電子課件-《煤礦電氣設備維修技能訓練(第二版)》-A10-3319-模塊四煤礦用綜合保護裝置

1、1.熟悉電動機綜合保護器的結構與保護功能，理解保護器信號取樣電路與控制板電路工作原理。2.熟悉能夠獨立完成電動機綜合保護器的使用與動作電流整定工作，具有保護器保護動作判斷技能。學習目標課題一 電動機綜合保護器的使用 一、電動機綜合保護器的結構與接線 1用途 電動機綜合保護器是采用電子集成元件或微電腦控制的綜合保護裝置，安裝在電磁起動器中，對電動機實現(xiàn)短路、過負荷、單相斷線和漏電閉鎖等保護。常用的電動機綜合保護器有JDB和ABD8等系列，其中JDB系列電動機綜合保護器主要用于小容量電動機的保護，它具有保護功能全、體積小、壽命長、靈敏可靠等優(yōu)點，其規(guī)格型號有JDB80、JDB120（225）A、J

2、DB120（225）G型等。 JDB225A型電機綜合保護器采用電子集成元件，結構簡單，整個保護器為一整體，如圖所示。它主要由電源銅接頭，GTJ 固體集成塊（包括取樣器和控制板2部分），分擋電流粗調開關SA1,刻度電流調節(jié)波段開關 SA2，過載、短路及漏電試驗轉換開關，控制接線端子3、4、9、33等組成。 JDB225A型電動機綜合保護器外形圖 JDB系列電動機綜合保護器接線如圖所示。 JDB系列電動機綜合保護器接線圖2接線方法 圖中控制板的4、9端子分別與電磁起動器中控制變壓器的相應端子連接，由36V交流電源供電；控制板的3端子接起動器控制回路線圈，33端子通過接觸器 電動機綜合保護器固體集

3、成塊的取樣器由電流互感器、信號變換電路和整定電路等組成。圖所示為JDB系列電動機綜合保護器中的取樣電路。二、電動機綜合保護器的取樣與整定1故障信號的取樣JDB系列電動機綜合保護器中的取樣電路圖 取樣電路的作用是獲得電動機運行過程中的短路、過負荷和單相斷線保護信號電壓，并實現(xiàn)動作電流的整定。 當電動機發(fā)生一相斷線（如L1相斷線）故障時，電流互感器 TA1無輸出，但其他兩相的電流互感器TA2、TA3仍有信號輸出。此電壓的正端除可以繼續(xù)由 a 點輸出外，還可以經(jīng)L1相的電阻R7和二極管 VD8加到b端；電壓的負端則通過二極管 VD6、VD7 加到 C 端，為此在 b 、c 兩點之間便得到一個電壓，這

4、個電壓就是一相斷線故障的信號電壓。 2動作電流的整定 為能調節(jié)過負荷和短路保護的動作電流，在每相電流互感器的二次側并聯(lián)有2個負載電阻，并用轉換開關SA1進行轉換，以實現(xiàn)動作電流的粗調。為實現(xiàn)細調，在a、c兩點間串聯(lián)有11段電阻R10R20，用轉換開關SA2進行調節(jié)。 本裝置動作電流可根據(jù)被保護電動機的容量進行整定。如果電動機額定電流在保護裝置的低擋，則將其分擋電流粗調開關SA1調到低擋；若電動機額定電流在高擋，則將開關SA1調到高擋，以實現(xiàn)動作電流的粗調。 通過刻度電流調節(jié)波段開關SA2改變a點在 11 段電阻（R10R20）上的位置，則可實現(xiàn)動作電流的細調。實際生產中，也可采用鉗形電流表對電

5、動機的正常負荷電流實測，以選取合適的保護整定值。整定電流的具體分檔見表。型號分檔電流/A刻度電流/A1234567891011JDB120306030333639424548515457606012060667278849096102108114120JDB22555110556065707580859095100110110220110120130140150160170180190200220整定電流分檔值表 三、電動機綜合保護器的功能與試驗 1保護器的保護功能 下圖示為JDB120（225）G型電動機綜合保護器控制板的電氣原理圖。JDB120（225）G 型電動機綜合保護器控制板的電路圖

