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TKDMK1286说明书

矿井提升机用TKD系列电器控制设备

使用说明书

TKD-MK-1286

编制王丽丽

审查陆民

标准娄建宏

中信重机洛阳实业有限公司

2008年05月

目录

一、用途、使用范围及型号意义

〈一〉用途

〈二〉控制设备使用范围

〈三〉型号意义

二、成套范围

三、电控系统的主要组成部分和作用

〈一〉主回路

〈二〉安全回路

〈三〉测速回路

〈四〉控制回路

〈五〉辅助回路

〈六〉微机拖动回路

四、系统的联锁及保护

〈一〉控制线路中的保护

〈二〉调绳的操作过程和连锁

五、控制线路原理说明

〈一〉起动原则的简述

〈二〉线路动作说明

〈三〉可调闸回路部分

〈四〉二级制动环节

六、深度指示器

〈一〉多水平深度指示器

1．深度指示

2．传动装置

3．限速保护

4．线路动作说明

〈二〉牌坊深度指示器

七、控制系统的调整和参数整定

〈一〉继电器的整定

〈二〉测速模块的调整

〈三〉可调闸模块的调整

〈四〉转子电阻计算

八、安装维护

九、订货须知

十、附录

（一）自整角机简介

（二）LOGO继电器简介

一、用途、使用范围及型号意义

〈一〉用途

TKD系列电控设备与2JK-口/口型或JK-口/口E型单绳矿井提升机配套使用，控制单电动机为800千瓦容量以下（包括800千瓦）交流异步电动机的起动、制动、停车及换向，并具有矿井提升机所必须的电气保护及联锁装置。

