煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件.ppt

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1、学习任务8 煤电钻综合保护装置故障的查询与排除,矿用电气设备,学习任务8 煤电钻综合保护装置故障的查询与排除矿用电气设备,一、BZ80-2.5Z隔爆型电钻变压器综合保护装置二、ZZ8L一2.5型煤电钻和照明综合保护装置,一、BZ80-2.5Z隔爆型电钻变压器综合保护装置,煤电钻是矿井生产中一种小型采掘机械，常用于炮采工作面钻孔用。它的功率一般是1.2KW。工作电压为三相交流127V。由于容量小，电压低，供电电源一般取自小型干式变压器，并通过橡套电缆进行供电，由于矿井下工作条件较差，煤电钻电缆在使用中易碰坏，砸伤，造成127V供电系统的短路故障的发生，可能引起人身触电，电缆着火，瓦斯和煤尘爆炸。

2、因此，目前矿井中已使用安全性较高的综合保护装置，可提高其在矿井下的安全性能。常用的煤电钻综合保护装置有BZZ-2.5/4型、BAZ-2.5型、ZZ82-2.5型、BZ80-2.5型、KSGZ-2.5/0.66A型、KSG2-4.2/1.14型等。,一、BZ80-2.5Z隔爆型电钻变压器综合保护装置,煤电钻是矿井生产中一种小型采掘机械，常用于炮采工作面,1、主要性能及结构 （1）结构 本装置由隔爆外壳、主变压器和芯体三部分组成。 （2）主要性能 本装置用四芯电缆供电，能完成远距离停送电控制。该电路具有710s的长延时释放特点，在连续作业的情况下，减少了交沆接触器的分段次数，提高了设备的使用寿命。

3、 设有载频短路保护，动作速度快、保护距离长，并具有短路故障闭锁保护特性。另外还设有熔断器，作后各保护。 设有漏电跳闸和漏电闭锁保护。 先导起动电路，载频短路保护;漏电保护电路;都具有一定的自检特性。当这些电路中某些元件失效、连接处断线、电路开焊等不能正常工作时,可使主电路在合闸送电的情况下自动跳闸，从而保证安全供电。,1、主要性能及结构,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,综合保护装置的电气线路由主回路、先导控制回路、漏电保护回路和载频保护回路四部分组成。（1）主回路的工作原理 (参照图7-1) 进线端X1、X2、X3接一次侧电网，通过隔离开关K，熔

4、断器1RD进入主变压器一次侧，经变压之后，二次侧127V电源引出即通过主接触器CJ、二次熔断器2RD、热继电器JR接到电钻引出线端子D4、D5、D6。K是电源隔离开关，当K打开后，除自电源进线端X1、X2、X3到隔离开关的电源侧带电外，(这一部分有电源警告牌覆盖和标志)，其余部分均不带电。在发生漏电跳闸自锁、漏电闭锁、短路跳闸、短路闭锁后，均需手动复位，隔离开关K即为复位元件。交流接触器CJ、熔断器2RD、热继电器JR组成电钻工作系统的二次侧电路，这一电路的中心是接触器CJ。当远距离启动和停止电钻时，是通过CJ来实现的；发生过载故障、漏电故障、短路故障(用载频保护)时，也都是由CJ接触器来执行

5、切断电源的。,2 、BZ80-2.5Z隔爆型变压器综合保护装置工作原理,综合保护装置的电气线路由主回路、先导控制回路,图7-1 BZ80-2.5Z型电气原理图,图7-1 BZ80-2.5Z型电气原理图,设计先导回路的目的设计先导回路的目的就是要远距离启动和停止煤电钻。也就是说，能够通过装在煤电钻上的手动开关的接触与断开，来控制远方的综合装置里的接触器的吸合与释放，从而可以做到，当电钻不工作时，电钻电缆不带电。 先导控制回路主要由T3管、J3继电器、C7电容器、24V电源、电源互感器H、T2管、J2继电器、8V控制电源等组成。,（2）先导控制回路工作原理,设计先导回路的目的（2）先导控制回路工作

