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综采电气设备制作赵纯宝2013年8月兖矿技师学院课题五采区变电设备任务一矿用干式变压器任务描述任务分析变压器是一种交流供电设备。矿用隔爆型变压器用于有甲烷混合气体和煤尘且有爆炸危险的矿井中，专供矿井电力运输及综合机械化采煤机电源之用。相关知识一、变压器的工作原理变压器是利用电磁感应原理，把某一电压的交流电能转换成同一频率的另一电压的交流电能的一种静止的电气设备。它的结构是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间通过磁路的耦合相互联系。变压器的原理示意图变压器空载运行时，一次侧、二次侧电压的大小与其线圈匝数成正比。要使一次侧、二次侧绕组有不同的电压，只需改变它们的匝数即可。kNNUU2121变压器接通负载阻抗，则二次侧流过负载电流，此时一次侧电流为，忽略变压器的损耗、漏阻抗压降和空载电流，根据能量收好原理，可得U1I1=U2I2kNNII11221二、KGSB型干式变压器的结构1、型号含义2、结构KBSG系列矿用隔爆型变压器结构图1-高压出线套；2-高压接线盒；3-高压箱盖；4-接线盒盖；5-铭牌；6-箱体；7-低压箱盖；8-低压接线盒；9-低压箱盖；10-低压出线套（1）铁心铁心是变压器的电路部分，铁心材料采用0.35mm硅钢片。（2）绕组绕组是变压器的电路部分，高、低压绕组采用多层圆筒式结构。（3）出线套管变压器高、低压接线盒内装有高、低压套管。（4）超温报警器变压器低压侧安装一只温度报警器。变压器超过允许温升，警报器发出超温警报。任务二KSGZY型矿用移动变电站任务描述移动变电站将6KV的电能降为3300V或1140V，通过防爆真空磁力起动器和千伏级电缆把电能分配给综采工作面的电气设备，低压馈电开关对所馈出的电缆和电机进行控制和维护。任务分析一、KSGZY型矿用移动变电站的型号含义干式矿用隔爆型三相一次侧额定电压kV额定容量kVA组合移动式矿用隔爆型移动变电站型号及含义：KBSGZY–/1.移动变电站的组成：矿用高压负荷开关、矿用隔爆干式变压器和矿用隔爆型低压馈电开关三部分用螺栓固定成一个整体，将这些装在平板车上，在巷道的轨道上移动。二、KSGZY型矿用移动变电站的结构2、移动变电站的结构特点1、变压器箱体由钢板焊接而成。箱体侧面采用瓦楞钢板结构，机械强度高，散热面积大。2、移动变电站高低压开关有电气连锁。合闸时先合高压开关，后合低压开关；分断时，先断低压开关，后断高压开关。3、高压开关大盖与低压开关的门盖之间设有机械闭锁，高压电缆停电后才能打开高压开关大盖；低压开关的门盖打开后，就无法储能与合闸，开关在储能与合闸位置无法打开大盖。4、315KVA及以上的干式变压器器身顶部设有电接点温度继电器。5、变换高压线圈分接电压时，在变压器内部接线板变换连接片。6、二次电压可通过Y-△变换得到两种电压。三、KSGZY型移动变电站电气系统KSGZY型移动变电站电气系统如图5-2-5、5-2-6所示移动变电站的高压负荷开关FK和低压馈电开关有电气连锁，以保证分断时低压开关先分闸，合闸时高压开关先合闸的分、合闸顺序。因为高压负荷开关设有低压连锁接点SB1，先分断高压负荷开关时，通过低压馈电开关箱中半导体脱扣器，使低压开关先分断，达到不使高压负荷开关带负荷分断的目的。高、低压开关箱都设有开盖连锁装置，高压负荷开关设有安全跳闸按钮SB3，若打开箱盖时，按钮SB3接点接通，上一级断路器跳闸；低压开关箱盖装有联锁螺杆，保证在合闸状态下不能打开箱盖，箱盖打开时无法合闸。低压馈电开关箱内装有半导体脱扣器和检漏继电器，对变电站运行中的过载、短路、失压、漏电等故障进行保护。课题描述启动器是接在低压馈电开关和电动机之间，用来控制与保护电动机。课题分析对矿用隔爆型磁力启动器的一般要求：1.防爆2.主接触器的通、断能力3.完善的保护装置4.