QJZ八达组合开关课件.docx
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QJZ八达组合开关课件
任务五QJZ2-2000/1140(660)-6多回路启动器的安装与调试
知识点
※QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器的结构组成;
※QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器的原理;
※QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器常见故障的现象。
能力点
※会安装、操作QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器;
※会分析、处理QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器的常见故障。
※会调试QJZ2系列矿用多回路隔爆启动器
QJZ2-2000/1140(660)-6系列矿用多回路隔爆启动器适用于含有爆炸性危险气体(甲烷)和煤尘的矿井中,在额定电压为1140V(660V)的供电线路中,对综采工作面的用电设备,如采煤机、运输机、转载机、破碎机、喷雾泵、乳化液泵等设备进行起、停及反转控制。
本任务主要介绍QJZ2-2000/1140(660)-6矿用多回路隔爆启动器结构、工作原理、操作、维护、安装调试及故障检修方面的知识和技能,为矿山机电专业的学生能更好地适应煤矿就业岗位打下良好的基础。
本任务的重点内容是完成对QJZ2-2000/1140(660)-6系列矿用多回路隔爆启动器的安装和调试。
掌握启动器的结构、组成、原理;利用电气设备安装、维护、维修的基本知识和设备的实际情况能对QJZ2-2000/1140(660)-6系列矿用多回路隔爆启动器进行安装、操作、维护、检修。
在学习本任务时,应结合煤矿现场实际和煤炭生产行业标准来进行学习,要结合组合开关本体,读懂图纸,明确结构,会编程。
一、型号含义
QJZ2-2000/1140(660)--6
六回路
额定电压1140V或660V
容量2000A
设计序号
本质安全真空启动器
二、基本电气结构组成
其外形如图5-16所示。
1、进线腔:
装有三组接线柱R1、S1、T1;R2、S2、T2;R3、S3、T3,供1140(660)V进线使用。
2、出线腔:
⑴输出有六组接线柱,分别为:
U1、V1、W1第1回路接线柱;U4、V4、W4第4回路接线柱;
U2、V2、W2第2回路接线柱;U5、V5、W5第5回路接线柱;
U3、V3、W3第3回路接线柱;U6、V6、W6第6回路接线柱;
⑵在出线腔内装有控制端子排,做为远控、程控回路和通信等使用。
并提供了和集中控制台相配合的反馈常开接点信号,如图5-17所示.
图5-16矿用多回路隔爆启动器
3、主控腔:
组合开关所有的主回路和控制保护元件均
装在主控腔内。
⑴真空隔离换向开关HGZ1、HGZ2、HGZ3
安装在腔体的右侧,型号为GHZ-630/1140,其作
用是确保供电电源正向—断开—反向三个位置的
图5-17出线腔内控制信号端子排
无载转换,特殊情况下可带负荷分断;
⑵交流真空接触器KM1、KM2、KM3、KM4、
KM5、KM6安装在腔体中的功率单元模块上,接触器型号为CKJ5-400/1140,控制电压AC220V,各回路分别控制普通电动机或双绕组双速电动机;
⑶控制变压器T1安装在主腔体内,规格均为AC1140(660)V/220V/(36V)功率1500VA,为控制单元和真空接触器提供电源;
⑷电动机的限流熔断器FU11、FU12、FU21……,型号为NGT3,额定工作电压1140V,额定工作电流为560A,限流熔断器和PLC对主电路短路故障进行双重保护;
