤層高產效工作面，機身由左、右牽引部和中間箱體三部分組成，結合面采用燕尾槽、楔鐵定位，偏心螺母連接，此結構增加了過煤空間，縮短了機身長度。采用彎搖臂結構，強度按250kw設計，可配用200kw和250kw截割電機。牽引方式為鏈輪銷軌式無鏈牽引系統。采用機截式一拖一交流變頻調速系統。計算機控制系統對運行狀態隨時檢測顯示，可配備無線遙控裝置實現離機操作。閥組裝配和水路系統的主要元件都集中在集成塊上，調高油缸設計為近水平。無錫盛達機械制造有限公司推出的MWG200（250）/500（600）－CD開關磁阻電機調速牽引采煤機，其截割電機橫向布置在搖臂上，搖臂和機身采用銷軸連接，取消螺旋傘齒輪傳動結構，機身主體分三段，取消了底托架，用高強度液壓螺母聯接，緊固可靠，各主要部件均可從采空處側抽出，更換方便。2.國內典型產品簡介2/6/20239二、國內外電牽引采煤機性能簡介1、Electra—1000：英國，采高2米至6米，每小時生產能力達到5000噸；獨特的主機架整體設計；全部采用模塊結構；簡單的操作系統；經過驗證的自動操作控制系統；機械交流牽引系統EL1000/3000技術參數：總裝機功率：最大可達1884KW；滾筒直徑：1.8米至2.7米機身高:1.35米至2.2米截割電機:最大可達650KW牽引電機:最大可達2×100KW牽引力:最大可達1000KW牽引速度:最大可達45米/分鐘泵電機:44KW重量:最大可達90噸電壓：3300v/5000v型號產地（國家）功率（kW）牽引速度（m/min）Electra—1000英國10000～45JOY3LS美國6140～15.22JOY4LS美國7370～20JOY6LS美國11170～15.22JOY6LS美國15000～15MCLE600—DR9898日本4600～18MCLE600—DR101101日本5740～15MCLE600—DR102102日本6800～152/6/2023102.MG250/560系列電牽引采煤機MG250/560系列電牽引采煤機,采用多電機驅動、橫向布置的交流電牽引采煤機，適用于薄煤層?？傃b機功率：560（460）KW,截割功率：2×2×125KW,行走功率：2×25KW,調高功率：11KW,供電電壓：1140V，采用機載、交流變頻調速、銷軌式牽引，適用于2.0～5.07m；煤層傾角≤16°（“二象限”運行）或≤35°（“四象限”運行），煤質中硬的綜采工作面。主要技術參數

2.總體參數機面高度:

870mm截

深:

630，800mm最大采高:

2300mm(Ф1400mm滾筒)下切量:

349mm(Ф1600mm滾筒)2/6/2023113.截割部截割功率:

2×2×125KW

2×2×100KW滾筒轉速:

44.22，51.09r/min滾筒直徑:

Ф1200,Ф1250Ф1400mm4.牽引部牽引功率:

2×25KW牽引方式：

交流變頻調速、銷軌式牽引牽引力:

435/265KN牽引速度:

0-6.32-10.5m/min5.操縱形式及布置?

布置：

整機兩端及中間三個操縱電?

操縱：中間控制啟動，中間和兩端均可控制停止、牽引方向、速度、調高6.噴霧冷卻系統?

噴霧方式：

內、外噴霧?

冷卻方式：電動機、變頻調速箱、截割部水套冷卻整機重量:

28T

2/6/2023121）多電機橫向布置，部件之間無動力傳遞。采用積木式系列化設計，主要部件和電機可左右互換使用，并均可從采空側抽出，給設備拆裝和維修帶來極大方便。

2）機身為抽屜式框架結構，所有的截割及支撐力均由堅固平穩的機身承受。機身分為整體式和分段組合式，給運輸和下井帶來極大方便，機身堅固可靠。

3）交流變頻調速，鏈輪－銷軌式無鏈牽引，調速范圍廣，牽引力和牽引速度大，工作平穩可靠。

4）關鍵元、器件如變頻器、調高泵、軸承等選用進口件，提高了產品可靠性和壽命。

5）可采用“一拖一”和四象限運行系統，提高了采煤機在傾斜工作面的爬坡能力、上下行勻速采煤和制動能力。

2/6/2023136）采用鎬型截齒強力滾筒或中國太礦－英國海德拉公司合作生產的六角孔濕式鎬型齒強力滾筒，增加了煤塊率，減少了煤塵，提高了滾筒壽命。

7）液壓系統和水路系統采用成熟可靠的元件，并集中在集成塊上，減少了管路連接和維修工作量。

8）控制系統采用PLC可編程控制器進行各種動作控制；監測系統采用工業控制計算機，實現恒功率自動控制、數據記錄、回放和處理；各項保護和顯示功能齊全，中文界面顯示各種數據和運行工況；在采煤機上實現中部、兩端部和搖控操作控制方式。

