矿用隔爆兼本安型直流稳压电源说明书

KDW660/24矿用隔爆兼本安型直流稳压电源用户使用手册产品执行标准：Q/XKCK18-2023MT/T408-1995GB3836-2023西安西科测控设备有限责任公司目录一、用途 1二、型号 1三、重要技术指标 1四、工作原理 4五、接线方法 6六、参数设立 9七、安装调试 15八、故障分析与排除 16九、维修与保养 16十、开箱及检查 17十一、关联设备和配套设备 17十二、随机附件 18警告不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数﹑规格和型号！！！维修时应注意保护隔爆面防止“失爆”！！！为了正常运营，必须安装1号电池箱！！！非危险场合，断掉电源后方能开盖!!!危险场合，严禁开盖!!!一、用途KDW660/24矿用隔爆兼本安型直流稳压电源(以下简称电源)为矿用隔爆兼本质安全型,该设备把煤矿井下标准的矿用电源127V/220V/380V/660VAC转变为用户需要的相应电源。当交流电源停电时，与之关联的DXBC24/36矿用隔爆型电池箱箱体内的备用蓄电池可立即投入工作（在线式），经逆变提供24V不间断备用电源，并输出一个备用电池工作指示信号。二、型号1、产品型号命名：KDW660/24额定最大输出电压24VDC额定输入电压660VAC重要特性代号：直流稳压产品类型代号：矿用电源类2．防爆类型：矿用隔爆兼本质安全型；3．防爆标志：Exd[ib]IMb。三、重要技术指标1、合用条件1)温度：0℃～40℃；2)环境相对湿度：≤98％（温度25℃时）；3)大气压力：80kPa-106kPa；4)无显著振动和冲击的场合；5)具有爆炸性甲烷气体和煤尘的煤矿井下，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。2、贮存温度：-40℃～＋60℃3、重要技术指标1）输入电压:127V/220V/380V/660VAC（变压器抽头式）；2）电压波动范围：标称值的75％～＋110％；电源频率：48Hz～52Hz；3）电源电压失真：总的谐波分量应≤10％；4）额定功率：320W。5）电源输出参数A、非本安型电源输出6路a）第一路；输出与所接的“输入电压”相同；b）第二路；无市电时电池输出24VDC，有市电时此路无输出；c）第三路；输出24VDC；d）第四路；输出12VDC；e）第五路；输出18VDC；f）第六路；输出26VDC。B、输出本质安全型直流电源4路，技术参数如表1表1参数24V输出18V输出16V输出12V输出额定输出电压Ue24V18V16V12V额定输出电流Ie180mA300mA540mA500mA过流保护值Ig410mA810mA1000mA1300mA过压保护值Ug27V21V19V14V负载效应≤5%源效应≤5%周期与随机偏移≤250mV输出电压偏离值不超过标称值的5%备注：本安输出4路第一路第二路第三路第四路6）备用电源功能a、外接16台DXBC24/36矿用隔爆型电池箱；b、单台蓄电池容量:DC36V/24Ah；c、蓄电池供电时间：≥7×16(台)=112小时(输出功率≤110W时)；d、最高充电电压:≤30VDC；e、充电电流:≤3A；f、充电截止电压：28.5VDC；g、蓄电池输出电压：19.5V～26.5V；h、放电截止电压:20±0.5VDC；i、转换时间：＜500ms；j、蓄电池充电方式：浮充式。7）本安参数：Um：726VACUo1：25.3VIo1：400mACo1：2.0μFLo1：0.2mH；Uo2：19.0VIo2：800mACo2：4.0μFLo2：0.1mH；Uo3：17.0VIo3：980mACo3：8.0μFLo3：0.1mH；Uo4：13.0VIo4：1280mACo4：22.0μFLo4：0.1mH。8）功能a、电源具有市电和备用电池（放电）工作指示功能；b、采用320×240液晶显示器，对电源运营状态、放电状态、安装的备用电池箱个数、故障电池箱个数、电池箱维护次数、最大放电时间、起始放电时间、已放电时间、日期或时间、通讯状态、每个电池箱的电量及状态进行实时显示。c、电源采用3级放电模式a)正常性放电：放电电压范围：19.5V～26.5V；b)损伤性放电：放电电压范围：16.5V～19.5V； c)破坏性放电：放电电压范围：15V～16.5V。d、在每一级放电都有放电提醒功能；e、电源具有备用电池箱充、放电自动转换功能，根据充放电状态及电池电压、容量自动切换；f、电源具有故障诊断和指示功能，开机时自动对安装的电池箱进行自检，根据电量自动启动对电池箱的快速充电功能，根据充电电压显示电池容量。