煤矿电工学第五章

1、第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制第一节矿用隔爆移动变电站第二节组合开关第三节电牵引采煤机电气控制系统第四节连续采煤机电气控制系统第五节重型输送机电气控制系统第六节液压支架的电液控制系统第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制2022-6-162022-6-162022-6-162第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制高产-规模为300万吨年以上，均为一井一面。安全-矿井生产系统的监测监控装置及通信先进可靠，自动化程度高，操作维修简易方便，工作面安全设施齐全，安全状况良好，百万吨死亡率接近于零。高效-采、掘、运

2、和支护设备功率大、效率高，工作面推进速度快，工作面长度和平巷走向长度大 高产高效矿井高产高效工作面供电、控制系统特点 变压器容量大 向工作面供电变压器中性点为小接地电流方式，减少故障时接地电流 电压等级高 变压器一、二次侧均真空断路器，有保护、试验、直观的故障查询系统. 控制负荷的组合开关可同时控制多台电机. 全面使用微机控制技术，增强设备功能2022-6-162022-6-162022-6-163第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、移动变电站的组合方式二、移动变电站各部分的作用第一节矿用隔爆移动变电站2022-6-162022-6-162022-

3、6-165第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制用途:综采工作面的供电 发展方向:大容量、多功能组合 最大容量移动变电站超过3000kVA,一次电压最高12.5kV, 二次侧电压最高 5KV，与多个馈电开关组成动力中心；与组合开关组成负荷中心 第一节 矿用隔爆移动变电站图5-1 矿用隔爆型移动变电站外形图1-隔爆高压配电装置；2-隔爆干式变压器；3-隔爆低压自动馈电开关2022-6-162022-6-162022-6-166第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、移动变电站的组合方式第一种 组合方式隔爆变压器的高

4、压侧采用FB-6型隔爆高压负荷开关，低压侧采用DZKD型或BKD型、KDZ型等隔爆低压自动馈电开关。 优点:结构简单,低压自动馈电开关具有漏电保护 缺点:高压负荷开关不能分断故障电流 ,高压侧的短路、过载与漏电保护还需在前级设置高压配电开关承担 ,变压器低压绕组至自动馈电开关间一旦发生漏电，自动馈电开关无法实现保护。 2022-6-162022-6-162022-6-167第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制第二种 组合方式隔爆变压器的高压侧采用BGP41-6型或GKDZ-200/6型隔爆高压真空配电装置，低压侧采用BXB-800/1140型隔爆低压保

5、护装置。 优点:变压器二次绕组发生漏电，可使高压断路器动作，从而消除了这一保护盲区 缺点:利用高压配电装置通断负荷和切断短路会产生较高的过电压，容易使电路绝缘薄弱处击穿 2022-6-162022-6-162022-6-168第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制第三种组合方式隔爆变压器的高压侧采用隔爆高压真空配电装置，负责高压侧的控制、保护以及变压器二次绕组的漏电保护；低压侧采用隔爆自动馈电开关，负责负荷的通断及低压侧的各种保护。 优点:可直接与组合开关及其它控制设备相连，形成负荷中心。该种组合既保留了第二种组合的优点，又克服了其缺点。缺点:设备投资较

6、大 2022-6-162022-6-162022-6-169第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制二、移动变电站各部分的作用2022-6-162022-6-162022-6-1610第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1.隔 爆 高 压 开 关 箱 -1 ) 主 回 路 隔离开关 位于开关箱上部的隔离开关室内，实现检修时隔离电源。它有接通（ON）、断开（OFF）和接地（EARTH）位置，由于隔离开关没有灭弧装置，为此隔离开关与外盖和断路器1QF实现闭锁：断路器处于合闸位置时，隔离开关不能分合，防止带负荷操作隔离开

7、关；当隔离开关不在接地位置时，外盖不能打开；只有将隔离开关置于接地位置时，变压器绕组中的高压静电被接地释放，方可打开外盖，从而防止带电检修。 位于开关箱下部的断路器室内，实现高压电源的通断。采用六氟化硫作为灭弧介质，不易电离产生电弧，灭弧能力强，触头寿命长，减少维护工作。具有电磁脱扣机构和弹簧辅助手动操作机构或电动操作机构。手动合闸时，将箱体左侧合闸手柄插入断路器合闸轴，逆时针旋转180，在压力弹簧的作用下断路器自动闭合，将6 kV高压送入隔爆变压器。手柄在返回弹簧的作用下返回原位，并可取出。电动合闸时，按下前门上按钮盖下面的合闸按钮，合闸电动机运行，带动压力弹簧合闸。也可以采用远方合闸按钮实