⑸阻容保护TBP1、TBP2、……TBP6用于吸收过电压。
⑹AC1140V(660V)/127/4KVA变压器及照明信号综合保护均安装在主腔内。
4、门板元件组装:
右门板装有可编程控制器(PLC)、电压电流变送器、功能按钮、显示器。
左门板装有本质安全型继电器,照明信号综合保护指示灯及控制试验按钮。
⑴急停按钮:
按下组合开关前面板上的“急停”按钮,所有回路立即停机。
三、技术指标
1、主要技术参数
⑴额定工作电压:
AC1140(660)V、频率:
50Hz;
⑵额定工作电流:
总电流为2000A,交流真空接触器为400A;
⑶最大控制功率:
在额定工作电压1140(660)V,η·cosΦ=0.75时,双速双回路控制电动机最大功率为590KW(400A);
⑷电流整定范围:
10~400A(CKJ5-400);
⑸主回路通断能力(接通/分断):
400A-4000A/3200A;
⑹极限分断能力:
CKJ5-400为4500A;
⑺电寿命:
AC-3负荷:
CKJ5-40060万次;AC-4负荷:
CKJ5-4002万次;
⑻机械寿命:
300万次;
⑼隔离开关:
630A/1140V分断能力3780A,正反各3次。
机械寿命1万次。
2、动作特性
⑴组合开关在控制电源电压额定值的75%~120%范围内能可靠工作;
⑵组合开关在控制电源电压额定值的20%~60%时应能释放。
3、保护特性
组合开关具有过载、短路、断相、过/欠压、漏电闭锁和先导回路防止自起动等各种保护。
⑴组合开关的短路保护采用双重保护;
①主回路熔断器为560A,额定分断能力至10KA;
②当主回路电流达到设定的短路倍数时,PLC短路保护跳闸,动作时间为0.2s~0.4s。
⑵过载保护特性见表5-16
表5-16过载保护特性参数
序号
实际电流
整定电流
动作时间
起始
状态
复位
方式
复位时间
min
1
1.05
长期不动作
冷态
2
1.2
5min<t1.2<20min
热态
自动
1<t<3
3
1.5
1min<t1.5<3min
热态
自动
1<t<3
4
6
5s≤t6≤16s
冷态
自动
1<t<3
⑶断相和相不平衡保护特性参数见表5-17
表5-17断相和相不平衡保护特性参数
序号
电流最小值/电流最大值
动作时间(min)
起始状态
复位方式
1
>0.6
长期不动作
冷态
2
0.1<且≤0.6
<3
热态
断电
3
≤0.1
<0.5
热态
断电
⑷漏电闭锁保护特性:
组合开关的主电路对地绝缘电阻闭锁值见表5-18。
表5-18主回路对地绝缘电阻闭锁值
主回路额定工作电压(V)
单相动作电阻值(KΩ)
动作允许误差(%)
1140
40
+20
660
22
+20
采用附加直流漏电检测方法,直流电压为12V,解锁灵敏度±1KΩ。
⑸操作过电压保护:
1140(660)V组合开关由主回路接入R-C阻容吸收装置。
4、本安参数
⑴输入电压AC36V输入电流AC80mA;
⑵额定工作电压DC12V额定工作电流DC18mA;
⑶本安回路最大开路电压为:
AC20V(交流有效值);
⑷本安回路最大短路电流为:
AC85mA(交流有效值);
⑸控制接点容量AC127V/DC36V5A;
5、基本操作
⑴参数设定时软件盘操作方法
用组合开关右侧门上的上、下、左和右按键移动光标到要设定参数的区域框内,按“确认”键,屏幕自动弹出数值输入窗,例如:
把光标移到运行方式设定框中再按“确认”键后,屏幕弹出一个数值型输入窗如图5-18显示。
图5-18参数设定1
再用上、下、左和右键移动光标找到需要的数字“1”,然后将光标移动到“确定”,再按“确认”键则数字进入设定区,如图5-19所示。
用相同的方法设定各项参数,设定错误时按“取消”即可。
图5-19参数设定2
⑵窗口的画面介绍和参数设置
①主菜单
图5-20主菜单显示