9）調高油缸設計為近水平推拉，受力狀況好，堅固耐用。2/6/2023142/6/202315三、電牽引采煤機概述1.牽引電動機分：直流電動機牽引（核心部件為直流他勵電動機和四象限變流器）和交流電動機牽引（核心部件為鼠籠電動機和變頻器）。2.牽引特性：1）在具有割煤階段具有恒牽引力矩特性，充分發揮電機的力矩。即M=9550P/n=常數，在額定范圍P與n成正比。2）空載調動階段具有恒功率特性2/6/202316液壓牽引采煤機和電牽引采煤機的比較電牽引部采煤機的優點主要表現在以下幾方面：★牽引特性較好★機械傳動效率高★牽引力大、牽引速度高★工作可靠性高★易于實現微機自動控制★機械傳動和結構較簡單★生產率高

液壓牽引采煤機是由油泵提供壓力油，驅動油馬達，再經過幾級齒輪減速，傳動牽引鏈輪或無鏈牽引的傳動裝置，實現對采煤機的牽引。液壓調速易實現無級調速和自動調速，結構緊湊，過載保護也很簡便，所以大多數采煤機均采用液壓傳動的牽引部。2/6/202317電采煤機外形圖（a）及控制箱（b)1一左截割電動機；2一右截割電動機；3一右擋煤板液壓馬達；4一右牽引電動機；5一右液壓泵及電動機；6一左液壓泵及電動機；7一左牽引電動機；8一左擋煤板液壓馬達；9一控制箱；10一右擋煤板，11一右液壓系統電磁閥組；12一左液壓系統電磁閥組；13一左擋煤板；14一高壓斷路開關；15一牽引斷路開關；16一機器上設置的控制開關組；17一指示燈；18一顯示屏；19一拖動電纜入口2/6/202318一、牽引特性1）恒力矩2）恒功率3）四象限特性二、牽引特點1）具有良好的牽引特性2）采用PLC控制和傳感器，反應靈敏3）傳動效率高4）結構簡單5）具有完善的檢測、控制、診斷、顯示、處理功能電牽引采煤機電氣控制系統2/6/202319三、MG200/500—QWD型電牽引采煤機電氣系統特點MG200/500—QWD型電牽引采煤機是為適應煤礦傾斜煤層工作面的需要而開發研制的新型雙滾筒采煤機。該機電氣系統主要特點有：(1)采用四象限運行交流變頻調速系統，適應電動和發電兩種工作狀態，牽引能力強；(2)采用兩個變頻器分別拖動兩個牽引電機，即“一拖一”工作方式；(3)具有變頻器時序控制機械制動器電路，系統起動轉矩大，停止平穩；(4)采用高可靠性的可編程控制器(PLC)為核心，系統可靠性高；(5)系統綜合了先進的信號傳輸技術，采煤機控制操作方便靈活；(6)安裝有較多的傳感器，可對系統狀況進行較全面的監測；(7)采用大屏幕液晶顯示器，提供全中文顯示界面，系統參數顯示全面準確；(8)具有參數記憶功能，有助于分析查找系統故障原因。2/6/202320四、電氣系統組成和功能（P202）電氣系統是為MG200/500—QWD型電牽引采煤機配套而專門研制的，它分為電氣控制系統和變頻調速系統兩個部分。采煤機的動力由兩臺200kW、l140V型號為YBCS4—200截割電機；兩臺40kW、380V型號為YBQYS40B的牽引電機；一臺18.5kW、1140V型號為YBRB18.5調高電機為其提供。2/6/202321五、電氣控制系統工作原理（P204~205）采煤機電氣控制系統見圖2/6/202322采煤機先導控制回路及運輸機閉鎖控制回路1.電源部分：電控箱內的控制電源有本安+12V，非本安+12V、+24V等。2．輸送機控制回路3．采煤機控制及保護原理4.采煤機電控箱5.無線電遙控發射機2/6/202323六.無線電遙控發射機☆注意：遙控發射機按鈕為薄膜開關，使用時無需大力按壓，不能用硬物敲打或頂壓，以免損壞薄膜開關。