煤矿用组合开关原理教程

组合开关的应用
要学习组合开关的原理，首先我们要知道他有什么用，在什么情况下用组合开关，组合开关能实现什么功能。

现在我们来看一个采煤工作面都有哪些设备，是如何采煤的。

这是一个采煤工作面的布置图：
在这个图中的设备有：1、采煤机；2、液压支架；3、刮板输送机；4、转载机；5、破碎机；6、喷雾泵站；7、乳化泵站；8、胶带机（皮带运输机）；9、组合开关；10、移动变电站。

采煤的过程是这样：采煤机将煤采下来，落到刮板输送机上，刮板输送机将煤刮送至转载机上，有转载机转运到破碎机中，将大的煤矿破碎之后，由胶带输送机负责运输到原煤仓中。

当采煤机采完一片区域后，这片区域的就空出来了，为了防止坍塌，由液压支架进行支护，乳化泵站就是负责给液压支架的液压系统提供压力的。

在采煤的过程中，煤尘非常多，这是就需要洒水除尘。

喷雾泵站是负责提供高压力的水源的。

还有移动变电站，是负责给采煤面提供电源的，组合开关，就是负责控制这些设备的启动与停止的。

我们可以看出，在采煤工作面中，设备非常多，而且每一种设备上面还有好几个电动机，而且这些电机的功率还都比较大。

同时，这些电机之间还有一定的启动顺序，所以，要是使用一台磁力启动器控制一个电机，可以想象，要使用多少磁力启动器。

而且要想让各个磁力启动器之间进行联合控制，也是一件比较复杂的事情。

在这种情况下，组合开关便有了用武之地。

上图中是在一个采煤系统中使用了三台不同型号的联力组合开关控制了采煤系统中的所有设备。

虽然组合开关的型号非常多，但是他们都有许多的共同之处，所以我们只要掌握了其中一种型号的组合开关原理，其他的就好理解了。

我们这篇教程中，将KJZ3 型9回路开关为例进行讲解。

下一节，讲组合开关的主回路。

KJZ3-1500/3300 9回路组合开关主回路原理
当我们拿到一份原理图的时候，我们要先从主回
路开始看，看看主回路中一共有几个回路，每个
回路中所带的负荷是什么，各个负荷之间有没有
联动关系。

现在我们来分析一下KJZ3-
1500/3300 9回路组合开关主回路。

KJZ3-1500/3300 9回路组合开关主回路一共有9
个主回路，他们所带的设备分别是：
隔离开关QS1控制两条回路，分别由真空
接触器KM1和KM2来接通与断开负荷。

KM1所
带负荷是采煤机，KM2备用，当KM1回路出现
故障时，可以用KM2来带采煤机。

隔离开关QS2控制三条回路，分别由真空
接触器KM3、KM4、KM5来接通与断开负荷。

KM4带转载机，KM5带破碎机，KM3备用，当
KM4、或KM5回路有故障时，可以切换到KM3
回路上。

隔离开关QS3控制四条回路，分别由真空接
触器KM6、KM7、KM8、KM9来接通与断开负
荷。

请大家自己按照上面的方法来分析一下他们
所带负荷吧。

我们分析一下QS1隔离开关所带的两个回路
中的其它元件。

上图是主回路的一部分截图，分析完这一部分截
图，剩下的和这个原理都差不多，大家到时候自
己试着分析一下就行。

1、三相电源指示器：在图纸标有H字样的方框所代表的是三相电源指示器，它为每一路电源输入显示有没有电，当有输入电源时三相电源指示器中的电压传感器二次（就是a、b、c、o端子）输出的低电压使发光二极管发光。

整机一共9个电源指示器，分别是H1-H9，在这个截图中有三个。

H1接在电源端子1L1、1L2、1L3侧，用来指示QS1这一回路有没有电源输入。

H4接在隔离开关QS1的负荷侧，电源侧有电，合上隔离开关QS1，则H4指示灯亮，表示隔离开关QS1合闸了。

H7接在控制变压器T2的电源侧，用来指示控制变压器T2有没有电源输入。

2、隔离开关QS1：在这个组合开关的隔离开关中，总共用了3组触点，第一组：三个主触点，标有1U1、1V1、1W1的哪一组。

用了控制主回路的电源，同时具有换向作用。

第二组：辅助触点，用来控制控制变压器T2的电源。

在上图中标3的红色箭头所指。

第三组：辅助触点，在这个辅助触点上标有线号67、68-1，在主回路图中，我们还看不出这一对触点的作用，不过没关系，请你记住这一对触点标有线号，我们在看以后的原理图的时候，会联系到他。