控制系统加电后屏幕显示随即进入主菜单,主菜单中包含了7个功能窗口,当选用不同的窗口画面时,用上、下、左、右键移动光标到相应的按钮上,按“确认”键,则切换到相应的画面上。
②系统设定
按下主菜单中的“系统设定”按钮,进入系统设定画面,如图5-21:
图5-21系统设定
电压660V
(1)/1140V
(2)
设为1:
在660V电网中使用本开关,需将控制变压器的一次侧接在660V电源上,程序按660V的基准电压判断过压或欠压。
设为2:
在1140V电网中使用本开关,需将控制变压器的一次侧接在1140V电源上,程序按1140V的基准电压判断过压或欠压。
近控
(1)/远控
(2)
设为1:
用“运行信息”画面上的各路起动、停止按钮控制电动机的起停,称作近控。
此时远控起动无效,但远控停止有效。
设为2:
由远方集中控制台或防爆按钮盒经开关上的本安继电器控制电动机起停,或经网络由上位机控制电动机起停。
此时近控起动无效,但近控停止有效。
复位自动(0)/手动
(1)
设为0:
发生电流故障(短路、断相、相不平衡、过载)和起动异常时,不闭锁故障回路,起动任意回路故障自动复位,以解除闭锁。
发生电压故障时,仅在电压恢复正常后,自动复位,以解除闭锁。
设为1:
发生电流故障(短路、断相、相不平衡、过载)和起动异常时,闭锁故障回路。
必须在“电压故障记录”、“起动异常记录”或“电流故障记录”画面中按“复位”按钮,一以解除闭锁,可以下次起动。
发生电压故障时,仅在电压恢复正常后,在以上三个画面中的任意一个画面中按“复位”按钮,以解除闭锁。
瓦斯闭锁选择
设为0:
无此功能
设为1:
瓦斯闭锁输入为常开触点,闭合状态时,对所有电动机禁止起动。
设为2:
瓦斯闭锁输入为常闭触点,开断状态时,对所有电动机禁止起动。
风电闭锁选择
设为0:
无此功能
设为1:
风电闭锁输入为常开触点,闭合状态时,对所有电动机禁止起动。
设为2:
风电闭锁输入为常闭触点,开断状态时,对所有电动机禁止起动。
时间日期设定
设定完后,需按“时间日期生效”按钮,以确认修改PLC的基准时间完成。
③参数设置
按下主菜单中的“参数设置”按钮,进入参数设置画面,如图5-22所示。
A、电流整定
图5-22参数设置
根据各路使用电动机的额定电流设置整定电流和短路倍数,根据实际使用的真空接触器容量,整定电流输入框有最小电流设置限制,整定值小于此限制时输入不进去。
例如:
使用400A的真空接触器时最小电流的限制为10A。
当输入完成整定值和短路倍数后,程序依此检测判断负载运行电流并对电动机实施各级保护。
B、运行方式设定
在运行方式设定中的参数输入结束后,如图5-23所示,必须按下窗口右下角的“运行方式设定生效”按钮,结束本次设置。
图5-23运行方式设定
当输入的回路号码无重复时,显示出有效运行方式画面,如图5-24所示。
图5-24回路无重复时,有效运行方式显示
表示所设定的运行方式已经记录在PLC内部,有效运行方式显示正确时,组合开关可以起动,否则全部禁止起动。
若在运行方式设定中,出现回路有重复设定的情况时,如图5-25所示。
图5-25运行方式设定中,回路有重复
当出现有重复设定的情况时,在有效运行方式画面下方滚动显示“运行方式设定中有重号,请返回重新设定”,如图5-26所示。
此时无法修改PLC内部有效运行方式,且所有回路禁止起动,必须按“返回”按钮,返回“参数设置”画面重新设定。
图5-26回路有重复时,有效运行方式显示
a、单路控制
在运行方式设定中,当顺序控制和双速控制方式的各回路框中设定的数字均为“0”时,各路均处在单路控制运行状态。
当回路框中已有数据时,凡未在“运行方式设定”中出现的回路号均为单路控制,此时:
起动:
按该路起动按钮,起动该路电动机。
停止:
按该路停止按钮,停止该路电动机。
b、顺序控制
将需要的顺序起动回路号依次输入到“顺序控制”下的回路框中,在确定运行方式生效后可执行顺序控制操作。