8、现遥控。分闸时，将位于前门的跳闸插杆顺时针转动，使脱扣机构脱扣，断路器跳闸，切除隔爆变压器高压电源。六氟化硫断路器 2022-6-162022-6-162022-6-1611第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2）保护与监测回路（1）电压互感器和电流互感器二次回路 用于提供主回路电压和电流信号。电压互感器位于断路器室底部，并联于主回路。它将6kV高压电变为110V向仪表和保护装置提供高压信号并兼作保护回路的电源。电流互感器位于断路器室上部，串联在主回路上，其二次侧向固态继电器JSC300和电流表提供主回路电流信号。有三个电流互感器用来提供三相主回路的电

9、流信号，一个零序电流互感器用来提供漏电电流信号。（2）欠压脱扣线圈和电磁脱扣线圈 用于实现保护时的跳闸。欠压脱扣线圈接于电压互感器二次侧当主回路电压低于额定电压70%时，欠压脱扣线圈动作，断路器脱扣、跳闸。电磁脱扣线圈与JSC300保护单元相连，当短路、过载、漏电等保护动作时，接通该线圈，使断路器脱扣、跳闸。2022-6-162022-6-162022-6-1612第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（3）低气压传感器 用于实现低气压保护。当六氟化硫断路器中的六氟化硫气体减小时，其灭弧能力将大为降低。为此设置低气压保护。设有两个压力传感器：一个是低气压

10、报警传感器，当断路器出现漏气故障，气体压力降低至第一个整定值时，报警传感器动作，使JSC300固态继电器中信号指示的低气压管闪光，发出报警信号，此时断路器仍可工作，但需要找出漏气原因并消除；另一个是低气压跳闸传感器，当气体压力降至第二个整定值时，跳闸传感器动作，使欠压脱扣线圈失电，断路器跳闸，同时低气压管连续亮。此时，需消除漏气点，并通过充气阀门补充六氟化硫气体至正常值时方可继续工作。2）保护与监测回路2022-6-162022-6-162022-6-1613第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（4）固态保护单元 用于实现过载、短路和漏电故障的保护，并

11、可监测和显示系统电压、电流。固态保护单元位于断路器室的前部，是一个JSC300固态继电器，由JSC30JSC33四块印刷电路板组成。JSC30印刷电路板是整个保护单元的核心 JSC31是一个设定和信号显示电路板 JSC32是一个电压电流显示电路板 JSC33是一块按钮开关板 2022-6-162022-6-162022-6-1614第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（5）过压保护装置 由于六氟化硫断路器的灭弧能力很强，同真空断路器一样，断路时也会产生操作过电压，为此必须设过电压保护。该过电压保护装置是由一个火花间隙与非线性电阻RV串联组成。火花间隙一

12、端接电网，另起一段经非线性电阻接地。在正常电压下，火花间隙不被击穿，保证电网的对地绝缘；当出现过电压时，火花间隙击穿经非线性电阻对地放电，从而释放了过电压。非线性电阻的阻值随电压成相反变化：过电压时，电压远高于正常值，非线性电阻的阻值变得很低，有利于过电压的释放；而过电压释放后，电压减小恢复正常，非线性电阻阻值变高，限制正常电压对地短路电流的产生，在短路电流第一次过零点时，便很容易被火花间隙隔断，恢复电网的对地绝缘。2022-6-162022-6-162022-6-1615第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2.隔爆低压开关箱 1)主回路（同高压，略）

13、2）保护监测回路（1）高灵敏漏电保护NUGEL33高灵敏接地保护单元 该单元实现低压配电线路的漏电闭锁和漏电保护。漏电闭锁采用的是附加直流电源保护原理。附加直流电源由电压互感器二次侧交流，经桥式整流电路产生。当低压配电线路不工作，低压开关箱中的隔离开关2QS闭合而断路器2QF未闭合时，接在2QS后面的附加直流电源有电，该电源经漏电继电器和三相电抗器接入三相电网和地之间（即电网对地绝缘电阻两端），监视电网对地绝缘电阻。当配电线路发生漏电时，绝缘电阻下降（小于20k），直流监测回路电流增加，使漏电继电器动作，其接点断开欠压脱扣线圈，断路器因脱扣无法合闸，实现漏电闭锁。2022-6-162022-6

14、-162022-6-1616第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制TML33高灵敏漏电继电器 该继电器主要解决隔爆变压器T低压侧至配电总开关2QF之间的漏电保护盲区。它也采用零序电压保护原理，但与上述漏电保护不同之处有三：一是零序电压信号来自变压器中性点对地电压（即变压器中性点接地电阻RO两端的电压）；二是漏电继电器动作时，其接点必须断开高压侧断路器1QF的欠压脱扣线圈，通过1QF跳闸切断隔爆变压器T的电源；三是漏电继电器动作须经过延时，目的是在低压配电线路发生漏电时，先让低压线路漏电保护动作，从而实现漏电保护的选择性，只有当低压线路漏电保护拒动时，经延

15、时后该保护动作，保证了漏电保护的可靠性。2022-6-162022-6-162022-6-1617第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（2）相敏保护过载保护 相敏保护 缺相保护 信号显示 由负载侧主回路上的三个电流互感器二次侧提供相电流信号，三相电压互感器二次侧提供相电压信号，实现短路保护、过载保护和缺相保护。 只有在排除故障后，按下复位按钮，方可解除上述各闭锁，重新合闸。2022-6-162022-6-162022-6-1618第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制本节小结矿用隔爆移动变电站作用：向综采工作面供

