中铁装备盾构电气培训

660KW电驱盾构供配电系统网络图
1. 高压供电系统：
由于盾构机整机负荷较大(1000KVA以上)，如果直接采用低压供电，电缆将承受巨大的供
电电流且压降过大造成设备无法正常工作，故盾构机通常采用高压10KV供电。
液驱高压供电系统的组成：
高压ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缆
高压高压电缆箱
高压开关柜
变压器
高压电缆卷筒
1.1 高压电缆卷筒：
盾构电气系统设计
目录
一 供配电系统
二 PLC控制系统
目录
三 刀盘变频驱动系统 四 主控制室与上位机
五 各功能系统的电气控制
目录
六 电气识图 七 电气的保养及原则
目录
一 供配电系统
一 供配电系统
1 高压供电系统 2 低压供电系统 3 常用低压电器 4 电机启动控制
产品共性设计和个性设计并存
电驱盾构供配电系统布置图
通常将250米柔性高压电缆缠绕在卷筒上，可通过现场控制面板实现电缆的收放功能；掘进过程中不 断放缆，实现设备的持续供电。电缆规格3×70+3×35/3。使用时应注意电缆的收放长度要恰当。另如 长时间断电，应通过隧道220V照明电对电缆卷筒进行加热。
1.2 高压电缆箱：
将约500米高压电缆以“8”字型排列在电缆箱内，掘进时由人力进行放电缆。
及水系统等的控制和检测。 2.4 TC5配电系统主要负责皮带机系统、排污系统及卷筒的控制和检测。
2.1、盾体控制系统
盾体控制系统：为盾体左右侧的系统提供控制， 系统大致包括推进系统、盾尾油脂、齿轮油、膨润土、 盾壳膨润土及刀盘现场控制等系统。
2.2、主控室
主控室系统(TC1）为TC1左右侧的 系统提供控制，同时为设备桥的系统 、 管片安装机系统、螺旋输送机系统、管 片小车等提供控制。作为控制系统的核 心-PLC主系统也布置在主控室内，此外， 数据采集及显示系统（上位机）、视频 监视系统及导向系统也布置在主控室内。 在后面的介绍中将详细介绍这些系统。
检修时间
3.3、变频器：
对于需要改变电机转速的场合，实现无极调速 的功能，需要采用变频器实现。变频器通过整流逆 变的过程，改变输出频率，实现电机转速的控制。
变频器在盾构上应用广泛，如泡沫系统、 膨润土系统、皮带机也可以实现转速可调。
3.4 三相异步电动机的三种启动方式： 3.4 .1 直接起动
直接启动（辅助泵）控制过程
面板按钮启动 PLC输入模块检测位
PLC PLC逻辑运算结果允许启动
PLC输出模块控制位 中间继电器动作 电机主接触器动作
3.4.2 星三角启动
星－三角启动（管片安装机泵）控制过程
3.主要低压元器件介绍
盾构机低压供配电系统的配电柜主要对液压泵站、各个拖车电机、照明及插座箱等设备
的供电与控制。主要部件包括塑壳断路器、软启动器等；
3.1、塑壳断路器：
塑壳断路器是盾构机动力配电系统的开关元件，具有短路、过载、漏电保护
等功能，是盾构电力分配的主要元件。需要我们了解的
整定参数如下： Ir 长延时电流设定（设置的额定值） tr 长延时跳闸时间（超过设置值跳闸时间） Isd 短延时脱扣电流(Short Delay)（冲击电流） tsd 短延时跳闸时间(Short Delay)（躲过冲击电流时间） Ii 瞬时脱扣电流(Instant) Iδn 漏电脱扣电流 Δt 漏电脱扣延时时间
1.3 高压开关柜：
高压开关柜将10KV高压供给给变压器，同时变压器的保护触点与高压开关相连。当变压器故障（高 温、密封失效）时，高压开关将断开，保护变压器。
1.4 变压器：
盾构机常用的变压器有波纹密封油浸式（油变）和干式变压器（箱变）两种。油浸式变压器具有体 积小、价格低、过载能力强、单台容量大等优点，但其维护不便，噪音大；而干式变压器维护方便，运 行噪音小，但体积大、价格贵，由于安装空间限制单台容量有限。因此目前一般常见的是液驱盾构机采 用的是全密封油浸式变压器，它使变压器内部与大气隔离，防止油的劣化和绝缘受潮，增强了运行的可 靠性，而电驱盾构采用箱式变电站。
低压系统主要由以下系统组成： 2.1 QD、DTL及DTR配电系统主要负责主驱动系统、齿轮油系统、HBW系统及推进油
缸、盾尾密封等系统的控制。 2.2 TC1配电系统主要负责PLC系统、注浆系统、泡沫发生器系统、螺机系统、管片
小车及管片安装机系统的控制和检测。 2.3 TC2（电驱）TC3（液驱）配电系统主要负责液压泵站系统、膨润土、泡沫系统
1.4.1 箱式变压器的组成 箱式变压器内包括高压开关及保护系统、变压器、补偿系统及低压开关等。
1.4.2 箱式变压器低压配电盘介绍 箱式变压器低压侧设计多个开关，主要分为四个部分：箱变内部供电开关、线前开关、
变频驱动总开关、低压总开关，同时有低压补偿系统。 箱变内部总开关主要负责箱变内部的照明、通风等功能的供电。 线前总开关主要负责设备的照明、急停及插座系统。如果线前总开关未闭合，整个低
2.3、低压配电柜
液压泵站驱动系统布置在拖车3右侧，紧靠液压泵站系统，为液压系统提供动力及控制（螺旋输送 机、推进、管片安装、过滤循环、控制、辅助、注浆） ，同时为左侧的流体系统提供动力及控制（膨 润土、泡沫、内循环水等。
2.4、皮带机及其他辅助功能控制系统
为布置在TC5及TC6的系统提供动力及控制，包括皮带机系统、排污系统及水管卷筒等 系统。
压系统都将断电。 变频驱动总开关主要负责给TC3变频驱动系统供电 低压总开关负责整个设备的低压供电，在此开关的下一级又分出几个开关，负责给每
个拖车供电。 由于低压侧主要负载是电机，电机是感性负载，因此需要进行无功补偿，箱变内配置
了无功自动补偿系统，根据负载进行无功补偿，保证设备的功率因数≮0.9。
2. 低压供电系统的组成
3.2、软启动器：
功率较大的电动机直接启动时有较大的冲击电流，为了避免启动电流对电网的冲击，对大 功率的电动机采用软启动器启动（75KW以上），中小功率的电机采用星三角启动（30KW-75KW） 或直接采用启动方式（小于30KW）。
软启对电网方面好处：减少对电网冲击，降低启动电流，消除尖峰电流，优化电缆方案 软启对机械方面好处：最大程度减少齿轮箱、传送带、轴承等转送装置上的应力，降低维护成本，减少停机