起动:
按第一台的“起动”按钮,第一台电动机起动,延时到设定的间隔时间后,自动起动第二台电动机,其它各路依次自动起动。
起动时只有首台电动机“起动”按钮有效,其它各路“起动”按钮无效。
停止:
按任意电动机控制回路的“停止”按钮,各路反向间隔停止,间隔时间0.1S。
起动过程中,任意一路不能正常起动,后续几路停止起动,同时已经起动的各路依次反向停止,间隔为0.1S。
运行过程中,任意一路出现故障停止时,其它各路以0.1S的时间间隔反向停止。
注意:
组内任意一路出现漏电闭锁,该组不能起动。
c、控制单台双速电动机
第一个数字框为低速回路输入框,将所选定的“回路号”输入其中,第三个数字框为高速回路输入框,将选定的高速“回路号”输入其中,第二个和第四个回路框设为0,所用的回路号可以自由选定。
将所选定回路的控制回路中接入防爆按钮盒。
起动:
按第一个回路“起动”按钮,起动电动机低速绕组,延时到达设定的低速--高速切换的切换时间(高于3秒),并且电动机低速绕组电流下降到1.2倍,停电动机低速绕组,并延时100ms,然后起动电动机高速绕组。
若延时到设定的低-高的切换时间后,电动机低速绕组电流没有下降到1.2倍,电动机低速绕组停机,同时电动机高速绕组禁止运行,并显示“双速切换失败”,如图5-27所示。
停止:
低速运行时,按第一回路的“停止”按钮,停止运行。
高速运行时,按第三个回路的“停止”按钮,停止运行。
d、用一组控制按钮控制单台双速电动机
双速自锁线A1、A2线并接到双速电动机低速控制回路端子的2和3端子上,可实现用低速控制回路的按钮停止高速,例如单台双速电动机控制设为:
1→0→3→0时,须将双速自锁线A1、A2分别并接在出线腔控制信号端子排X1的第一控制回路的2和3端子上。
则可以实现用第“1”控制回路的停止按钮对电动机高速绕组的停止控制,这时使用一只防爆按钮盒便完成了对单台双速电动机的起动和停止控制。
图5-27双速切换失败
e、控制双机双速
第一个数字框为机尾低速回路设定框,第二个数字框为机头低速回路设定框,第三个数字框为机尾高速回路设定框,第四个数字框为机头高速回路设定框。
即第一个和第三个分别为机尾电动机的低速和高速回路,第二个和第四个分别为机头电动机的低速和高速回路。
所使用回路的控制回路中都需连接上防爆按钮盒。
建议:
低--高切换时间高于10秒。
起动:
按第一个回路的“起动”按钮,起动机尾电动机低速绕组,延时到设定的尾--头的间隔时间(低于1秒)后,起动机头电动机低速绕组,进入低速运行状态。
低速运行持续到设定的低-高切换时间后,并且电动机低速绕组电流下降到额定电流的1.2倍,低速停止,延时100ms后,高速起动。
若低速运行到设定的低-高的切换时间后,电动机低速绕组电流没有下降到1.2倍,停止低速运行状态,同时禁止高速运行,并显示“双速切换失败”,如图5-27所示。
停止:
低速运行时,按第一或第二个回路的“停止”按钮,停止运行。
高速运行时,按第三或第四个回路的“停止”按钮,停止运行。
运行过程中,机头或机尾电动机故障停止时,另一台电动机自动停止。
f、用一组控制按钮控制双机双速
双速自锁线A1、A2线并接到首台电动机控制端子的2和3端子上,可实现用低速控制回路的按钮停高速,实现仅用首台电动机(即机尾低速)的起动与停止按钮控制两台双速电动机的起动和停止。
例如双速控制设为:
1→2→3→4时,须将双速自锁线A1、A2分别并接在控制端子X1上的第一控制回路的2和3端子上。
则实现了用第“1”控制回路的起停按钮完成对两台电动机的同时控制。
同理,双速控制设为:
2→4→3→5时,双速自锁线A1、A2应分别并接在控制端子排X1上的第二控制回路的2和3端子上。
注意:
在双机双速使用中,当设定的回路组内任意一路有漏电,双机双速控制不能起动。
双速自锁线A1、A2只在双速控制状态有效。