16、电。组成：隔爆高压负荷开关+隔爆变压器+隔爆低压自动馈电开关 隔爆高压配电箱+隔爆变压器+隔爆低压综合保护装置 隔爆高压配电箱+隔爆变压器+隔爆低压自动馈电开关功能：隔爆高压负荷开关空载通断变压器； 隔爆高压配电箱带载通断变压器，变压器过流、过压、 欠压、漏电、绝缘检测等保护； 隔爆变压器将高压变为低压供电； 隔爆低压综合保护装置低压线路过流、欠压、漏电保护 隔爆低压馈电开关通断低压线路，低压线路过流、欠压、 漏电保护 2022-6-162022-6-162022-6-1619第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制思考题与习题5-1高产、高效工作面供电与

17、控制系统的特点是什么？5-2矿用隔爆移动变电站有哪几种组合方式？各种方式有哪些功能和特点？5-3英国1500 kVA移动变电站低压侧为什么设两种漏电保护？设自动重合闸有什么好处，但在何种情况下应禁止使用？2022-6-162022-6-162022-6-1620第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、KBZ-2型8组合开关二、其他组合开关简介第二节 组合开关2022-6-162022-6-162022-6-1622第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制第二节 组合开关组合开关又称负荷控制中心，是由多个真空接触器及

18、其驱动器组成的多功能开关，新型的组合开关都以可编程控制器为控制中心，通过驱动器控制真空接触器，即可独立驱动对应的电动机工作，也可实现多台驱动器之间的程序控制，使各对应驱动的电机按约定的程序工作；此外还具有完善的保护系统、试验监测系统、状态显示与故障查询系统 2022-6-162022-6-162022-6-1623第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、一、KBZ-2KBZ-2型型8 8组合开关组合开关 KBZ-2型8组合开关有四个工作回路，每一回路有一套CPU控制保护组件。具有过载、短路、断相、漏电闭锁保护功能，每一回路分为二个工作支路，共有八个工作

19、支路。每工作支路有单独的先导控制保护功能，单独启动各种机电设备；还能多个支路按自动控制，实现按顺序延时启动、按顺序延时停车，并且能按启动电流变化由低速自动转换到高速启动双速运输机，从而实现对采煤工作面所有机械的联合控制。具有485标准接口，可实现通讯功能。该开关可以根据用户要求另加127V煤电钻综保和照明综保回路实现对煤电钻、照明及信号控制和保护。2022-6-162022-6-162022-6-1624第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1结构组成 KBZ-2型8组合开关结构示意如图所示。外壳由A3钢板焊接而成的隔爆外壳。上部左右两侧有起吊钩，下有牵

20、引环并固定在600mm轨距的平车上，开关箱分为输入接线箱、输出接线箱、主箱三个部分组成。2022-6-162022-6-162022-6-1625第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制 1）输入接线箱位于右侧，6个电源进线嘴，2个通信进线嘴，箱内左侧安装穿墙接线柱。 2）输出接线箱位于左侧，8个负荷出线嘴，12个控制出线嘴，箱内右侧安装穿墙接线柱。并装有本质安全电压转换器组件如图5-4，可将开关输出的控制电压转换成本质安全型电压，以保证安全生产。2022-6-162022-6-162022-6-1626第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高

21、效矿井的采区供电及电气控制3）主箱主箱正面为快开门。快开门装有机械及电气闭锁机构如图所示，主箱快开门的右侧有四只隔离换相开关的操作手柄和煤电钻、照明回路的隔离开关，只有当所有隔离开关手柄都搬至零位断电后，机械闭锁机构解锁，主箱快开门才能打开，以保证安全。主箱后面有一防爆门， 打开后可安装维修隔离换相开 关和照明变压器。在快开门的 内侧装有保护及控制组件。在 快开门上方设有四个观察窗， 窗内上方设有液晶屏、下方设 有数码管和指示灯。2022-6-162022-6-162022-6-1627第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（1）主回路元件 主回路如图所

22、示，4个回路中各有一个隔离换相开关Q101Q401,位于主箱内右侧，每台隔离换相开关电源侧通过穿墙接线柱与进线电缆U、V、W连接，负荷侧通过电缆与本回路两个真空接触器K111、K121相接，真空接触器的负荷侧装有电流互感器030（040）和电抗器010（020），通过电缆与相应的穿墙出线柱相接。在输出线柱上接有阻容吸收装置。2022-6-162022-6-162022-6-1628第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（2）辅助回路元件 辅助回路电源。主腔底部装有四台控制变压器一次侧来自该回路隔离开关负荷侧的两相线，二次侧220V向真空接触器的线圈供电。