能实现就地控制、远距离控制、连锁控制等。课题六启动控制器任务一QC83-80型隔爆磁力启动器一、QC83-80型隔爆磁力启动器1.用途与型号含义QC83-80可以用来控制40kW（电压为660伏）或30kW（电压为380伏）及以下的鼠笼电动机，如井下的小型运输机，局扇和小水泵等。2.结构（1）外部结构（2）内部结构QC83-80型隔爆磁力启动器结构图安装接线图3.工作原理（1）就地控制（2）远方控制QC83-80型电磁启动器电气原理图1、用途QBZ系列矿用隔爆真空磁力启动器用于有甲烷混合气体和煤尘且有爆炸危险的矿井中，控制三相鼠笼异步电动机，对电动机进行综合保护。与QC83系列电磁启动器相比，主要采用了真空接触器和电动机综合保护器JDB。二、QBZ系列矿用隔爆真空磁力启动器2.结构QBZ-200型真空电磁启动器结构图4.工作原理QBZ-200型真空电磁启动器电路工作原理图监视电网绝缘1）前期准备工作确定控制方式：就地控制、远方控制、联锁控制三种，通常已选择好了。整定JDB继电保护值及综合保护试验。合上QS，JDB进行漏电检测，无漏电时JDB3~4触点闭合做好启动准备。（有漏电，实现漏电闭锁）2）就地启动电路按下启动按钮1SB，回路为：TC的4端→JDB常开触点闭合(4、3)→中间继电器线圈KM→停止按钮1SB→启动按钮1SB→5、2端→TC的9端。3）停止电路按下停止按钮1SB，线圈KM断电，KM1、KM2接点打开，线圈KT、KMV断电，所有触点均恢复常态。4)反转按下停止按钮2SB使电动机停止运转；反向扳动隔离开关，再按启动按钮即可实现反转。5)保护电路该启动器的保护由JDB电动机综合保护器来实现的。（1）JDB-120（225）型电动机综合保护器工作原理：JDB综合保护器具有过载、短路、断相及漏电闭锁等保护功能。此装置保护性能稳定可靠，抗干扰，安装使用方便，得到广泛的应用。（2）保护电路工作过程①过载保护②短路保护③断相保护④漏电闭锁保护电路⑤过电压保护3.整定和试验（1）整定①过载整定过载整定是由设置在JDB保护器面板右侧的两个开关来进行的。②漏电闭锁整定漏电闭锁整定也是在JDB的面板上进行，在面板左下侧有两个接线柱并且标有380V和660V或660V和1140V，在使用中根据主回路的电压等级，一定要将漏电闭锁回路的33#线接在对应的接线柱上。（2）试验①过载和短路试验②断相试验③漏电试验任务二、DQZBH－300／1140真空磁力起动器一、用途和结构组成1.用途与型号含义千伏级矿用隔爆磁力起动器，用以控制和保护大容量采掘运输机械设备。具有失压、短路、过载、过流、断相、漏电闭锁、过电压，真空开关管漏气闭锁等保护。在控制回路发生短路时具有防止自起动功能，并有过载、过流、断相、漏电、漏气和电源运行显示。1、结构起动器由橇形底架上的方形隔爆外壳、固定式芯板、折页式芯板及前门等部分组成。外壳又分为接线腔和主腔两个独立的隔爆单元。外壳内部设有抽屉式芯子。芯子上装有：真空接触器，控制变压器，各种保护电子组件，以及直流继电器，各种指示灯及试验开关等。1.保护稳压电源串联式稳压电源2.时控电路由三个时间继电器1KT、2KT和3KT组成。3.控制电路4.过流保护电路5.漏电闭锁电路6.漏气保护电路二、工作原理任务三QJZ-400/1140智能型电磁启动器一、用途和结构1.用途及型号含义QJZ-200/1140智能型矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下，用来控制大容量的采掘运输机械设备。2.结构启动器由橇形底架上的方形隔爆外壳和芯架小车组成。外壳又分为接线腔和主腔两个独立的隔爆单元。隔离开关手柄在隔爆外壳的右侧，具有正-停止-反三个位置，在电动机停止时隔离和换向。启动器的主腔内装有芯架小车，电气元件安装在芯架小车上。结构：防爆外壳、接线腔和元件腔。元件腔中都是分三部分安装前门安装部分壳上芯板安装部分外壳装配部分内部主腔二、工作原理1.