到时候就会知道他的作用。

我们看到，隔离开关QS1的几组触点用一条虚线连接在一起。

这个虚线的作用是告诉我们这几个触点是在一个元件上的，是一体的。

当合隔离开关时，这几个触点是一起动作的。

3、控制变压器T2：顾名思义，控制变压器是给控制回路提供电源的。

当合上隔离开关QS1，其辅助触点闭合，通过熔断器FU1、FU2给控制回路提供了电源，为组合开关的工作做好了准备。

4、真空接触器KM1、KM2：这两个真空接触器各自控制着一条回路，KM1吸合，就会接通KM1回路所带负荷（采煤机）的电源。

KM2吸合，就会接通KM2回路所带负荷（目前备用）的电源。

5、电压互感器TV1：电压互感器的作用，我们在以前的教程中介绍了他的作用。

和在其它防爆磁力启动器中的电压互感器的作用一样，这里的电压互感器也是为组合开关的保护器提供电压信号的，以便保护器判断主回路的电压是否正常，从而进行过压、欠压、断相等保护。

6、电流互感器TA1、TA2：和以前开关教程中学习的一样，电流互感器的作用是为开关的综合保护装置提供主回路中的电流大小信号的，以便综合保护器判断主回路中的电流是否正常，有没有过载、短路等故障。

7、阻容吸收装置：阻容吸收装置并不是这个组合开关特有的元件。

大家可能发现了，基本上所有的煤矿低压开关中都有这么一个元件，而且接线方式都一样，接在真空接触器的负荷侧。

作用在这里就不用讲了，还不知道的朋友就看看我以前写的教程吧：/thread-11214-1-1.html
8、零序电流互感器TA01、TA02：零序电流互感器的作用我们在馈电开关的教程中也讲了，在这里的作用也是一样的，还不懂的朋友看看以前的教程：/thread-14847-1-1.html
主回路中的主要元件就是这些。

大体的工作原理是，合上隔离开关QS1，1U1、1V1、1W1侧有电。

同时隔离开关的辅助触点接通为控制变压器T2提供了电源。

控制回路正常工作，按KM1的控制回路的启动按钮，KM1吸合，接通KM1所带负荷的电源，所带负荷工作。

同时电压互感器、电流互感器、零序电流互感器等将各自检测到的相应的信号送入保护器，保护器根据这些信号进行综合分析，以判断主回路中的电流、电压、绝缘是否正常。

从而进行相应的保护。

主回路的工作原理就是这么简单，分析完上图中的主回路，其余几条主回路中的元件及工作原理都和这个一样，大家自己分析一下吧。

下一步我们分析的重点是，KM1的控制回路是如何对KM1进行控制的。

组合开关的主接触器控制回路（1）
在上一贴中，我们讲了主回路，只要主回路中的真空接触器吸合，主回路就会接通。

那么我们现在来看看主回路中的真空接触器的控制回路。

还以其中一条主回路为例进行分析，其余的几条原理类似，大家到时比照着自己分析就行。

以KM1回路为了，他的真空接触器的触点标的是KM1，这样我们就知道，他吸合线圈的文字标识也是KM1，大家肯定还记得吸合线圈的符号是什么吧。

对，就是一个方块加上两条线段。

现在，我们就在原理图中找这个标有KM1的吸合线圈符号。

找到之后，我们就可以分析一下吸合线圈的回路了，看看吸合线圈是如何得到电源的。

我想，看过成伟的80开关原理教程的朋友，再看这个原理图时，应该比较清楚他的原理了。

如果你还没有看过，现在就到这里看看吧：/thread-11260-1-1.html
在上图中，我们可以看到，吸合线圈的控制回路使用的是交流110V电源（图中红色线）熔断器FU21-1的作用是对控制回路进行过电流保护。