2/6/202324七、其它電氣組件(1)共有三個電磁閥，型號為34GDEY—H6B—T，二個用于左、右搖臂調高，另一個用于牽引部制動器的控制，安置于泵箱外側。(2)二個壓力繼電器，型號為HED40P10/5，分別用于制動器松閘檢測和總油路油壓檢測。(3)熱敏電阻置于左、右截割電機的定子繞組內，每一電機內有一個Pt100鉑電阻，型號為WZPD—20—2C。注意：截割電機內另有一組熱敏電阻，用于其它型號采煤機的控制系統，不可接錯。2/6/202325八、G200/500—QWD型采煤機電氣系統附件(1)截割電機：功率為200kW，額定電壓為l140V，額定電流為136A，礦用隔爆、水冷型，布置于采煤機的左、右搖臂上，作驅動滾筒割煤用，數量為二臺。(2)牽引電機：功率為40kW，額定電壓為380V，額定電流為76A，礦用隔爆、水冷型，布置在左、右牽引減速箱內，用于驅動牽引系統，由變頻器提供變頻電源，以獲得轉速連續可調的牽引動力。(3)調高電機：功率為18.6kW，額定電壓為l140V，額定電流為12A，礦用隔爆型，調高電機帶動齒輪泵以實現采煤機搖臂的調高及制動器的工作。2/6/202326九、MG200/500—QWD型采煤機電氣系統操作1．起動操作2．停止操作3．運輸機停止操作4．搖臂調節5.牽引操作6．變頻器的其它操作☆注意：正常情況下，請千萬不要用“牽引急?！卑粹o，以免損壞設備；“牽引復電”之前，必須關斷牽引操作2/6/202327第五節EBZ100E(S100)懸臂式掘進機電氣控制系統概述KXJ4—l63/1140(660)E礦用隔爆兼本質安全型開關箱和礦用隔爆型操作箱組成了掘進機電控設備，它們和礦用隔爆電鈴、隔爆型照明燈、瓦斯傳感器、隔爆型壓扣控制按鈕以及油泵電機、截割電機、二運電機等組成了掘進機電氣系統。掘進機電氣系統是整機的主要組成部分，與液壓系統配合操作，可自如的實現整機的各種生產作業。掘進機電氣控制系統以可編程序控制器和掘進機綜合保護器為核心，對截割、液壓、二運、三個電機的過壓、欠壓、過溫、過載、過流、三相平衡狀態、電機及其電纜的絕緣狀態。(漏電閉鎖)進行監控和保護、并具有瓦斯監控和低壓漏電保護功能?？刂葡到y具有程序控、可靠性高、抗震動、抗干擾等特點，操作箱上顯示儀表與綜合保護器通訊，當工作正常時，顯示各電機運行狀態及截割電機負荷大小，故障狀態顯示有低壓漏電、電壓異常等。開關箱儀表盤同時顯示系統工作電壓、油泵工作時間、截割工作時間及系統故障等情況，系統可在AC660V或ACl140V額定電壓下工作。2/6/202328二、開關箱結構特征開關箱是屬隔爆兼本質安全型電氣設備。其隔爆殼體是用鋼板焊制的兩個通過接線端子相互連接的獨立腔體。下腔為主腔，上腔為接線腔。開關箱位于掘進機本體的左后方，掘進機的主要電器元件都安裝在此開關箱內，開關箱的主腔和接線腔均為隔爆型結構，接線腔和殼體上均設有接地螺栓。開關箱整體為長方形，箱門和上蓋用螺栓和箱體緊固，箱門只有在電源開關處于“停止”位置才允許打開，大部分電器組件均裝在主腔內，主腔內芯子分為殼芯裝配和門芯裝配兩個部分。主腔的右側裝有隔離開關、保護隔板，殼芯裝配有主盤安裝板，安裝在殼體內，為螺栓固定式結構，主電路的電器元器件基本上都安裝在該板上，主盤板占據了主腔大部分空間，其上裝有控制變壓器、交流真空接觸器、電流互感器等組件。2/6/202329三、開關箱的關聯設備主回路部分如圖8-17所示。2/6/202330