本电控设备根据用户的不同需要，可供：

高压、低压、带动力制动、不带动力制动、带动力制动为拖动、带低频制动……等。

〈二〉控制设备使用范围

1．海拔高度不超过1000米；

2．周围环境温度不高于40℃，不低于-20℃；

3．KZD、KZG可控硅电源柜，停机温度不低于-40℃；

4．相对温度不超过85%；

5．没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体；

6．没有剧烈的振动和颠簸；

7．不必防爆的场所。

〈三〉型号意义

TKD–口口

T---提升机

K---电控

D---单绳

口口——A2为继电器式电控；MK为模块化电控；PC为PLC电控。

二、成套范围

根据不同的电控设备，成套范围有所区别，分述如下：

〈一〉TKD-A2电控设备主要包括：

1.TDG-E低压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触柜

4.YEG-E液压站控制柜

〈二〉TKD-E-P-028口/口型电控设备主要包括：

1.TGG高压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触柜

4.YEG-E液压站控制柜

〈三〉TKD-E-P118口/口型电控设备主要包括：

1.TDG-E低压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触柜

4.YEG-E液压站控制柜

5.KZD-E动力制动电源柜

6.DDG动力之控制柜

〈四〉TKD-E-P-128口/口型电控柜主要包括：

1.TGG高压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触器柜

4.YEG-E液压站控制柜

5.KZD-E动力制动电源柜

6.DDG-E动力制动控制柜

〈五〉TKD-E-P-288口/口型电控设备主要包括：

1.TGG高压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触柜

4.YEG-E液压站控制柜

5.KZD-E动力制动电源柜

6.DDG-E动力制动控制柜

7.WTG-E微拖动控制柜

〈六〉TKD-E-P-328口/口型电控设备主要包括：

1.TGG高压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触柜

4.YEG-E液压站控制柜

5.JPG-E低频制动控制柜

〈七〉TKD-E-P-428口/口型电控设备主要包括：

1.TGG高压开关柜

2.ZKG-E主控柜

3.ZZG-E转子接触器柜

4.YEG-E液压站控制柜

5.KDG-ESCR低频制动电源柜

6.DPGSCR低频制动控制柜

如此类推，根据不同的电控设备型号，分别配上相应的电控柜。

其中，带P的为牌坊深度指示器；带S的为多水平深度指示器，需增加一个多水平深度指示器柜SZG-E。

电控柜组合图见表1

1.KZG柜为中间开门，其它柜均为左开门，所有柜子均为前后开门结构。

2.ZZG柜的尺寸详见表。

3.本电控柜组合图带动力制动、带微拖动系统的电控柜的组合图。

4.带低频系统则将DDG柜换成DPG（或JPG），无WTG柜。

5.带牌坊深度指示器时，无SZG柜。

TKDG系列电控柜尺寸

表1

设备名称

型号

主回路

宽×深×高（mm）

附注

电压（V）

电流（A）

高压开关柜

TGG

6000

200

3000

400

低压电源柜

TDG-E

380

300

600

主控制柜

ZKG-E

1000×600×2400

转子接触器柜

ZZG-E

600

600×600×2400

900

660×600×2400

动力制动控制柜

DDG-E

600×600×2400

微拖控制柜

WTG-E

800×600×2400

信号液压柜

YEG-E

800×600×2400

多水平深度指示器柜

SZG-E

600×600×2400

配多水平深度指示器时用

机组低频控制柜

JPG-E

带低频发电机组时用

可控硅低频控制柜

DPG-E

带可控硅低频时用

可控硅动力

制动电源柜

890×690×1950

湘机厂

可控硅低频

制动电源柜

三、电控系统的主要组成部分和作用

TKD系列电控设备是为JKZ型矿井提升机更新系列配套使用的，现分述各组成部分及作用。

〈一〉主回路

定子回路：

提升电动机定子绕组经高压开关柜和高压换向器接于高压电源母线，高压换向器ZCFCXLC控制定子回路的通断和换向。

对于短路过负荷和欠电压等保护性断电，由高压真空开关QF跳闸来实现。

高压开关柜可以适应矿井提升机双电源进线的要求，高压开关柜中的电流互感器1TA2TA是专为三相电流继电器JLJ能较好的吸合和释放用，因此增加了一支电流互感器3LH为操作台上主电动机电流表A1而用。

转子回路：

提升电动机转子回路外接八级电阻，在加速和动力制动过程中，由加速接触器1JC－8JC分级切除，改变电动机的起动和制动特性，以满足提升速度的要求，限制提升电动机转子电流。

并在电动机转子回路里增加了阻容过电压吸收装置，用以保护第六、第五级转子接触器的寿命。

〈二〉安全回路

在提升机电控系统中，设有必要的保护和联锁装置，当提升机电控系统中发生故障不能正常工作时，安全回路中的触点断开安全接触器AC及安全继电器ACJ回路，使安全电磁铁G3、G4断电释放。

同时ACJ常开触点（720302）断开液压泵电动机接触器JC1回路。

AC常开触点（358360）断开ZC、FC线圈，高压换向回路断电。

1.主令控制器手柄“0”位联锁触点LK-1

当操纵手柄处于中间位置时，LK-1闭合。

提升机在运行过程中LK-1断开，使得在安全回路断电后，操纵手柄必须恢复到中间位置，提升机才能再次起动。

2.工作闸制动手柄联锁触点DZK-1

当制动手柄在制动位置时，DZK-1的常开触点闭合，安全回路才有接通的可能。

3.接触器8JC

接触器8JC的常闭触点（340342）与测速回路断线监视继电器DXJ的常开触点（340342）并联，在准备开车和加速及等速时，8JC常闭触点短接DXJ触点（340342）；在减速运行时，8JC触点断开，此时DXJ起作用，若测速回路失压或断线，测速回路断线监视继电器DXJ断电，DXJ的常开触点（340342）断开安全回路，提升机进行安全制动。