吸合线圈KM1的电流回路有K3-1控制着。

只要K3-1触点闭合，真空接触器的线圈就会得电吸合，使主回路接通。

那么K3-1触点的分开与闭合又有谁控制哪？对了，由K3-1继电器的线圈控制。

估计大家在图中也看到K3-1的线圈了。

我们现在先不分析K3-1线圈的电源回路。

先来看看KM1线圈的AC110V电源是从哪里接过来的。

我们可以看到，AC110电源的两根线上标有线号4-1或5-1。

这样我们就知道这两条线是4号线和5号线。

然后我们就去原理图的其他地方去找4号线和5号线。

在另一张图纸上，我们找到了标有4号和5号的电源线，我们就知道了，KM1主接触器线圈的电源是由控制变压器T2提供的。

不过在这个电源回路中，还有一个KC2触点控制着这个电源的通断。

那么这个KC2触点是什么意思哪？他是做什么用的哪？我们接着分析。

看到KC2的触点，要想知道他是如何动作的，就要找他的线圈，在上图中，我们也可以看到KC2的线圈，他的电源是有控制变压器TC2的提供的220V电源。

KC2线圈的电源回路的通断，由标有QS1-OFF的触点控制着。

我们知道QS1是隔离开关，那么这个触点当然就是隔离开关QS1的辅助触点了。

OFF表示隔离开关分闸的时候，这个触点闭合。

使用过KJZ3组合开关的朋友可能知道，这个组合开关有个带负荷分合隔离开关的功能，这在一般的开关中是不允许的，不但不允许，而且还设置了专门的闭锁来防止带负荷分合隔离开关。

那么KJZ3组合开关为什么就允许带负荷分隔离开关哪？这是因为
KJZ3组合开关所允许的带负荷分隔离开关并不是真正意义上的带负荷分隔离开关，而是当你要带负荷分隔离开关时，你的隔离开关开没有分开，主接触器就已经把负荷切断了。

QS1-OFF与KC2就是实现这个功能的。

他是这样实现的：在当你搬动把手对隔离开关进行分闸操作时，隔离开关的主
触点还没有分开，其辅助触点QS1-OFF就已经闭合上了，QS1-OFF 一旦闭合，KC2线圈吸合，KC2触点断开。

从而切断了主接触器KM1的线圈电源，使KM1先分闸。

这样就可以保证带负荷分隔离开关时，隔离开关的主触点还没有分开，主接触器就已经断开了。

避免了真正的带负荷分隔离开关。

这一贴就讲到这里，由于组合开关的原理比较复杂，分支线路比较多，不能像讲80开关时那样，一条回路讲下来。

所以看起来可能比较乱。

还请您自己总结一下，记住各个回路的作用。

组合开关的主接触器控制回路（2）
在上贴中，我们讲了KM1真空接触器的线圈的电源供给以及控制回路是由K3-1继电器控制，并找到了K3-1继电器的线圈，这一贴，我们讲K3-1继电器的线圈控制回路。

根据原理图，我们知道K3-1线圈的经过DSP触点之后，到达电源21-1和22-1两根线，那么这两根线是从哪里接过来的哪?我们再到其他几张图中去找21和22号线。

在第七张图纸、电源部分我们找到了21和22号线，从图中可以看出，这是一个电源模块，由16和18号线提供的交流电源，然后由AC/DC模块讲交流电变成24V的直流电。

然后作为K3-1与其它元件的电源。

知道了AC/DC电源模块的作用是输出24V直流电源之后，我们再顺着线号继续向上找电源模块的供给电源，就是16,18号线是从哪里接过来的。

在第二张图纸、控制电源部分，我们找到了16和18号线。

他是由控制变压器T2提供的220V电源经过熔断器FU3和继电器触点KC1之后到了16和18号线，也就是AC/DC模块。

这个回路的通断有一个继电器触点KC1控制，从图中我们可以看出KC1的线圈直接接到了T2的220V电源上，只要T2一次侧有电，二次侧就会有220V的电源提供给KC1，使其吸合。

到这里，我们就可以回过头来分析一下动作过程了。

合上隔离开关，控制变压器T2一次侧有电，二次侧线圈中的220V
有电，KC1线圈吸合，KC1触点闭合，AC/DC模块得电，输出24V直流电，为K3-1线圈提供了电源。