四、主控制回路

1.主回路、2.控制電源、圖8-18S100E掘進機控制電源原理圖2/6/2023313.控制回路圖8-19S100E掘進機控制回路原理圖2/6/2023324．保護回路電路原理圖如圖8-20所示2/6/202333儀表顯示及故障狀態顯示如圖8-21所示2/6/202334本章小結

(1)高產高效工作面供電、控制系統特點為：變壓器容量大，電壓等級高，向工作面供電的變壓器中性點采用經電抗器或經高電阻接地的方式；變壓器一次側和二次側均采用六氟化硫斷路器或真空斷路器，并帶有可靠、靈敏的保護和試驗功能，以及顯示和故障查詢系統，有短路閉鎖功能的還帶有自動重合閘裝置，迅速恢復供電。。(2)礦用隔爆移動變電站是將高、低壓隔爆開關與干式變壓器組合在一起的移動裝置，主要用于綜采工作面的供電。(3)負荷控制中心(組合開關)，是由多個真空接觸器及其驅動器組成的多功能開關，它以可編程控制器為控制中心，通過驅動器控制真空接觸器，即可獨立驅動對應的電動機工作，也可實現多臺驅動器之間的順序控制或聯鎖控制，使各對應驅動的電動機按約定的程序工作；還具有完善的保護系統、試驗監測系統、狀態顯示與故障查詢系統。(4)電牽引采煤機采用電動機直接牽引，省去了復雜的液壓傳動系統和信號轉換，具有很高的傳動效率和方便的信號檢測；同時采用可編程控制器和傳感器實現自動調節，具有采煤機要求的牽引特性和良好的調速性能，能對運行中的各種參數實時自檢、進行保護和故障診斷，并能顯示和向地面控制中心傳輸相應信息。(5)連采機及其配套支護設備既可在房柱式開采中作為采煤機使用，又可在長壁開采系統中煤巷(軟巖巷)掘進中作為理想的高效能掘進機械。(6)長距離、大運量、高速度、大功率的刮板輸送機和帶式帶輸送機可采取雙速電動機拖動，即電動機低速起動、高速運行，由雙速控制電磁起動器或組合開關控制，更好的方法是采用軟起動器控制。軟起動器是一種具有軟起動功能的電磁起動器。(7)電液控制液壓支架是用先進的電子計算機技術與電動液壓閥等相結合組成的電液控制系統，代替一般液壓支架的手動液壓操縱閥控制系統，從而使液壓支架的操作更加靈活、快捷。用它可以使支架工作過程自動循環進行，支架的全部動作由微處理機按預定的程序運行，還可提供多種操作方式選擇，并具有各種服務功能。尤其能使支架與采煤機、輸送機配合聯動實現綜合采煤工作面的全自動化，具有高產、高效、安全等顯著優點。2/6/202335第五節掘進機控制系統工作原理（P222~223）分為主電路、控制電路和保護電路2/6/202336第五章高產高效工作面供電系統及電氣設備

1.高產高效工作面特點：（１）煤層賦存條件好，煤層絕大部分為水平煤層，以中厚煤層居多，并且煤層埋藏淺。

（２）絕大多數為單一長壁工作面綜采，多是一井一面，日產萬噸以上，年產5００萬ｔ以上，工作面效率１５０ｔ／工以上，礦井全員效率３０ｔ／工以上......（3）機械化、電氣自動化程度高。煤礦機電設備裝備體現了大功率、重型化、高效率、連續化、安全生產實現了自動監控檢測等。（4）管理科學、人員精干、一職多能的復合型人才成為企業主力軍。第一節高產高效工作面供電系統特點2/6/2023372.高產高效工作面供電系統特點

(1)變壓器容量大。(2)電壓等級高。(3)向工作面供電的變壓器中性點采用經電抗器或經電阻接地的方式，并與保護裝置配合，以減小單相接地時的故障電流。(4)變壓器一次側和二次側均采用六氟化硫(SF6)斷路器或真空斷路器，具有可靠、靈敏的保護和試驗功能，并且可以指示和觀察斷路器的工作狀態及各種保護的動作情況，還具有直觀的故障查詢系統，有些還帶有自動重合閘裝置，迅速恢復供電。(5)控制負荷的組合開關可同時控制多臺負載電動機，最多可配有10個出線模塊，每個出線模塊包括真空接觸器和控制、保護裝置。(6)使用微機控制技術，如在各控制開關上采用可編程控制器等進行控制和通信，增強了這些設備的功能，可以實現多種控制方案。2/6/202338第二節礦用防爆變電站