6、原理,先导控制回路的工作原理 a.电钻启动过程 DJ合闸J3继电器吸合J2继电器吸合CJ接触器吸合向电钻送电。电钻启动的维持过程 b.要使CJ维持吸合，电钻持续运转，就要保证J3持续吸合，也就是T3管必须持续导通；这样，就必须保证T3管有持续的足够大的基极电流。要使电钻能够持续运转而不间断，必须保证两点：第一，C7电容器的充电电流来维持T3管饱和导通的时间，必须持续到互感器有输出供T3管基极电流之后，否则，启动过程就会中断；第二，互感器可供的基极电流必须大于T3管导通所需要的最小基极电流，这些都是设计线路时必须保证满足的。,2 、 BZ80-2.5Z隔爆型变压器综合保护装置工作原理,先导控制回

7、路的工作原理2 、 BZ80-2.5Z隔,(3)远距离停止的过程 如果停钻，只要将DJ打开，电钻就不再有电而停钻。与此同时，互感器由于原边电流为零，副边输出也为零，于是T3截止，J3释放，J2释放，最后接触器断开，达到了远方停止的目的。(4)电钻再启动的准备 经过上述动作以后，C7电容器已经充足了电。它的充电电流启动后经过几秒钟时间就不能再使T3管饱和导通。因此，这里特意设置了一对J3继电器的常闭接点与C7电容器并联，一旦J3释放，这对触点闭合，电容C7放电，这样，就为第二次启动做好了准备。,(3)远距离停止的过程,先导控制回路中的几个具体问题作几点说明： 关于强电部分和弱电部分相互隔离的问题

8、，采用了 CJ交流接触器 作为隔离元件。 关于过渡过程中产生的浪涌电压对先导控制回路的干扰。 关于D16、D19、D20三个二极管的作用。这三个二极管称为续流二极管，它们两极都并联在继电器线圈的两端。 R22R24三个电阻的作用。这三个电阻是为了防止先导回路自行 沟通，造成自启动而设置的。DW2和R6的作用。这里DW2和R6两个元件也是为了保护T3晶体管不受损坏而设置的。,先导控制回路中的几个具体问题作几点说明：,漏电保护回路的工作原理 煤矿井下的漏电保护是井下低压供电系统的三大保护之一。供电系统所产生的漏电电流，可能造成人身触电伤亡、引爆雷管、电缆着火甚至瓦斯爆炸等重大事故。 a.漏电继电器

9、动作整定值 人身触电造成人身伤亡的危险主要同流经人身的触电电流和流过这些电流的时间有关。因此，我们通常把电流乘时间的积作为触电可能造成人身危险的衡量尺度。我们把这个安全有限值规定为30 mAs。所以说，触电的时间越短，允许的触电电流可以大一点；触电的时间愈长，致人死亡的触电电流就越小。,漏电保护回路的工作原理,图72绝缘损坏造成人身触电示意图,根据图7-2可以分析一下漏电电阻下降到什么数值时，人身触电就可能发生危险。这里，变压器二次侧线电压为127V，假设c相对地绝缘水平下降，其漏地电阻为R漏；人正好触及另一相，假设B相，那么，很明显,这时流过人身的触电电流I人：,I人=UL / (R漏+R人

10、) 这里，UL为B相与C相的线电压，127V；R人是人身的触电电阻。这个数值范围较大，因人而异，且同接触紧松、接触部分的潮湿度有关。通常我们取1k,作为人身电阻的计算值。,图72绝缘损坏造成人身触电 根据图7-2可以分析一下,为了保证人身安全，我们要求流经人身的触电电流不要大于30mA，于是上式变为：127/ (R漏+1000) 30mA可以求出允许的单相漏电电阻为：R漏127/(30 X 10-3)-1000所以R漏3230这就是说，当127V系统中某一相对地的绝缘水平下降到3.23 k时，如果人触及另一相，那么，在线电压的作用下，流过人身的触电电流就可达到30mA。因此，把电钻供电系统单相

11、绝缘电阻值3.23 k作为漏电继电器的动作值是合适的。,为了保证人身安全，我们要求流经人身的触电电流,（3)漏电继电器的组成部分和动作原理 漏电保护环节包括绝缘检测、漏电跳闸、漏电自锁、漏电闭锁、 漏电试验等几个部分。同时，漏电发生之后还有显示装置。 绝缘检测实际上是一个绝缘监视环节。由于绝缘检测的作用，已经把三相电网对地的绝缘水平转换成了电位器W1的电压信号。 绝缘检测环节提供了足够大的信号，就由执行环节来动作跳闸。 这个执行跳闸机构，是由施密特触发器组成的。其线路如图7-3所示。,（3)漏电继电器的组成部分和动作原理,过程如下：由于Uwl加入使Ub(T1)Ube(T1)IC(T1)UC(T