4.低速过速继电器GSJ1的常开触点（338340）

在减速阶段，当提升机运行速度超过凸轮板给定速度10%时，低速过速继电器GSJ1断电，其常闭触点（338340）断开安全回路，提升机进行安全制动。

5.等速过速继电器GSJ2的常闭触点（336338）

在等速阶段，当提升机运行速度超过最大提升速度15%时，等速过速继电器GSJ2吸合，其常闭触点（336338）断开安全回路，提升机进行安全制动。

6.制动油过压继电器YGJ安全制动

当液压站制动油压过高时，电接点压力表YY使得YGJ线圈回路通电，YGJ的常闭触点（332334）断开安全回路，提升机进行安全制动。

7.高压开关柜油断路器GYD的辅助常开触点（334336）

油断路器合闸时，该触点闭合，当油断路器由于短路、过负荷欠压、失压、高压换向器室棚门打开（LSK断开）时跳闸，断开安全回路，提升机进行安全制动。

8.簧疲劳继电器PLJ的常闭触点（330332）

当弹簧疲劳到一定程度后，弹簧疲劳开关PLK1~PLK8中的任何一点闭合，接通弹簧疲劳继电器PLJ的线圈回路，PLJ的常闭触点（330332）断开安全回路，提升机进行安全制动。

9.松绳继电器SSJ的常闭触点（328330）

当提升钢丝松时，松绳继电器SSJ线圈回路通电，其常闭触点（328330）延时断开安全回路，提升机进行安全制动。

10.错向继电器CXJ的常闭触点（322324）

由于司机误操作，发生提升方向错误时，此时由错向检测回路判断出换向错误，并发出信号至安全回路，CXJ的常闭触点（322324）断开，提升机进行安全制动。

11.过卷开关ZGK1、ZGK2和FGK1、FGK2成对装于井架和深度指示器上，当提升容器过卷时，过卷开关其中之一被打开，均可断开AC。

12.深度指示器失效保护，当深度指示器传动轴发生断裂时，由专用断轴继电器PAB动作，其常闭触点（326328）断开安全回路。

〈三〉测速回路

由主提升机电动机拖动的他激直流测速发电机CSF的输出电压与主电动机YD的转速成正比，当提升机以额定转速运行时，调节其激磁绕组中串联的可调电阻的大小，使CSJ的输出电压为220伏。

测速回路中接有多种继电器，其作用为：

1.方向继电器ZJFJ的触点：

接在开车方向中间继电器ZXJ0FXJ0回路，在信号回路中接入ZXJ0FXJ0的触头，保证开车信号在正常开车时，开车信号不失电，中途停车后，只有开车信号再次发出，才能开车。

2.低速爬行继电器DSJ及中间继电器DSZJ的主要作用是：

当DSJ释放时，断开DSZJ回路，DSZJ也释放，各触点作用在系统工作过程中介绍。

3.速度继电器1VJ~3VJ的作用是：

在减速阶段投入电气制动和脚踏电气制动时，按速度原则控制转子电阻的切除。

4.等速过速保护继电器GSJ2的作用是：

当提升机在等速运行阶段，其速度超过最大速度的15%时，GSJ2线圈吸合，其常闭触点断开安全回路，提升机进行安全制动。

5.亚同步继电器YTJ的作用是：

当提升机轻载提升或重载下放时，在整个起动过程的一小部分时间内（即刚切除最初的几级转子电阻），就有可能接近最大提升速度，这时亚同步继电器YTJ动作，提前切除转子第七、八级电阻，进入自然特性曲线运行。

〈四〉控制回路

控制回路的作用是提升机在运行过程中按照起动、制动、停车和换向的要求，来改变主回路的工作状态，并具有必要的电器联锁及保护，它们的动作原理在具体线路中介绍。

〈五〉辅助回路

辅助回路控制提升机的辅助设备，如润滑油泵电动机，制动油泵电动机。

〈六〉信号回路

原来的信号回路，在减速之后停车，而不到停车点时，司机可以不需要信号工打点便可以开车。

根据煤炭部86板“煤矿安全手册”第358条“对该问题明确规定”只有井口把钩工发出信号，绞车才能起动。

即把钩工不打信号，绞车不起动，新的信号回路除原有的减速点后二次给点只能低速开车这一功能外，还增加了辅助回路。

满足了新的保安要求。

四、系统的联锁及保护

〈一〉控制线路中的联锁及保护

1.实现安全制动时，安全回路接触器AC的常开触点（301，305）（358，360）断开，高压换向回路和转子电阻第一预备级接触器1JC的线圈回路断电，电动机切除高压电源，并且转子回路接入全部电阻，同时工作闸继电器GZJ线圈回路和制动油泵电动机接触器JC1线圈回路断电。