23、36V向中间继电器线圈供电，另一端0V则通过隔离换相开关上和箱门上的机械闭锁开关S005/S006送出，箱门一开或换相器手把一提起0V就被切断，造成了断电，负荷跳闸，实现了断电开箱、换相开关无负荷和急停操作。2022-6-162022-6-162022-6-1629第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制（2）辅助回路元件 CPU回路。门内装4个CPU及其外围元件： 输入：DY端-T120 AD端-L1L3 AN端-WK1WK6 输出：SK端-显示器CPU1-1、CPU1-2触点2022-6-162022-6-162022-6-1630第五章第五章 高产高

24、效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2工作原理 1）单支路先导控制用先导线（L线）实现远方控制，用于工作面设备的单独控制。 （1）准备接线。如图：K111主触头出线端接电动机实现对电动机控制。控制回路CPU的输入端经X2-1、L线接采煤机开关和终端元件到地X2-2端与X2-22 端短接，为中间继电器K112接通做准备；开关选择。K11打 至“L”，使K11的1、 3端断开，为K117控制K112线圈做准备。2022-6-162022-6-162022-6-1631第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1）单支路先导控制（2）通电合上

25、图中Q101，主回路电源接通，T110得电，接通辅回路220v、36v：K114线圈回路得电。下图中K114的33、34触点及43、44触点闭合接通检漏回路：CPU的J107-14端K114触点K111常闭触点010电网V相；CPU得电。输出电压经J107端子和检漏回路接至电网，经J110-2端子接地，相当于给电网对地绝缘电阻附加一个直流电源，如电网漏电，绝缘电阻下降，回路电流增大，此时CPU1-1为断开状态，实现闭锁；如未漏电，则CPU1-1闭合，允许启动。2022-6-162022-6-162022-6-1632第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制

26、1）单支路先导控制（3）启动按采煤机开关，经J107-8给CPU一个启动信号，CPU的LK闭合，接通K117线圈，其13、14触点闭合，接通K112线圈;K112的13、14触点闭合通K111线圈：K111的主触头闭合，接通采煤机电动机；K111的常闭触点22、21断开检漏回路， 防止交流串入CPU回路。K112的24、23触点合，经J107-2给显示插件：显示主回路启动。K112的43、44触点闭合，短接延时继电器D112。K112的61、62触点断K114线圈K114的33、34，43、44断开检漏回路，加强绝缘和双重保护。2022-6-162022-6-162022-6-1633第五章第

27、五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1）单支路先导控制（4）停止断开采煤机开关，CPU无信号，Lk断开K117线圈，其触点断开k112线圈，K112触点断开k111，K111的主触头断开主回路，使采煤机断电。2022-6-162022-6-162022-6-1634第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2）单支路手动控制单支路手动控制用于工作面平巷设备的单独控制。 （1）准备接线。如图，所有81-82端子间的短接线不动。控制回路接线如图5-9所示：K111的33、34常开触点经X2的5、6端与外接启动按钮并联，经二极管和

28、停止按钮接至本安一的01、02端；本安一的2端经X2-2端接至K112线圈的下口。图5-6中Kl22的81、8 2端短路线摘掉。开关选择。图5-7的K11不打至“L”：K11的1、3端闭合，为K112接通做准备；K15打至“手动”其1、3触点断开。2022-6-162022-6-162022-6-16第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制 （2）通电。同先导控制通电。 （3）启动按下启动按钮，本安一的01、02接通管，经光电耦合使其光敏二极管导通，接通K112线圈回路电源，以后同先导控制：K112的触点接通K111线圈，K111主触头接通主回路k111的

29、33、34端闭合起自锁作用。 （4）停止按下停止按钮，本安一的01、02断开管，其光敏二极管断开k112线圈，最终断开k111，采煤机断电。2）单支路手动控制2022-6-162022-6-162022-6-16第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制3）双支路手动控制用于双速电动机拖动的刮板机手动控制。低速启动后手动转高速运行，停止低速。高速运转时不能直接转低速，只有停车后，经延时方可重新启动低速。 （1）准备接线如图示，图5-6中Kl22的81、8 2端短路线摘掉。开关选择。图5-6中K11不打至“L”其1、3端闭合，为K112接通做准备。图5-7中K

30、15打至“手动”其1、3触点断开。 （2) 通电。 同先导控制通电。2022-6-162022-6-162022-6-1637第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制3）双支路手动控制 （3)低速启动。按低启钮，接通01、02端管，经光电耦合本安一的2、222端光敏二极管通，经D112延时通K112线圈电源，其触点接通K111线圈，K111的主触头接通低速绕组，电动机低速启动；同时K111的33、34触点闭合，实现自锁。2022-6-162022-6-162022-6-1638第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制3

