CN203312657U - 矿用隔爆型高压真空配电装置 - Google Patents

矿用隔爆型高压真空配电装置 Download PDF

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袁国锡
杜兆梅
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本实用新型具体公开了一种矿用隔爆型高压真空配电装置,包括隔爆箱,在所述的防爆箱内设有PLC控制器、隔离高压接线箱和断路器操作箱。隔爆箱的箱体为长方形,中间设有将箱体隔成三个腔室的隔板,前面的隔爆门加以隔板形成的腔室内设有PLC控制器,主要是为了把PLC控制器给以保护隔离,有效防止高压干扰和冲击;中间的腔室内设有断路器操作箱,后面的腔室内设有高压接线箱,在所述的断路器箱操作箱内设有电流互感器、三相五柱互感器和真空断路器后,后面的腔室左右两侧各有一只高压电缆引入装置,并在后面的腔室上设有观察窗。

Description

矿用隔爆型高压真空配电装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型具体公开了 一种矿用隔爆型高压真空配电装置。
背景技术
[0002]目前,在很多地区的地下矿区经常发生爆炸事故,每一次的爆炸事故都会造成无法估量的损伤。造成这种伤害的主要原因是在矿井下及周围介质中有甲烷、煤尘等爆炸行混合气体的环境,在交流50Hz,额定电流至630(500、400、300、200、150、100、50)A的三相交流线路中使用的高压真空配电装置,多采用单片机和继电器控制。传统的继电器的不足之处是有触点系统,故障率高,平均修复时间长,寿命短,功耗大,若改变系统功能,将要重新接线,工作量大,容易出错,执行时间长等等。
实用新型内容
[0003] 为了解决现有技术存在的缺点,本实用新型具体公开了ー种矿用隔爆型高压真空配电装置。
[0004] 本实用新型采用的技术方案如下:
[0005] ー种矿用隔爆型高压真空配电装置,包括隔爆箱,在所述的隔爆箱内设有PLC控制器、高压接线箱和断路器操作箱,
[0006] 隔爆箱的箱体为长方形,中间设有将箱体隔成三个腔室的隔板,前面的隔爆门加以隔板形成的腔室内设有PLC控制器和信号取样检测板,主要是为了把PLC控制器给以保护隔离,有效防止高压干扰和冲击;中间的腔室内设有断路器操作箱,后面的腔室内设有高压接线箱,在所述的断路器箱操作箱内设有零序电流互感器、瓦斯闭锁接点装置、三相五柱互感器、真空断路器、真空断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置,后面的腔室左右两侧各有一只高压电缆引入装置,并在后面的腔室上设有观察窗;所述的零序电流互感器、瓦斯闭锁接点装置、三相五柱互感器、真空断路器、真空断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置均与PLC控制器通讯。
[0007] 在所述的隔爆箱的箱体前门上设有液晶显示窗和參数设定按钮。
[0008] 所述的PLC控制器通过RS485总线与矿井自动化监控系统通讯。
[0009] 矿用隔爆型高压真空配电装置的保护方法如下:
[0010] (I)过载保护:配电装置的过载1.2-6倍保护采样值取自A、C相电流ー电压变换器,该取样值送入PLC控制器A/D2V1,经过A/D转换后送入PLC控制器内部D16寄存器,当A、C任一相电流超过设定值时,PLC控制器反时限特性进行保护,同时人机屏显示过负荷故障画面;
[0011] (2)短路保护:短路保护采样值取自A、C相电流ー电压变换器,该取样值送入PLC控制器A/D2V1,经A/D转换后送入PLC控制器内部D16寄存器,当A、C任一相电流超过速断设定值吋,PLC控制器送出ー开关信号迅速使高压真空断路器动作,动作时间< 80ms,同时人机屏显示短路故障画面;[0012] (3)断相保护:PLC控制器在每个扫描周期内将送入D1、D2、D3寄存器内的电流值进行比较,找出电流最大值寄存器(如Dl),然后分别用Dl减去其它两寄存器内的数据,当差值超过设定电流值的30%吋,PLC控制器延时15S送出ー开关信号使高压真空断路器动作,同时显示断相故障界面;
