隔爆高压开关

2024-10-22

隔爆高压开关（共4篇）

隔爆高压开关篇1

0 引言

目前状况下, 我国煤矿业取得了飞速的发展, 与之相对应的技术也随之不断发展与完善, 高压隔爆开关微机保护测控单元便是其中重要的一项。对于高压防爆所控制和保护的线路而言, 它是整个煤矿电网线路的终端线路, 而高压微机保护测控单元的作用正是对其进行有效的保护, 更为确切的说, 高压开关微机保护测控单元是对高压电以及变压器进行保护。一般情况下, 如果相应的电缆以及变压器等发生了一定程度上的短路、过电流以及漏电现象等, 高压隔爆开关微机保护测控单元就会及时作出反应, 并对其进行有效的保护, 这样一来, 整个高压线路供电的安全性与可靠性就能够得到有效的保证。综上来看, 高压开关微机保护测控单元有着十分重要的地位与作用, 它的好坏能够对矿井下供电的安全性与可靠性起到最为直接的影响。

1 井下供电系统的保护原理分析

1.1 电流保护原理

高压防爆控制以及保护的线路在整个线路中有着十分重要的作用, 也是整个线路的终端所在。原理如下:首先, 它将反时限特性做成固定的表格, 然后通过查表方式进行一定程度上的运用, 从而对电流进行划分并使其成为若干个空间。这样可以参照实测电流值表来对动作时间进行有效的确定。为了提高反时限过流保护与速断过流保护两者之间的缝隙配合程度, 构造了相应的反时限特性, 其动作方程式如下: (d-k) tp/k;

在上面的方程式中, 主要指的是整定的过载时间常数;d是整定的短路电流倍数;k是过载的电流倍数;I是实际的运行电流;tp则是整定的负载额定电流。在演变的基础上进一步对热积累方程进行构造, 然后由这一积累方程对动作时间进行合理的确定;而对于断续过载的确定而言, 则需要同时对热积累效应以及散热两个方面进行考虑, 并由此来对其动作时间进行有效地确定。

1.2 漏电保护原理

在我国的煤矿高压供电网络中, 工作方式主要为中性点不接地的。对于中性点不接地系统, 零序电流中主要是容性无功电流分量, 流过故障支路的零序电流滞后于零序电压90°, 而流过非故障支路的零序电流超前于零序电压90°, 然后在这一基础之上通过移相的方法促使故障支路零序电流和零序电压反相位, 而非故障支路的零序电流和领域电压同相位, 这样能够使其形成具有电阻特性的电流。然后再对其方向进行有效的判断, 由这一电流的方向确定故障支路。同时, 如果发生接地故障时, 中性点电阻器上的电流只会经过故障支路, 这种情况下其方向正好与零序方向的电压相反。

1.3 电压保护原理

目前, 主要存在着两种电压保护方式, 分别为欠压保护以及过压保护。对于欠压保护而言, 如果电网的近线电压比额定值的65%小的时候, 欠压保护便可以进行有效的保护;而对于过压保护而言, 主要是当进行电压升到额定值的118%时, 过压保护便能够对其进行有效的保护。

2 高压开关微机保护单元的软硬件设计

2.1 硬件设计

(1) 对于本文所研究的高压开关微机保护单元而言, 它具有较为强大的保护功能, 主要涉及到以下几个方面:短路保护、过流保护、接地保护、监视线保护、过压保护、欠压保护等。除此之外, 装置接地保护还具有较为广泛的适用性, 主要适用于系统中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等运行方式。

(2) 高压开关微机保护单元不仅具有强大而广泛的保护功能, 同时它还能够对相关故障的数据进行一定程度上的处理, 并对其进行有效的记忆, 这样一来当下次发生故障, 之前所记忆的相关数据便可取出进行对比分析并提供有效的依据。故障信息主要包含了如下几个方面:保护跳闸次数、累计短路跳闸次数、故障追忆次数等。