g、顺序起动和双速起动时控制端子二级管的连接
当使用一只防爆按钮盒控制顺序起动或双速起动时,需要对组内没有连接防爆按钮盒的相关控制线中的1号2号线用二极管并接,参考电气原理图。
具体可在出线腔中控制端子X1上实施,仍以双速控制为例说明,如双速控制设为:
1→2→3→4时,与2,3,4回路对应的控制线要接入二极管,即X1端子上的4-5,7-8,10-11要分别接入二极管并注意极性。
同理顺序起动也一样。
④运行信息
控制:
当系统设定为近控时,在图5-28的显示画面左侧可以操作各回路的起动与停止,用组合开关右侧门上的方向键移动光标到各路的起动、停止按钮上,按“确认”键,控制各路电动机的起动、停止。
图5-28组合开关起动运行后的显示
状态:
起动显示红色,停止显示绿色。
电流:
实时显示各路的三相电流。
漏电信息:
开机前显示电动机对地的绝缘状态。
⑤故障累计
图5-29运行中对已发生故障的次数记录
显示自上次“清零”开始到最新发生故障的时间段内各种故障的累计次数。
按“清零”按钮,故障累计次数清零,对后续故障累计记录的时间从当前时刻开始。
按“返回”按钮进入主菜单画面。
⑥电压故障
记录之前发生过的8次电压故障,包括故障电压,日期和时间。
图5-30出现电压故障时的显示
按“返回”按钮进入主菜单画面。
⑦起动异常
记录之前发生过的8次起动异常的回路号,日期和时间。
图5-31出现起动故障时的显示
按“返回”按钮进入主菜单画面。
⑧电流故障
图5-32出现电流故障时的显示
记录之前发生过的8次电流故障的故障回路,故障类型(短路、断相、相不平衡、过载)、故障电流、日期和时间。
按“返回”按钮进入主菜单画面。
6、照明信号综合保护单元
在组合开关中可选配照明信号综合保护单元,这一单元的控制及应用是一个独立的部分。
在出线腔中对应有Za,Zb,Zc/Xc,Xb,和FD辅助接地共五个接线柱,向井下提供127V照明及信号负载的供电,电流控制及短路,漏电保护。
在组合开关的左侧门上有照明信号综合保护单元指示窗,进入工作状态时窗口中的“电源指示”亮,说明照明信号综合保护单元输入侧已经送电,窗口下方有“起动”、“停止”、“短路”、“漏电/绝缘”五个按键作为照明信号综合保护单元的操作控制键,其中“短路”、“漏电/绝缘”是试验按键。
当按动“短路”键后窗口中的“照明短路”、“信号短路”灯亮,说明短路保护起作用,当按动“漏电/绝缘”键后窗口中的“漏电保护”、“绝缘危险”灯亮,说明这两项保护功能起作用,试验操作完成后无异常说明电路工作正常。
以上试验完成后且127V输出的负载侧正常无故障的情况下,可以按“起动”键起动照明信号综合保护单元正常工作,组合开关输出127V照明电源。
7、使用与维护
⑴组合开关在安装前,应在地面仔细检查连接螺栓、螺钉等紧固件是否松动,在运输过程中电气元件是否损坏;
⑵组合开关的控制电路导线采用AVR绝缘导线,其中本质安全型电路的导线为蓝色,使用维护时,不得随意更换导线的规格及颜色,也不能改变导线的布置;
⑶本安电路所有的电气元件不得随意更换、取消及改变其参数;
⑷组合开关在下井装卸及运输过程中,应避免强烈震动,严禁翻滚、倒置,装卸中必须轻起轻放。
⑸检查各处隔爆性能是否符合要求;
⑹检查各处导线连接是否牢固;
⑺运行中应定期清除组合开关各处的污垢、锈斑,并在各隔爆面涂上适量的凡士林;
⑻定期检查组合开关的按钮和隔离开关是否灵活可靠,插接件是否接触良好,真空接触器和中间继电器动作是否正常;
⑼定期检查组合开关外壳、电缆引入装置、接地装置及辅助接地装置是否牢固。
8、一般故障检查
⑴无电源显示
①检查控制变压器的一次侧熔断器是否已熔断;
②控制变压器绕组是否烧毁、断路或短路;
③插接件接触是否良好;
④隔离换向开关是否良好。
⑵所有回路不起动
①系统设定画面中,电压是否已经选择为“1”或“2”;
②检查运行信息画面中各路的漏电信息是否显示为“正常”;
