CN203312657U - 矿用隔爆型高压真空配电装置 - Google Patents
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Abstract
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
技术领域
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
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
为了解决现有技术存在的缺点，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。
本实用新型采用的技术方案如下：
一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，
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。
在所述的隔爆箱的箱体前门上设有液晶显示窗和参数设定按钮。
所述的PLC控制器通过RS485总线与矿井自动化监控系统通讯。
矿用隔爆型高压真空配电装置的保护方法如下：
（1）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—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；
（2）短路保护：短路保护采样值取自A、C相电流—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时，PLC控制器送出一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；
（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D1)，然后分别用D1减去其它两寄存器内的数据，当差值超过设定电流值的30%时，PLC控制器延时15S送出一开关信号使高压真空断路器动作，同时显示断相故障界面；
（4）欠压、过压保护：欠压、过压保护采样值取自配电装置电压—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％时，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；
（5）选择性漏电保护：零序电压U0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/D V1；零序电流I0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U0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U0、I0、U相敏达到设定值时PLC控制器动作，显示漏电故障。
(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。
（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，当风力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
（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。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用技术先进的进口工业可编程序控制器（PLC控制器）和人机屏（GOT）系统，参 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。
（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口可选）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Profi-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。
（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。
（4）外形上结构简单、紧凑、采用新型侧快开门，操作方便
（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，可互换。
（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
图1本装置的主视图；
图2本装置的侧视图；
图3本装置的俯视图；
图中1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控制线出口组件，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
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
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。
在前门总成1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。
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1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。
真空断路器由轮车移动并把快速插杆插入到固定插槽。
所述的PLC控制器通过RS485总线与矿井自动化监控系统通讯。
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。
箱体前门内部装有PLC控制器、XGＴ、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。面板还设有参数设定按钮，过载、短路、复位、漏电、电合、电分、绝缘监视按钮，用于实现参数设定和功能操作。
本实用新型的主要技术指标
a.额定电压10（6）KV；
b.最高工作电压：12.5（7.2）KV
c.额定电流：1～630A
d.额定频率：50HZ
e.额定短路开断电流：31.5kA（有效值）
f.额定短路关合电流：31.5kA（峰值）
g.额定动稳定电流：31.5kA（有效值）
h.额定热稳定电流：12.5kA（有效值）
i.额定热稳定时间：2S
j.基本参数见表1
表1-1 10KV基本参数
| 额定工作电压（Ue） | 10kV |
| 最高工作电压 | 12.5kV |
| 额定电流（Ie） | 50A、100A、150A、200A、300A、400A、500A、 |
| 630A | |
| 额定短路开断电流 | 12.5kA |
| 额定热稳定时间 | 2S |
| 额定热稳定电流 | 31.5kA |
| 峰值耐受电流 | 31.5kA |
| 额定关合电流（峰值） | 31.5kA |
| 额定短路开断电流的开断次数 | 30次 |
表1-2 6KV基本参数
k.额定电流开断次数10000次。
l.机械寿命不少于10000次，隔离插销机械寿命不少于2000次。
m.分闸时间不大于0.15S；
n.外型尺寸：见图1
外形尺寸为：1139×1360×1122
高压真空断路器符合下述规定：
a.平均分闸速度：1.1±0.2m/s
b.平均分闸速度：0.6±0.2m/s
c.触头开距10±1mm
d.触头超行程3±1mm
e.触头压力≥1100±100N
f.三相不同时接触时间≤2ms
g.合闸时触头弹跳时间≤3ms
h.动静触头允许磨损厚度3mm
i.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。
5.3、配用的电压互感器为三相五柱式，其技术参数如表2所示：
表2
5.4、配用的LMZ—10型电流互感器为母线式电流互感器。
a.电流源绕组符合表3要求：
表3
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，二次接
负荷时，二次电流不小于1A。
5.5、配用的高压综合保护为PLC控制器控制综合保护器。
本实用新型的使用条件如下：
1、环境温度：－20℃—+40℃；
2、海拔高度不超过4000m；
3、周围空气相对湿度不大于95%（25℃）；
4、具有甲烷等混合气体的煤矿井下；
5、在无显著摇动和冲击振动的地方；
6、在能防止滴水的地方；
7、水平安装（倾斜度不超过15°）。
本实用新型的保护方法如下：
（1）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—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。
（2）短路保护：本装置的短路保护采样值取自A、C相电流—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时，PLC控制器送出一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。
（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D1)，然后分别用D1减去其它两寄存器内的数据，当差值超过设定电流值的30%时，PLC控制器延时15S送出一开关信号使高压真空断路器动作，同时显示断相故障界面。
（4）欠压、过压保护：欠压、过压保护采样值取自配电装置电压—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％时，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。
（5）选择性漏电保护：零序电压U0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/D V1；零序电流I0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U0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U0、I0、U相敏达到设定值时PLC控制器动作，显示漏电故障。
（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。
5.5.1、配用的PLC控制器控制高压综合保护整定如下：
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，参数整定通过XGT直接完成，参数整定灵活方便，运行、故障画面直观简明。
整定过程方式（人机屏XGT开机后显示运行界面如图）
第一步：在运行状态下按下参数设定键进入参数设定界面如图。
第二步：按下“SET”键一下，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。
第三步：按下“SET”键二下，进入“短路倍数”数据区，参数设定同第二步。
第四步：按下“下一步”键一下，进入“零序电压”数据区，参数设定同第二步。
第五步：按下“SET”键二下，进入“零序电流”数据区，参数设定同第二步。
第六步：按下“下一步”键一下，进入“漏电延时”数据区，参数设定同第二步。
第七步：按下“下一步”键一下，进入“故障记忆”数据区。
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)
1.一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参数设定按钮。
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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| CN103337798A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-10-02 | 泰安市华阳电子科技有限公司 | 矿用隔爆型高压真空配电装置 |
| CN108711937A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-26 | 合肥开关厂有限公司 | 一种矿用隔爆型高压真空配电装置 |
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