提升机进行安全制动。

2.高压换向柜门打开时，开关SK的常开触点断开或者司机踏下脚踏开关JTK1无压释放线圈SY失压，使真空开关QF不能合上，或使已合闸的真空开关跳闸。

3.由于在正反转回路中新加入了开车方向中间继电器XSJ0的常开触头（350，354），使得司机未接到开车信号而开不了车因信号接触器XC线圈未通电，其常开触点（350，358）未闭合，虽然低速中间继电器DSZJ的常闭触点（354，358）闭合，但是由于未接到开车信号，开车方向中间继电器XSJ0的常开触头（350，354）不闭合，正反转回路不能接通，提升机不能运行。

4.提升机过卷后，只能向相反的方向开车，这是由转换开关FW来连锁的，如果正向过卷，则过卷开关ZGK1，ZGK2被压动断开，扳动转换开关FW的手把左45℃位置FW7-8（318，319）闭合，接通安全回路、解除安全制动，使得只有反转高压换向器FC有动作的可能，提升机只能反向运转，防止过卷事故扩大。

5.高压换向器ZC，FC之间有机械闭锁和电气闭锁，电气闭锁是在ZC线圈回路中串联有FC的常闭触点（H001，376），这就保证了一个换向器通电闭合后，另一个换向器必定断开，不能闭合。

同样，高压换向回路、自动换向回路ZJ1与FJ1、正反向给定自整角机、磁回路之间也均有电气闭锁。

6.如果加速接触器1JC-8JC中任何一个在线圈断电后其主触点不断开，而其常闭触点也不必合，即出现“熔焊”故障34）断开AC线圈回路，提升机进行，提升机不能起动，因为时间继电器1SJ线圈回路中都串有1JC~8JC的常闭触点，常闭触点不闭合，1SJ就没有通电的可能，其接于高压换向回路的常开触点（350，302）断开，就断开高压换向回路。

7.当制动油路油压过高，继电器YGJ的常闭触点（720，722）断开JC1线圈回路，使制动油泵电动机断电油泵停止运行。

8.当润滑油压力过高或过低，或润滑站堵塞或油温高，或弹簧疲劳，则继电器RGJ，YWJ，ZMJ，RWJ的常开触点（1220，1238）接通DTJ线圈回路，继电器DTJ的常闭触点（530，532）断开XC线圈回路，只允许一次提升完毕，不许下次再提升。

9.AC线圈回路断电，进行安全制动时，其常开触点（301，305）断开工作闸继电器GZJ线圈回路，ACJ继电器的常开触点（302，720）断开制动油泵接触器JC1线圈回路，使可调闸线圈断电和制动油泵电动机停转。

10.解除安全制动时，必须将制动手柄置于紧闸位置，操纵手把置于“零”位，由预制动手把下的限位开关DZK-2的常闭触点（546，548），断开工作闸继电器GZJ线圈回路，保证可调闸线圈电流为0。

11.起动时，制动手把置于松闸位置，DZK-2的常开触点（454，452）闭合，接触器2JC线圈才有吸合的可能。

否则不许加速。

程已经完毕。

12.操纵制动手把到紧闸位置。

五、控制线路的原理说明

a）起动原则的简述：

在加速阶段，本系统采用八级或五级电阻起动的方案。

对于不同的起动电阻级数，其基本原理都是一样的，起动原则采取以电流为主，时间为辅的原则。

对于单纯按时间起动的原则，就是在恒定的时间间隔内切除电动机的转子各级附加电阻，起动时间与提升负载的轻重设有关系，但起动时各级的切换速度却随负载的轻重而变化，当重载时电动机在恒定的时间间隔内不能加速到象在额定条件下所得到的转速，转子电阻机的切换与电动机达到的相应速度之前进行，此时获得很大的冲击电流和转柜,严重时会使电动机发生“频覆”可能由于过电流保护装置动作而便高压开关柜跳闸，提升机不能起动，相反，在轻载的，电动机在恒定的时间间隔内超过了象在额定条件下所得到的转速，电动机转子电阻机的切换与电动机达到的相应速度之后进行，此时各级的切换速度过大，却使电流和转柜的峰值减小。