只要K3-1中的DSP触点闭合，K3-1线圈就会闭合。

那么这个DSP的触点是什么元件的触点哪？它在哪里哪？由什么控制哪？我们下一贴再讲。

在下一贴还没有出来之前，你也可以自己分析一下，到其他的图中去找DSP或者21号线和27号线。

组合开关的主接触器控制回路（3）
在上一贴中，分析了K3-1继
电器线圈的电源供给，以及其
回路中的元件。

知道了K3-1
线圈的吸合与分断由DSP触
点控制。

通过线号21-1和27，在保护
器单元图纸中找到了这对
DSP触点，明白了这个DSP
触点，就是保护器中的一对触
点。

保护器中的这个触点如果
闭合，K3-1就吸合，否则就
断开。

这个保护器中的触点在什么情
况下闭合？保护器的触点要想
闭合，我们必须给保护器一个
指令信号，或者给保护器内部
设定好固定的启动程序，保护
器才能够按照我们的要求对
DSP触点进行闭合与分开，
以驱动K3-1线圈。

这样，我们就要找保护器的先导模块了。

通过阅读说明书，我们了解到，保护器对各回路的启动与停止的控制（也就是使K3-1以及其他回路的继电器如k3-2、k3-3等吸合与分开）分为“单点先导”、“双点先导”、“单点程序”、“双点程序”四种控制方式。

我们这里以单点控制为例，其接线方式如上图，接线完成后，在保护器中将控制方式设置为“单点先导”（设置方法在以后的帖子讲解）。

这时，合上启动按钮（单点先导的启动按钮必须使用带有自锁的按钮，就像家里的开关，按下“开”之后，接通电路，再按一下，断开电路。

而不像80开关中的启动按钮，需要自保点才能够维持线路的导通）先导模块就会给保护器一个合闸的指令，保护器则会驱动DSP触点闭合，从而使K3-1继电器线圈吸合。

组合开关主回路的启动过程
在前面几篇帖子中，我们介绍了主回路中的主要元件及其作用，并以其中一条主回路为例，对真空接触器的吸合进行了推导讲解。

有的朋友说，看不懂这种推导过程，其实，这个推导过程就是我们分析原理图的过程，从主回路开始，逐步推导，直至各个控制回路以及辅助回路。

前面几篇帖子推导完之后，我们现在再来回顾一下以前的帖子，按照一下正常的顺序再来捋顺一下，以帮助还没有看懂的朋友更好的学习。

组合开关主回路的启动过程：
1、隔离开关
合上隔离开关QS1，电源指示器H4和H7所带电源指示灯亮，H4电源指示灯说明隔离开关合闸，H7电源指示灯亮说明控制变压器T2有电。

（下图为主回路图截取，请看原理图第1张，主回路图）
图一
2、控制电源
控制变压器T2的得电后，其二次侧输出110V和220及200V电源。

隔离开关合闸后，其辅助触点QS1-OFF触点闭合，线圈KC1和KC2吸合。

KC2吸合，KC2触点闭合。

接通了110V电源回路，时110V电源回路可以向KM1真空接触器线圈提供电源（如下图红的箭头所示）。

同时，KC1吸合后，200V电源通过KC1的触点，为24V直流电源模块提供电源（如下图蓝色箭头所示），输出的24V直流电源，为中间继电器K3-1的线圈提供电源（如下图绿色箭头所示）
至此，各个回路的电源准备完毕。

图二
图三
图四
3、启动过程如下：
按下1回路的启动按钮，保护器模块中第一回路的DSP触点闭合，接通了K3-1中间继电器吸合线圈的电源回路，K3-1吸合（图四），其回路如下：
DC24V直流电源21#线（图三）——21-1#线（图四）——保护器内DSP触点（图五）——27-1#线——27#线（图四）——K3-1线圈——24#线——熔断器FU22-1——22-1#线（图四）——DC24V直流电源22#线。