[0013] (4)欠压、过压保护:欠压、过压保护采样值取自配电装置电压ー电压转换器,送入PLC控制器V0A/D通道。经A/D转换后送入PLC控制器内部D4寄存器。PLC控制器在每个扫描周期内将D4内数据与额定电压值进行比较;当取样电压低于额定电压的80%时,或高于额定电压值的120%吋,PLC控制器输出信号控制断开高压真空断路器,同时人机屏显示对应过、欠压保护画面;
[0014] (5)选择性漏电保护:零序电压UO经电压变换处理后,输出一周期20ms、占空比相等的方波信号Uy,此信号一路送到零序电流检测通道中的相敏电路A,另一路直接到A/DVl ;零序电流IO由零序电流互感器二次取出,经电压形成,一路经移相电路,将输入信号UO移后90°输出U相敏,A/D V2,另一路至A/D V3。通过比较V2的大小,实现方向选择性,当UO、10、Uws达到设定值时PLC控制器动作,显示漏电故障。
[0015] (7)绝缘监视,信号取样检测板接到外壳和PLC控制器的主回路,来判断两者之间的绝缘程度,同时把信号输入到PLC控制器,PLC控制器进行判断和统计以及控制处理。
[0016] (8)风电闭锁利用瓦斯监控系统中的风量传感器以及风俗速传感器,当风カ和风度没达到按午安生产的要求时,控制系统判断安全生产条件不具备,从而断开主回路,使下级电网无电,不能启动电气启动和生产,从而达到风电闭锁的功能
[0017] (9)瓦斯闭锁,利用瓦斯监控系统中的瓦斯含量传感器,当瓦斯含量没达到按午安生产的要求时,控制系统判断安全生产条件不具备,从而断开主回路.使夏季电网无电,不能寄逆行电气启动和生产,从而达到瓦斯闭锁的功能。
[0018] 本实用新型的有益效果是:
[0019] (I)采用技术先进的进ロエ业可编程序控制器(PLC控制器)和人机屏(GOT)系统,參数设置灵活方便、质量稳定、动作性能灵敏可靠、运行和故障画面直观简明。
[0020] (2) PLC控制器智能型综合保护装置具有系统自检、故障诊断巡检及记忆功能,RS485通讯(RS232 ロ可选)功能、能够实时检测和传送数字化显示运行状态及故障指示,支持Prof1-bus、Modbus、Lanworks总线,与矿井的自动化网络结合组成更加完备的矿井自动化监控系统。
[0021] (3)保护功能齐全,有过载、短路、断相、过压、欠压、选择性漏电、绝缘监视、风电闭锁、瓦斯闭锁、故障记忆功能。具体实现方法见保护方法。
[0022] (4)外形上结构简单、紧凑、采用新型侧快开门,操作方便
[0023] (5)高压真空断路器安装为导轨式结构,接头处采用快接插头,更换方便。机械式断路器和永磁式断路器均适用,可互換。
[0024] (6)具有触点温度检测保护,通过新型贴片温度传感器安装在触点,把温度实时检测出来防止接触不良,电流过大。
附图说明
[0025] 图1本装置的主视图;[0026] 图2本装置的侧视图;
[0027] 图3本装置的俯视图;
[0028] 图中I前门总成,2防水罩,3电分闸拨杆组件,4连锁操作机构总成,5箱体,6断路器操作箱,7照明灯泡,8绝缘隔板,11后盖组件,12按钮功能指示牌,13显示器窗总成,14防爆按钮组件,15ExdI标志牌,16铭牌,17MA标志牌,18控制线出ロ组件,19高压接线箱,20接地标志牌,21滑撬式底座,22操作手把组件,23高压接线端子组件,24圆观察窗组件。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0030] 如图1-3所示,矿用隔爆型高压真空配电装置,包括隔爆箱,在隔爆箱的上设有接地标志牌20、前门总成1、防水罩2、圆观察窗组件24、操作手把组件22,里面设有电分闸拨杆组件3,连锁操作机构总成4,断路器操作箱6,底部设有滑撬式底座21,后面是后盖组件11。
[0031] 在前门总成I上设有12按钮功能指示牌、显示器窗总成13,防爆按钮组件14,ExdI标志牌15,铭牌16,MA标志牌17。
[0032] 所述的隔爆箱的箱体5为长方形,中间设有将箱体隔成三个腔室的绝缘隔板8,前面的前门总成I加以隔板形成的腔室内设有PLC控制器,主要是为了把PLC控制器给以保护隔离,有效防止高压干扰和冲击;中间的腔室内设有断路器操作箱6,后面的腔室为高压接线箱19,里面设有高压接线端子组件23,在所述的断路器箱操作箱6内设有电流互感器、三相五柱互感器、真空断路器、真空断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置、零序电流互感器、瓦斯闭锁接点装置和照明灯7,后面的腔室高压接线箱19左右两侧各有一只高压电缆引入装置。下面设有控制线出口组件18。
