EBZ150(S150J)掘进机电气培训讲义

一、技术特性：1、主要技术参数：1）、额定电压：开关箱主回路：1140V（660V）；控制回路：AC220V，120V，100V，36V，24V；操作箱：DC24V，DC5V；2）、额定电流：133.2A；3）、额定频率：50HZ；4）、输出分路数：4路；5）、额定功率：216KW。2、型号组成及含义：1）、电气开关箱：KXBI—300/1140E掘进机用额定电压额定频率设计序号隔爆型开关箱2）、操作箱：CXBI—10/24E掘进机用额定电压额定电流设计序号隔爆型操作箱二、掘进机电控的主要结构与特征：1、电气开关箱：开关箱是按照GB3836.1—2000《爆炸性气体环境用防暴电气设备通用要求》和GB3836.2—2000《爆炸性气体环境用防暴电气设备隔爆型电气设备d》来设计制造生产的，其隔爆体是用钢板焊制而成的两个通过接线端子相连接的两个独立箱体。下腔是主腔，主要装接电气控制元件，上腔装有与外部设备相连的接线端子。例如：急停按钮、电动机、电铃、30芯电缆、风机、和瓦斯闭锁等接线端子。1）、电气开关箱下腔主要装有如下电器元件：（1）、在箱体的右侧装有隔离开关TQ，是用来给掘进机电控内部送电、停电；（2）、主盘安装板固定在箱体的里侧，用螺栓紧固。其盘上装有控制变压器KB，原边电压为1140/660V，FU1是原边熔断器。变压器副边要提供如下各等级电压及供电元件：T3-T5：100V，供给油泵电机和截割电机的计时器电源；T5-N：120V，主要是供给电铃HO做信号、报警电源；T3-N：220V，供给各真空接触器线圈电压、可编成PLC及电机综合保护器的供电电源；T13-T14：24V，经整流桥整流、滤波后，共给辅助继电器线圈电源和综保电源。整流后的直流电压线号为00#负极，D24#为正极；T6-T7：24V，专供掘进机的三支照明灯电源；T8-T9：36V，供给瓦斯闭锁电源及综保电源。（3）、装有4台真空接触器：其中油泵（KV1）、第二运输机（KV4）型号：CKJ-125/1140；截割电动机低速（KV2）、高速（KV3）型号：CKJ250/1140；（4）、接有各电机接触器用的阻容吸收RC电路（FV1～FV4）；（5）、装有各电机做电流保护信号用的电流互感器（TR1～TR9），用来对油泵、截割、二运各电机提供电机保护信号。2、门芯盘装配为门前装配，在左门门体内侧，主要装有如下元件：1）、各控制回路保护用的熔断器5只，型号：RT914（2～10A不等）；2）、电机保护用的一体化电机综合保护器，型号：S512-001-S150；3）、整流桥和阻容滤波RC电路，整流桥型号：KBPC2506，电阻型号：RJ2K/2W，电解电容型号：1000uF/50V。是供辅助继电器线圈电源；4）、可编程序控制器（简称：PLC），型号：CPM1A。它是掘进机控制回路的核心单元，能接受各外部输入电路元器件开关量信号，经过PLC内部继电器运行后，通过PLC的输出接口OUT送给被控对象，去驱动执行机构（辅助继电器KA1～KA5），实现对各用电设备的控制，例如：电铃、电机和保护电路；5）、辅助继电器（KA1～KA5），型号：JQX-13F(HH62)，线圈电压DC24V。为了使掘进机在运行中能安全可靠的工作，在控制回路里增加了5只辅助继电器。PLC输出接口分别把输出量直接供给辅助继电器去控制各真空接触器线圈，由真空接触器去控制各电机的运行和停止；6）、漏电继电器（LJ），型号：CJX2-0901，线圈电压AC24V。是做为电机及电路部分绝缘电阻检测回路，将检查结果送给电机综合保护器进行分析处理。3、操作箱：操作箱是按照GB3836.1—2000《爆炸性气体环境用防暴电气设备通用要求》和GB3836.2—2000《爆炸性气体环境用防暴电气设备隔爆型电气设备d》来设计制造生产的，其隔爆体是用钢板焊制而成的两个通过接线端子相连接的两个独立箱体。前腔为元器件腔，后腔为接线腔。