礦用隔爆兼本安型多回路真空電磁啟動器控制保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

摘要：礦用隔爆兼本安型多回路真空電磁啟動器(簡稱組合開關(guān))作為煤礦井下綜采及雙高工作面各種設(shè)備的啟動開關(guān)，漏電閉鎖性能良好,可選多種設(shè)備控制方式,保護(hù)與控制系統(tǒng)采用EMC兼容的IPC控制系統(tǒng),可實時顯示整個供電線路的狀態(tài),并完成漏電、過載、短路、缺相、瓦斯閉鎖等保護(hù)功能，適合于煤礦井下含有甲烷與煤塵混合物的爆炸性氣體環(huán)境中。關(guān)鍵詞：多回路真空電磁啟動器短路保護(hù)漏電閉鎖參數(shù)設(shè)置控制方式選擇控制系統(tǒng)1設(shè)備概述礦用隔爆兼本安型多回路真空電磁啟動器(簡稱組合開關(guān))作為煤礦井下綜采及雙高工作面各種設(shè)備的啟動開關(guān)能夠?qū)⒉擅簷C、刮板機、轉(zhuǎn)載破碎機和皮帶機等綜采工作面設(shè)備集中組合控制。在煤礦巷道有限空間內(nèi)使用和電氣設(shè)備管理方面有著很大的優(yōu)勢。1.1設(shè)備使用條件1.1.1使用交流電頻率50Hz，電壓至3300V，總電流至1800A。1.1.2海拔高度不超過2000米；環(huán)境溫度為-5℃～+40℃；空氣相對濕度不大于95%（25℃）；無強烈顛簸振動，與垂直面傾角不超過15°；含有爆炸性危險的甲烷，煤塵的空氣中，但無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和蒸氣。1.2防爆型式及標(biāo)志礦用隔爆兼本質(zhì)安全型“d”,防爆標(biāo)志Exd[ib]I。1.3主回路引入、引出裝置三路輸入四路輸出，全部采用3.3KV高壓電纜連接器，可穿入不大于Φ78mm的橡套電纜。2組合開關(guān)的保護(hù)類型及參數(shù)2.1過載保護(hù)表1過載保護(hù)過電流/額定電流動作時間復(fù)位方式復(fù)位時間(min)執(zhí)行單元1.052h不動作自動1r<3IPC1.2<20min自動1r<3IPC1.5<3min自動1r<3IPC6返回時間≥5s自動1r<3IPC2.2短路保護(hù)組合開關(guān)中的任意一動力支路出現(xiàn)短路電流時，該支路會保護(hù)跳閘，復(fù)位方式：通過屏幕操作復(fù)位。2.3斷相保護(hù)表2斷相保護(hù)過電流/額定電流動作時間復(fù)位方式復(fù)位時間(min)執(zhí)行單元任意兩相第三相1.00.9>2hIPC≥1.150＜1minIPC2.4漏電閉鎖表3漏電閉鎖主電路額定電壓單相漏電閉鎖動作3300V100+20%組合開關(guān)中保護(hù)參數(shù)可以通過顯示屏對控制程序中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置來完成。2.5組合開關(guān)基本參數(shù)設(shè)定組合開關(guān)正常運行之前需要設(shè)定一些控制性能的參數(shù)信息，這些設(shè)定需在自動化系統(tǒng)中設(shè)定，下面將逐步介紹（雙速電機為例）。下圖為電機參數(shù)設(shè)定頁面設(shè)定電機參數(shù):設(shè)定高低速電機參數(shù)或改變高低速之間的參數(shù)，需在設(shè)定畫面中單擊低速或高速來設(shè)定。點擊顯示IPC的過載保護(hù)倍數(shù)密碼與參數(shù)設(shè)定數(shù)字板保存按鈕實時和最高絕緣阻值的顯示缺相關(guān)閉按鈕A相、B相、C相，三相電流值的顯示激活三相電流值的顯示圖2(參數(shù)設(shè)定界面)設(shè)定電機參數(shù)前必須確保所有的隔離換相開關(guān)斷開。必須輸入允許設(shè)定或改變參數(shù)的密碼，在數(shù)字板上鍵入密碼并點擊保存，密碼被IPC驗證后出現(xiàn)以下頁面有額定電流與功率因數(shù)設(shè)定按鈕，按以下步驟操作：單擊額定電流按鈕在數(shù)字板上輸入電流值-------點擊保存按鈕單擊功率因數(shù)按鈕在數(shù)字板上輸入功率因數(shù)值點擊保存按鈕圖3(參數(shù)設(shè)定界面)（1）額定電流單擊額定電流按鈕(出現(xiàn)一條綠色激活線)，用數(shù)字板鍵入電流值(如65(A))，點擊數(shù)字板上保存鍵，點擊保存鍵后將出現(xiàn)一條綠色激活線，然后鍵入的電流值將輸入IPC并在可視化屏幕上顯示。