QJGZ3300 通用说明书综述.docx

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QJGZ3300通用说明书综述

QJGZ-/3300-

矿用隔爆兼本质安全型高压组合开关

使用说明书

执行标准：

GB3836.1～4-2000

Q/320583ADBD003-2005

江苏八达真空电气有限公司

二00八年十月

QJGZ-/3300-矿用隔爆兼本质安全型高压组合开关

使用说明书

1、概述

1.1用途及适用范围

QJGZ-/3300-矿用隔爆兼本质安全型高压组合开关（以下简称组合开关）适用于含有爆炸性危险气体和煤尘的矿井中，在交流50Hz、额定电压3300V的线路中，对三相鼠笼型异步电动机的起动、停止进行控制和保护，并可在停止时改变相序。

1.2型号及意义

1.2.1组合开关的型号及其代号含义如下：

QJGZ---/3300－

主回路数

额定电压（V）

总电流（A）

真空式

高压

隔爆兼本质安全型

起动器

1.2.2防爆型式及防爆标志

防爆型式：

矿用隔爆兼本质安全型；

防爆标志：

Exd[ib]I

1.3使用环境条件

1.3.1海拔不超过2000m；

1.3.2运行环境温度为-5℃～+40℃；

1.3.3周围空气相对湿度不大于95%（+25℃时）；

1.3.4在有煤尘和爆炸性气体混合物的矿井中；

1.3.5与垂直面的安装倾斜度不超过15°；

1.3.6在无显著摇动和冲击振动的地方；

1.3.7在无破坏绝缘的气体和蒸汽的环境中；

1.3.8无滴水的地方；

1.3.9污染等级：

3级；

1.3.10安装类别：

III类。

1.4产品特点

1.4.1组合开关的先导回路为本质安全型电路，能防止控制线路短路或接地时引起自起动事故的发生；

1.4.2组合开关控制与保护采用PLC对系统进行实时监控，本公司自行研发应用软件，可灵活地对运行方式和短路、断相、过载、过/欠压、漏电闭锁等实施保护及绝缘监视，具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠，设定方便简捷、保护准确可靠等优点；

1.4.3专门设计了和PLC配套的数据采集处理器，对组合开关的电压、电流、绝缘状态等大量数据信号的采集进行了扩展，并具有判断和处理等功能。

具有抗干扰能力强、信息量大、控制可靠、准确等特点。

同时，研制了新型的漏电功能检测模块，实现了漏电和电流参数的同步采集，提高了检测的精度。

1.4.4采用中文显示系统，可对组合开关进行参数和单机、顺控、双机双速（含单机双速、双机单速、双机双速和点动）等多种控制方式的设定，并有工作状态和故障类型、时间的显示及记忆、查询、累计功能。

具有友好的人机界面，大大提高了故障判断和排除的效率；

1.4.58路组合开关可设置两组独立的双机双速控制方式，对厚煤层放顶煤开采工艺的前、后两部工作面刮板运输机的机头、机尾电动机分别实施双机双速控制方式；

1.4.69路以下提供一路AC127V/300VA照明或信号电源；10路以上提供两路AC127V/300VA照明信号电源；

1.4.7提供标准的RS-485通信接口；

1.4.8根据需要可提供电机温度保护的控制接点。

2、结构特征与工作原理

2.1箱体结构

组合开关外壳为长方体框架结构，由20㎜厚的Q235A钢板焊接而成，造型美观、坚固耐用。

整个箱体分为进线腔、主控腔和出线腔三个独立腔体。

隔离换相开关操纵手柄，停止按钮和机械闭锁机构均在箱体的前面板上。

箱体主腔为前、后开门的结构形式，4～8路为每个回路设有滚轮的抽屉式小车装有真空接触器、中间继电器、时间继电器、压敏电阻、电流互感器、二次回路熔断器、变送器及操作过电压保护电路等元器件，组成各回路的控制单元，控制单元的真空接触器容量可根据用户要求，灵活的进行组合，9～12路为固定式安装。

主腔正面为两扇长方形快开门，为止口型隔爆机构，灵活的铰链与操作机构，使门的开启、关闭操作都非常简单、轻便。

后面也设有螺栓紧固的铰链式隔爆三开门结构，可方便的对隔离换相开关、主回路熔断器、各回路的电源和负荷进行接线及检修，同时，对发生故障的控制单元可快速整体更换，减少故障处理的工作量和时间。

控制单元的主回路静触头座为多片状上下分体的扁形结构，杜绝了园形多瓣状梅花触指结构的接插座接触面积小、阻值大、可调性差、结构不合理、弹簧易受热退火、触指散架的故障隐患。