③参数设定画面中,设定完运行方式后,是否按“运行方式设定生效按钮”,覆盖以前的运行方式;
④检查系统电压是否正常;
⑤检查PLC输入口“I1.0”灯是否亮(正常为亮)。
⑶有一回路不起动
①检查组合开关按钮接触是否良好;
②检查先导回路是否开路;
③检查中间继电器吸合线圈是否损坏,触点是否接触不良;
④检查接触器吸合线圈是否损坏,整流桥输出是否正常;
⑤检查小车控制线路连接器接插件是否良好。
⑥检查运行信息画面中各路的漏电信息是否有显示为“漏电”;
附:
组合开关原理接线图
任务实施方法与步骤
一、任务实施前的准备工作
1、教师提供QJZ2-2000/1140(660)-6型组合开关工作原理图、接线图及设备实物、相关工具仪表、线缆;安全防护用品。
2、根据班级人数和设备台数,教师对学生进行分组。
3、老师按表5-19中内容给每组学生分配工作任务。
故障点的设置可从以下故障题库中选取(每组三处故障):
故障第一类:
1.1去掉第一路36V保险
1.2第一路I0.0和第二路I0.1对调
1.3去掉第五路36V保险
1.4输出公共端1L和Q0.0对调
1.5第三路Q0.2出点和第二路Q0.1对调
1.6去掉第六路220V保险
1.7第四路I0.3和第五路I0.4对调
1.8去掉第四路36V保险
1.9输入公共端1M和I0.0对调
1.10去掉第三路220V保险
故障第二类
2.1第一个小车单元H11头Q0.0线和空挡对调
2.2转接头I0.3和I0.4对调
2.3第四个小车单元H11头Q0.0线和空挡对调
2.4数据采集盒24V线和地线E对调
2.5急停入点I1.0和风电入点I1.1对调
2.6第五个小车单元H11头Q0.0线和空挡对调
2.7转接头I0.5和急停对调
2.8电压变送器3号线和空挡对调
2.9主机电压采集点A+和空挡B+对调
2.10显示屏24V和0V对调
故障第三类
3.1将第五回路整定到顺序控制的第二个位置
3.2去掉第一个小车单元220V电源线
3.3主机打到Stop状态
3.4去掉第四个小车单元220V电源线
3.5将第一回路整定到双速控制的第四个位置
3.6修改完运行方式后,没有按下“运行方式设定生效”按钮
3.7去掉第二个小车单元220V电源线
3.8将第六回路整定到顺序控制的第三个位置
3.9在系统设定中,设定为“近控”
3.10去掉第三个小车单元220V电源线
在分配任务时,可根据各组学生的平时能力进行分配,充分体现分层次教学。
4、各组学生根据老师分配的任务进行准备相关资料和材料。
二、任务内容
表5-19工作任务内容
序号
任务内容
考核要 点
1
故障诊断
电路工作原理的掌握程度
2
故障排除
排除故障的工艺熟练程度
3
控制线的接线
接线工艺的熟练程度
4
程控编程
多路起停程序的编制
三、制定工作计划:
学生明确任务后,根据具体情况,收集信息.查找资料。
小组讨论,并制定出具体的工作步骤和程序,根据方案和程序,学生完成相关工作任务。
四、审定工作任务的实施方案:
教师逐一审定学生制定的工作步骤和程序;对不完善处提出相应的建议。
五、任务的具体实施
教师根据工作任务实施方案进行选择性示范,然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。
此时,老师作为观察者、咨询者的身份出现,工作过程中老师通过巡视、观察,记录每组各成员的协作情况并解答各组疑问。
发现问题应及时指出并予以纠正。
六、任务实施过程的检查:
教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。
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- QJZ 组合 开关 课件
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