[0033] 真空断路器由轮车移动并把快速插杆插入到固定插槽。
[0034] 所述的PLC控制器通过RS485总线与矿井自动化监控系统通讯。
[0035] 配电装置主要由PLC控制器(包括人机屏XGT)和隔爆箱、真空断路器操作机构三大部分组成。隔爆箱体分接线箱、系统箱箱和断路器箱三个箱体,隔爆箱由箱体、箱门、盖板等组成。
[0036] 箱体前门内部装有PLC控制器、XG T、信号取样检测板,前门设有液晶显示窗,显示配电装置运行状态和各种故障状态。面板还设有參数设定按钮,过载、短路、复位、漏电、电合、电分、绝缘监视按钮,用于实现參数设定和功能操作。
[0037] 本实用新型的主要技术指标
[0038] a.额定电压 10 (6) KV ;
[0039] b.最高工作电压:12.5 (7.2) KV
[0040] c.额定电流:1〜630A
[0041] d.额定频率:50HZ
[0042] e.额定短路开断电流:31.5kA (有效值)
[0043] f.额定短路关合电流:31.5kA (峰值)
[0044] g.额定动稳定电流:31.5kA (有效值)
[0045] h.额定热稳定电流:12.5kA (有效值)[0046] 1.额定热稳定时间:2S
[0047] j.基本參数见表I
[0048] 表1-1 IOKV基本參数
[0049]
Figure CN203312657UD00061
[0050] 表1-2 6KV基本參数
[0051]
Figure CN203312657UD00062
[0052] k•额定电流开断次数10000次。
[0053] 1.机械寿命不少于10000次,隔离插销机械寿命不少于2000次。
[0054] m.分闸时间不大于0.15S ;
[0055] n.外型尺寸:见图1
[0056]外形尺寸为:1139 X 1360 X 1122
[0057] 高压真空断路器符合下述规定:
[0058] a.平均分闸速度:1.1 ±0.2m/s
[0059] b.平均分闸速度:0.6 ±0.2m/s
[0060] c.触头开距 IOilHim
[0061] d.触头超行程 3^111111[0062] e•触头压カ彡 1100 ± IOON
[0063] f.三相不同时接触时间彡2ms
[0064] g.合闸时触头弹跳时间彡3ms
[0065] h.动静触头允许磨损厚度3mm
[0066] 1.其它技术指标详看ZN — 12/Y630—12.5型高压真空断路器使用说明书。
[0067] 5.3、配用的电压互感器为三相五柱式,其技术參数如表2所示:
[0068] 表 2
[0069]
Figure CN203312657UD00071
[0070] 5.4、配用的LMZ —10型电流互感器为母线式电流互感器。
[0071] a.电流源绕组符合表3要求:
[0072]表 3
[0073]
Figure CN203312657UD00072
[0074] b.电流源绕组的最大输出功率不小于25VA,即当一次通过4倍以上额定电流,ニ次接25CKC(K<p =1)负荷时,二次电流不小于1A。
[0075] 5.5、配用的高压综合保护为PLC控制器控制综合保护器。
[0076] 本实用新型的使用条件如下:
[0077] 1、环境温度:一20°C—+40°C ;
[0078] 2、海拔高度不超过4000m ;
[0079] 3、周围空气相対湿度不大于95% (25°C);
[0080] 4、具有甲烷等混合气体的煤矿井下;
[0081] 5、在无显著摇动和冲击振动的地方;
[0082] 6、在能防止滴水的地方;
[0083] 7、水平安装(傾斜度不超过15° )。
[0084] 本实用新型的保护方法如下:
[0085] (I)过载保护。配电装置的过载1.2-6倍保护采样值取自A、C相电流ー电压变换器,该取样值送入PLC控制器A/D2V1,经过A/D转换后送入PLC控制器内部D16寄存器,当A、C任一相电流超过设定值时,PLC控制器按表5规定的反时限特性进行保护,同时人机屏显示过负荷故障画面。