由于单纯按时间起动的原则具有上述的缺点，我们采用了以电流为主，时间为辅的起动原则，而对于纯电流原则其主要特点为：

当慢慢切除起动电阻时，起动电流在定子或转子内作台阶式的变化，在短接了起动电阻的时候，起动电流就增大了，，当起动电流增大到某一整定值时，系统中专设的电流继电器JLJ的衔铁就吸合，以阻碍下一个加速接触器的吸合，电动机加速在电动机绕组中的电流也同样开始降低，当电流达到整定值的最小值时，电流继电器JLJ的衔铁就释放，从而使下一个加速接触器有吸合的可能，电动机随着所有的接触器继续不断的吸合而加速，直到电动机进入其自然特性曲线，这种根据纯电流起动原则在提升负载变动时是不能采用的，因为在提升负载较轻时，会出现当切除起动电阻时，起动电流达不到电流继电器JLJ的吸合值，使每级接触器会聚然吸合，造成加速过快，因此在线路上考虑每级电阻切除时附加时滞来修正，在这种情况下，当电流降到一定数值后，下一个加速接触器不是立即吸合而使经过一段时间才吸合，此时间的大小由每级附加时间继电器的时滞来确定，这样，以电流为主时间为辅的起动原则，就与提升负载的轻重无关了。

根据以电流为主时间为辅的起动原则，在重载提升时，起动阶段会自动增大，这样就限制了加速度的值，防止电动机频复，并且也减少了提升机所受的机械应力，在轻载时，加速也不会过大，每级接触器不是聚然吸合，而是要经过一段时间而吸合。

b）线路动作说明

本系列产品根据各系统所配的设备不同，可以实现下列各种不同的拖动方案：

1．电动加速----等速运行----电动减速。

2．电动加速----等速运行----动力制动减速。

3．电动加速---发电制动运行----动力制动减速。

4．电动加速---等速运行---电动减速---微机拖动爬行。

5．电动加速---等速运行---动力制动减速---微机拖动爬行。

6．电动加速---发电制动运行----动力制动减速---微机拖动爬行。

7．电动加速---等速运行---低频制动减速与爬行。

8．电动加速---发电制动运行----低频制动减速与爬行。

9．脚踏动力制动。

10.低速运转（验绳）。

现将手动操作的各种运行方式进行说明：

开车前的准备工作：

i.将制动手把拉到全抱闸位置，操纵手把置于零位。

过卷转换开关FW置于正常工作位置（即零位），调绳转换开关1HK置于正常工作位置（即右45℃），正力转换开关2HK置于非正力减速工作位置（即零位）。

ii.合上高压开关柜的隔离开关QS1（或QS2）GLK1和油开关QF，使高压接触器主触点电源端有电，操作台上电压表V1指示出高压线路电压。

iii.合上QS自动开关1QM2QM3QM等。

iv.分别按下起动按钮1QA2QA，起动制动油泵及润滑油泵电动机。

v.按下按钮7TA接触器KM0带电，控制回路有电。

vi.如果安全接触器AC线圈回路中的各保护及联锁接点正常，则AC接触器线圈通电，AC的常开触点（342，346）自锁，解除安全制动。

至此，开车前的准备工作就绪。

提升机在一个提升周期内，按其工作过程可以分为：

加速、等速、减速（包括爬行）三个阶段，现分别叙述如下：

1．电动加速阶段

当井口提升系统发出信号后，提升信号接触器XC及继电器XCJ线圈回路通电，XC的一对常开触点（536，532）自锁，常开触点（350，358）闭合，为正反转回路通电做好准备，常开触点（444，302）闭合，为转子接触器2JC线圈回路通电做好准备，XCJ的常开触点（551，301）闭合，为换向回路通电做好准备。

