煤电钻综合保护装置2

课题三煤电钻综合保护装置(万)

学习目标

1•熟悉煤电钻综合保护装置的结构特点、主要性能及工作原理。

2•能够独立完成煤电钻综合保护装置的安装、接线与运行、维护工作。

3•能够根据故障现象对装置常见故障原因进行正确分析，具有排除常见故障的一般技能。

相关知识

一、煤电钻综合保护装置的结构特点与工作原理

1 •结构特点

煤电钻综合保护装置是将干式变压器及其一、二次侧控制开关、保护元件等组合在一起，具有变压，短路护、短路闭锁、过载、漏电和漏电闭锁等保护功能的综合设备，用于煤电钻的控制和保护。其型号有多种，但

功能基本相同。图3-1所示为ZZ8L—4型煤电钻综合保护装置的外形结构图。

图3-1 ZZ8L—4型煤电钻综合保护装置外形结构图

1-电缆接线箱；2-铭牌；3-观察窗；4-防爆标志；5-前盖；6-电缆接线嘴；7-隔离开关于柄；

8-隔离开关与前盖的闭锁螺栓；9-短路试验按钮；10-漏电试验按钮；11-底架

本装置的隔爆外壳为圆筒形，壳盖与壳身采用转盖止口结构。外壳的上部为接线盒，用于进出电缆的连接。外壳右侧设有隔离开关的操作手柄，手柄与转盖之间有机械闭锁装置，其下方有短路、漏电保护试验按钮。壳

盖上有观察窗，用于观察欧姆表和指示灯状态。

主变压器固定在装置后部，各种接触器、继电器等保护电路和元件固定在前部的抽屉式芯架上，检修时可方便地抽出。

ZZ8L型煤电钻综合保护装置除具有短路、过载、漏电等保护功能外，还具有以下性能：

(1)采用先导回路，可在远方启动和停止煤电钻，保证电钻不启动时电缆不带电，安全可靠。

(2)短路保护采用载频检测与熔断器双重保护，在电钻不工作时就发生短路的情况下可实行闭锁，保证短路故障不排除不能送电。

(3)漏电检测采用经三相电阻降压、二极管整流后对127V电网绝缘电阻直接检测方式，以简化电路。

(4)电路过载采用热继电器保护，使保护装置简单可靠、调整方便。

(5)保护装置集各种控制开关、主变压器、保护电路、先导控制回路以及信号显示电路为一体, 具有结构简单、使用维护方使等特点。

[ 提示]

《煤矿安全规程》(第457条)规定：煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离启动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前，必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。

2．工作原理

ZZ8L-4型综合保护装置的电气线路主要由主回路、控制保护电源回路、先导控制回路、保护回路和试验回路等部分组成。其电气原理如图3-2 所示。

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图3-2 ZZ8L-4型综合保护装置电气原理图

主回路由隔离开关1QS, —次侧熔断器仆U,主变压器T,二次侧熔断器2FU,热继电器FR交流接触器KM 等组成。

控制保护电源回路由控制变压器TC,整流桥V4〜V7，三极管3V1、稳压管V22等元件组成，用于为控制保

护回路提供20V稳定的直流电源。保护回路由短路保护、过载保护、漏电保护及漏电闭锁保护电路组成。

（1）控制

①接通电源。合上隔离开关1QS,主变压器T和控制变压器TC有电。由控制保护电源回路为控制保护回

路提供20V 直流电源电压，同时交流输出给信号指示灯供电，正常情况下，黄、绿色指示灯亮。

②启动煤电钻。闭合煤电钻手柄开关2QS,接通先导控制回路：电源（+ 20V）T V13T 19T2QS （V相）

T电钻绕组（V T U相2QS （U相KM两并联常闭触头T 9T R8T W T8T 1K线圈T 3K常开触头T电源

（OV）。

当127V网路无短路故障时，3K吸合，3K1闭合（详细说明见短路保护部分），1K得电吸合，1K1闭合，KM 得电吸合，KM1 闭合，接通主电路，电钻启动运转。

同时，KM2断开，切断先导回路。此时，继电器1K的电源由电流互感器TA二次的感应信号经V8〜V11整

流和C2 滤波后提供。

其动作过程为：闭合1Q4 3K吸合T 3K1闭合T闭合2QS T 1K吸合T 1K1闭合T 2K2闭合T KM吸合T电钻启动运转。KM吸合的电流通路为：127V （U相）T FFHSB43K1T 1K1T2K2T 127V （V相）。

③停止煤电钻。松开煤电钻手柄开关2QS,主回路电流中断，TA无信号输出，1K失电释放；KM随之跳

闸，切断127V电源，保证电钻不工作时电缆不带电。

（2）保护电路

①短路保护。保护装置采用熔断器和载频检测双重保护方式。熔断器2FU作为载频短路保护失效时的后

备保护。

载频短路保护作用：在煤电钻不工作状态发生短路时，实现闭锁；在煤电钻工作中发生短路时，实现跳闸并自锁。

载频短路保护的基本工作原理是：不论煤电钻电缆是否带电，其上始终通有一固定频率载频信号。一旦电缆出现短路，则首先短接载频信号，检测装置通过判断载频信号的消失，发出断电指令并执行自锁。

由3V2、L1、C4、C3、R9〜R11 等元件组成电感三点式自激振荡器，产生20KHZ 载频信号经两路输出：一路经a、R20、R21、C8、C9、C12等元件与127V三相网路耦合；一路经V18、3V3、3V4、R12〜R14等元件放大后输

出，作为检测回路的取样信号。

正常时网路绝缘电阻很大，振荡器负载电流很小，C4的两端输出高电压，经3V3、3V4放大后，使3K吸合，

3K1闭合，为KM吸合作准备；3K2闭合，给出允许先导回路工作的条件；3K3断开，黄色指示灯灭，线路绝

缘正常。同时V23控制极因电压较高而截止，由3V6组成的闭锁电路不起作用。

当127V网路发生短路时，振荡器因负载增大而停振，C4的两端无电压输出，3V3、3V4截止，3V5无输出，

3K无电释放。