2.2电气结构组成及功能

2.2.1进线腔：

装有三组接线柱R1、S1、T1；R2、S2、T2；R3、S3、T3，供3300V进线使用。

2.2.2出线腔（以六回路为例）：

2.2.2.1输出有六组接线柱，分别为：

U1、V1、W1第1回路接线柱；

U2、V2、W2第2回路接线柱；

U3、V3、W3第3回路接线柱；

U4、V4、W4第4回路接线柱；

U5、V5、W5第5回路接线柱；

U6、V6、W6第6回路接线柱；

2.2.2.2在出线腔装有接线排，做为温度保护、远控和程控回路等使用。

2.2.3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。

2.2.3.1真空隔离换相开关HGK1、HGK2、HGK3安装在腔体的右侧，其作用是确保供电电源正向—断开—反向三个位置的无载转换，特殊情况下可带负荷分断；

2.2.3.2交流真空接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5……安装在腔体内的控制单元里或固定在箱体背板上，接触器型号为JCZ8-160/3.6、JCZ8-200/3.6、JCZ8-400/3.6，控制电压AC220V，各回路分别控制普通电动机或双速电动机；

2.2.3.3控制变压器T安装在主腔体内，规格为3300V/220V/127V/36V/1500VA为控制单元、真空接触器和照明信号提供控制电源，10路上装有两台控制变压器；

2.2.3.4各回路的限流熔断器FU1、FU2、FU3……，型号为XRNM1，额定工作电压3.6KV，额定工作电流450A，限流熔断器和PLC对主电路进行短路的双重保护；

2.2.3.5压敏电阻RY1、RY2、RY3……用于释放过电压。

2.2.4门板元件组装：

装有可编程控制器（PLC）、本质安全型先导回路、显示器。

2.3工作原理

2.3.1控制原理

组合开关有点动、单回路控制运行、多回路顺序控制运行、双速控制运行四种运行方式。

将隔离换相开关HGK置于“正向”或“反向”位置，控制变压器T有电，向PLC控制系统供电，此时各回路处于分闸待机状态，PLC对各回路的绝缘电阻进行检测，绝缘电阻值小于闭锁电阻值的回路被闭锁不能起动；在顺序控制运行方式和双速控制运行方式的各回路也均不能起动。

在分闸待机状态下，也可根据需要通过显示器和各功能按钮进行参数和控制运行方式的设定。

2.3.1.1单回路控制运行方式

2.3.1.1.1按照电气原理图进行接线。

2.3.1.1.2起动：

合上隔离换相开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下所要起动回路的远方起动按钮QA，向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后，向相应的中间继电器J发出起动信号，中间继电器的常开触点J-1闭合，主回路接触器线圈KM带电吸合，接通主回路，使该回路控制的电动机投入运行；

2.3.1.1.3停止：

按下控制回路的远方停止按钮TA，向PLC发出停止信号，PLC接收到信号后，向相应的中间继电器J发出停止信号，中间继电器J断电，其常开触点J-1打开，主回路接触器线圈KM断电，主回路被切断，电动机停止运行。

2.3.1.2多回路顺序控制运行方式

2.3.1.2.1按照电气原理图进行接线

2.3.1.2.2本组合开关4路、6路可设定一组顺序控制运行方式，8路可设定A、B两组顺序控制运行方式，各自相互独立。

任意一个回路可作为顺序控制运行方式时的首台、中间或末台（投入A、B两组顺序控制运行方式的回路不得重复），每组最多可投入顺序控制运行方式的回路数为6个；每组低于6个回路的后续几路必须设为0。

如：

8路组合开关A组确定1为首台，依1→3→5投入顺序控制运行方式。

B组确定2为首台，依2→4→8→7投入顺序控制运行方式，可设定为：

①A顺序控制：

1→3→5→0→0→0

②B顺序控制：

2→4→8→7→0→0

2.3.1.2.3根据实际情况和使用要求设定顺序控制运行方式的起动间隔时间；

2.3.1.2.4起动：

合上隔离换相开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下首台远方起动按钮QA，向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动信号，起动首台电动机；

2.3.1.2.5确定首台电动机起动后，延时到所设定的间隔时间后，发出起动信号起动第二台电动机，依次类推，直至所有回路依次起动完毕；

2.3.1.2.6在起动过程中，如后一回路的电动机在设定的时间内未能正常起动，则其前面已经起动的电动机将依照和起动相反的顺序逐台停机；并且显示器上显示起动失败的回路序号和时间，提醒操作人员重新起动或排除故障。