换向回路中的自动换向继电器ZJ1和FJ1的吸合和释放状态决定于上一提升循环的方向，若上一循环是反方向提升（即换向器FC通电），则提升容器在终端位置压动安装在井架上的停车开关JZK2，其常开触点（562A，302）闭合，继电器JF的线圈（301，562A）瞬时通电，信号继电器XCJ得电后，其触点（556，554）常开点闭合，（560，302）常开点闭合，ZJ1吸合,常开触点（374，376）闭合，（H003,386）常闭点断开，只允许换向接触器ZC通电，以确保电动机正方向运转，直到本次提升过程结束；提升容器压下停车开关JZK1，其常开触点（554A，302）闭合，继电器JZ的线圈（301,554A）瞬时通电，信号继电器XCJ得电后，其触点（562，564）常开点闭合，（568，302）常开点闭合，FJ1吸合,常开触点（384，386）闭合，（H001,376）常闭点断开，只允许换向接触器FC通电，以确保电动机反方向运转，直到本次提升过程结束。

当司机按正确方向把主令控制器LK，由中间位置向后拉时，主令控制器的触点LK-3，LK-5，LK-6，LK-7，LK-8，LK-10，LK-11都闭合，同时把制动手柄推向松闸位置，则DZK-1的常闭触点（546，548）闭合，工作闸继电器GZJ线圈通电，其在可调闸回路和自整角机回路中的常开触点（806，807），（837A，838）闭合，KT1（或KT2）线圈通电，自整角机CD1通电，随着制动手把不断向前移动，可调闸线圈KT1（或KT2）的电流不断增大，提升机松闸。

在正转接触器ZC线圈回路中，由于AC的常开触点（301，305）和（358，369）闭合（以解除安全制动），FC的常闭触点（371，376）闭合（反转回路FC未通电），换向继电器ZJ1的常开触点（374，376）闭合（提升容器处于允许正转位置，如上分析），信号接触器XC的常开触点（350，358）闭合（已发出了开车信号），时间继电器1SJ的常开触点（302，350）闭合（提升机运转时，时间继电器1SJ~8SJ均通电）。

因此正转接触器ZC线圈回路通电，其常开触点（376，379A）闭合，使线路接触器XLC线圈通电吸合，至此电动机定子接触器接通高压电源，转子回路接入全部电阻，起动过程开始。

电动机工作在第一预备级，使提升机紧绳，ZC的常闭触点（302，350）闭合，正向接触器ZC自保，常闭触点（386，388）断开，闭锁接触器FC。

时间继电器1SJ线圈断电，1SJ接在正反转回路中的常开触点（302，350）延时断开，正反转回路经ZC的常开触点（302，350）而通电，接在转子接触器1JC回路的1SJ常闭触点（350，440）延时闭合，使转子接触器1JC通电，切除第一级转子电阻，提升电动机换到第二条机械特性曲线上，提升机开始加速，接在转子接触器2JC线圈回路的1JC常开触点（454，456）闭合，为2JC线圈通电作准备，接在时间继电器1SJ线圈回路中的1JC常闭触点（634，656）断开1SJ线圈回路，避免电流继电器吸合后1SJ线圈重新通电，KM1.1时常开触点（654，658）闭合，为按电流原则控制时间继电器的动作（释放）作准备，KM1.1的常闭触点（658，662）断开，2SJ线圈回路断电，其按在转子接触器KM1.2线圈回路中的2SJ常闭触点（446，448）延时闭合，转子接触器KM1.2线圈回路通电KM1.2的各触点的动作及作用与KM1.1的相应触点动作及作用相同，切除第二级转子电阻，提升电动机切换到第三条机械特性曲线上，提升机开始进入主加速阶段，电动机的起动电流放大，使接在电流互感器1LH，2LH上的加速电流继电器