g、电源具有遥控功能：a）定义日期和时间；b）定义电池箱（根据实际安装电池箱个数来定义；为了正常运营，必须安装1号电池箱）；c）设立快速活化的电池箱；d）设立定期活化电池箱；e）快速维护所有电池箱；f）终止所有电池箱放电；g）恢复出厂参数；h）非本安电源输出控制；i）关闭备用电源。h、电源具有通讯功能：与关联设备和“KJ110N矿井安全生产监控系统”联机，可以实时的把电源的显示状态上传到“KJ110N矿井安全生产监控系统”软件。通信方式：基带传输；数据通讯传输率：1200波特；最大传输距离：15km；通信信号的电压峰-峰值：10.5V～30VDC；最大峰值电流≤75mADC。9）与关联设备之间电缆：与关联设备之间采用“山东新通电缆制造有限公司”生产的“煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆”。规格型号：MHYV1×4×7/0.52；安全标志编号：MIA050025。4、结构特性1)外形尺寸:400mm×410mm×422mm；2)重量:≤80kg；3)外壳材质:Q235。四、工作原理1、整机工作原理电源电气原理框图如图1，重要由电源变压器、整流电路、充电电路、蓄电池、交流和直流输出电路以及电池容量监测和控制电路等组成。图1稳压电源电气原理框图a)交流电源经电源变压器降压后送至本安电源、充电模块，本安电源板对外提供四路本安电源输出，同时给电源箱其它模块供电、整个充电、放电、都是由单片机控制完毕，当设备上电后，单片机会对所定义的电池做一次巡检，然后根据电池的状态再进行充放电管理；当有市电时，单片机对各个电池单元进行检测维护、设备输出为交流输出；同时对外提供非本安输出和本安输出。b)当检测到没有交流时，单片机根据各个电池的健康状况轮流放电，通过电池对外提供24V输出，放电分为三个档次，正常放电（不损害电池）、损伤性放电（对电池有轻微损伤）、破坏性放电（对电池有严重损伤）随着市电停止供电的时间长短按照以上顺序进行放电。当市电开始供电时，单片机切断电池放电，所有设备（涉及本机）由交流电提供电源，同时依次对有放电记录的电池进行充电。c)为了防止蓄电池过放电和放电不充足，将使蓄电池有效容量减小，电路中设计了一个蓄电池容量检测和充放电控制电路，当蓄电池长时间未放电时，单片机会对该电池进行活化，即切断交流输出，由该蓄电池对外提供电源，当蓄电池放电充足以后，停止放电，恢复交流供电，同时给该电池充电，以保证电池性能的完好。2、保护原理a)过压保护电路中稳压二极管D7，D8，R17，R18，R19，R20，Q5，Q6，组成过压保护电路。直流电正常时（电压小于二极管D7，D8稳压值），流过二极管D7，D8，电阻R17，R18，R19，R20，Q5，Q6，的电流为零，电路正常供电。当直流电异常时（电压大于二极管D7，D8稳压值）流过二极管D7，D8，电阻R17，R18，R19，R20的电流不为零，当Q5，Q6导通时，电路停止供电。电路进入过压保护状态。b）过流保护电路中过流保护属于减流保护类型。通过电路中三极管Q1，Q2，Q3工作来减流。3、结构a）隔爆腔内的电源变压器、备用蓄电池、电源接线排等均安装在一块大底板上，打开电源腔前盖可方便地将底板拉出。b）本安电源板和充放电控制板安装在本安电路板支架内，各单元电路板连接采用插接结构，通过拔插能方便地更换。c）机身左侧有两个开关，一个用于断开/接通交流电源，另一个用于断开/接通电池，顺时针旋进为接通，逆时针旋出为断开；d）隔爆接线腔上方有18个喇叭口，其中16个为16组外接电池箱的输入接口，此外两个是通信接口和四路本安输出接口（4路本安输出，25.3V/19V/17V/13V）；机身右侧4个喇叭口从上到下分别为交流输出、交流输入、非本安直流输出、电池输出；e）前面板有7个指示灯和1个遥控接受点，7个指示灯分别是运营指示灯、电源指示灯、交流指示灯、发送指示灯、接受指示灯、充电指示灯、放电指示灯；运营指示灯亮表达该电源运营正常、电源指示灯亮表达该电源控制板5V供电正常、交流指示灯亮表达交流输入正常、发送指示灯亮表达向接口发送数据、接受指示灯亮表达接受到接口下发的数据、充电指示灯亮表达至少有一组电池箱在充电、放电指示灯亮表达至少有一组电池箱在放电。4、关联设备和配套设备电源可以与“十一、关联设备和配套设备”连接；与其它设备进行配接时，须经国家有关部门授权的防爆检查机构联检合格；与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用产品安全标志证书。