6、 電動機額定工作狀態(tài)時，由轉換開關SA2輸出的直流信號電壓為5V，經(jīng)電位器RP2分壓后，加于N1非門的13端和3端的電壓低于它們的門坎電壓（3.8V），因而N1非門的2端與6端輸出低電位，二極管VD3、VD4把經(jīng)過R8、R9的信號電壓鉗位在低電位，電容器C4不能充電，N1非門的11端輸入低電位，8端也輸出低電位。此時V6未被擊穿，信號電壓經(jīng)RP2、RP3；和R6的衰減，輸送到N2門1端時的電壓已很低，所以N2門4端的輸出也是低電位。（1）正常運行 當電動機負載電流超過其額定值的1.2倍時，由轉換開關SA2輸出的信號電壓為6V。 當電動機過負荷1.5倍時，N1門6端也輸出高電位，VD4截止，過負

7、荷信號經(jīng)R8、R12低阻值電阻向C4充電，因而動作延時減小；當出現(xiàn)6倍額定電流過負荷時，信號電壓擊穿V10，則經(jīng)R8向C4充電，使動作延時縮短到616s，從而獲得反時限的過負荷保護特性。（2）過負荷保護 當短路電流達到或超過8倍額定電流時，由轉換開關SA2取得的信號電壓將擊穿V5，并經(jīng)R2、V6、RP1、R6對C3充電。經(jīng)過250ms使N2門1端的輸入電壓超過它的門坎電壓，因而N2門4端輸出高電位，促使N2門的10端輸出低電位，V4截止，繼電器K釋放。實現(xiàn)短路保護。 (3) 短路保護 （4）一相斷線保護 當電動機主電路出現(xiàn)一相斷線時，取樣器的b、c端輸出信號電壓U。，將穩(wěn)壓管V8擊穿，三極管V

8、3飽和導通。由于此時V3的集電極輸出低電位，使N2門的5端輸入低電位，6端輸出高電位，而使電容器C6充電。經(jīng)過一段充電延時，C6的充電電壓使N2門11端的電壓高于門坎電壓，因而N2門10端輸出低電位,V4截止，繼電器K釋放，起動器跳閘。實現(xiàn)一相斷線保護。 （5）漏電閉鎖保護 一旦輸電線路和電動機繞組的對地絕緣電阻降低到規(guī)定的漏電閉鎖動作電阻值時，N2門9端的電壓將低于其門坎電壓,8端輸出高電位，N2門10端輸出低電位，V4截止，繼電器K釋放，起動器不能起動，實現(xiàn)漏電閉鎖保護。 2電動機綜合保護器的試驗 保護器上裝有試驗開關共有四個位置，可分別進行短路試驗、過載試驗、斷相試驗和漏電閉鎖試驗。 1

9、保護器的使用檢查 對正常使用的電動機綜合保護器工作性能要進行定期檢查。四、綜合保護器的使用檢查與動作判斷 2保護器保護動作判斷 當電動機綜合保護器發(fā)生保護動作后，可以根據(jù)保護器保護動作現(xiàn)象，判斷被保護電動機發(fā)生的故障類型。JDB系列電動機綜合保護器保護動作的判斷見下表。表42 JDB系列電動機綜合保護器保護動作的判斷序號保護動作現(xiàn)象故障種類1電磁起動器在一段時間內沒有工作而不能啟動漏電閉鎖2起動器在工作時出現(xiàn)跳閘，且跳閘后經(jīng)一段延時又能起動，起動后仍能正常運行過載故障3起動器在工作時出現(xiàn)跳閘，且跳閘后經(jīng)一段延時還能起動，起動后經(jīng)一定時間再次跳閘停止斷相故障4起動器工作時發(fā)生跳閘并且不能再次起動

10、短路故障1.熟悉照明信號綜合保護裝置的結構特點、主要性能及工作原理。2.具備獨立完成照明信號綜合保護裝置使用與維護的基本工作技能。學習目標課題二 照明信號綜合保護裝置運行與維護 一、照明信號綜合保護裝置的結構特性 1結構特點 照明信號綜合保護裝置是將干式變壓器、控制開關及保護裝置等組合在一起，用于煤礦井下127V照明及信號負載的供電電源控制以及短路、漏電等保護的綜合型防爆電氣設備。下圖所示為ZBZ2.5（4）礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置的外形結構圖。ZBZ2.5（4）型照明信號綜合保護裝置外形結構圖1電纜接線箱 2銘牌 3觀察窗 4防爆標志 5前蓋 6電纜接線嘴 7隔離開關于柄8隔離開關與前

