S掘进机电气系统Word文档格式.docx

S掘进机电气系统Word文档格式.docx

《S掘进机电气系统Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《S掘进机电气系统Word文档格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10A

4、急停按钮

AB－1附带锁紧装置

250V

5A

用途：

用于紧急停机

5、防爆电铃

矿用隔爆型规格型号：

BAL1－127／150额定电压：

AC127V

开机信号，启动报警

6、照明灯：

3盏

KBJ－60／24V额定电压：

AC24V功率：

60W

7、电控箱

矿用隔爆兼本质安全型规格型号：

KXJ2－1140E主回路电压：

AC1140V控制回路电压：

AC220V、AC127V、AC100V、AC24V输出分路数：

4路

8、操作箱

TJI－24E控制回路电压：

DC24V本安回路最大短路电流：

1A本电气系统适用环境：

1、海拔高度不超过2000米；

2、周围空气温度-20C〜+40C；

3、周围空气相对湿度不大于95%（+25C）;

4、无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；

5、与水平安装倾斜度不超过15°

；

6、污染等级3级，安装类别川类。

第二节掘进机电控装置结构与性能

KXJZ-148/1140E矿用隔爆兼本质安全型掘进机用电控装置是S150掘进机的

控制核心，它控制着掘进机电动机的运转、停止、行走以及提供照明电源和各种

保护等。

该装置包括KXJZ-148/1140E矿用隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱（以下简称电控箱）和TJ1-24E矿用隔爆兼本质安全型掘进机用操作箱（以下简称操

作箱）。

一、电控箱技术参数及型号含义

1、技术参数

1140V

148A

外形尺寸：

1800X530x820（mm）

216KW

冷却方式：

自然冷却

2、型号含义

、电控箱结构与性能

掘进机用

额定电压

设计序号

隔爆兼本质安全型

控制箱

电控箱整体为长方形，箱门和上盖均用螺栓与箱体紧固。

电控箱分为上腔

和下腔，上腔为接线腔室，接线腔内装有一组三相电源接线端子，一组截割电机高速负荷接线端子、一组截割电机低速负荷接线端子、泵电机负荷接线端子、煤电钻电源接线端子和十二件七芯控制接线端子，另外设置两个接地接线端子。

在其左右后三个壁上设置大小不等的十九个接线嘴，通过电缆经接线嘴与电源、负载及其它元件相连。

下腔为隔爆腔室，隔爆腔室内装有驱动板、控制板、显示板。

驱动板安装在隔爆腔室后面，为螺栓固定式结构，主电路的电器元件：

隔离换向开关QS控制变压器T1;

交流真空接触器KM1KM2KM3KM4截割电机电流互感器、二运电机电流互感器、泵电机电流互感器、各接触器负荷侧的阻容吸收装置均安装在这块板上。

位于隔离开关左侧安有掘进机安全预警装置。

控制板安装在前门上，它分为两块。

在左侧门上分别装有PLC-BI控制器、PLC-BII控制器、PLC-BF辅助控制器及控制连线。

在右侧门上分别装有漏电检测单元、控制中间继电器J1、J2、J3、J4、J5及本安电源等元器件。

显示板安装在门体上，主要是LED显示和液晶显示。

两个LED分别用来显示电动机的运转状态及各种故障；

两个液晶显示分别显示截割电机工作电流及截割计时。

三、电控箱元器件性能及参数

1、隔离换向开关隔离换向开关控制掘进机电源的接通、分断与换向作用。

隔离换向开关的触头装有消弧装置，掘进机进行检修或查找故障时，应将此开关打至停止位置后，方可打开前门。

当出现紧急故障时，可以操作此开关切断掘进机电源。

隔离换向开关主要参数：

型号：

KGH－400

频率：

50HZ

400A

极限分断能力：

4000A

2、控制电源变压器

为控制系统提供工作电源。

控制变压器主要参数：

BK－1600

初级1140V660V;