五、接线方法1、交流输入选择交流输入通过接线腔内交流输入接线柱接入，可接入电压有127V/220V/380V/660VAC（出厂默认为220V输入），选择每一种电源输入时，必须在隔爆腔中接入与此电压相一致的橙色接线排插座，接线排示意图如下所示：图2电源接线排输入电源接法示意图警告：输入电源要严格按照图2接线！严禁将电源相线接入与电源电压不一致的插座，否则将引起严重后果!!!2、交流输入/输出、非本安直流输出、电池输出图3接线腔示意图打开接线腔后盖，有7组接线柱，如上图所示，将交流输入线通过相应的喇叭口接入4、5号接线柱，交流输出线通过相应的喇叭口接入1、2号接线柱，12、15号为电池输出，无交流的情况下可输出24V非本安直流电源，其中12号为正极，15号为负极；13、14号为电池常有输出，有、无交流情况下都有非本安24V输出其中13号为正极，14号为负极；7、8号为第一路非本安直流输出，其中7号为正极，8号为负极；10、11号为第二路非本安直流输出，其中10号为正极，11号为负极；6、9号为第三路非本安直流输出，其中6号为正极，9号为负极，三组非本安直流输出，通过6芯线从机身右侧的非本安直流输出喇叭口引出；3号接线柱为接地端子，必须接地。3、接线方法（十六组电池输入、四路本安直流输出、通讯输出）接线盘安装在机身上部的接线腔内，卸下上盖即可看到接线盘，如下图所示：图4隔爆腔内接线盘示意图（1）十六组电池输入第一组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入1号端子，电池负极接入2号端子；第二组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入7号端子，电池负极接入8号端子；第三组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入13号端子，电池负极接入14号端子；第四组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入19号端子，电池负极接入20号端子；第五组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入25号端子，电池负极接入26号端子；第六组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入27号端子，电池负极接入28号端子；第七组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入21号端子，电池负极接入22号端子；第八组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入15号端子，电池负极接入16号端子；第九组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入9号端子，电池负极接入10号端子；第十组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入29号端子，电池负极接入30号端子；第十一组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入23号端子，电池负极接入24号端子；第十二组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入17号端子，电池负极接入18号端子；第十三组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入11号端子，电池负极接入12号端子；第十四组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入5号端子，电池负极接入6号端子；第十五组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入3号端子，电池负极接入4号端子；第十六组电池输入通过相应的喇叭口引入后，电池正极接入AC3号端子，电池负极接入AC4号端子；（2）四路本安直流输出四路本安直流输出通过相应的喇叭口引入，四路本安直流输出为25.3V/19V/17V/13V。（3）通讯输出通信输出通过相应的喇叭口引入，接入图4相应的通讯接线柱；警告：打开接线腔前必须关闭电池开关和交流开关，接线完毕后仔细检查，确认无误后先打开电池开关，再打开电流开关。否则将引起严重后果!!!