前腔接有5只自复位转换开关，型号：LW12-16（Z4）0011和2只LA2按钮。5只转换开关控制电铃和电机的启动与停止。总急停按钮SB1具有自锁功能，另一只按钮SB4是电机综合保护器复位按钮。还装有一块显示仪表。后腔装有30芯电缆至电气开关箱做信号传输用。三、电控系统与外部系统的组成：在电控箱上部的接线腔中，通过接线端子和接线嘴，用电缆连接外部的电器设备和部分元器件有如下几种：1、油泵电机M1，为隔爆型电动机，型号：YBXB-55/1140，供电电压：1140V，额定电流为：35A，绝缘等级：H级，绕组内埋有电阻Rt；2、截割电机M2，为隔爆型双速水冷电动机，型号：YBUD-150/80/S供电电压：1140V，额定电流：低速59A，高速90A。电机的低速和高速绕组均为独立绕组，绝缘等级：H级。电机低速、高速绕组内分别埋有热敏电阻Rt；3、第二运输机电机M3，为隔爆型电动滚筒，型号：YBD11-16-8050，供电电压：1140V，额定电流：8.2A，绝缘等级：F级；4、报警电铃HO，为隔爆型，型号：BAL1-127/150，供电电压：127V，额定电流：0.35A；5、压扣式急停按钮SB2、SB3，为隔爆型急停按钮。其中SB2是总急停按钮，安装在右侧油箱前部，SB3是截割急停按钮，安装在司机席前部，当有故障时分别按下两只按钮，相应的电机即停止运转。按下按钮后，顺时针旋转并锁住，反之为解锁；6、掘进机照明灯HL1～HL3，为隔爆型照明灯，型号：DGC-60/127B，供电电压：AC24V，额定电流：＜3A；7、30芯控制信号电缆，用于操作箱和开关箱之间的连接，做信号联络用；8、其它安装留有油温、油(液)位、水压继电器和瓦斯闭锁等接线端子。四、掘进机电机的保护电路（见下页框图）：为了能使掘进机安全可靠运行，减少故障率，该机采用了掘进机电机一体化专用保护器，产品采用美国纳秒级超高速芯片系统微处理器为核心，具有硬件集成化、软件优化调试、系统自诊断、多种机型、多功能保护器。运行指示灯实时向用户提供故障信息代码、电气系统故障排查、机器运行状态。PLC8保护输出9电机启动信号S512-1S512-2S512-31微处理器单元2电源3低压漏电4电机漏电5温度6电机工作电流7风、水、电、气信号输入/复位/急停10LED仪表系统组成及工作原理电压检测供电AC/220V它是由各电机电流互感器TR1～TR9，电机绕组内热敏电阻Rt，漏检继电器LJ等输入信号组成，使各项参数程序化，PLC通过先导回路送保护器信号，经保护器判断各路工作状态。电机启动后，综保对互感器电流信号采样，将电流信号在保护器内变成电压信号，通过程序判断各种故障，同时送到显示仪表显示出故障状态。综合保护器具有如下保护功能：1、漏电闭锁保护：当系统送电后，PLC使漏电继电（LJ）器吸合，LJ吸合后，各电机的漏电信号送给微处理器的接线端B4、B5、B6、B7进行各回路真空接触器负载输出端的漏电检测，如果电阻低于规定值，电机不能启动。如负载端电阻值符合或大于规定值时，各电机可以启动运转。电动机起动后，断开漏检继电器LJ，停止检测。当全部电机停止后，保护器延时8秒，漏检继电器LJ吸合，保护器对各电机继续检测。如电机漏电后将在仪表指示该电机漏电显示，并及时处理故障。保护特性如下表：电机电压(V)闭锁电阻KΩ解锁电阻值KΩ复位方式复位时间油泵电机114020KΩ＋20％1.5倍闭锁值自动2秒截割电机114020KΩ＋20％1.5倍闭锁值自动2秒2、电机的温度保护：热敏电阻Rt温度信号输入保护微处理器的接线端B11、B12、B13，B10是热敏电阻的公共端。当油泵电机或截割电机温度≥170℃时，此时热敏电阻Rt的阻值呈高阻值。此时使微处理器内部电路进行翻转，送给PLC温度过高信号，释放油泵电机或截割电机电路辅助继电器的KA1或KA2、KA3。释放、切断电机主回路电源，电机停止运转，起到保护电机作用。当电机绕组里的热敏电阻Rt冷却到规定阻值以下时，电路自动复位。