31、）双支路手动控制 （4)高速运行。按高启钮，本安01、03端管接通，经光电耦合3、222端光敏二极管导通，经D122延时接通K122线圈电源，K122触点81、82断开切断K112线圈，低速停车；同时其13、14触点合，接通K121线圈K121主触头接通高速绕组，电动机高速运行；K121的33、34触点合，自锁。 （5)停止。按停止钮，断本安01端两个管而断开K112、K122线圈电源其触点断K111、K121线圈，接触器主触头断低速、高速绕组，电动机停。2022-6-162022-6-162022-6-1639第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制4）

32、双支路自动控制用于双速电动机拖动刮板机自动控制。低速启动后根据电机电流自动转高速运行，停止低速。高速运转不能直接转低速，只有停车CPU自动复位方可。 (1) 准备接线。主回路接线同图5-10。控制回路接线如下图：开关选择。K11、K12不打至“L”：为K112、K122线圈接通做准备。K1 5拨在自动侧：使CPU为程序控制；使本安一3端与电源0V端接通。一支路选速拨动开关拨在低侧并按电机低速额定电流设置，为低速启动做准备；二支路拨在高侧并按电机高速额定电流设置，使电流下降到1.2倍额定电流自动延时闭合。2022-6-162022-6-162022-6-1640第五章第五章 高产高效矿井的采区供

33、电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制4）双支路自动控制(2)通电。同先导控制通电。(3)低速启动按下启动按钮，本安一01、02的发光二极管接通，经光电耦合X2的2、22端接通，线圈接通，其触点接通接触器K111，接触器主触头闭合，接通电动机低速绕组，低速启车；K111的常开接点43、44接通自锁，3 3、34接通，同时由于Kl 5接点2、4接通，本安01、0 3接通，经光电耦合使X2的5、22端接通，将高速控制电源0v端送到Kl 2 2线圈下口。(4)高速运行低速启动电流下降至额定电流的l.2倍，由电流互感器提供给CPU信号，CPU自动延时4秒后闭合CPU1-2触点，接通K122线圈，

34、后面与手动控制过程相同，启动电动机高速绕组，同时自锁并停止低速。CPU延时4秒过程中，显示屏低速运转电流数值被冻结，延时结束转高速后，开始显示高速运行电流。(5)停止。与双支路手动停止过程相同，不再赘述。自动状态下，高速停车后延时6秒CPU自动复位，回到再次低速启动准备状态，方能重新启动低速。复位时显示会出现短时黑屏，然后恢复正常。第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制5）四支路自动控制用于两台双速电动机拖动的刮板机自动控制。刮板机机头、机尾电动机低速启动后根据电机电流自动转入机头、机尾电动机的高速运行，停止低速。 (1) 准备接线。主回路接线：一回路控

35、制机头电动机，同图5-10所示；二回路控制机尾电动机，接线如下图所示。开关选择。一回路开关选择同双支路自动控制，二回路K21、K22不打至“L”，其1、3触点闭合，为K211、K222线圈接通做准备。第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制5）四支路自动控制 (2) 通电。同先导控制通电。 (3) 低速启动机头低速启动。按启动钮，经光电耦合接通K112线圈，其触点接通K111线圈（见双速自动控制图），K111主触头接通机头低速绕组，机头低速启车。机尾低速启动。K111的4 3、44合，接通K212线圈，K212的13、14触点合，接通K211接触器线圈，K

36、211主触头合，接通机尾电动机低速绕组，机尾低速启动；K211的33、34触点合，为高速启动做准备。2022-6-162022-6-162022-6-1643第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制5）四支路自动控制 (4) 高速运行 机头高速运行。机头低速启动电流给CPU信号降至额定值l.2倍，CPU延时闭合其1-2触点，通K122线圈（见双速自动控制图），其触点13、14通K121线圈，K121主触头启动机头高速，K122的33、34触点合，自锁；K122的81、82触点断K112线圈，其13、14触点断K111线圈（见双速自动控制图），K111主触头

37、断机头低速，K111的4 3、44触点断K212线圈，K212的13、14触点断K211线圈，停止机尾低速。机尾高速运行。Kl 21的4 3、44触点通K222线圈，其13、14触闭合K221，机尾高启。 (5) 停止。与双支路自动控制相同。2022-6-162022-6-162022-6-1644第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制7）保护原理 (1) 过载保护某支路过载时，其电流互感器030向CPU提供过载信号大于CPU过载整定值，CPU1-1触点延时断开K112线圈，K112的13、14触点断开K111接触器实现断电保护，同时闭锁。 (2) 短路

38、保护某支路短路时，该支路电流互感器030向CPU提供短路信号大于CPU短路整定值，CPU1-1触点瞬时断开K112线圈，同上，实现断电保护、闭锁。(3)断相保护某支路断相时，该支路电流互感器030向CPU提供三相不平衡电流信号大于CPU的整定值，CPU1-1触点延时断开K112线圈，同上，实现保护、闭锁。2022-6-162022-6-162022-6-1645第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制3调试 1) 额定工作电流的整定 电流设置最大值为399A。不论手动还是自动状态，各支路电流均需分别设定。在自动状态下，低速与高速额定电流值设定，应与各支路选