六、参数设立1、通讯地址设立（1）地址拨码开关的功能每台电源主板都有一个8位地址拨码开关，如图5所示；其中，1—7位为电源地址拨码开关，第8位表达使用遥控器设立或关闭遥控器设立选择位，当把第8位拨向数字，则表达遥控器不可用，如图7所示；反之（第8位拨码开关保持在ON的位置），可以通过遥控器进行参数设立，如图6所示；图5通讯地址及遥控发射器位示意图1）允许使用遥控发射器设定参数图6允许遥控发射器设立示意图2）关闭遥控发射器设定参数将拨码开关第8位拨向数字，重新上电，该电源将不接受遥控发射器的信号。图7不允许遥控发射器设立示意图(2)拨码开关设立电源地址电源地址拨码采用8421码，开关拨向黑色数字端拨码有效。例如：a.要拨电源通讯地址为12号，拨码方法如下：计算方法：2（3-1）+2（4-1）=4+8=12按8421的编码方法，第4位为8，第3位为4，只要将第4位和第3位的开关拨向黑色数字端是12号，拨码开关示意图如下图所示：图812号电源通讯地址拨码设立示意图b.要拨电源通讯地址为26号，拨码如下：计算方法：2（2-1）+2（4-1）+2（5-1）=2+8+16=2626由2、8、16三个码组成,第5位为16，第4位为8，第2位为2，只要将第5位、第4位和第2位的开关拨向黑色数字端是26号，拨码开关示意图如下图所示：图926号电源通讯地址拨码设立示意图备注：拨码完毕后，重新上电，系统读取主板上拨码数据为该电源的通讯地址（编号）；注意：在同一系统中，所有通讯设备的地址号不能相同！否则会导致重号误码，数据通讯异常。2、遥控器按键功能如下：1)选择键—选择调试功能。2)确认键—确认选择参数；选择好参数后按此键，意味着当前调校功能的参数将存入存储器，并完毕调试工作。3)△上升键—按1次上升键，调试数据加1；4)▽下降键—按1次下降键，调试数据减1；注意：一旦对仪器部分参数进行了调节，在断电前，必须按“确认”键保存设立的参数，同时退出该遥控界面，否则，调节后的参数未存入存贮器，导致本次调节无效!!!3、遥控参数设立1）定义日期和时间将遥控器对着液晶屏下方的遥控接受点，按一次“选择”键，进入日期时间设立界面，如下图所示：图10日期时间设立界面光标定位在年份设立列，按遥控上下键，修改年份为当前年份，按“确认”键，保存设立的年份，同时光标下移至月份设立列，按遥控上下键，修改月份为当前月份，按“确认”键，保存修改的月份，同时光标下移至日设立列，按遥控上下键，修改日为当前日，按“确认”键，保存修改的日期，同时光标下移至小时设立列，按遥控上下键，修改小时为当前时刻，按“确认”键，保存修改，同时光标下移至分钟设立列，按遥控上下键修改分钟，按“确认”键，保存修改，同时退出该界面。2）定义电池箱该功能重要定义所要安装的电池箱，出厂默认16组电池箱都已经定义（所有电池箱相应图标上画√）；将遥控器对着遥控接受点，按两次“选择”键，进入电池箱定义界面，如下图所示：图11电池箱定义界面光标定位在第一组电池箱定义处，按“确认”键，光标下移至第二组电池箱定义处，按遥控上下键，修改第二组电池箱的定义状态为“√”或“×”（√为定义该电池箱，×为取消该电池箱定义），按“确认”键，保存修改，同时光标下移至下一组电池箱，用同样的方法修改其他电池箱的状态为定义或取消状态，最后按“确认”键保存修改，同时退出该遥控界面。3）设立快速活化的电池箱市电长期供电正常的情况下，为了保持电池箱的正常充放电功能，维护电池的正常寿命，该功能重要定义当前要快速执行充放电的电池箱（当前只能设立一组）；将遥控器对着遥控接受点，按三次“选择”键，进入快速活化的电池箱设立界面，如下图所示：图12电池箱活化设立界面光标定位在第一组电池箱定义处，按遥控上下键选中该电池箱（该电池箱相应图标内部显示“√”），按“确认”键，退出该界面，同时该电池箱进入快速放电状态；假如对第九组电池箱进行活化，进入快速活化电池箱设立界面后，按八次“确认”键（16组电池箱都定义的情况下），光标定位在第九组电池箱定义处，按遥控上下键选中该电池箱，按“确认”键，退出该设立界面，同时第九组电池箱进入快速放电状态。4）设立定期活化电池箱该功能界面重要设立定期活化的时间，时间设立完毕后，从第一组电池箱开始，天天的这个时候活化一组电池箱，直到最后一组电池箱活化完毕。将遥控器对着遥控接受点，按四次“选择”键，进入活化定期时间设立界面，光标定位在小时设立列，按遥控上下键修改小时为所盼望值，按“确认”键，保存修改，同时光标下移至分钟设立列，同样按遥控上下键修改分钟，按“确认”键保存修改，同时退出该设立界面；5）快速维护所有电池箱快速维护所有电池箱设立，即依次启动所有电池箱的充放电功能，当第一组电池箱放电结束后，启动第二组电池箱放电，然后第一组电池箱又开始充电，依次执行，直到最后一组电池箱充放电结束。