2.3.1.2.7在运行过程中，其中任意回路因某种故障跳闸，该回路电动机停止运行，同时投入顺序控制运行的电动机经一定的延时后从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机；

2.3.1.2.8停止：

按下投入顺序控制运行的任一回路的停止按钮，向PLC发出停止信号，PLC接收到信号后，控制投入顺序控制运行方式的电动机从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机。

2.3.1.3双速控制运行方式

该起动方式一般用于控制工作面刮板输送机机尾和机头电动机的低速和高速运行。

根据需要可设定为双机双速、单机双速和双机单速和点动四种运行方式。

2.3.1.3.1接线

在双机双速运行方式时，第一个起动的低速回路作为外引远控端子，并将接线排上最下方的九芯接线端子的2、3端子与接线排上外引控制线的1、2、3端子中的2、3端子并联，这样只引出双机双速第一个起动回路的1、2、3端子作为远控功能使用，只用这一回路的起动、停止按钮即可控制单机双速、双机单速和双机双速三种运行方式的起、停和点动，无须再外引其他双速控制回路的控制端子。

例如将第二回路设置为低速起动的第一个回路，此时将该回路外引远控起动、停止按钮控制线接到接线排上第二回路的1、2、3端子上，同时，将其中2、3端子与接线排最下方的2、3端子并联。

接线箱中接线排自上而下排列，分别为第一、第二、……回路控制的接线端子，每个回路有1、2、3三个控制端子，也是自上而下排列，每路控制端子之间均设有空位，以便识别。

外引远控操作按钮在接线时切记要将远端二极管正确接好。

在每个主回路的远端负载处，在电缆的接地芯线和屏蔽监视线之间，接好1KΩ/1W金属膜电阻。

2.3.1.3.2设定方法

通过显示器和面板上的功能按钮，设定双速控制方式实现点动、单机双速、双机单速和双机双速控制。

①点动：

例如第二回路为单机点动控制，设定和显示为：

双速控制：

2→0→0→0

尾-头：

0.00秒低-高：

3.00秒

说明：

低-高的间隔时间3.00秒为程序内部设定的最小值，在点动运行方式时无效。

按起动、停止按钮点动第二回路所控制的电机。

②双机单速：

例如第二回路和第一回路为双机单速运行，设定和显示为：

双速控制：

2→1→0→0

尾-头：

1.00秒低-高：

3.00秒

说明：

低-高的间隔时间3.00秒为程序内部设定的最小值，在双机单速运行方式时无效。

按起动按钮。

起动第二回路（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾—头的间隔时间后（举例设定为1秒），再起动第一回路（机头）电机低速运行。

③单机双速：

例如第二回路为低速，第一回路为高速，设定和显示为：

双速控制：

2→0→1→0

尾-头：

0.00秒低-高：

4.00秒

说明：

a.按起动按钮，起动第二回路控制的电机低速运行，并延时到所设定的低—高的切换间隔时间（举例设定为4秒），同时第二回路电机的起动电流已下降到1.2倍时，切换到第一回路，控制电机高速运行。

b.按起动按钮，起动第二回路控制的电机低速运行，并延时到所设定低—高的间隔时间，但是第二回路控制的电机起动电流没有下降到1.2倍，禁止电机向高速切换，同时低速运行的电机停机，并显示双机双速切换失败的提示画面，再按画面提示重新进行操作。

④双机双速：

例如第二和第三回路为低速，第一和第四回路为高速，设定和显示为：

双速控制：

2→3→1→4

尾-头：

1.00秒低-高：

4.00秒

说明：

a.按起动按钮，起动第二回路控制的首台（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾-头间隔时间后（举例设定为1秒），随之起动第三回路控制的（机头）电机低速运行。

延时到低—高的切换间隔时间（举例为4秒），并且首台起动的电机的起动电流已下降到1.2倍时，第二和第三回路两个低速回路，同时切换到第一回路（机尾）和第四回路（机头）两台电机转入高速运行。

b.按起动按钮，起动第二回路（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾-头的间隔时间，起动第三回路（机头）电机也低速运行。

延时到低—高的切换间隔时间，但是首台起动的第二回路电机的起动电流没有下降到1.2倍，禁止向第一回路（机尾）和第四回路（机头）两个高速控制回路切换，同时第二和第三回路控制低速运行的两台电机停机，并给出双机双速切换失败的提示画面，再按画面提示重新进行操作。