12、1)Ube (T2) IC(T2) UR Ube(T1) IC(T1)。,图7-3,过程如下：图7-3,（3)施密特电路有一个特点，就是当触发信号存在时，电路翻转到另一个状态，当触发信号撤去时，线路就返回到原来的状态。对应于漏电跳闸情况，当线路收到漏电信号时，线路翻转，J2释放；反之，一旦漏电信号消失，又恢复原状，因此，这个线路没有记忆作用。 （4)漏电故障发生后，如果在没有将故障排除的情况下，操作人员就进行手动复位(分合一下隔离开关K)，这时，再启动电钻，按照综合装置的原理，电钻仍然不能启动工作，而且接触器始终拒绝吸合(不是吸一下又释放)，这就是漏电闭锁的作用。所谓漏电闭锁，是指在停电情况下

13、(电钻电缆不带电)如果发生了漏电故障，这时如果启动电钻，交流接触器将拒绝吸合，电钻将拒绝工作。 （5)为了保证漏电继电器的可靠工作，综合装置还专门设置了漏电试验按钮。,（3)施密特电路有一个特点，就是当触发信号存在时，电,（4）载频保护回路的工作原理 载频保护环节可分三部分:一是振荡源;二是比较环节;三是执行环节振荡源采用普通的电感三点式振荡器振荡器它是一个正反馈的放大电路。振荡器如图7-4所示。,图7-4 电感三点式振荡器 图7-5 电感三点式振荡器交流等效电路,（4）载频保护回路的工作原理,(2)比较环节 所谓比较环节，实际上是把一个给定信号和振荡源输送过来的信号也即检测信号两者进行比较，

14、然后确定是否有信号发送给执行环节。先看给定信号。它是一个UJT单结晶体管的振荡电路。如图7-6所示。UJL单结管的电路如图7-7所示。它只有一个PN结，所以称之为单结晶体管，它有两个基极(B1、B2)，所以又称为双基极管。假如说，在B1与B2之间加了一个电压U B2B1时(B2接正，B1接负)，A点的电位：UA=UB2B1*RB1/RB2B1=UB2B1式中，=RB1/RB2B1为单结晶的分压比。,(2)比较环节,图7-6单结晶体管振荡电路 图7-7单结晶体管等效电路,图7-6单结晶体管振荡电路 图7-7单,(3)执行环节 由J4继电器、R11、SCR可控硅等元件组成。它的工作内容是：一旦电钻

15、电缆相间发生短路，J4继电器就释放，它的常闭接点闭合，使得T1管的集电极与地相连，立即使J1继电器吸合，而使T2管截止，J2继电器释放。 (4)部分元器件的作用 在控制回路中，特意加设了钮子开关NK。实际上，J4的动作还只是一个中间环节，执行环节的最后动作还是由J1和J2继电器来完成的。加了NK钮子开关，可以把载频保护环节与最后执行环节相连或者隔离。 加扼流圈LK的目的，是为了解决在启动过程中发生误动作的问题。 载频保护环节具有一定的自检作用。,(3)执行环节,先导回路和振荡部分的直流工作电源增设了稳压环节。这主要是为了保证载频保护环节，无论是在127 V电网处于开路或短路情况下都能可靠地工作

16、。从图7-8可以看出，射极输出电压U =UDW3-Ube，由Ube U出，因此，U出=UDW3，也就是说，这个输出电压相当于DW3稳压管的稳压电压值。,图7-8 图7-9,先导回路和振荡部分的直流工作电源增设了稳,图7-10 2DW7等效电路,J1的一组常闭接点现接在T5管的射极输出端与R14电阻之间。 增加DW7和R26两个元件,万一DW7管子损坏，而手边又没有2DW26型管子，可以用两个击穿电压相似的单向稳压管按图7-10的线路串接代用。 D28和D30这两个二极管，在这里选用的是2CZ21B，它是最高频二极管，整流的交流回路的工作频率为100 kHz。 C20C22这三个电容器，是为了提