将遥控器对着遥控接受点，按五次“选择”键，进入全面维护设立界面，按“确认”键启动全面维护功能；备注：没有一个电池活化的情况下才可以快速维护所有电池箱。6）终止所有电池箱放电将遥控器对着遥控接受点，按六次“选择”键，进入终止电池箱放电设立界面，按“确认”键，系统终止对当前电池箱的放电操作；7）恢复出厂参数将遥控器对着遥控接受点，按七次“选择”键，进入恢复出厂设立遥控界面，按“确认”键，所有参数恢复出厂默认，同时重新读取拨码地址；8）非本安电源输出控制根据用户的需求关闭相应的非本安输出，将遥控器对着遥控接受点，按8次“选择”键，进入非本安电源输出控制界面，如下图所示：图13非本安电源输出控制界面光标定位在第1路，按“上下”键，修改第一路非本安电源的状态为“输出”或“关闭”，假如选择“输出”，按“确认”键，非本安电源接线柱7、8输出，否则第1路非本安输出接线柱无电源输出；同时光标定位在第2路，按“上下”键，选择“输出”，按“确认”键，非本安第二路电源接线柱10、11输出，否则，第2路非本安电源输出接线柱无电源输出；同时光标定位在第3路，按“上下”键，选择“输出”，按“确认”键，第三路非本安电源接线柱6、9输出，选择“关闭”，按“确认”键，第3路非本安电源输出接线柱无电源输出，同时退出该设立界面；。9）关闭备用电源为了避免在电源使用过程中因操作顺序不妥引起危险，本机增长了软件切断所有电池箱的功能。功能操作如下所述：将遥控器对着遥控接受点，按9次“选择”键，进入关机功能界面，如下图所示：图14关闭电源提醒界面1按“确认”键，系统再次确认是否要关闭备用电源，提醒界面如下图所示：图15关闭电源提醒界面2按“确认”键，系统切断所有电池箱，规定关闭交流后，再依次关闭所有电池箱的硬件开关，提醒界面如下图所示：图16关闭电源提醒界面3警告：遥控关闭备用电源后，必须先关交流开关，再关电池开关!!!七、安装调试1、安装前的准备和检查a.使用前应仔细阅读本使用说明书；b.结构检查：一方面检查电源的部件是否齐全、连接件和紧固件是否松动。然后打开备用电源前盖，检查隔爆面是否有锈蚀、划痕等现象，检查电路是否短路，集成块和元件是否脱落。如有上述情况，需解决好后，方能进行下步工作；c.接线：按图2、图3、图4的规定接好电源输入、输出线；d.本安输出检查：先打开电池开关，然后接通交流电源，打开电源开关，在本安输出接线柱上，如图4，检测输出电压是否正常；2、安装电源安装使用前，应进行安装前的各项检查，保证电源一切正常，才可安装投入使用。a)打开接线腔按图2、图3所示连接好输入电源线；c)检查连接无误后，拧紧备用电源的连通节，将引出电缆压紧；d)关闭电源腔盖，用一字螺丝刀顺时针闭合备用电池开关；f)用一字螺丝刀顺时针旋转交流电源开关顶杆螺钉，听到“咔嚓”一声响电源指示灯亮，则表白电源开关已闭合，不得再继续旋转顶杆螺钉，否则会损坏电源开关。3.注意事项a)电源的安装地点应避免有淋水、积水和剧烈震动。b)电源应尽也许靠近分站，外壳应可靠地接地。c)连接电源时一定要确认交流电源的电压等级，根据电源电压等级，参见本说明书电源接线方法使电源的工作电压与电源电压相同。d)危险场合，严禁打开电源隔爆腔的腔盖和拧松或旋下连通节。未使用的连通节必须安有堵板和压紧橡胶圈并用连通节压紧。e）严禁带电情况下开电池开关，正常的开机顺序是先开电池开关，交流供电，再打开交流开关。f）电源长期不用时，必须关闭电池开关。g）假如该电源上电运营瞬间，液晶屏不显示初始化界面（显示初始化界面表达电源上电检测各个电池的状态，否则运营不正常，上电不检测各个电池的状态），直接显示实时监控界面，必须重新上电，使其正常显示。八、故障分析与排除常见故障现象和解决办法如表1。表1编号故障现象因素分析排除方法1开机后无任何显示保险管或电源开关坏换保险管或电源开关2无本安直流输出电源板故障换1块电源板检查3实时监控界面显示蓄电池故障蓄电池容量变小或放电控制电路故障换蓄电池或检查控制电路板九、维修与保养a)每3个月检查1次各部件防爆性能、绝缘电阻、有无松动，保证电源符合产品技术规定和规定的性能指标；b)每半年给隔爆面更换1次204-1防锈漆，防止隔爆面锈蚀；c)电源长期停用，应当运回地面库房保存，并关闭电池开关；d)电源在贮存期间，每1个月应进行充放电一次，放电电流不得大于1A。充电时间不得小于8h；e)检修时必须选用厂家提供或认可的标准配件，不得随意改变电器元件、组件规格、型号及电气参数，不能用其它器件