[0086] (2)短路保护:本装置的短路保护采样值取自A、C相电流ー电压变换器,该取样值送入PLC控制器A/D2V1,经A/D转换后送入PLC控制器内部D16寄存器,当A、C任一相电流超过速断设定值吋,PLC控制器送出ー开关信号迅速使高压真空断路器动作,动作时间< 80ms,同时人机屏显示短路故障画面。
[0087] (3)断相保护:PLC控制器在每个扫描周期内将送入D1、D2、D3寄存器内的电流值进行比较,找出电流最大值寄存器(如Dl),然后分别用Dl减去其它两寄存器内的数据,当差值超过设定电流值的30%吋,PLC控制器延时15S送出ー开关信号使高压真空断路器动作,同时显示断相故障界面。
[0088] (4)欠压、过压保护:欠压、过压保护采样值取自配电装置电压ー电压转换器,送入PLC控制器V0A/D通道。经A/D转换后送入PLC控制器内部D4寄存器。PLC控制器在每个扫描周期内将D4内数据与额定电压值进行比较;当取样电压低于额定电压的80%时,或高于额定电压值的120%吋,PLC控制器输出信号控制断开高压真空断路器,同时人机屏显示对应过、欠压保护画面。
[0089] (5)选择性漏电保护:零序电压UO经电压变换处理后,输出一周期20ms、占空比相等的方波信号Uy,此信号一路送到零序电流检测通道中的相敏电路A,另一路直接到A/DVl ;零序电流IO由零序电流互感器二次取出,经电压形成,一路经移相电路,将输入信号UO移后90°输出U相敏,A/D V2,另一路至A/D V3。通过比较V2的大小,实现方向选择性,当UO、10、Uws达到设定值时PLC控制器动作,显示漏电故障。
[0090] (6)故障记忆功能:目前可以记录最近三次的故障情况,方便查询。
[0091] 5.5.1、配用的PLC控制器控制高压综合保护整定如下:
[0092] PLC控制器智能型综合保护器的整定和XGT组成保护显示系统,參数整定通过XGT直接完成,參数整定灵活方便,运行、故障画面直观简明。
[0093] 整定过程方式(人机屏XGT开机后显示运行界面如图)
[0094] 第一歩:在运行状态下按下參数设定键进入參数设定界面如图。
[0095] 第二步:按下“SET”键ー下,第一行“过载整定”数据区光标闪烁,按增减光标为数值,使其移动光标至所需位置。直至输入所需数值,再按“ENT”键“过载整定”数据设定完成。
[0096] 第三步:按下“SET”键ニ下,进入“短路倍数”数据区,參数设定同第二歩。
[0097] 第四步:按下“下一歩”键ー下,进入“零序电压”数据区,參数设定同第二歩。
[0098] 第五歩:按下“ SET ”键ニ下,进入“零序电流”数据区,參数设定同第二步。
[0099] 第六步:按下“下一歩”键ー下,进入“漏电延吋”数据区,參数设定同第二歩。
[0100] 第七步:按下“下一歩”键ー下,进入“故障记忆”数据区。
[0101] 数据设定完成后按下确认键,同时出现“嘀”的一声提示音则表明人机屏内部数据已传输进PLC控制器。

Claims (3)

1.ー种矿用隔爆型高压真空配电装置,其特征在于:包括隔爆箱,在所述的隔爆箱内设有PLC控制器、高压接线箱和断路器操作箱, 隔爆箱的箱体为长方形,中间设有将箱体隔成三个腔室的隔板,前面的隔爆门加以隔板形成的腔室内设有PLC控制器和信号取样检测板;中间的腔室内设有断路器操作箱,后面的腔室内设有高压接线箱,在所述的断路器箱操作箱内设有零序电流互感器、瓦斯闭锁接点装置、三相五柱互感器、真空断路器、真空断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置,后面的腔室左右两侧各有一只高压电缆引入装置,并在后面的腔室上设有观察窗;所述的零序电流互感器、瓦斯闭锁接点装置、三相五柱互感器、真空断路器、真空断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置均与PLC控制器通讯。
2.如权利要求1所述的矿用隔爆型高压真空配电装置,其特征在于:在所述的隔爆箱的箱体前门上设有液晶显示窗和參数设定按钮。
3.如权利要求1所述的矿用隔爆型高压真空配电装置,其特征在于:所述的PLC控制器通过RS485总线与矿井自动化监控系统通讯。
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