注意，两台电动机起动的时间间隔设定范围为0～1s，起动间隔时间不能太长，以免机尾电动机拖动机头电动机造成过载；低速向高速切换的间隔时间设定范围为3～99s，低速向高速切换的起动电流倍数为1.2倍，在PLC程序中已设定好。

因每台隔离换相开关控制2～3个回路，故在运行方式设定时，必须掌握同一隔离换相开关控制的各回路实际工作电流的总和，不得超过单台隔离换相开关的额定电流。

2.3.1.4就地停止：

上述任何一种控制方式下运行的电动机，只要将组合开关面板上隔离开关相应的闭锁停止按钮按下，都能使在运行中对应的电动机立即停止运行，实现就地停机；若有特殊情况，可按下组合开关面板上的急停按钮，则所有回路都立即跳闸。

2.3.2保护功能

组合开关具有短路、断相、过载、过/欠压、漏电闭锁、绝缘监视等保护功能。

2.3.2.1短路、断相和过载保护

短路、断相和过载保护采用鉴幅式保护原理：

通过模拟量输入通道采集到由I/V变送器转换的三相电流信号与存放在PLC的整定电流值进行比较，判断是否发生故障以及发生故障的类型，并在显示器上显示故障类型和发生故障的时间以及故障时的电流值，与此同时若该回路为顺序控制运行方式的回路之一，则投入顺序控制运行方式的所有电动机将逆起动顺序停机；若该回路为单机控制运行时按照设定的时间延时停机。

2.3.2.3过/欠压保护

过/欠压保护原理：

通过PLC的模拟量输入通道采集到电网电压信号并和PLC存放的过/欠压值进行比较，若发生电压异常（包括过压和欠压），PLC发出停止信号，使所有电动机同时停机，并在显示器上显示系统电压异常故障以及发生故障的时间和故障时的电压值。

2.3.2.4漏电闭锁保护

漏电闭锁保护采用附加直流的检测原理：

硬件上将各回路中间继电器J和接触器KM的两个常闭触点和两个已知电阻串接在各自的漏电闭锁检测回路上，通过PLC的模拟量输入通道采集到检测回路上某点的电压信号，利用电阻分压的原理和设定值进行比较，若小于设定的漏电闭锁电阻值，对单回路控制运行的电动机实施闭锁而不能起动，若该回路为顺序控制运行或双速控制运行中的一个回路，则该起动方式下的所有电动机都不能起动。