(3) 高压开关微机保护单元有效实现了高压隔爆开关不开盖参数整定及远方整定运行参数。

(4) 在高压开关微机保护单元装置运行之下, 保护试验能够与跳闸试验分开进行, 这样一来, 就能够对跳闸的次数进行一定程度上的降低, 相关设备的使用年限便可以得到有效的增长。

(5) 除此之外, 在高压开关微机保护单元装置之中, 包含了RS485以及CAN这两种通信接口, 这样一来, 便可以在此基础之上对通信协议进行一定程度上的使用, 从而达到与上级管理进行有效沟通的目的。一旦能够与上层管理进行有效的互通, 那么远程整定、远程遥控以及远程遥信等功能均可以实现。图1显示的主要是微机保护测控单元框架图:

2.2 软件设计

对于高压开关微机保护单元的软件设计而言, 它与硬件设计有着同样的重要性, 因为只有软硬件设计相互配合, 才能够促使整个系统实现采集数据、存储数据以及传输数据等功能。同时, 软件设计还单独承担了数据处理以及控制结果输出的功能, 高压开关微机保护单元的软件设计主要如图2所示。

2.3 高压隔爆开关微机保护测控单元的应用

结合煤矿井下的作业实践, 该系统开始运行后, 可以在系统初始后实施任务调度, 接受外部输入, 并处理各种事件。对于该保护测控系统, 将采样中断作为原发事件, 并根据保护功能处理流程来激活一系列后续任务, 从而完成保护功能的任务链。同时, 系统还存在完成通讯功能的任务和人机交互任务等。在系统运行的过程中, 形成采样终端, CPU在服务程序中断后开启A/D转化, 存储数据。在A/D转换结束后, 发出信号告知数据预处理任务读取转换结果, 并开展相关运算, 之后数据预处理任务把信号发给保护判断任务, 并进行故障判断。在满足故障判据的前提下, 则会触发故障处理任务, 执行录波、报警、出口跳闸等操作。在实际应用中, 该系统遵循以上基本执行步骤, 可以有效处理矿井高压电网常见的故障类型。

3 结束语

本文主要针对高压隔爆开关微机保护测控单元的研究与应用进行研究与分析。首先从电流保护、漏电保护以及电压保护三个方面具体阐述了井下供电系统的保护原理分析, 然后在这一基础之上分析了高压开关微机保护单元的软硬件设计, 指出了这一装置所提供的功能以及运行的主要流程。该高压开关微机保护单元具有较为强大的保护功能和故障数据处理功能, 基本上满足了煤矿井下高压供电系统的使用需求, 并在实际应用中取得了良好的效果, 促进了煤矿企业安全生产能力和经济效益的提高。

参考文献

[1]牟龙华.接地保护与故障点定位[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2000.

[2]顾永辉, 范廷瓒.煤矿电工手册[M].北京:煤炭工业出版社, 1997.

[3]贺家李, 宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社, 1994.

[4]邓金伟, 梁克靖, 卢军.基于STM32的煤矿电力微机保护系统的设计研究[J].煤矿机械, 2013, 34 (3) :202-204.

[5]孟祥忠, 白星振.基于IPv6嵌入式高压馈电线路微机保护系统的设计[J].中国煤炭, 2006, 32 (10) :18-20.