启动前2.单台远程控制启动3.停止智能型真空磁力起动器新型智能化磁力起动器，具有控制、保护、测量、显示、记忆、人机对话、自检及通讯功能采用了平移式快开门，主回路采用插接式，其测控单元采用了目前流行的全数字化技术，交流采样各输入信号，由软件算法实现测量与保护功能其控制、保护、测量、通讯等所有功能都组合在一起，便于维护；采用先进的大规模集成电路芯片，其微机主芯片采用高性能的16位单片微机，外围扩展以高集成度电路，提高性能、缩小体积；具有人机对话功能，通过大屏幕LCD与键盘，实现磁力起动器控制方式转换、参数整定、自诊断、故障追忆等功能，同时LCD显示的各种运行参数大大方便了用户对本开关运行工况的了解；软件部分采用模块化结构，可以在不增加硬件的基础上实现升级，可满足将来井下电网实现综合自动化发展的需要。信号获取为保证本测控单元的可靠工作，供保护、测量用的电流、电压信号皆从与电网隔离的二次回路取得。电源变压器输出、电流互感器二次输出分别经过小电压、小电流传感器送入测控单元，其小型化、高精度、高线性度、宽输入范围等优点保证了信号取样的准确性，克服了传统的采用电抗变换器、电流互感器二次并电阻等信号取样方法带来的信号易失真、易发热、体积较大等缺陷。过载保护过载保护反映电动机的过负荷程度，电动机长时间过负荷将引起电动机过热，引起电机绝缘老化、电机烧毁及引发短路故障。设计电机过载保护时，除考虑连续过载外，还应考虑可能出现的断续过载带来的热量积累、散发问题。过载保护充分利用了微机的计算、记忆功能，除模拟和记忆电机热积累外，还考虑了电机过负荷消除后，积累热量的逐渐散发过程，既防止电机过热损坏，又保证不会频繁跳闸动作。断相是电动机运行中常见的故障之一，其故障原因主要分为两类：一类是来自电源及线路的故障，其故障主要表现在电压上，分析表明，当线电压的不平衡率为4%时，所引起的线电流不平衡率高达25%；另一类是来自电动机的故障，根据电动机绕组接线方法的不同（Δ或Y形），其断相故障表现有所不同，Y形接法的故障特点比较明显，而Δ形接法当绕组断线时，所引起的线电流不平衡率大于28%。断相/不平衡保护漏电闭锁检测部分仍采用附加直流电源的原理，其检测回路为本质安全型。在隔离开关闭合后，即对本支路的对地绝缘状况进行检测，若本支路对地绝缘电阻小于漏电闭锁电阻设定值，通过电气闭锁使接触器合不上闸。当本支路对地绝缘电阻大于漏电闭锁电阻设定值，接触器方可合闸送电。接触器合闸的同时，断开漏电闭锁检测回路。漏电闭锁电网电压经隔离、降压后送入测控单元，计算出电压值，并与电压设定值比较，本欠压与过压保护分别根据设定电压定值动作，当电压大于130%UN时，过压保护动作；当电压小于70%UN时，欠压保护动作。复位方式为自动。欠压与过压保护为便于用户了解开关运行工况，本测控单元设计能在线测量开关负荷电流、有功功率、有功电度累计、电网电压等参数。当隔离开关闭合、开关待机状态下，仅测量电网电压。其所需的电流、电压输入信号与保护部分相应信号共用。此部分的实现较为简单，主要是将离散化后的电流、电压信号通过半波傅氏算法进行计算，相应的计算值通过LCD实时显示出来。在线测量与显示课题七综采机械电气控制任务一采煤机的电气控制任务描述机械化采煤工艺包括，落煤、装煤、运输、支护、处理采空区。其中采煤机完成落煤和装煤工序。任务分析采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨煤机两大类。目前我国使用最多的是滚筒式采煤机，也有少量的刨煤机。双滚筒采煤机一、双滚筒电牵引采煤机的组成1.滚筒、摇臂采煤机的两个截割滚筒和摇臂分别装在机身两端。滚筒的截割动力通过摇臂的减速装置传递。2.牵引部采煤机的两个牵引部装在机身的左右两端，是采煤机行走的动力传动机构。3.泵站箱采煤机的泵站箱由电动机和液压系统组成。为采煤机滚筒调高提高液压动力，同时为制动器提高控制油路。4.高压箱内部设有高压开关、牵引变压器、控制变压