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矿用直流架线机车整流器及漏电保护装置

DXKL □/□

煤矿直流架线系统用

整流电源

使

天津托普帕尔电气自动化设备有限公司

目录

目录 (1)

1 特点与用途 (2)

2 规格和型号 (2)

3 使用环境和条件 (3)

4 主要技术指标 (3)

5 系统结构及工作原理 (4)

6 整流电源柜 (6)

7 安装及调试 (8)

8 使用和操作 (8)

9 远端控制器使用说明 (9)

10 故障分析、排除与维修 (9)

11 运输和贮存 (10)

12 注意事项 (10)

13 装箱单 (10)

14 联系方法 (11)

15 电气原理图(附后) (11)

煤矿直流架线系统用整流电源使用说明书

1 特点与用途

煤矿直流架线系统用整流电源,是根据目前国内煤矿需求而研制的专门用于煤矿井下直流架线机车供电及漏电保护为一体的直流供电系统,煤矿井上或其它无瓦斯、煤尘爆炸性危险场所使用直流架线机车的场合也可使用此设备。

主要特点有:

(1) 能够为直流架线机车供电;

(2) 漏电保护时间短,大大降低人体触电后的伤亡率; (3) 采用微控制器控制,供电和漏电一体化;

(4) 丰富的人机操作画面,通过键盘和液晶显示更改参数,保存10条最近的漏电及过流

故障信息。

2 规格和型号

(1) 产品型式:矿用一般型;防爆标志:KY (2) 型号说明

(3) 执行标准:GB/T 12173-2008《矿用一般型电气设备》

Q/WQ TJT 001—2009 《煤矿直流架线系统用整流电源》 (4) 外形尺寸及重量

外型尺寸:800mm ×500mm ×1800mm 重量:190kg

电源箱

直流输出额定电流,A 具备漏电保护功能 矿用一般型 直流输出额定电压,V

3 使用环境和条件

(1)海拔高度不超过1000m。

(2)装置运行温度范围为-20℃—40℃。

(3)装置应具有耐潮性能,空气最大相对湿度为95%(在相当于空气温度25℃时)。(4)运行地点用于煤矿井下无瓦斯、煤尘爆炸性危险场所且无滴水和粉尘侵入的硐室中。(5)无剧烈振动和冲击,垂直倾斜度不超过5%。

(6)交流电网电压的持续波动范围不超过额定值±10%;

(7)储存温度﹣40℃~+60℃。

4 主要技术指标

表1

(1)基本参数符合表1的要求;

(2)防护性能:防护等级为IP21;

(3)装置工频耐压能力见表2;

表2

(4)负载电流过流保护;

(5)漏电保护时间:不大于50ms;

?=±下,(6)接触器分断能力:装置在1.05倍额定电压,8倍额定电流及cos0.350.05

进行50次分断实验,每次试验间隔时间不大于80s。能够正常分断;

(7)漏电保护动作值连续可调,(默认值为4-10k)。(不建议用户自行修改)

(8) 1. 装置能显示以下信息:输入电压值和输出电压值;输出电流值;直流两极之间的绝缘电阻值;故障状态;

2. 有故障记录功能:故障发生时间;故障类型(漏电或者过流保护);故障值(绝

缘值和过流值)。以上信息总和不小于十条。

3. 故障发生时,装置发出声光报警信号,直至按“复位键”后报警信号消除,可重新

启动。

5 系统结构及工作原理

针对当前国内外煤矿直流架线系统漏电保护现状, 以及当前电力电子技术、计算机控制技术、检测技术的飞速发展, 研制高可靠性的具有实时系统绝缘状况检测功能的直流架线机车整流器及其漏电保护系统具有重要意义。它对于提前发现直流架线绝缘下降等事故隐患, 降低人身触电伤亡率和漏电引起的其它事故具有重要的保障作用。附加直流脉冲电源的漏电保护原理如图1所示。