K3-1吸合之后，K3-1的触点接通了KM1线圈的电源，KM1吸合，真空接触器触点闭合，接通了主回路。

主接触器KM线圈的电源回路如下：
控制变压器T2二次侧110V电源中的2#线（图二）——熔断器FU1——3#线——中间继电器KC-2——4#线（图二）——4-1#线（图四）——熔断器FU21-1——6#线——KM1常闭触点——二极管D4——KM1常闭触点——25-1#线——中间继电器K3-1触点——26-1#线——KM线圈——二极管D2——5-1#线（图四）——5#线（图二）——KC2触点——控制变压器T2二次侧110V电源中的1#线。

常州联力组合开关的漏电闭锁电路
上图是常州联力9回路组合开关的漏电闭锁电路，9条回路，每条回路一个漏电闭锁检测单元，9个漏电闭锁检测单元的原理都是一样的。

我们拿出其中一个回路作为例子来讲：
组合开关的漏电闭锁检测采用常见的附加直流电源原理。

上图是组合开关的漏电调理模块，LD1-LD9分别接到1-9条回路上。

用于给漏电检测单元提供直流电源，同时根据漏电检测回路中的漏电电流的大小，来判断主回路是否漏电。

上图是9个漏电闭锁检测单元中的其中一个。

漏电闭锁检测是在开关还没有合闸之前，附加直流电源的正极，经过负载侧对地绝缘电阻到主电路，再到电源的负极。

当主电路绝缘电阻下降时，流过电阻检测传感器的电流值增加，当系统检测到线路绝缘电阻值小于规定值（一般的要求是380V电路中，负载的绝缘电阻值不低于11KΩ、660V电路中不低于22KΩ、1140电路中不低于40KΩ、3300V电路中不低于100KΩ）时，保护器就会动作，使真空接触器不能吸合。

并把故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用
户有漏电故障发生。

具体原理如下：
当KM1没有吸合时，KM1的辅助常
闭触点KM1-F是闭合的，接通了中
间继电器K1-1的线圈回路，K1-1的
线圈得电吸合，K1-1的常开点闭合，
接通了漏电闭锁保护器的检测回路。

当检测回路检测负载的绝缘值符合要
求时，保护器就会为主接触器的吸合
做好准备，当保护器接收到启动指令
之后，保护器就会驱动KM1吸合，
KM1吸合之后，KM1-F辅助常闭点
断开，K1-1释放，切断了漏电闭锁检
测回路。

防止漏电闭锁电路接入高压
回路中，损坏检测回路。

当KM1分
闸是，漏电闭锁检测回路会重新投入
检测工作。

漏电闭锁试验：为了判断漏电闭锁检测回路是否完好，我们要定期对漏电保护检测回路进行试验。

试验的方法是，在隔离开关处于分闸位置时，在保护器中设置保护器的状态为漏电闭锁试验状态（具体的设置方法在以后讲）。

这时上图中的DSP触点就会闭合，K2-1中间继电器吸合，接通了K2-1触点，将试验电阻R2-1串入主回路中，降低了主回路的绝缘电阻，使漏电保护检测回路动作。

常州联力KJZ3-1500/3300-9组合开关的辅助电源
KJZ3-1500/3300-9配置了一个5KVA的辅助电源,给外部提供照明及其它用途。

容量：5KVA
输出电压： 127V，220V输出回路数量： 3
变压器T1提供了127V和220V的辅助电源，变压器T5为辅助电源控制回路提供电源。

01U、01W和02U、02W提供127V的电源，03U、03W提供的是220V的电源。

E5为辅助电源的综合保护器。

熔断器FU16、FU17、FU18、FU19对3条辅助电源回路进行短路保护。

热继电器KR1、KR2、KR3为3个辅助电源回路的过载保护。

SA1、SA2、SA3分别控制3条回路的接通与断开。

例如：将SA1旋转至接通位置，接触器线圈KM01得电，KM1吸合，即接通了01U、01W回路。

其控制回路如下：T5变压器36V一端（71#）——熔断器FU40——SA1（1-2）触点——SA1（3-4）触点——KM01接触器线圈——热继电器触点KR1——保护器触点E5-1——T5变压器36V另一端（77#）。