隔爆高压开关篇2

1）安装工作宜从上至下进行，避免立体交叉作业，防止伤人和损坏设备；

2）凡两人以上安装或操作同一设备时，应建立呼唤应答制；

3）放置或就位设备时，不应将脚放在设备下方，防止压伤；

4）使用扳手时，不准套上管子。

2．开关安装

1）在调整开关、隔离开关和安装引线时，不得攀登套管、绝缘子；

2）开关、隔离开关进行安装调整时，在隔离刀刃及动触头横梁附近不得有人；

3）在调整和检查开关、隔离开关及其传动装置时，需注意开关被误触、误操作或意外脱扣而动作，防止伤人；

矿用隔爆型真空馈电开关应用分析篇3

关键词：馈电开关,保护功能,故障处理,安全运行

煤矿井下常用的BKD4-400Z/1140.660Z (F) 智能化矿用隔爆型真空馈电开关, 是将矿用馈电开关所有保护集合在一起的综合真空馈电开关, 在井下生产中发挥着重要作用。该馈电开关可作为配电开关使用, 也可作大容量电动机的不频繁启动用, 具有漏电闭锁、过载、短路、三相不平衡 (包括断相) 、欠压等多种保护功能。掌握其工作原理及常见故障分析、维修维护方法, 可提高其利用率, 大幅提高煤炭生产中设备的完好率, 使其更好地服务于井下生产。

1结构及原理

BKD4-400Z/1140.660Z (F) 的总开关与分开关都安装于快开门外壳中, 门盖上有保护器、保护器电源、液晶显示器及试验按钮。腔内有断路器, 断路器下面有电流互感器、零序电流互感器。左边有侧板, 侧板上有转换开关、变压器、电抗器、试验电阻、滤波器、取样板、阻容装置、熔断器[1]。该馈电开关结构灵活, 操作方便。

该馈电开关的电气线路主回路是通过真空断路器接通和分断的, 控制回路由隔离开关、电源变压器、断路器的常开常闭触点、欠压线圈和分励线圈及控制按钮等器件组成, 保护器由采样电路、检测电路、主控板、显示屏4部分组成。电流互感器为穿芯式, 直接穿在三相母线上, 可获得与一次侧电流成正比的电流信号。主控板可对采集的信号进行处理:①实时在液晶屏上显示出系统状况和参数, 如三相电流及电压值等;②出现故障时, 根据故障性质决定脱扣跳闸的时间;③显示并记忆故障相关的参数, 以便用户查询。必要时可通过RS-485通信接口与整个监视系统进行通信。BKD4-400Z/1140.660Z (F) 原理如图1所示。

2主要技术特点

该馈电开关采用了先进的单片微处理器, 使用高精度的数据处理方法及先进的保护算法, 保护精度高, 反应速度快, 主要技术特点如下[2]:

(1) 采用10×5汉字字符液晶显示器, 配合菜单式人机交互界面, 操作直观简便。运行时实时显示当前绝缘电阻值、三相电流、系统电压与合分闸状态, 显示信息丰富、全面。

(2) 各项保护功能参数均可以通过选择菜单调整, 适用范围广, 保护精度高, 动作准确。

(3) 具有“记忆”功能。每次调整的各项保护功能参数均可被记忆保存, 下次上电或系统复位时自动提取上一次设定的参数;还可记忆故障信息, 包括上一次的故障类型、故障时间、故障发生时三相电流值以及系统电压值, 并可通过菜单调用显示, 便于维护。

(4) 具有数据通信接口。根据用户需要可以配备RS-485或者国内领先的电力线载波通信接口。

(5) 该馈电开关的保护器采用模块化结构设计, 优化后的软硬件抗干扰能力强, 具有良好的人机界面, 安装、使用、维护更简单。保护器采用贴片式元器件, 减少了元器件发热量, 延长了使用寿命。

3常见故障处理

该馈电开关出现故障时, 选择菜单中的“故障查询”命令, 显示屏将显示故障原因、故障动作时间及故障发生时的三相电流、系统电压等数据信息, 可根据此信息进行初步的故障判断。馈电开关保护器上电后要进行初始化和自检工作, 因此要等液晶屏上系统电压显示正常后再做试验。做选择性漏电试验时, 电源侧和负荷侧分别加0.22 μF (三相) 的电容。如有特殊原因出现屏幕乱码、无显示或保护器死机等现象, 可按复位键恢复正常, 不会造成系统状态改变。该馈电开关保护器主板的地端 (GND) 不得相连。若上电时保护器电源灯闪, 则电源输出有短路。如果有短路或过载情况, 应检查外接电缆及用电器有无短路故障, 更换损坏的电缆, 检修设备。若合不上闸, 可能是由于控制电压不够、无电压合闸、按钮断路器合闸线圈坏、合闸继电器损坏、保护板损坏、整流桥坏、断线等, 应检查出具体故障, 更换损坏的电气元件后再接好线路。