(礦用隔爆移動變電站)

隨著工作面裝機容量的增大和供電電壓的升高，移動變電站已向大容量、高電壓組合方向發展。目前最大容量移動變電站已超過3000kVA，一次側電壓也由6kV發展到12.5kV，二次側電壓也由1.2kV發展到5kV。為適應二次側多種電壓等級的需要，美國的大型移動式供電中心還采用多線圈變壓器，二次側可以提供4.16kV、2.3kV、0.95kV、0.55kV、0.44kV、0.22kV等多種電壓。2/6/202339KSGZY型礦用隔爆型移動變電站是一種可移動的成套供、變電裝置，它適用于有甲烷混合氣體和煤塵等有爆炸危險的礦井中，將6、10KV電源轉換成400（380）、693（660）、1200（1140）、3450（3300）V煤礦井下所需的低壓電源。KSGZY型由一臺FB-6礦用隔爆型高壓負荷開關、一臺KSGB隔爆型干式變壓器、一臺DZKD隔爆型低壓饋電開關三部分組成。具有漏電，漏電閉鎖、過載、短路、欠電等保護性能。移動變電站除具備礦用隔爆干式變壓器相同的性能外，還有以下三種保護方法供用戶選擇。

1）當移動變電站低壓供電發生過載、短路、漏電等故障時，靠切斷低壓側開關實現保護、高壓側負荷開關基本上只作為隔離開關。

2/6/2023402/6/2023412/6/2023422/6/202343英國布拉什（Brush）公司1500kVA移動變電站原理框圖JSC31JSC32JSC33設定信號指示電壓電流顯示試驗復位合閘JSC300固態繼電器，實現過載、短路、漏電保護和監視系統電壓、電流電磁脫口線圈欠壓脫口線圈低氣壓傳感器U互感器電流互感器保護單元JSC30電流脫口線圈

過載保護過載保護電流互感器欠壓脫口線圈低氣壓傳感器RTEL33電壓互感器斷相保護整流漏電繼電器相敏保護信號顯示RPS10NUGEL33隔爆高壓開關箱變壓器隔爆低壓開關箱過載保護6KV1QS1QF2QF2/6/202344移動變電站的組合方式

第一種組合方式是隔爆變壓器的高壓側采用FB—6型隔爆高壓負荷開關，低壓側采用DZKD型或BKD型、KDZ型等隔爆低壓自動饋電開關。該種組合方式結構簡單，但是由于高壓負荷開關僅能分斷正常的負荷電流，不能分斷故障電流，其高壓進線側需設置高壓配電開關，實現短路、過載及漏電保護；低壓自動饋電開關雖然具有漏電保護，但變壓器低壓繞組至自動饋電開關間一旦發生漏電，自動饋電開關無法實現保護。第二種組合方式是隔爆變壓器的高壓側采用BGP41—6型或GKDZ—200/6型隔爆高壓真空配電箱，低壓側采用BXB—800/1140型隔爆低壓保護裝置。該種組合中變壓器二次繞組發生漏電，可使高壓斷路器動作，從而消除了這一保護盲區，但是利用高壓真空配電箱通斷負荷和切斷短路會產生較高的過電壓，容易使電路絕緣薄弱處擊穿。第三種組合方式是隔爆變壓器的高壓側采用隔爆高壓真空配電箱，主要負責高壓側的控制、保護以及變壓器二次繞組的漏電保護；低壓側采用隔爆自動饋電開關負責負荷的通斷及低壓側的各種保護。該種方式低壓側也可直接與組合開關及其它控制設備相連，形成動力中心。該種組合既保留了第二種組合的優點，又克服了其缺點，但是設備投資較大2/6/202345常見組合方式其外形結構圖礦用隔爆型移動變電站外形圖1—隔爆高壓配電裝置；2—隔爆干式變壓器；3—隔爆低壓自動饋電開關2/6/202346移動變電站各部分的作用2/6/2023471．隔爆高壓開關(1)高壓開關主回路由隔離開關1QS和六氟化硫斷路器1QF組成，實現對隔爆變壓器6kV高壓電源的控制。(2)隔離開關位于開關箱上部的隔離開關室內，實現檢修時隔離電源。它有接通(ON)、斷開(OFF)和接地(EARTH)三個位置，由于隔離開關沒有滅弧裝置，為此隔離開關與外蓋和斷路器1QF實現閉鎖：斷路器處于合閘位置時，隔離開關不能分合，防止帶負荷操作隔離開關；當隔離開關不在接地位置時，外蓋不能打開；只有將隔離開關置于接地位置時，變壓器繞組中的高壓靜電被接地釋放后，方才可以打開外蓋，從而防止帶電檢修。(3)六氟化硫斷路器及其操作機構位于開關箱下部的斷路器室內，實現高壓電源的通斷。它采用六氟化硫作為滅弧介質，六氟化硫屬于惰性氣體，不易電離產生電弧，因此滅弧能力強，觸頭壽命長，減少維護工作。斷路器具有電磁脫扣機構和彈簧輔助手動操作機構或電動操作機構。手動合閘時，將箱體左側的合閘手柄插入斷路器的合閘軸，逆時針旋轉180o，在壓力彈簧的作用下斷路器自動閉合，將6kV高壓送入隔爆變壓器。手柄在返回彈簧的作用下返回原位，并可取出。電動合閘時，按下前門上按鈕蓋下面的合閘按鈕，合閘電動機運行，帶動壓力彈簧合閘。也可以采用遠方合閘按鈕實現遙控。分閘時，將位于前門的跳閘插桿順時針轉動，使脫扣機構脫扣，斷路器跳閘，切除隔爆變壓器的6kV高壓電源。