次级220V、120V、100V、24V

50Hz〜60Hz

容量：

初级1600VA次级1250VA350VA

3截割电机高速接触器

控制截割电机高速的启停，它吸合与释放分别接通断开截割电机高速电源。

CKJ－250

250A

控制电压：

220V

4、截割电机低速接触器控制截割电机低速的启停，它吸合与释放分别接通、断开截割电机低速电源型号：

5、油泵电机接触器控制油泵电机的启停，它吸合与释放分别接通、断开油泵电机电源。

型号：

CKJ－125

125A

6、二运电机接触器控制二运电机的启停，它吸合与释放分别接通、断开二运电机电源。

7、截割电机电流互感器时刻检测截割电机的运行电流值，成正比的转换后送入辅助控制器，从而实现对电动机的过载、短路及断相保护功能。

LMK（BH）0.66CT电流比：

400／5准确度：

0.5级

一次侧绕组1匝

额定负荷：

5VA

8、油泵电机电流互感器时刻检测油泵电机的运行电流值，成正比的转换后送入辅助控制器，从而实现对电动机的过载、短路及断相保护功能。

200／5准确度：

0.5级一次侧绕组1匝额定负荷：

9、第二运输机电机电流互感器时刻检测二运电机的运行电流值，成正比的转换后送入二运控制器，从而实现对电动机的过载、短路及断相保护功能。

0.5级一次侧绕组3匝额定负荷：

10、阻容吸收装置

RO1140,用于吸收电动机产生的高频谐波。

11、本安电源模块为控制器及操作箱提供本安工作电源。

CSTI－I

防爆型式：

Ex（ib）I

初级85〜264V,次级输出本安12V

本安最高开路电压：

12.5V

本安最大输出电流：

1.3A

12、漏电保护器对截割电机、油泵电机、二运电机实现漏电闭锁保护。

S100－SA

13、掘进机安全预警装置为掘进机截割电机启动、过载,油泵电机启动提供语言告警。

及对掘进机前

进、后退、停止提供控制及语言告警。

14、中间控制继电器

J1—J4为接触器控制继电器，型号为SENMENS220V。

受执行控制器的控制，它的常开接点闭合与断开，控制接触器的吸合与释放。

15、主控制器

S100-MC是掘进机的主控制单元，对系统实现过压、欠压、瓦斯、水流量保护，对油泵、截割电机实现过载、短路、缺相保护及启停控制。

16、二运控制器

S100-TC,控制第二运输机电机的启停，并对二运电机实现过载、短路、缺相保护。

17、辅助控制器

S100-AN辅助主控制器对截割、油泵电机实现过载、短路、缺相保护。

18、电流液晶表

ZY-XS1,配合主控制器显示掘进机的工作电流。

19、计时液晶表

ZY-XS1,配合主控制器显示掘进机的运行时间。

20、运转状态LED显示板

配合主控制器显示掘进机各电机的运转状态。

21、故障LED显示板

配合主控制器显示掘进机出现的各种故障状态。

四、电控箱系统功能

1、电控箱能完成以下保护功能：

过流保护、截割电动机的过热保护、过压保护、漏电保护、欠压保护、瓦斯保护、水流量保护、缺相保护。

2、电控箱的联锁功能

截割电动机高低速之间具有电气互锁。

油泵电动机启动前要进行语言报警延时后油泵电动机启动。

截割电动机的启动“报警”只有当油泵电动机启动后才能发出；

截割电动机启动前必须发出“报警”信号“报警”鸣响延时到设定的时间后截割电动机才能启动截割电动机启动后报警自动停止。

系统可实现第二运输机的单动和联动当“单/联动转换”开关指向“单动”时第二运输

机可以单独启动，停止；

当“单/联动转换”开关指向“联动”时，第二运输机启动、停止按钮失去作用，第二运输机和第一运输机的“联动”，当第一运输机

运行时，第二运输机随之启动，第一运输机停止时，第二运输机也停止。

3、电气控制系统可以满足以下要求：

电压值为75%-115%Ue时，电气系统中的各种电器元件均能可靠的工作，当电压降到额定值的60%寸，处于吸合状态的电磁元器件不应释放。

当矿井瓦斯含量超过额定值时，用瓦斯含量检测断电仪提供信号后，系统能自动停电，当瓦斯含量达到需要报警规定值时，系统能显示“瓦斯保护”。

当截割电动机冷却水流量不足时，通过流量传感器提供信号后，系统显示“水流量不足”，并断电。

五、操作箱技术参数及型号