图1中可控硅V1 ~V6 组成三相全控整流桥,M为直流架线机车, D7 为阻止二极管, D8 为续流二极管, 附加直流电源用于测试架线系统是否存在漏电的测试电源。V1 ~V6 由专门的控制器通过移相触发控制, 当控制V1 ~V6 按三相全控桥模式触发导通时, 且附加直流电源断开时, 主电路向直流架线提供正向脉动直流电源; 当控制附加直流电源接通且V1 ~V6 全部断开时, 向直流架线提供附加直流电源, 同时通过检测附加直流电源支路中的电流的大小来获得架线的绝缘电阻值。若判断出现绝缘严重下降, 则关断三相全控桥的V1 ~V6触发信号,并切断主电路中的三相接触器, 从而实现漏电保护。图1中二极管D7 用于隔离测试电源, D8 用于测试绝缘电阻期间的电机续流。

系统通过三相可控硅全控桥整流为直流架线机车提供脉动直流电源,并每隔40ms左右关断可控硅,当可控硅完全关断后,加载一个反向直流电压作为漏电的测试电压,直流探测信号的正端接于架线电机车轨道,负端接在架空线上,根据检测到的电流的大小来判断架空线是否发生漏电或出现绝缘下降。但由于机车运行时,其电阻(约1Ω)远小于人体电阻(约1KΩ),因此系统很容易误动作。为防止此类情况发生,需要在每台机车上安装远端控制器,其原理是利用二极管的单向导电特性,使得反向直流电压无法通过机车构成回路从而杜绝了此类情况的发生。当确实发生绝缘降低或人体触电时,直流反向电压通过人体或其他导体构

成回路,系统通过检测此时的电流值,即可迅速判断,并且能够在50ms内快速关断可控硅,随后关断输入三相接触器,并声光报警,同时记录漏电信息。图1为系统的总体结构图。其中远端控制模块的安装和使用见远端控制器的使用说明部分。

图1附加直流脉冲电源的电机车漏电保护主电路原理

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图2整流电源柜面板

整流电源柜的门面板如图2所示:

操作功能如下:

1.启动按钮:控制电源的启动;启动后,相应的运行指示灯亮(系统只有在柜门关闭后才

能够启动);

2.停止按钮:控制电源的停止;停止后,相应的断电指示灯亮;

3.测试按钮:模拟架线绝缘下降,测试漏电保护是否有效;按下测试按钮,故障指示灯亮

蜂鸣器发出报警声。(点动按钮,停止触发可控硅;长按按钮不大于2秒,断开接触器。)说明:

1.测试按钮只能在漏电动作保护开时才能有效,在保护关时无效;

2.在保护开时启动测试按钮后,相当于在架线上人为地并上阻值为

3.3k的电阻,如果绝缘

动作设置值大于3.3k,此时系统应能进行漏电动作响应,进行断电,故障指示灯点亮,并发出声音报警,直至手动按下“消音键”以及“复位键”后才能消除故障,复位控制系统,重新启动系统。

注意:在保护开时,不能在绝缘动作设置值小于3.3k时按测试按钮。因为此时将不会响应漏电动作,可能烧坏集中控制器。

注:严禁带电开门。

图3

整流电源拒内部结构如图3所示:其中:

1.交流输入开关为输入三相交流电;直流输出开关为输出直流电;

2.控制器电源开关控制所有控制部分的供电,包括控制回路、集中控制器、液晶屏;

3.保护开关:通过旋转钥匙,旋转至右边为“保护开”,即漏电动作有效;旋转至左边为“保

护关”,即漏电动作无效;正常情况下,严禁将保护开关转到“保护关”的位置,这样将使装置失去漏电保护功能。当保护开关处于“保护关”状态时,该装置可作为一般的架线整流电源使用,但无漏电保护功能。

4.行程开关:只有把门板关闭时,行程开关响应,系统才能正常工作;

5.集中控制器:包括系统的电源模块、采集板、智能控制器等;

6.蜂鸣器:当故障时发出声音报警信号。

7 安装及调试

本设备安装于井下无滴水和粉尘侵入的硐室内,三相三线制输入,用电缆将三相电连接在本整流器的输入开关上口,将“直流输出开关”的输出通过电缆连接直流架线,安装时注意输出直流线的正负极性,红色为架线输出正极,黑色为架线输出负极。