电动机正常起动时，串联在漏电检测回路上的中间继电器J和接触器KM的两个常闭触点相继打开，切断漏电检测回路，避免主回路接地。

3、技术特性

3.1主要技术参数

3.1.1额定工作电压：

AC3300V、50Hz；

3.1.2额定工作电流：

六～十二回路总电流为1500A，四回路为1300A，接触器容量分别为400A、200A、160A；

3.1.3最大控制功率：

在额定工作电压3300V，η·cosΦ=0.75时，双速双回路控制电动机最大功率为1700KW；

3.1.4电流整定范围：

20～400A（20～200A、20～160A）；

3.1.5主回路通断能力：

JCZ8-400接通4000A，分断3200A；JCZ8-200接通2000A、分断1600A；JCZ8-160接通1600A，分断1280A；

3.1.6极限分断能力：

JCZ8-400为4500A；JCZ8-200为4000A，分断各3次；

3.1.7电寿命：

AC-3负荷30万次，AC-4负荷10万次；

3.1.8机械寿命：

100万次；

3.1.9隔离换相开关分断能力：

1890A，正反各3次。

3.2动作特性

3.2.1组合开关在额定控制电源电压的75%～110%范围内能可靠工作；

3.2.2组合开关在额定控制电源电压的20%～70%时应能释放。

3.3保护特性

组合开关具有过载、短路、断相、过/欠压、漏电闭锁、绝缘监视和本安先导回路防止自起动等各种保护。

3.3.1组合开关的短路保护采用熔断器和PLC双重保护；

3.3.1.1主回路熔断器为450A、300A、200A，额定开断电流不低于50KA；

3.3.1.2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。

3.3.2过载保护特性见表1

表1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

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

8s≤t6≤16s

冷态

自动

1＜t＜3

3.3.3断相保护特性参数见表2

表2断相保护特性参数

序号

相电流/整定电流

动作时间

min

起始状态

复位方式

任意两相

第三相

1

1.0

0.9

长期不动作

冷态

2

1.05

0

＜3

热态

断电

3.3.4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3，解锁值为闭锁值的1.5倍。

表3主回路对地绝缘电阻闭锁值

主回路额定工作电压（V）

单相闭锁电阻值（KΩ）

动作允许误差（%）

3300

100

+20

3.3.5绝缘监视保护见表4

表4绝缘监视保护性能

保护工作状态

监视线与地线之间回路电阻

KΩ

监视线与地线之间绝缘电阻KΩ

动作时间

s

可靠动作

＞1.5

＜3.0

＜0.1

允许动作

0.8～1.5

3.0～5.5

不允许动作

＜0.8

＞5.5

热态

3.3.6过压保护：

由主回路接入MYGK-3KV/5KA氧化锌压敏电阻进行过压保护。

放电电流5KA，额定工作电压4000V，在直流1mA下参考电压不小于5.7KV，泄漏电流不大于20μA。

3.4本安回路参数

3.4.1输入电压AC36V；输入电流AC80mA

3.4.2远控回路最大开路电压为：

AC20V（有效值）；最大短路电流为：

AC85mA（有效值）。

3.4.3远控回路额定工作电压为：

DC12V；额定工作电流为：

DC18mA。

3.4.4控制接点容量AC127VDC36V/5A

3.5组合开关整定设置操作及屏幕显示

3.5.1按键使用说明

上（∧）：

将画面翻转到前页画面；

如果在数字设定状态，被修改的数字位加1，递增范围：

0→9→0。

下（∨）：

将画面翻转到后页画面；

如果在数字设定状态，被修改的数字位减1，递减范围：

9→0→9。

左（<）：

修改设定参数时，左移被修改的数据位，即闪烁显示数字左移一位。

右（>）：

修改设定参数时，右移被修改的数据位，即闪烁显示数字右移一位。

设置（SET）：

按下此键开始修改设定值，当前正在修改的设定值窗反色显示，其中被修改的位闪烁显示。

在按下ENT键之前再按一次SET键，则当前修改操作取消，并继续修改下一个数据。

确认（ENT）：

按下此键确定被修改的数据，并继续修改下一个数据。

当前画面的最后一个数据被修改后，退出修改数据状态。

复位（ESC）：

在系统时间日期设定画面（画面3）中按下此键，设定的时间日期生效；在运行方式设定画面（画面6）中按此键，若设定的回路没有重复，则设定生效；若设定回路有重复，则显示提示画面（画面8），提醒重新设定。

在故障累计次数画面（画面12）中按此键，故障累计次数和所有故障记录清零。

以上按键主要用于对系统时间、参数和运行方式的设定。

3.5.2画面信息介绍

“0”：

用户可以根据自己的需要通过∧、∨、<、>等键进行修改；“0”的个数表示数据位数，如00年：

用两位整数表示年份；0.00秒：

用三位数字表示时间，其中小数点前一位数字，小数点后两位数字；

“*”：

需要显示的程序运行结果，用户无权限修改，“*”的个数表示其数据位数，如A相电流****：

用四位整数表示电流值。

3.5.3主要画面介绍

开机送电后，显示器显示如下信息

画面1

描述：

开机屏

PLC智能控制保护装置

分闸待机

江苏八达真空电气有限公司

时间：

**年**月**日**时**分**秒

注：

按下（∨）键跳至画面2

画面2

描述：

主菜单

主菜单

参数设定∨

运行状态>

故障记录<

注：

按上（∧）键跳至画面1

按下（∨）键跳至画面3

按右（>）键跳至画面10

按左（<）键跳至画面12

画面3

描述：

系统时间日期设定

系统时间日期设定

00年00月00日

00时00分00秒

按复位（ESC）键设定的时间日期生效

注：

按上（∧）键跳至画面2

按下（∨）键跳至画面4

画面4

描述：

电流设定1

电流设定1

整定电流短路倍数

01#0000A00

02#0000A00

03#0000A00

04#0000A00

05#0000A00

06#0000A00

注：

按上（∧）键跳至画面3

按下（∨）键跳至画面5

画面5

描述：

电流设定2

电流设定2

整定电流短路倍数

07#0000A00

08#0000A00

09#0000A00

10#0000A00

11#0000A00

12#0000A00

注：

按上（∧）键跳至画面4

按下（∨）键跳至画面6

短路倍数分档连续可调，分别为整定电流的1倍、2倍……10倍

画面6

描述：

运行方式设定

运行方式设定

A顺序控制：

0→0→0→0→0→0

间隔时间0.00秒

B顺序控制：

0→0→0→0→0→0

间隔时间0.00秒

A双速控制：

0→0→0→0

尾—头：

0.00秒低-高：

00.00秒

B双速控制：

0→0→0→0

尾—头：

0.00秒低-高：

00.00秒

按下复位（ESC）键设定的运行方式生效

注