2/6/2023482.保護與監測回路

(1)電壓互感器和電流互感器用于提供主回路電壓和電流信號。電壓互感器位于斷路器室底部，并聯于主回路。它將6kV高壓電變為110V向儀表和保護裝置提供高壓信號并兼作保護回路的電源。電流互感器位于斷路器室上部，串聯在主回路上，其二次側向固態繼電器JSC300和電流表提供主回路電流信號。3個電流互感器用來提供三相主回路的電流信號，一個零序電流互感器用來提供漏電電流信號。(2)欠壓脫扣線圈和電磁脫扣線圈用于實現保護時的跳閘。欠壓脫扣線圈接于電壓互感器二次側，當主回路電壓低于額定電壓70％時，欠壓脫扣線圈失電動作，斷路器跳閘。電磁脫扣線圈與JSC300保護單元相連，當短路、過載、漏電等保護動作時，接通該線圈，也使斷路器跳閘。(3)低氣壓傳感器用于實現低氣壓保護。當六氟化硫斷路器中的六氟化硫氣體減少時，其滅弧能力將大為降低，為此設置低氣壓保護。此保護有兩個壓力傳感器：一個是低氣壓報警傳感器，當斷路器出現漏氣故障，氣體壓力降低至第一個整定值時，報警傳感器動作，使JSC300固態繼電器中信號指示的低氣壓發光二極管閃光，發出報警信號，此時斷路器仍可工作；另一個是低氣壓跳閘傳感器，當氣體壓力降至第二個整定值時，跳閘傳感器動作，使欠壓脫扣線圈失電，斷路器跳閘，同時低氣壓發光二極管連續點亮。此時，需消除漏氣點，并通過充氣閥門補充六氟化硫氣體至正常值時方可繼續工作。(4)固態保護單元JSC300用于實現過載、短路和漏電保護，并可監測和顯示系統電壓、電流。它位于斷路器室的前部，是一個固態繼電器，由JSC30～JSC33四塊印刷電路板組成。(5)過電壓保護裝置：由于六氟化硫斷路器的滅弧能力很強，同真空斷路器一樣，斷路時也會產生操作過電壓，為此必須設過電壓保護。該過電壓保護裝置由一個火花間隙與非線性電阻RV串聯組成?；鸹ㄩg隙一端接電網，另一端經非線性電阻接地。在正常電壓下，火花間隙不被擊穿，保證電網的對地絕緣；當出現過電壓時，火花間隙擊穿經非線性電阻對地放電，從而釋放了過電壓。2/6/2023493．隔爆低壓開關(1)主回路：低壓開關主回路由隔離開關、六氟化硫斷路器組成，實現對隔爆變壓器低壓電源的控制。各自的作用與高壓開關的一樣。(2)保護和監測裝置:低壓斷路器中除設有和高壓開關中功能一樣的互感器、欠壓脫扣線圈和低氣壓傳感器、過電壓保護以外，還設有高靈敏漏電保護和相敏保護。2/6/2023504.高靈敏漏電保護高靈敏漏電保護由NUGEL33和TEL33兩個單元組成。（1）當低壓開關箱中的隔離開關2QS閉合、斷路器2QF未閉合時，接2QS后面附加直流電源有電，該電源經漏電繼電器和三相電抗器接入三相電網和地之間(即電網對地絕緣電阻兩端)，監視電網對地絕緣電阻。漏電保護采用零序電壓保護原理。零序電壓來自接入三相電網的三相電抗器中性點對地電壓(即中性點對地電阻RE兩端的電壓)。(2)TEL33高靈敏漏電繼電器：該繼電器主要解決隔爆變壓器T低壓側至配電總開關2QF之間的漏電保護盲區。采用零序電壓保護原理，但與上述漏電保護不同之處有三個方面：2/6/2023515.相敏保護相敏保護采用RPSl0保護單元，由過載保護、相敏保護、斷相保護、信號顯示等電路組成。由負載側主回路上的三個電流互感器二次側提供相電流信號，三相電壓互感器二次側提供相電壓信號，實現短路保護、過載保護和斷相保護。2/6/202352第二節