KM01线圈得电吸合，KM01主触点闭合。

同时与SA1（1-2）触点并联的KM01辅助触点闭合，使控制回路自保维持吸合状态。

将SA1转至分断位置，SA1(3-4)触点断开，切断KM01线圈电源回路，KM01即可停止。

转换开关SA4用于01U、01W和02U、02W两条回路的漏电实验与复位，SA5用于03U、03W回路的漏电实验与复位。

如：将SA4转至漏试位置，则SA4将01W通过电阻R11接地，将02W通过电阻R12接地，模拟线路的漏电状态，从而进行漏电实验，以检测保护器的好坏。

将SA4拨至复位位置，SA4将保护器E5上的161号线接地，清除保护器的漏电保护状态，使保护器正常工作。

常州联力组合开关的高压绝缘检测
常州联力组合开关的高压绝缘检测用于检测高压回路的绝缘是否正常。

检测方法如下：
在保护器中，进入试验菜单。

试验菜单用于接触器在主回路无电情况下的操作，为设备的维修和验证设置的正确性提供方便。

进行试验操作时，应确保隔离开关均处于断开位置，主回路无电，“运行/试验“开关处于”接触器“位置。

在任何画面情况下，按←或→键，选择位于显示器底部的“试验”菜单内容反显，按“回车“键确定。

用↑或↓键选择需要测试的回路，按”回车“键确定执行。

用↑或↓键选择”高压绝缘“，按”回车“键确定执行。

高压绝缘检测的原理是：
DSP保护器执行试验动作后，DSP-GS触点闭合，接通试验回路。

21、75端的24V电源供给KV接触器线圈，KV系列接触器吸合。

同时24V电源加在24V变3000V直流电源模块上，0、3000端输出3000V直流信号，通过电阻R2、触点KV10、三相电抗器TL11、KV1、KV2、KV3加到1U1、1V1、1W1主回路上。

用于检测高压回路的绝缘。

如果回路电阻大于1000KΩ，则显示“通过“，同时显示绝缘电阻值。

否则显示”错误“。

这时应及时排除故障。

试验其它回路
的高压绝缘，方法与以上相同，只不过选择不同的回路。

试
验后显示画面如下：
常州联力KJZ3-1500/3300-9组合开关联机控制
组合开关的优点除了在整体结构上比分立开关节省空间，安
装方便之外，在联机控制方面则有更大的优势。

这一贴我们
讲一下常州联力KJZ3-1500/3300-9组合开关联机控制。

比如有3个负载A、B、C。

我们用组合开关的A、B、C三
个回路来控制这三个负载。

要求启动的顺序B先启动，延时
一段时间之后，A启动，然后再延时一段时间C启动。

使用常州联力KJZ3-1500/3300-9组合开关实现的方法是：
设置：我们首先对组合开关的保护器进行设置。

我们按
照启动的顺序，先设置B回路。

（1）设置B回路的控制方式为单点程序启动。

（2）选择B回路的受控方式为程序A或者程序B
看完这两项设置，可能有的朋友就有点迷糊了，控制方
式与受控回路有什么区别，他们的作用是什么？我们这
这里解释一下。

先说控制方式，控制方式有四种：单点先导、双点先
导、单点程序和双点程序。

其中单点先导和双点先导是单机启动模式，也就是一个
先导控制一条回路，只要这个回路的先导有启动信号，
则这条回路启动。

而单点程序和双点程序，是联机控
制。

设置为单点程序或双点程序启动时，这条回路的启
动就不一定是使用先导启动，也可能是受控于其他回路
启动。

就像第二张图中，我们选择B回路的受控是程序
A，也就是说B回路收到先导回路的启动信号之后，安照
程序A方式启动。

在控制方式中、单点先导、双点先导、单点程序、双点程序中的单点和双点，是指先导回路控制按钮的接法。

单点接法：双点接法：
（3）设置B回路的控制回路为A回路。

因为我们的启动顺序是B回路——A 回路——C回路所以这是我们要用B 回路来控制A回路
（4）然后我们在设置B回路启动之后，延时多长时间启动A回路。

这样，B回路的设置就完成了。

我们再来设置A回路。

A回路同样要设置4项，与B回路一样的4项，只是参数不同，我们就不贴图了。

（1）、设置A回路的控制方式为“单点程序”启动，
（2）、设置A回路的受控回路为“B回路”。

因为要用B回路来启动A回路。

（3）、设置A回路的控制回路为“C回路”。

因为要用A回路来控制C回路的启动。