39、速拨动开关位置相对应，即一支路选速开关拨在低位，则一支路设定低速电流，二支路选速开关拨在高位，则二支路设定高速电流。设置方法如下：按下“设置”钮，保持3秒钟以上放开，再按一下“复位”钮，即可进入设置状态。这时可见上排数码管末位闪动。按动“加一”钮，即可对闪动位设定数值(0-9)，然后按动“移位”钮，上一位闪动，再按“加一”钮设置数值(0-9)，依此类推可设定完第一排数值，一支路额定电流值设定完毕。再按一下“移位”钮，闪动位移至下排数码管末位，开始设置支路额定电流。设置方法与一支路相同。设置完成后，按下“设置”钮，保持3秒钟以上，CPU自动复位后放开，显示回到初始状态。2022-6-162022

40、-6-162022-6-1646第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2)保护试验(1)漏电闭锁试验。应在停车状态下进行，开车后试验无效。按下漏电试验钮，手动状态时两个支路的漏电红灯均亮，自动状态时，可能只亮某一支路红灯，但CPU两个支路保护控制接点全部断开。(2)短路试验。开车停车均可进行。按下短路试验钮后，停车状态短路指示红灯亮。开车状态，除红灯亮外CPU保护停车。试验结束后，按下复位钮，故障指示灯灭，恢复正常显示状态。(3)复位方法 当出现短路、过载、漏电、断相及欠压、过压故障时，CPU保护动作，停车同时闭锁。排除故障后，按下复位钮CPU即可恢复正

41、常工作。2022-6-162022-6-162022-6-1647第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制4常见故障排除 1)微电脑显示失常及原因数码管及故障指示灯几乎全亮，或出现其它不正常显示状态，且微电脑控制保护功能失常，多为死机重新按下复位键即可恢复正常，如复位无效，则有可能复位电路或微电脑芯片损坏。仅显示失常而微电脑功能一切正常，为显示板自身或相关驱动电路故障。微电脑控制系统出现任何异常现象，均应先复位，如复位无效，再考虑其它故障原因，避免走弯路。 2) 中间继电器动作，就是主接触器不动查保险真空接触器的保险是否烧断或接触不良。查接插件是否接触不良

42、。 3) 中间继电器不吸合控制线接错位置，重新接对。接插件接触不良，造成启车线不通或电压过低。 4) 按所要求的工作方式启动不能正常工作原来所确定的控制方式有错误，重新审定。应该摘掉的短路线没有摘掉，或不应摘掉的短路线反而摘掉。钮子开关或微电脑上的拨动开关，拨动错误应重新设置。2022-6-162022-6-162022-6-1648第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制二、其他组合开关简介1KBG340010(6)隔爆兼本安型高压组合开关 KBG340010(6)矿用隔爆兼本质安全型高压组合开关（以下简称高压组合开关），适用于煤矿井下电压6000-10

43、000V的高压供电系统综采工作面及移动、固定电气设备而研制的新型组合开关。实现对电气设备的启停、高低速运行的控制和全面保护。2022-6-162022-6-162022-6-1649第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1)结构特点由进线箱、出线箱和主箱三箱隔离组成。快开门机构上有防带电开门的机械和电气闭锁。主腔右上部安装隔离开关，左侧装有电压互感器，底部是真空隔离接触器和真空接触器。箱体右上边是电源输入接线箱，左侧为输出线箱。控制组件按装在开关门内侧，由插接件与主箱内的器件连接。开关门外有断路器分合按钮、闭锁按钮、设置按钮和试验按钮。2022-6-16

44、2022-6-162022-6-1650第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2)原理简介 该开关是由一台隔离开关和一台真空接触器联合控制电源的接通与分断，有2个回路。每个回路由两个完全相同的支路组成，各个支路的工作原理和器件参数都是相同的，便于使用维修和元器件或工作回路的互换。每回路由一台微电脑系统进行保护和控制。各支路可单独对各自负载进行远控或近控启动和停止。打在远控位置时，远控可停可启，近控不可启只可停。打在近控位置时，近控可停可启，远控不可启只可停。2022-6-162022-6-162022-6-1651第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电

45、气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2QBZ-4lOO1140(660)ZH隔爆型 4组合开关适用于额定电压1140V或660V的线路中，控制和保护煤矿井下大量使用的对旋式局部风机，实现采掘工作面双风机双电源自动切换装置。 1)结构特点：如图所示，主要由隔爆外壳和本体两大部分组成：2022-6-162022-6-162022-6-1652第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2)原理简介 将左右系统的隔离换向开关置于“正”或“反”位，127V电源变压器带电；控制变压器带电，并向控制、检测回路以及中央控制处理系统供电，这时保护系统处于功能自检和绝缘检测状