負荷控制中心負荷控制中心又稱組合開關，是由多個真空接觸器及其驅動器組成的多功能開關，新型的組合開關都以可編程控制器為控制中心，通過驅動器控制真空接觸器，即可獨立驅動對應的電動機工作，也可實現多臺驅動器之間的順序控制或聯鎖控制，使各對應驅動的電動機按約定的程序工作；此外還具有完善的保護系統、試驗監測系統、狀態顯示與故障查詢系統。2/6/202353一、LC33組合開關的組成圖8-3LC33負荷控制中心外形圖1—本安電源隔離開關；2—照明電源漏電試驗開關；3—照明電源漏電復位開關；4—照明電源接地跳閘顯示；5—輔助變壓器一次測電源指示；6—照明電源開關；7—試驗/運行開關；8—驅動器選擇開關；9—試驗選擇開關；10—輔助變壓器二次側電源指示；11—顯示窗口；12—主回路電源指示；13—全停按鈕；14—測試觸發按鈕；15—順序控制插入/退出開關；16—電源輸入指示；17—后備脫扣指示；18—主隔離開關及進線箱2/6/202354LC33型啟動器概述LC33型啟動器內裝有七個驅動器組成多功能開關，所以稱為負荷中心。具有完善的控制系統、保護系統，試驗監測系統和故障查尋系統，它主要由隔爆型箱體，引入引出電纜裝置，隔離開關，真空接觸器，控制變壓器，保護及顯示單元，各種就地遠方操作裝置等組成；LC33型啟動器額定電壓為3300V，額定電流為315A，真空接觸器線圈電壓為110V。、LC33型啟動器的控制系統總體可分為兩類工作方式。一類是各驅動器分別由先導控制電路配合自身的微處理器進行的單獨控制；另一類是由PLC根據外部控制端口的狀態而對各驅動器實施集中程序控制。2/6/202355二、組合開關的控制和保護組合開關的電氣原理如圖8-4所示。它包含有主回路、輔助電源、控制保護系統、試驗監測系統、顯示查詢系統等。2/6/2023561．組合開關的主回路LC33主回路由2個3.3kV電源電纜的輸入插座、1個主隔離開關18、7個真空開關管(接觸器A～G)、電流互感器CT、零序電流互感器CBCT以及7個電纜輸出插座組成。2個輸入插座可以實現雙回路電源的電纜接入，1個隔離開關18作為總電源開關負責檢修時隔離電源，7個真空接觸器(A～G)主觸點可以實現對7臺電動機的控制，電流互感器、零序電流互感器向驅動器提供主回路電流信號和零序電流信號，7個主接點下面的電纜輸出插座實現與被控電動機電纜的連接。2/6/2023572．組合開關的輔助電源LC33的輔助電源是由輔助變壓器將主回路的3.3kV變為120V、110V、30V、125V、35V而得。125V經照明電源開關6向外部照明供電；其它電源接到PCB電路板的H插座，其中120V、110V、30V三種交流電源經PCB板的J插座向各驅動器和高壓試驗單元供電，提供接觸器操作及試驗電源；同時110V、30V經N插座與主隔離開關的輔助開關相連，以保證主隔離開關在試驗位置時能單獨供電；35V交流經整流和穩壓后向PLC供電。此外，輔助變壓器次級電壓經多個電源模塊之后，分別產生7.5V、12V直流和15V交流的本質安全型電源，向本質安全電路供電。2/6/2023583．組合開關的控制保護系統組合開關的控制保護系統是以可編程控制器PLC為控制中心，以驅動器為執行機構而組成。(1)可編程控制器PLC：PLC是整個控制系統的大腦，他經過印刷電路板PCB上的P、R、S、M、T插座實現與其它電路的連接，以實現遙測、控制、顯示等功能。它通過PCB上的L端→HVS接口電路→對外接口A、B、HL、C1、C2、C3、TS等與外部的控制電路相連，接受外部電路的指令。外部控制電路包括遠方起動/停止按鈕，雙速開關和其它的控制組件。PLC有7個輸出端，分別控制7個對應的驅動器A、B、C、D、E、F、G。PLC的主要功能是通過掃描、記錄自“HVS接口”單元傳來的外部接頭的狀態，以選定相應的控制模式，然后分別向對應的驅動器發出控制指令。PLC單元有兩個開關：一個是“I/O”(輸入輸出開關)；另一個是“RUN/STOP/COPY”(運行/停止/拷貝開關)，在使用中兩個開關應分別處于“I”和“RUN”位置。(2)驅動器：7個驅動器分別經過其H插座與PCB板的插座A、B、C、D、E、F、G對應連接。驅動器相當于智能型電磁起動器，集控制、保護、監測為一體的框架結構組成可插拔、可互換的獨立驅動單元。圖8-5給出了驅動器工作原理框圖，驅動器主要由微處理器以及各檢測環節、液晶顯示器(LCD)控制環節等電路組成，各環節在微處理器的指揮、協調下完成上述各種功能。2/6/202359