11、蓋的閉鎖螺栓 9短路試驗按鈕 10漏電試驗按鈕 11底架2主要電氣元件及作用 ZBZ4礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置電氣原理圖，其主要電氣元件及作用見下表。 ZBZ4型照明信號綜合保護裝置的主要電氣元件及作用表序號元件名稱元件符號作用1隔離開關QS正常情況下隔離電源，不允許帶負荷進行分合閘；故障狀態(tài)時，可手動分斷6倍主變壓器的額定電流3次2熔斷器1FU、3FU主變壓器和控制變壓器短路保護3熔斷器2FU127V系統(tǒng)的后備短路保護4交流接觸器CJ用于控制127V負荷的通斷5電流互感器TA用于照明和信號系統(tǒng)短路保護的信號取樣6主變壓器和控制變壓器T、TC為127V系統(tǒng)和低壓保護裝置提供電源7電子線路

12、板插件 由電子器件組成，用于實現(xiàn)保護裝置的各項功能8控制試驗按鈕1SB、2SB用于控制負荷的接入和分斷，并進行短路、漏電試驗9發(fā)光二級管 V31V35用于正常工作和故障的狀態(tài)指示10直流繼電器K保護電路的執(zhí)行元件 ZBZ4礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置的電源可取自1140V或660V供電系統(tǒng)，其輸出的127V電壓作為照明及信號負載電壓，具有短路、漏電保護和電纜絕緣監(jiān)視等綜合功能，其電氣線路主要包括主電路、控制電路、保護電路等幾部分，如下圖所示。二、照明信號綜合保護裝置工作原理ZBZ4礦用隔爆型照明信號綜合保護電氣原理圖 由三相隔離開關QS，主變壓器T，一次側熔斷器1FU，二次側熔斷器2FU，交

13、流接觸器KM等組成，用以實現(xiàn)電壓的變換及電源的通斷。1主電路2控制電路 （1）穩(wěn)壓電源電路 來自控制變壓器TC二次側25V交流電壓，送入電子線路插件板上的穩(wěn)壓電源電路，經(jīng)整流橋VC整流、電容C1濾波、三端集成穩(wěn)壓器E穩(wěn)壓后，輸出18V直流電壓，作為保護電路的穩(wěn)壓電源。 （2）照明短路保護電路 由555N集成電路A1、電阻R2R7、電容C4、C5、二極管V1、V3、V4、穩(wěn)壓管V21組成。正常運行時，電流傳感信號電壓不足以使A1翻轉動作。3保護電路（3）信號短路保護電路（4）漏電保護電路（5）電纜絕緣監(jiān)視電路 合上隔離開關QS，按下控制回路中的試驗（停電）按鈕SB2即可檢測保護功能是否正常。4動

14、作試驗電路 （1) 短路動作試驗。按下SB2，其常開觸頭34閉合，此時短路動作試驗回路為：電源（+18V）插座端子B8SB2（34）SB1常閉觸頭TA1、TA2（TA3）插座端子B17、B18（B19）V3、V4（V6）R7、R6(R15、R14)R5（R13）電源（0V）。 （2）漏電動作試驗。按下SB2，其常開觸頭78閉合，此時漏電動作試驗回路為：電源（+18V）V13KM常閉觸頭主接地極PE大地輔接地極PE1PE1SB2（78）R33R32V12R27R26R25電源（0V）。電阻R25上的試驗電壓使A4翻轉，輸出端由高電平突變?yōu)榈碗娖剑琄吸合，其常閉觸頭K斷開，指示燈V35亮，表示漏電

15、保護功能正常。（5）電纜絕緣監(jiān)視電路 三、照明信號綜合保護裝置的使用與維護 1使用接線 該裝置出廠時主變壓器是按1140V/133V方式接線的。如用于660V電網(wǎng)，需將主變壓器取出，按圖所示方法進行重新接線。主變壓器接線圖 電纜的連接按圖中各相應端子進行連接。電纜護套穿入接線室長度為515mm，要求接線緊固可靠，絕緣良好，符合工藝標準。127V照明信號綜合 保護裝置電纜接線圖 試驗方法：閉合 QS，按下SB1 接通主電路。在按下SB2 后接通短路和漏電試驗電路，當裝置的短路保護及漏電保護功能均正常時，各相應的發(fā)光二極管應給出信號指示，并且KM 釋放， 表明動作正常。若松開SB2后，發(fā)光管仍繼續(xù)