46、态；如被控制回路没有发生整定错误和漏电闭锁故障，便可进行起动操作。如：按下右系统起动按纽、PLC接到起动信号后接触器1吸合，第一台风机启动；经延时后接触器2吸合，第二台风机运行，既能防止吹裂风筒又能减少风机起动对电网电压的冲击。接触器3接通127V电源输出，右系统进入正常工作状态，左系统处于待机状态。如遇到右系统停电及出现故障时，左系统会自动投入运行状态。PLC具有左系统和右系统的系统间通讯线路相互检测工作状况，还具有远程测控通讯端子，可以远程控制和采集电压、电流、开停及故障状态。当需检修时，开启左系统起动按钮，右系统会自动退出运行。2022-6-162022-6-162022-6-1653第

47、五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制本节小结组成：多个真空接触器及其驱动器组成的多功能开关功能：实现对工作面多台设备单独远方或集中程序控制、保护 2组合-局部扇风机控制 4组合 双电源双风机控制 采煤机、双机拖动的刮板机、转载机控制 8组合-采煤机、双机拖动的前后刮板机、转载机控制 类型与用途2022-6-162022-6-162022-6-1654第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制思考题与习题5-4组合开关与电磁启动器控制系统有何不同？5-5KBZ-2组合开关有哪几种控制方式？分别适用于哪些控制？5-6KBZ

48、-2组合开关有哪些保护和闭锁功能？5-7KBZ-2组合开关如何进行调试？2022-6-162022-6-162022-6-1655第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、采煤机电牵引概述二、Electra1000采煤机电气系统组成三、Electra1000采煤机电气系统作用四、Electral000电牵引采煤机控制保护五、Electra1000采煤机的操作六、Electra1000采煤机的状态显示七、Electra1000采煤机电气故障诊断第三节 电牵引采煤机电气控制系统2022-6-162022-6-162022-6-1657第五章第五章 高产高效矿

49、井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、采煤机电牵引概述1采煤机要求牵引特性1) 牵引电动机特性采煤机牵引特性按牵引速度范围分为两段。(1)恒牵引力矩阶段。在割煤阶段，滚筒与煤壁接触，采煤机阻力较大，牵引电动机的转速n从零可达额定转速nN。为充分发挥采煤机的力量但又不致损坏，要求采煤机恒定在允许的最大牵引力矩M下工作。故称为恒牵引力矩阶段。由电动机的力矩M与功率P的关系：M9550P/n (2)恒功率阶段。在调动阶段，滚筒与煤壁不接触，此时没有截割阻力，所需牵引力较小，要求牵引速度较高，牵引电动机的转速从nN至最大转速nm为调动速度。为了充分利用牵引电动机的功率，采煤机恒定在

50、允许的最大输出功率Pm下工作。2022-6-162022-6-162022-6-1658第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2)牵引电机的四象限特性采煤机牵引系统除要求能两个方向牵引外，还要既能提供与采煤机运行方向一致的牵引力，又能提供与采煤机运行方向相反的制动力。这就是四象限牵引特性。如图所示。第一、二象限V0，采煤机正向运行；第三、四象限V80短路电机或电缆故障查电机或电缆主机主机主电路备妥主电路备妥X X X(A)Y Y2022-6-162022-6-162022-6-16109第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电

51、及电气控制本节小结 双速电磁起动器：控制双速电动机低速启动，高速运行 软启动器：控制单速电动机降压启动、全压运行 组成特点：较电磁起动器多一个软启动开关和软启动电路 工作特点：启动时，软启动开关接如软启动电路，降压启动，启动完 短接软启动电路，全压运行。 功能特点：可以实现就地、远方、联机软启动或直接起动控制与保护 电控装置重型输送机长距离、大运量、高速度、大功率启动特点启动电流大、对电网冲击大软启动器2022-6-162022-6-162022-6-16110第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制思考题与习题 5-16 软启动器有什么特点？用于何种设备

52、的控制？有几种控制方式？各种控制如何实现？2022-6-162022-6-162022-6-16111第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、电液控制系统的组成二、基本工作原理与操作三、使用与维护四、常见故障处理第六节 液压支架的电液控制系统2022-6-162022-6-162022-6-16113第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制第六节 液压支架的电液控制系统电液控制液压支架是在液压支架基础上发展起来的，两者基本结构相同，但控制方式不同。前者用先进的计算机技术与电动液压阀结合组成电液控制系统，代替手动液压

53、操纵阀控制系统，使操作更加灵活、快捷，按预定的程序运行，实现单架控制、成组控制、全工作面自动控制等多种控制功能，使支架与采煤机、输送机联动实现综采的完全自动化，具有高产、高效、安全等显著优点。电液控制液压支架结构1顶梁；2护帮板及其千斤顶；3立柱；4底座；5提架千斤顶；6调架千斤顶；7推溜千斤顶；8平衡千斤顶；9掩护梁；10四连杆机构；11侧推千斤顶2022-6-162022-6-162022-6-16114第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制一、电液控制系统的组成电液控制系统组成框图如图所示。有两种系统：一种是由主控制台、支架控制箱、电液控制阀组、传