驅動器工作原理框圖

2/6/202360三、組合開關的控制方式組合開關的控制可分為兩類：一類是各驅動器分別由先導控制回路配合自身的微處理器進行單獨控制；另一類是由PLC根據外部控制端口的狀態對各驅動器實施集中過程控制。在PCB板上與連接驅動器插座相對應的有7個工作方式選擇開關，每只開關有3個擋位：PIL(先導控制)、GLC(C接口控制)、SEQ(順序控制)。它們與HVS接口的對外接頭組成了控制方式選擇環節，可分別實現三種控制方式的選擇。2/6/2023611.先導控制先導控制是指驅動器由相應的先導控制電路(即驅動器K端引入的來自用電負荷上的起動／運行和停止開關)的控制信號，通過自身的微處理器所進行的控制，相當于電磁起動器的遠方控制，PLC只能對該驅動器有停止功能，所以屬于獨立控制方式。圖8-6BS3101控制電路如果驅動器A、C、G選擇了先導控制方式，則HVS接口對應的C1、C2、C3接口分別與圖8-7所示的接頭測試電路相連，以便發送C接頭測試信號。凡是工作方式開關不在“PIL”位置、不實現先導控制的驅動器，在動力電纜末端(用電負荷端)的先導控制芯線應按圖8-8所示的輔助測試電路相接，以便發送先導控制回路測試信號。圖8-7C接頭測試電路圖8-8先導測試電路

2/6/2023622.C接口控制C接口控制屬于集中控制，由HVS接口中的C接口電路(來自組合開關的起動/運行和停止開關)信號，通過PLC對驅動器實現的控制，由于接線原因，只有驅動器A、C、G工作方式開關的“GLC”擋位，可實現此控制。2/6/2023633.順序控制順序控制是按生產機械的工作順序進行起動和停止的控制。這里是由PL按照設定程序來完成的，當工作方式選擇開關撥在“SEQ”位時，可實現順序控制。各種典型的順序控制方案如下：2/6/2023642臺LC33的雙速主—從順序控制用分別位于運輸平巷和回風平巷的2臺LC33組合開關，也可實現雙速主一從順序控制。

圖8-10雙速主一