4检修维护注意事项

馈电开关一般安装在综采、掘进等工作面, 由于工作环境恶劣、工作条件苛刻、工作时间长等因素, 导致了煤矿低压馈电设备频繁地发生故障和事故, 其维修维护工作重要而又艰巨。

(1) 检修、维护馈电开关, 必须掌握馈电开关工作原理, 了解馈电开关的结构、电气保护、使用环境、基本参数、安装要求、操作方法, 这才有利于在实际工作中快速排除馈电开关故障[3]。

(2) 根据矿井生产条件、矿井湿度、地质状况和设备所在采区实际情况, 在确保生产正常的情况下制订设备预防性检修计划, 突出低压馈电设备检修为生产服务的原则, 优先安排设备检修。

(3) 充分利用生产间隙时间, 通过对低压馈电设备真空断路器、控制回路隔离开关、电源变压器、断路器、低压综合保护器进行日常维护和预防性检修, 发现问题及时处理, 形成对低压馈电设备以预防性检修为主、事后检修为辅的故障排除方法, 为煤矿机电设备安全运行提供保障和依据。

参考文献

[1]张学成.工矿企业供电[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2001.

[2]董磊.400 A智能馈电开关在煤矿生产中的广泛应用[J].煤炭技术, 2008 (7) :42-43.

隔爆高压开关篇4

国内立式安装电机市场占有率较小, 尤其是V1立式安装的隔爆型电动机 (以下简称立式电机) 更是稀少, 就国内市场来看, 立式电机是高技术高附加值产品, 某种意义上也是电机制造厂家整体制造水平的体现。而电机振动大、功率等级低等均是目前国内电机生产厂家所共同面对的问题。谁能在目前激烈市场竞争中勇于创新, 在技术上率先取得突破, 谁就能提高核心竞争力, 避免同质化竞争, 抢占市场先机, 提升品牌价值和企业形象。

1 结构分析

对于常见的B3安装电动机, 定转子受力是垂直于转轴中心线的, 而电机的支撑点又集中在机座地脚上, 故电机轴承不承受来自负载的轴向推力。对于立式安装的电动机定转子受力是平行于轴线, 而电机支撑点又集中在轴伸端法兰端盖上, 故电机轴承承受来自负载的轴向推力。由于转子重量的存在, 故电机轴承还承受一定的轴向力, 随着电机容量的增大, 电机转子重量也随之增加, 电机轴承承受的轴向力也会随之增加。这就要求立式电机轴承的设计必须考虑可以承受来自负载的轴向推力和电机本身转子重量所带来的轴向力, 所以法兰盘的设计和轴承选择就成了要考虑的设计要点。同样规格的立式安装电机其重心位置远高于B3安装的电机, 且一端轴承固定, 故转子极其容易产生转子偏摆。而又由于隔爆型电机轴贯通部分间隙很小, 电机在运行过程中由于转子偏摆产生振动和抱轴的几率就会显著提高。所以对于立式电机, 怎样减轻转子偏摆来降低抱轴、振动的几率, 也是必须要关注的一个要点问题。以下就从怎样进行法兰端盖设计、轴承选用、降低振动和抱轴的几率三个方面进行简单的描述。

2 法兰端盖设计

常见的法兰有两种, 一种为整体铸造, 一种是钢板焊接而成, 前者多用于体积较小的低压电机, 后者则多用于体积较大的中小型高压电机。法兰可根据国家推荐标准GB/T4772.1~3的相关规定进行设计, 也可以根据现场安装需求和电机的结构参考国标进行设计。以下是根据现场安装需求进行高压电机常用法兰端盖的设计概述:

2.1 结构设计:

法兰端盖由3部分组成, 分别是电机端盖法兰、支撑筋、负载安装法兰。焊接结构见图1, 图中序号1是负载安装法兰, 序号2为支撑筋、序号3为电机端盖法兰。为保证受力均匀, 在保证不和序号1和序号3上法兰安装孔以及轴承装置进排油装置干涉的情况下, 序号2支撑筋应尽量圆周均布分布, 且尽可能的靠近序号1上安装孔。

2.2 尺寸设计:

图中A尺寸的设计需根据轴承大小进行确定, 保证轴承能够正常安装。图中P、M、N、Z、S、T尺寸用户根据现场情况一般会明确出, 故法兰设计时需要确定F、G、H、LA尺寸。F尺寸可以根据S的大小, 通过安装螺栓和拧入最小深度进行反推得出;LA尺寸根据以往经验、和厂内具体情况选择尽可能大的值;H尺寸应大于G尺寸, 保证受力可靠。

3 轴承选择

立式电机转子一方面受自身重力的作用有向下的重力存在, 另一方面受负载的作用有向上的推力存在, 轴向负荷大, 故轴承设计选用时必须考虑能够同时承受这两个力共同作用的情况。常见的, 双列向心推力轴承和四点角接触轴承可以满足此要求。双列向心推力轴承是由单列向心推力轴承背靠背双联而成, 内圈和外圈各自成一体的结构, 可以承受两个方向的轴向负荷, 也可以作为固定端轴承使用。四点接触轴承其内圈一分为二, 一个轴承可以承受两个方向的轴向负载, 承受负载能力较大, 适用于轴向负荷大的负载。

4 降低抱轴和振动的几率

工厂用隔爆型电机, 防爆等级为Exd IIBT4时轴贯通最大单边间隙0.2mm, 防爆等级为Exd IICT4时轴贯通最大单边间隙0.15mm, 相对于普通型电机来说, 要求非常严格。而立式安装电机, 不管是上端轴承固定还是下端轴承固定, 转子都会产生偏摆, 极易引起电机振动, 继而引起电机抱轴。转子偏摆产生是因为有径向力的作用, 所以怎样减少径向力就成了降低振动和抱轴几率的关键所在。通常情况下通过以下几个方面进行考虑:

4.1 优化电磁方案, 增大气隙。

在不影响电机性能的情况下, 优化电磁方案增大电机气隙, 减小气隙磁密, 使电机转子径向磁拉力减小, 进而减小影响转子偏摆, 降低电机抱轴的几率。

4.2 控制轴贯通隔爆间隙。

优化工艺, 整机合成气隙均匀后通过实配轴贯通, 不仅可以保证间隙在符合防爆标准间隙要求前提下使间隙尺寸最大化, 还能有效保证间隙的均匀度, 大大的减少抱轴几率。

4.3 严格控制气隙均匀度, 防止偏心。

严格控制定子内圆及转子外圆尺寸、圆度要求, 通过气隙塞尺专用检查工装严格控制电机气隙均匀度, 使转子不偏心径向受力均匀, 进而降低电机振动的几率。

4.4 提高转子平衡精度。

通过控制转子不平衡量, 提高转子平衡精度, 减小转子高速旋转时由于不平衡量产生的离心力所激发的振动值, 进而降低整机振动的几率。

5 结束语

立式电机在市场上份额较低, 目前还处于摸索设计阶段, 本文只是简单分析了对于立式电机设计时应考虑的几处影响电机可靠运行的方面, 还远远不够, 电机主要零部件细节方面还需要进行更深一步的分析对比, 只有这样才能设计出结构可靠、性能有保证的合格电机。

摘要：文章就隔爆型V1立式安装电动机结构进行了分析, 主要从电机的法兰端盖设计、轴承选择、防止振动抱轴的措施方面进行了简要的描述。

关键词：隔爆电机,立式电机,设计要点