54、感器、电源箱、电缆及其分线盒组成；另一种不设主控制台只设服务器，服务器只具有记录和传送功能，其他部分相同。2022-6-162022-6-162022-6-16115第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制1.主控制台(或称主机)由1台微型计算机和显示屏构成，是电液控制系统指挥中心。完成程序及相应参数调试，全程遥控工作面全部支架工作。1-采高键;2-状态键;3-压力键m/s-速度键;4-时间键;5-产量键;UNDO-取消参数键;SET-设置参数键;6-选择键;7-自检键;L-修改截深键;XA-修改XA键;XC-修改XC键; XE-修改XE键;XH-修改XH

55、键;t/m3-原煤密度键;START NO-起始支架号键;8-向左运行键;SUM-总数键9-向右运行键10-设置参数键11-允许工作键;12-进入全自动键;13-退出全自动键;STOP-停止键;DO-执行键;BGN-开始键;END-结束键;14-推移键; 15-移架键;16-距采煤机最近动作支架号显示;17-中部槽代号18-推移/移架运行显示;19-采煤机代号;20-采煤机运动方向显示;21-护帮板收回键;22-前梁收回键;23-护帮板伸出键; 24-前梁伸出键;25-护帮板伸出显示;26-护帮板收回显示; 27-护帮板代号;28-前梁代号; 29-前梁伸出显示;30-前梁收回显示;31-侧护

56、板伸出显示; 32-侧护板收回显示;33-顺序动作键;34-立柱升降显示;35-对应于37支架正常/故障显示; 36-制动键;37-距采煤机次近支架号显示;38-数字键;39-参数显示2022-6-162022-6-162022-6-16116第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制2支架控制箱(或称分机)每台液压支架配备1台支架控制箱，主要由单片机、控制旋钮及显示装置组成，如图所示。它是电液控制系统的“战地指挥”，上与主控制台相连，接受主机发出的指令并向主机传递传感器信号；下与传感器和电液控制阀组相连，接受传感器信号(如压力、位移及开关状态)，并根据汇集

57、的数据和主机指令决定应执行的功能命令，控制液压系统工作。操作人员通过它发出各种控制指令实现单架控制、成组控制和全工作面自动控制。支架控制箱操作面板1全自动健；2退出键；3联机允许键；4全系统制动键；5左向选择/侧护板伸出键；6右向选择/侧护板收回键；7数字/动作键；END停止键；BEGIN开始动作键；8允许本支架操作键及其指示灯；9红外手控键；10双功能切换键；C.T动作支架数、推移和立柱下腔压力显示；C.D起始支架号显示；11顺序动作键；12采煤机牵引方向显示2022-6-162022-6-162022-6-16117第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气

58、控制3电液控制阀组电液控制的“执行者”，是由多个控制阀块组成，安装在每台支架上，接到控制指令后通断相应的液压管路完成指令。电液控制阀上还装有手动阀帽，在电液控制系统出现故障时还可以进行手动操作。目前使用的电液控制阀组有两种：1）电磁先导阀控制电液阀组由电磁先导阀和主控换向阀构成。它的优点是可用较小的电磁力(12 V、50 mA100 mA)来控制较大的液流，按操作者的指令由微机控制实现支架的各种动作，其技术比较成熟。2）微型电动机控制电液阀组的每片阀块上用一台微型电动机(12 V、20 mA)，经过齿轮减速，带动凸轮，推动先导阀控制主控换向阀，实现支架各种动作。有以下优点：(1) 耗电量小、经

59、济可靠。微型电动机20 mA电流即可启动，而电磁阀则需要100 mA电流才能动作。(2) 移架速度高于电磁先导阀控制。完成推移中部槽降低支架拉移支架升高支架的循环时间减少到6 s8 s。(3) 由微机控制可实现全工作面支架同时动作。可进一步提高综采工作面产量和效率。2022-6-162022-6-162022-6-16118第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制4.压力传感器与位移传感器电液系统的“感官”。压力传感器安装在支架的立柱下腔，感受立柱下腔压力，把该压力信号转换为电信号，反馈到支架控制箱，以便对立柱压力实行监测。在立柱压力达到设计初撑力时，停止

60、升柱，实现支架升高的自动控制。位移传感器分直线位移传感器和角位移传感器，安装在千斤顶上，感受千斤顶位置变化。直线位移传感器能把刮板输送机和支架的位置及其变化量，转换为电信号，反馈到控制箱内，在推移、移架到达设定位置时由支架控制箱自动停止，实现推移和移架的自动控制；角位移传感器可把前梁及护帮的角度变化转换为电信号输入控制箱，在前梁和护帮到达设定位置时由支架控制箱自动停止，实现前梁及护帮伸缩的自动控制。2022-6-162022-6-162022-6-16119第五章第五章 高产高效矿井的采区供电及电气控制高产高效矿井的采区供电及电气控制 5电源箱电源箱一般均采用矿用隔爆兼本安型12 V直流稳压电