17、高载频保护回路的分辨率而加设的。,图7-10 2DW7 J1的一组常闭接点现接,3、BZ80-2.5Z隔爆型变压器综合保护装置故障分析 保护器故障判别的方法: 综合装置有黄、绿、红三个指示灯，根据这三个指示灯的亮、灭情况，可以对综合装置的运行及故障情况进行判别。,3、BZ80-2.5Z隔爆型变压器综合保护装置故障分析,图711 ZZ8L一25IV型综合保护装置外形,1、结构ZZ8L一2.5型综合保护装置外形如图711所示。,二、ZZ8L一2.5型煤电钻和照明综合保护装置,图711 ZZ8L一25IV型综合保护装置外形1、结构二,图711 ZZ8L一25IV型综合保护装置外形,图711 ZZ8L

18、一25IV型综合保护装置外形,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,煤电钻综合保护装置故障的查询与排除课件,2、 工作原理,2、 工作原理,主回路由隔离开关QS、一次侧熔断器1FU、主变压器TM、二次侧熔断器2FU、热继电器FR、交流接触器的主触点KMl等组成。辅助回路由控制电源、先导回路、载频短路保护、过载保护、漏电保护、断相闭锁及保护试验等电路组成。,2 、工作原理,主回路由隔离开关QS、一次侧熔断器1FU、主变压器T,（1)控制电路 接通电源首先合电源开关QS，变压的

19、TM、TC有电，其次侧有电压，其中32 V经VD4-7整流，V1稳压后输出20V直流。 启动煤电钻启动采用先导回路控制。首先闭合煤电钻手柄开关SA，接通下述先导回路：20 V电源(+)MSl3V相电缆一煤电钻电机绕组(V相w相)KM2常闭触点R8VDl4继电器1K线圈3K2常开触点电源(一)。 停止停钻时，SA断开，主电路断电，TA二次无输出。1K因无电释放，KM随之断开，主触点将电缆的电源切断。所以不打钻时电缆不带电。二极管VDl2、VDl3用于实现网路与先导回路、维持电路之间的相互隔离。,2 、工作原理,（1)控制电路 2 、工作原理,（2)保护电路 短路保护: 短路保护采用熔断器与载频检

20、测双重保护方式，后者在煤电钻不工作时发生短路，可实现短路闭锁；煤电钻工作时发生短路，可实现跳闸并自锁。 过载保护: 采用热继电器FR作过载保护。当煤电钻过载时，串接于KM线圈回路的FR常闭触点断开，KM释放使主回路断电。 断相闭锁: 煤电钻不工作时，发生断相故障有两种情况：一是v、U任一相发生断相故障，则闭合煤电钻手柄开关启动时，先导回路不能接通，故先导回路对v、U相有断相闭锁功能；二是w相发生断相故障，则先导回路启动负载后，维持电路得不到电流互感器TA的输出，故不能维持电钻打钻，而停钻。以此判断断相故障。,（2)保护电路,漏电保护 漏电保护采用127 V电网直流电源直接检测方式，由127 v

21、经电阻R1R2降压、二极管VD1VD3整流，组成直流电源向Q表、直流继电器2K提供检测信号。检测回路为：127 V电源R1R3VDlVD3R41R42Q表2K地电网绝缘电阻127 V电源。 （3)保护试验 保护试验电路分为短路动作试验和漏电动作试验两部分，分别由2SB、Cl0、及1SB、R22组成。按下试验按钮，1SB和2SB闭合，人为模拟两种故障状态，应可靠动作并给出灯光指示。否则，说明保护装置有误。,漏电保护,（4)接线与调试 设备拆箱后，应检查各电气元件有无在运输过程中受震动而损坏、脱落和受潮现象，如有上述现象，须处理后才能使用。 接线方式。 综合保护装置下井前应在地面进行检查试验。 综

22、合装置外壳应可靠接地，辅助接地极与局部接地极的距离应大于5m。 井下安装完毕后，应先进行3次短路试验和漏电试验，每次均应可靠动作，并给出光信号指示。其中漏电保护部分如产生拒动，可适当减小试验电阻R22。 按照煤矿安全规程规定，每班应做1次保护性能动作试验。装置应进行定期检修。,（4)接线与调试,当发生故障时，可根据指示灯来判断故障类型，并采取相应的处理措施。使用中如出现误动作或按下试验按钮产生拒动时，可更换晶体管线路板插件试之。严禁将接触器的3个主触点各自短接，或以机械外力强行使其闭合，否则会烧毁线路板插件。接触器触点有一定使用寿命，损伤严重时，应及时更换。,（5)常见故障处理,当发生故障时，可根据指示灯来判断故障类型，并采取相应,