1、技术参数

防爆形式：

本安回路最高开路电压：

15V

本安回路最大短路电流：

1A

工作电压：

DC24V

基本外形：

630X225X305（mm）

2、型号含义

TJI-24E

掘进机用

额定电压

设计序号

隔爆兼本质安全型操作箱

六、操作箱结构与性能

操作箱为隔爆兼本安型电气设备，其防爆壳采用钢板焊接而成。

壳体分为隔爆腔和本安腔。

在隔爆腔内安装有液晶显示屏，通过进线嘴用6芯屏蔽电缆与电控箱相连。

液晶显示屏起到监视和参数设定的作用，通过它可以了解到掘进机的

工作、故障以及电动机的一些参数等，同时可以通过它来设定参数。

型号为

AIGP31008供电电压DC24V额定电流为0.5A。

本安腔室内安装有控制按钮，通过20芯控制线与电控箱相连，向主控制器及二运控制器发出控制命令。

操作箱各按钮功能如下：

油泵启动：

启动油泵电动机油泵停止：

停止油泵电动机，同时与截割电动机、第二运输机电动机停止形成闭锁，按下油泵停止，截割电动机、第二运输机电动机也随之停止

截割启动：

启动截割电动机高/低速截割停止：

停止截割电动机高/低速二运启动：

启动第二运输机电动机二运停止：

停止第二运输机电动机紧急停车：

停止启动的电动机，并闭锁，使各电动机无法启动单/联动转换按钮：

第二运输机启动的方式转换。

单动时，第二运输机电动机靠按“第二运输机起动”按钮来单独启动；

联动时，第二运输机电动机与第一运输机一起启动、停止。

前进：

掘进机前进后退：

掘进机倒退停止：

掘进机掘进/后退停止

+/-：

参数设定值更改、选择截割电动机高/低速启动确定：

用于参数设定的确认选择：

用于菜单选项

信号：

掘进机对外发出打点信号

掘进机的电气控制系统由主回路、漏电闭锁保护回路、中间继电器控制回路、

安全预警回路、控制系统回路等组成。

一、掘进机主回路

由外界输入的1140V三相交流电源A、B、C,经连线送入隔离开关QS的电

源侧。

隔离开关是通过倒换B、C两相电源相序实现换向的，当操作隔离开关QS

打在正向或反向位置时，1140V三相交流电源送入接触器KM1、KM2、KM3、KM4

的电源侧。

控制系统控制相应接触器吸合后，接通三相1140V电源，电动机得电

运转。

1、掘进机控制电源回路

从AB两相引出的1140V电源，经保险FU1FU6送入控制变压器T1的初级侧，降压后，从次级侧分别输出24V、120V100V、220V控制电源。

24V交流电源通过保险FU5输出，经连线111、112引至接线腔室10#接线排的X2、X3接线端子，经喇叭嘴输出为掘进机照明提供电源。

120V交流电源通过103、保险FU4输出，一相电源经连线103接在PLOBH二运控制器的下方22#接线端子。

此时按下操作箱信号按按钮AT1后，将二运控制器的B2、B15连线接通，经控制器处理控制内部继电器吸合。

其常开接点闭合，将103、136连线短接。

120V电源经连线136引至接线腔室10接线排的X4接线端子上。

120V另一相电源105经连线引至接线腔室10#接线排的X5接线端子上，经喇叭嘴输出为掘进机打点信号提供电源。

120V交流电源还经连线103、105为掘进机安全预警装置提供工作电源。

220V交流电源通过103、保险FU3输出，经连线101、103为接触器KM3

KM2KM1KM4的吸合线圈提供工作电源。

220V交流电源还通过103、保险FU2输出，经连线102、103为本安电源模块提供电源。

通过本安电源模块降压整流后，输出12V本安电源，经连线B1、B2为主控制器PLOBI、二运控制器PLOBU提供电源。

220V交流电源同时也通过102、103连线为主控制器PLOBI、二运控制器PLOBU、漏电闭锁保护单元及中间继电器J2、J4、J1、J3、J5的吸合线圈提供工作电源。

主控制器得电后，由内部电源模块转换输出12V直流电源，接通电源指示灯电源回路，显示窗电源指示灯亮。

3、过欠压保护

控制变压器输出的100V交流电源用于电压检测，通过保险FU3FU4输出，经连线101、105送入辅助控制器PLOBF电压检测模块，同时由二运控制器输出12V直流电源，经连线X13X15为该模块提供工作电源。