16、發(fā)光，則表明各保護電路自鎖功能正常。反之則說明相應于不發(fā)光二極管的保護電路自鎖功能失靈。2保護試驗 當使用中如出現(xiàn)誤動或按下試驗按鈕拒動時，可更換插件板再試。每班做 1 次保護性能試驗。使用中的本裝置應進行定期檢查。接觸器KM觸頭有一定使用壽命，損壞嚴重時要及時更換。 3日常維護1.熟悉礦用帶式輸送機保護裝置的結構與保護功能，理解帶式輸送機保護裝置電路工作原理。2.能夠獨立完成礦用帶式輸送機保護裝置的使用與維護工作，具有保護裝置常見故障判斷技能。學習目標課題三 礦用帶式輸送機保護裝置的使用 一、礦用帶式輸送機保護裝置的結構與操作 1結構特點 礦用帶式輸送機保護裝置是一種采用微計算機和傳感器技術

17、，實現(xiàn)對煤礦井下帶式輸送機全面監(jiān)控和保護的綜合保護裝置，如下圖所示為KHP168型礦用帶式輸送機保護裝置的外形圖。KHP168型礦用帶式輸送機保護裝置的外形2顯示窗口顯示面板 在電控箱的本安腔正面，由漢字液晶顯示器和平面發(fā)光器件組成的顯示單元，可以非常直觀地指示各種故障的種類和運行參數(shù)。如圖所示。 電控箱正面有“起車”、“停止”、“通話”、“打點”四個按鈕。電控箱左側面設“確定”、“退出”兩個按鈕，右側面設“移位”和“增加”兩個按鈕。根據(jù)漢字液晶顯示器的菜單提示，可對電控箱的運行參數(shù)進行設定。3.按鈕操作二、工作原理 KHP168型礦用帶式輸送機保護裝置電控箱原理框圖如下圖所示，其核心是一個微

18、控制器MCU（單片機）。KHP168帶式輸送機保護裝置電控箱原理框圖三、安裝接線1.電源腔接線隔爆腔接線圖電源腔接線如圖415所示，采用的電纜為三芯或四芯的礦用阻燃橡套電纜，電纜外徑為1014，線芯截面不小于2.52。2.本安腔接線本安腔接線圖 本安腔接線如圖416所示，電纜外徑為采用的電纜為三芯或四芯的礦用阻燃橡套電纜，電纜外徑為610，也可用通訊電纜。 四、參數(shù)設定 1工作模式設定（1）停止模式（2）單機模式 （3）主控模式（4）集控模式基本參數(shù)設定主要包括：（1）密碼修改設定：4位密碼 （2）本臺臺號設定：099 （3）自保延時時間：099S （4）速度滾筒直徑：0999MM （5）速度

19、保護上、下限：0.09.9M/S（6）張力保護上、下限：0.58T（7）延時起車時間：0999S（8）延時停車時間：0999S（9）起車預警時間：0999S（10）主副電機延時：060S2基本參數(shù)設定3.廠家參數(shù)設定4.集控模式設定 工作模式設定方法是：同時按下左側的“確定”、“退出”和右側的“移位”和“增加”四個按鈕并保持3秒種以上，然后松開四個按鈕，液晶顯示器由正常顯示狀態(tài)切換到“密碼驗證”頁面，并提示輸入密碼。密碼輸入正確后，進入“參數(shù)設置”頁面如下圖示。 通過右側的 “移位”按鈕可以選擇“1、模式設定” “2、基本設定”“3、廠家設定”等參數(shù)組，在這里選擇“1、模式設定”，然后按左側的“確定”鈕，即進入“參數(shù)設置”頁面下的“模式設定”頁面，如下圖示。操作中途按左側的“退出”鈕，即終止設置操作，保持原有設置并返回正常顯示。五、運行調試1.調試2. 運行維護六、故障檢修表46 KHP168帶式輸送機保護裝置常見故障及處理方法種類故障現(xiàn)象故障原因處理方法安裝故障送電后電源指示燈不亮，接線腔內12V沒有1.36V（或127V）沒有引入2.保險絲斷1.檢查引入2.更換按起動按鈕有預警聲