如果一切正常綠色激活線將消失?，F(xiàn)在設(shè)定的電機M111的額定電流參數(shù)顯示在屏幕上。（2）功率因數(shù)單擊額定功率因數(shù)按鈕，在數(shù)字板上鍵入功率因數(shù)值(如0.86)，按下保存鍵現(xiàn)在屏幕上將顯示電機M111的額定功率因數(shù)。設(shè)定單速電機參數(shù)方法與上述步驟相同。（3）電壓報警值必須首先返回主菜單頁面選擇3.3kV電壓設(shè)定選項。然延時設(shè)定后將顯示以下頁面：按鈕激活線圖4(參數(shù)設(shè)定界面)電壓設(shè)定頁面中所涉及電壓值在出廠前已經(jīng)設(shè)定好，也可以根據(jù)需要改變設(shè)定，但是欠壓值(斷電值)必須高于2310.0V并且過壓值低于3960.0V。如果設(shè)定值過高或過低系統(tǒng)將不會接受。如想改變設(shè)定值，點擊圖4中的數(shù)字按鈕，選擇想要更改的數(shù)值，鍵入完新數(shù)值后點擊保存。如果一切正常，新數(shù)值將顯示在屏幕上。如有報警將在主界面顯示。顯示報警值將在主界面上3.3kV電壓顯示背后以閃動信號出現(xiàn)。（4）斷電值如發(fā)生斷電，主界面將出現(xiàn)一條閃動紅線，此時必須手動復(fù)位。用鼠標(biāo)點擊斷電激活線，將顯示3.3kV報警電壓設(shè)定頁面。此時輸入密碼可復(fù)位斷電故障。點擊斷電復(fù)位按鈕，鍵入密碼并保存。2.6控制方式的選擇在主界面中選擇控制方式,然后將顯示以下畫面：圖5(控制界面)2.6.1遠(yuǎn)端控制表示對各支路進(jìn)行單獨控制；雙速M111/M211表示同時上低速，然后同時切換高速。2.6.2雙速單回路表示根據(jù)各自設(shè)定的參數(shù)先上低速，然后根據(jù)各自設(shè)定的參數(shù)再切換到高速。2.6.3單速M111、雙速M211:表示M111為兩個單速電機，M211為一個雙速電機。2.6.4單速M211、雙速M111:表示M211為兩個單速電機，M111為一個雙速電機。3故障診斷與排除在主菜單中選擇故障記錄，進(jìn)入故障記錄界面，如下圖所示：圖6(故障界面)3.1采煤機閉鎖圖7(采煤機閉鎖)當(dāng)組合開關(guān)沒有接設(shè)備或設(shè)備（例如采煤機）出現(xiàn)閉鎖故障時，將導(dǎo)致分閘。3.2瓦斯閉鎖圖8(瓦斯閉鎖)當(dāng)起動器接受到外部瓦斯閉鎖信號時（信號為開），組合開關(guān)將處于閉鎖狀態(tài)并顯示如圖警示信息。3.3常見故障處理圖9(故障界面)3.3.1漏電閉鎖故障更換漏電閉鎖模塊；更換模塊后若仍然存在，檢查輸出側(cè)電纜和電機的絕緣。3.3.2過載故障（1）該故障在1—3分鐘內(nèi)自動復(fù)位，如該故障長時間存在則更換電流模塊。（2）鼠標(biāo)操作進(jìn)入電機參數(shù)設(shè)置界面，將過載倍數(shù)設(shè)置為1.5倍。3.3.3電機溫升故障檢查電機負(fù)載，然后應(yīng)該等電機冷卻后再開機。3.3.4短路故障出現(xiàn)該故障后，手動復(fù)位，然后合閘。如果不能復(fù)位，或者復(fù)位合閘后，該故障還存在，則應(yīng)更換電流模塊。更換過流模塊后若仍然存在，檢查線路。3.3.5缺相故障檢查三相電是否缺失，檢查電流模塊的電纜連接。3.3.6接觸器故障開關(guān)重新送電。如果該故障依然存在，則應(yīng)檢查故障支路接觸器是否出現(xiàn)觸頭粘連或是輔助觸點有障，更換接觸器。3.3.7電壓故障（1）過壓或者欠壓處理：點擊進(jìn)入“電壓設(shè)定菜單”，復(fù)位，如果仍存在，則檢查輸入側(cè)電壓情況（2）電壓顯示為0或者很小的值檢查220V熔斷器，如果燒損，更換熔斷器。更換后如果仍然存在，更換AC.220V/DC.24V開關(guān)電源。如果仍然存在，則更換電流信號變送器4結(jié)論綜上，組合開關(guān)具有強大的保護(hù)系統(tǒng)，通過事先科學(xué)的參數(shù)設(shè)定，可滿足井下綜采面不同設(shè)備的個性化集中控制，可實現(xiàn)對整個供電線路的狀態(tài)和設(shè)備的檢測和保