电机绕组中埋设的热敏电阻是正温度系数热敏电阻，它的特性曲线及符号如下：温度20tk-10tk-10tk＋10电阻≤350≤250以下≤600以下≥5000以上特性：tk为温控点温度值热敏电阻符号曲线整定温度RtRttoΩ3、各电机的电流互感器L1～L9电流信号输入给微处理器接线端A13～A24做出各电机的工作电流信号，在保护器内转换成电压信号，来判断各电机的过载、断相（三相不平衡）、电机的过流保护。同时由仪表显示灯显示故障部位。对保护的详解如下：1）、各电机的过载保护：当某电机出现过载时，保护器采用反时限过载保护。当电机运行中电流增大，电流互感器取样单元输出的信号也就增大，电机工作电流达到额定值的1.2倍以上时保护器动作，保护动作后送给PLC信号，使该电机停止运转。同时有故障的电机在仪表显示，指示灯亮。经3秒钟后自动复位。过载保护如下表：过载保护如下表：实际电流额定电流动作时间起始状态恢复时间恢复方式1.052h不动作///1.2t＜20min热态15S＜tr＜1min自动1.51min＜t＜3min热态15S＜tr＜1min自动6可返回时间≥5S冷态15S＜tr＜1min自动2）、各电机断相及三相不平衡保护：当某电机工作出现断相、三相不平衡时，三相不平衡率达到60％时，保护器动作。电流互感器将电流信号送给综合保护器，由综保判断后送给PLC相应输入端，断开辅助继电器和真空接触器线圈电源，使电机停止运转。同时该电机故障指示灯显示。待正常后按操作箱上复位按钮复位，电机即可正常工作。3）、各电机的过电流保护：当某电机运行电流达到额定电流的8～10倍时，由电流互感器传来的电流信号增加，输入到保护器内转换成直流电压信号增高，保护器经判断后延时200～400毫秒动作，送给PLC输入端过电流信号，使执行继电器动作，断开真空接触器线圈电源，运行中的电机停止运转。待恢复正常后，按操作箱上的复位按钮复位。过流保护特性如下表：实际电流额定电流动作时间起始状态复位方式8～10200mS﹤ts﹤400mS冷态按钮复位4）、低压漏电保护：当系统送电后，保护器内部电路微处理器进行低压漏电检测，通过接线端子B24将检测信号送给PLC进行保护，同时显示指示灯亮。漏电数据见下表：电压等级动作值恢复值恢复方式24V～36V2KΩ+20％动作值1.5倍自动220V5KΩ+20％动作值1.5倍自动5）、系统的过电压、欠压保护：当系统电压超过额定电压15％时，启动时低于额定电压75％或长时间低于额定电压85％时，保护器动作，发给PLC信号，使电机停止运行，同时仪表显示为电机异常。6）、风、水、电及瓦斯闭锁保护：当外接风、电、水继电器及瓦斯仪时，停风或瓦斯超限时，将信送号给保护器和PLC，各电机不能动作，待正常后方可开机。五、电控箱控制回路中的电器联锁有六处：1、油泵启动前必须发出信号油泵才能启动；2、只有当油泵电机启动后，截割电机和第二运输机才能启动。当油泵电机停止运行，运行中的截割电机和第二运输机也随之停止运行。3、截割电机的高速和低速电器互锁，不能同时启动。4、不发出报警信号，截割电机不能启动。报警后延时5秒才能启动。5、利用限位开关XK1，确保在无负荷情况下才能操作隔离开关TQ停、送电。6、利用电源联锁和门闭锁限位开关，当电源电缆控制线接X0和X3时，开关箱可停前级电源。六、电控箱的指示回路：1、操作箱上的指示内容：1）、电源指示；2）、各电机运行指示；3）、各电机故障指示；4）、24V、36V漏电显示；5）、截割电机负荷显示。2、开关箱上的仪表指示内容：1）、仪表工作电源显示；2）、系统工作电压显示；3）、各电机过载显示；4）、瓦斯报警显示；5）、各回路漏电闭锁显示；6）、油泵电机及截割电机过温显示；7）、各电机过流显示；8）、电机异常显示；9）、总机停显示；10）、各电机断相显示；11）、油泵电机、截割电机运行时间显示；12）、各回路粘连显示。七、电控箱主回路电路原理和PLC电路1、主回路主要是由隔离开关TQ，真空接触器KV1～KV