电压检测模块将检测到的电压信号转换为频率信号经连线X15送入二运控制器，由二运控制器处理后送入主控制器。

从而实现过欠压保护，当电网电压低于额定电压的75％时，

操作箱显示屏显示“工作电压过低”，并提示当前的电压值。

当电网电压高于额

定电压的115％时，操作箱显示屏显示“工作电压过高”，并提示当前的电压值。

4、漏电闭锁保护回路

隔离开关QS合闸后，控制变压器输出的220V交流电源，经连线102、103为漏电保护单元提供工作电源。

漏电闭锁保护单元投入工作，从LD1端子发出的漏电检测信号，经截割电机高速吸合中间继电器J3的常闭接点J3—2、漏电检

测禁止继电器J5的常闭接点J5—1、截割电机高速接触器KM1的常闭接点KM1—3、截割电机高速电缆及电机、通过对地绝缘值回到LE端。

当截割电机高速电

缆及电机的对地绝缘值大于允许值时，漏电闭锁保护单元的漏电保护接点闭合，接通220V为截割电机高速合闸中间继电器J3提供的一相电源。

当截割电机高速电缆及电机的对地绝缘值小于允许值时，漏电闭锁保护继电器动作，断开为继电器J3提供的220V电源，J3无法得电吸合，接触器KM1无法得电合闸，从而实现漏电闭锁功能。

同时漏电闭锁保护继电器的另一组接点闭合，主控制器PLC—

BI输出的12V直流电源，经X0、发光二极管、连线X24常开接点、X12回到12V电源的负极，截高漏电指示灯亮，通过显示窗口提醒工作人员截割电机高速发生漏电故障。

漏电闭锁保护单元的LD2是对油泵电机电缆的漏电检测线、LD3是对二运电机电缆的漏电检测线、LD4是对截割电机电缆的漏电检测线，工作过程同截割电机高速漏电检测过程相同。

同时连线X23是油泵漏电指示回路、连线X22是二运漏电指示回路、连线X21是截割电机低速漏电指示回路。

漏电闭锁保护单元的试验：

为检查漏电闭锁保护单元是否可靠，需定期对该单元进行试验。

第一个按钮是对截割电机低速漏电闭锁保护单元进行试验，当按下该按钮时，保护单元内部模拟一漏电信号对内部进行试验，当保护单元正常时，截割电机低速保护继电器动作，其接点断开截割电机低速合闸中间继电器J2的吸合回路。

另一组接点闭合接通截低漏电指示灯电源回路，截低指示灯亮。

第二个按钮是对二运漏电闭锁保护单元进行试验，第三个按钮是对油泵漏电闭锁保护单元进行试验，第四个按钮是对对截割电机低速漏电闭锁保护单元进行试验。

5、油泵电动机工作过程

油泵电机的启动过程

按下操作箱上的油泵启动按钮AT5,将主控制器上的B1、B7短接。

经主控制器处理发出漏电检测禁止信号，内部继电器吸合，其常开接点闭合短接102、140两连线，220V电源由140连线输出，至漏电检测禁止继电器J5的吸合线圈，又经连线103回到220V电源的另一相。

J5得电吸合，其常闭接点J5-1断开截高漏电检测回路、J5-2断开油泵漏电检测回路、J5—3断开二运漏电检测回路、J5-4断开截低漏电检测回路。

同时，主控制器控制内部启动预警继电器吸合，其接点闭合，短接掘进机安全预警装置丫20丫12连线。

安全预警装置A10A11输出“掘进机启动”告警信号，延时到设定时间后报警停止。

主控制器控制内部油泵启动继电器吸合，其接点闭合，短接102、113连线，220V电源从113连线输出、至油泵合闸中间继电器J1的吸合线圈、又经油泵漏电闭锁接点回到220V电源的另一相。

J1得电吸合，其常闭接点J1—2断开油泵漏电闭锁检测回路，常开接点J1—1闭合接通油泵接触器KM3的吸合线圈电源。

接触器KM3吸合接通1140V电源，油泵电动机得电运转。

并联在主回路中的RC3为阻容吸收装置，用于吸收电动机产生的高频谐波。

同时接触器的辅助常闭接点KM3-2断开油泵漏电闭锁检测回路，常开接点KM3-1闭合，将X10K1两连线短接，为主控制器提供油泵电动机已运行信号。

主控制器接通油泵运行显示灯电源，显示窗口油泵运行指示灯亮。

同时主控制器控制油泵计时器对运行时间进行累计计时，并通过操作箱的液晶显示屏显示油泵的累计运行时间。

当启动回路发生故障无接触器返回信号时，启动后操作箱显示“油泵电机启动失败”。

当停止油泵电动机时，按下操作箱油泵停止按钮AT6,将主控制器上B8B1短接。

经主控器处理将油泵启动输出接点断开，合闸中间继电器J1失电释放，接触器KM3释放，油泵电动机停止。

由于油泵停止与截割电机、二运电动机停止形成联锁，按下油泵停止按钮，截割电动机、二运电动机也随之停止。

油泵电机保护回路

油泵电动机得电运行后，套在接触器KM3负荷侧的电流互感器TA7TA8TA9检测到的电流信号，经连线F1A1、F1A2;