设备安装完毕后,首先将“直流输出开关”拉到“关”(“OFF”)的位置,然后将“交流输入开关”推到“开”(“ON”)的位置,再将“控制电源开关”推向“开”(“ON”)位置,此时显示屏显示个参数。按下启动按钮后,检查显示屏相应参数是否正常,当按下测试按钮后设备发出声光报警,显示屏显示故障记录,按消音键后声音停止,按复位建后设备恢复正常。表明系统一切工作正常。

8 使用和操作

1.设备安装完毕后,首先将“直流输出开关”拉到“关”(“OFF”)的位置,然后将“交流输入开关”推到“开”(“ON”)的位置,再将“控制电源开关”推向“开”(“ON”)位置。此时应当按照“显示屏按键操作”检查显示屏各个状态,包括实时显示屏内的参数(如三相电压等)是否显示正常,系统处于“保护开”还是“保护关”模式下,显示时间日期是否正常,再查看故障值设置值和故障记录是否正常。

2.然后按下“启动开关”,设备电源运行指示灯亮,再检查显示屏的实时显示屏界面的架线电压是否正常;如果架线电压显示正常,将保护开关转到保护开的位置,此时可以按“测试”按钮,当设备声光报警漏电故障后,表示系统处于空载完好状态,按“复位键”使系统复位;

3.“直流输出开关”推到“开”(“ON”)的位置,接通负载,再检查显示屏的实时显示屏界面的架线电压是否正常。如果架线电压显示正常,此时可以按“测试”按钮,当设备声光报警漏电故障后,表示系统处于完好状态,按“复位键”使系统复位。系统可以开始正常工作了;

注:按测试按钮时持续时间不应小于1秒。

4.显示屏如图4所示,按相应显示内容进行操作。

图4显示屏

9 远端控制器使用说明

远端控制器实际上是一对共阴极的二极管。其电路原理及如图5所示。

图5远端控制器电路原理图

远端控制器中一只二极管的作用时为机车电机绕组续流。由于机车为感性负载,因此在系统可控硅关断后机车电流不会立刻下降为零,而会产生感应电流,若不加续流二极管,该感应电流便会经过可控硅构成回路,使可控硅无法正常关断,使得系统无法正常工作。加续流二极管后,感应电流便以续流二极管为回路进行续流。

远端控制器中另一只二极管的作用是防止反向测试电压通过架线机车构成回路产生误报。

在安装远端控制器时,将图5中的1号端子接机车的正极,2号和3号分别接架线的正、负极。

10 故障分析、排除与维修

装置出现故障由厂家维修,如果出现如下简单故障,可按下表处理:

11 运输和贮存

包装箱在运输、贮存过程中均不得受雨水侵袭。产品应放置在没有雨雪侵入的仓库中,且其空气流通和相对湿度不大于95%(+20℃±5℃),温度范围为-40℃~+60℃。在运输过程中,可以适当的降低温度,但须用户和制造厂协商。

12 注意事项

(1)严禁将输出开关的正负极接反。

(2)不得随意更改产品元器件的型号规格及其参数。

(3)严禁长时间过载使用。

a)注意保护整流器及其连接电缆以免损坏。

b)本设备保修期为一年。

c)因人为或不可抗拒因素而造成的破坏、未按本机工作条件安装使用、未按本机说明

书操作、未定期维护等符合上述条件之一而造成的损坏不属保修范围,详见保修卡。13装箱单

(1)DXKL□/□整流器及漏电保护系统1台

(2)使用说明书及保修单1份

(3)合格证1份

14联系方式

地址:天津市武清区黄庄工业区(104国道96公里处)邮政编码:301741

电话号码:022-********

15电气原理图(附后)

地址:天津市武清区黄庄工业区(104国道96公里处)邮政编码:301741

联系电话:022-********

出版日期:2009年5月15日

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