F1B1F1B2F1C1F1C2送入辅助控制器PLC-BF,辅助控制器将检测到的模拟电流信号转换为电阻信号，经连线送入主控制器。

经主控制器处理后，送入操作箱液晶显示屏显示油泵电动机的运行电流值。

并与油泵电动机的设定电流值进行比较，当检测到的运行电流值超过设定值时，操作箱显示屏显示过载，同时显示过载倍数。

当过载电流达到8倍设定值时，系统认为短路。

当检测到电动机主回路发生缺相时，显示屏显示电动机缺相。

同时控制器断开油泵电机启动继电器J1的电源回路，使油泵电动机停止。

6、电动机工作过程截割电动机启动当油泵电动机启动后，便可以启动截割电动机。

在启动截割电动机前，利用操作面板上的“＋”、“－”选择按钮，移动显示屏上的光标来选择启动“高速”或“低速”。

当选择低速时，按下截割启动按钮AT7,将主控制器上B9B1短接，经主控制器处理，控制内部启动预警继电器吸合，其接点闭合，短接掘进机安全预警装置丫20Y10连线。

安全预警装置A10A11输出“截割头开始启动”语言告警，延时到设定时间后报警停止。

主控制器控制内部截割低速启动继电器吸合，其常开接点闭合，短接102、114连线，220V电源从114连线输出、至截割低速合闸中间继电器J2的吸合线圈、又经截割低速漏电闭锁接点回到220V电源的另一相。

J2得电吸合，其常闭接点J2—2断开漏电闭锁检测回路，常开接点J2-1闭合,又经截割电机高速接触器辅助常闭接点KM—1,接通截割低速接触器KM2的吸合线圈电源。

接触器KM2吸合接通1140V电源，截割电机低速运转。

并联在主回路中的RC2为阻容吸收装置，用于吸收电动机产生的高频谐波。

同时接触器的辅助常闭接点KM—1断开高速接触器KM1吸合线圈回路，从而实现高速电气闭锁。

辅助常闭接点KM—3断开截割低速漏电闭锁检测回路。

辅助常开接点KM—2闭合，将X10K3两连线短接，为主控制器提供截割低速已运行信号。

主控制器接通截割低速运行显示灯电源，显示窗口的截割低速指示灯亮。

同时主控制器控制截割计时器对运行时间进行累计计时，并通过操作箱的液晶显示屏及电控箱截割计时表显示截割累计运行时间。

当启动回路发生故障无接触器返回信号时，启动后操作箱显示“截割电机启动失败”。

当停止截割低速电动机时，按下操作箱截停按钮AT8,将主控制器上B10B1短接。

经主控器处理将截割低速启动输出接点断开，合闸中间继电器J2失电释放，接触器KM2释放，截割低速电动机停止。

当选择高速时，按下截割启动按钮AT7,将主控制器上B9B1短接，经主控制器处理，控制内部启动预警继电器吸合，其常开接点闭合，短接掘进机安全预警装置丫20Y10连线。

安全预警装置A10A11输出“截割头开始启动”语言报警，延时到设定时间后报警停止。

主控制器控制内部截割高速启动继电器吸合，

其接点闭合，短接102、115连线，220V电源从115连线输出、至截割低速合闸中间继电器J3的吸合线圈、又经截割高速漏电闭锁接点、经103号回到220V电源的另一相。

J3得电吸合，其常闭接点J3－2断开漏电闭锁检测回路，常开接点J3-1闭合，又经截割电机低速接触器辅助常闭接点KM2-1,接通截割高速

接触器KM1吸合线圈电源。

接触器KM1吸合接通1140V电源，截割电机高速运转。

并联在主回路中的RC1为阻容吸收装置，用于吸收电动机产生的高频谐波。

同时接触器的辅助常闭接点KM-1断开低速接触器KM2的吸合线圈回路，从而实现低速电气闭锁。

辅助常闭接点KM1-3断开截割高速漏电闭锁检测回路。

辅助常开接点KM-2闭合，将X10K2两连线短接，为