(永磁）10(6)KV礦用隔爆型高壓真空配電裝置說明書.doc

PBG-630(500、400、300、200、150、100)/10(6)礦用隔爆型高壓真空配電裝置（永磁型）使 用 說 明 書一、概述1、 本裝置適用于含有爆炸性氣體（如甲烷等）和煤塵爆炸危險的煤礦井下及地面上含有爆炸性氣體的危險場所。2、 本裝置對10kV及以下電力線路進(jìn)行控制和保護(hù)，裝置具有絕緣監(jiān)視、漏電、過流、短路和失壓等保護(hù)功能，并且有快開門、紅外遙控等特點，能中文液晶顯示各種實時電參量及故障原因，具備CAN通訊功能，可實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能。3、 本裝置采用ZNY110（6）/63012.5型永磁機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器（以下簡稱斷路器），在斷路器技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，可保證安全、可靠地運行于相應(yīng)電壓等級的電網(wǎng)中接受和分配電能，并可在額定電流范圍內(nèi)進(jìn)行頻繁操作或多次開斷短路電流。該斷路器采用雙穩(wěn)態(tài)內(nèi)設(shè)欠壓脫扣器永磁機(jī)構(gòu)，并與機(jī)械手動脫扣器結(jié)為一體化設(shè)計，為國內(nèi)首創(chuàng)并獲多項國家專利，使手動分閘輕便可靠。永磁機(jī)構(gòu)分閘與彈簧分閘相結(jié)合，使分閘速度的分配更理想。與彈簧操作機(jī)構(gòu)斷路器比較，可動部件大大減少，使其可靠性和機(jī)械壽命大幅提高，是彈簧操作機(jī)構(gòu)類型斷路器的理想替代產(chǎn)品。4、 裝置應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是：JB8739-1998 /QB/008-20035、 本裝置使用的環(huán)境條件：（1） 周圍環(huán)境溫度不高于+40，不低于-5。（2） 周圍空氣相對溫度不低于95%（25）。（3） 周圍介質(zhì)中不得含有破壞金屬和絕緣的活動性化學(xué)性質(zhì)。（4） 無滴水或水浸入的地方。（5） 無顯著搖動和沖擊振動的地方。（6） 與垂直的安裝傾斜度不超過15。6、 防爆形式：礦用隔爆型 ，標(biāo)志為“ExdI”二、型號及意義P B G -630 /6 額定電壓kV 額定電流A 高 壓 隔 爆 型 配電裝置三、主要技術(shù)數(shù)據(jù)1、 額定電壓：10(6)kV。2、額定電流：50、100、150、200、300、400、500、630A（注：額定電流是按電流互感器來分的）。3、額定電源頻率：50Hz。4、開斷電流（有效值）：12.5kA。5、最大關(guān)合電流（峰值）：31.5kA。6、額定斷電容量：100MVA。7、動穩(wěn)定電流（峰值）：31.5kA。8、熱穩(wěn)定電流（有效值）：12.5kA/4s。9、斷路器固有分閘時間不大于：0.1s。 10、配用LM-10(6)電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)：見表1。表1額定一次電流（A）50、100、150、200、300、400、500、630額定二次電流（A）5額定二次負(fù)荷（VA）A級B級A級B級A級B級A級B級3.7553.7553.7553.755準(zhǔn)確級次310310310310注：1.A級為信號源繞組，B組為電流源繞組。2.在額定二次負(fù)荷下，允許在1.1倍額定電流下長期運行。11. 本裝置采用了先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，依據(jù)中國煤礦現(xiàn)場實際情況而專門設(shè)計的。具有漏電保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、絕緣監(jiān)視保護(hù)和失壓、過電壓等保護(hù)，各類故障具有中文顯示和故障記憶功能，各種電參量中文顯示，具有CAN通訊接口。 1l.1 短路保護(hù)整定電流值分檔可調(diào)。標(biāo)稱值分別為開關(guān)額定工作電流值的：1.0倍；2.0倍；3.0倍；4.0倍；5.0倍；6.0倍；8.0倍;10倍。精度為8 短路保護(hù)動作時間：從出現(xiàn)短路信號至確認(rèn)無誤后發(fā)出保護(hù)信號，小于0.1秒。 11.2 過載保護(hù)整定電流值分檔可調(diào)。標(biāo)稱值分別為開關(guān)額定工作電流值的：0.2倍；0.3倍；0.4倍；0.6倍；0.8倍；1.0倍；1.2倍；1.4倍；1.6倍。精度為8 負(fù)荷超過過載保護(hù)整定電流標(biāo)稱值時開始計時過載，并開始反時限和定時限延時。誤差1秒。11.3 過載保護(hù)動作時間分檔可調(diào)。分為：1，2，3，4，5，6，7，8檔。動作時間與超過整定電流值的強(qiáng)度成反時限特性，其特性曲線符合附表一表過載延時常數(shù)與過載電流倍數(shù)的離散關(guān)系延時時間（秒）過載延時檔位12345678過載整檔位0.22.5253550701001402000.31.6716.723.333.346.766.793.3133.30.41.2512.517.525.035.050.070.0100.00.60.838.311.716.723.333.346.766.70.80.636.38.812.517.525.035.050.01.00.505.07.010.014.020.028.040.01.20.424.25.88.311.716.723.333.31.60.363.65.07.110.014.320.028.6 但限定當(dāng)過載不間斷時，最長延時為2分鐘。對于斷續(xù)過載則進(jìn)行散熱計算同時執(zhí)行反時限和定時限特性。 11.4 零序電壓整定位分檔可調(diào)。標(biāo)稱值為，3.O伏；5.0伏；10.O伏；15.0伏；20.O伏；25.O伏。精度8%，本開關(guān)末檔為電流型檔 11.5 零序電流整定值分檔可調(diào)。標(biāo)稱值為：O.5安；1.0安；2.0安； 3.O安；4.O安；5.0安；6.0安；8.0安。精度8 11.6 漏電延時動作時間分檔可調(diào)。標(biāo)稱值為：O.1秒；0.3秒；0.7秒；1.0秒；1.5秒；2.0秒；120秒；300秒。 11.7 電壓顯示選擇：10000V ，6000V。精度:量程的5 11.8 欠壓延時：0秒；5秒；10秒；20秒；30秒；60秒；120秒；300秒。 11.9 額定工作電流值顯示選擇：600安；500安；400安；300安；200安；150安；100安；50安。精度5（按電流互感器大小匹配） 11.10 電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)： (1)當(dāng)屏蔽芯線與屏蔽地線之間的絕緣電阻值Rd降低到： Rd3K歐姆時，本監(jiān)控器可靠動作，Rd5K歐姆時，本監(jiān)控器不動作。 (2)當(dāng)屏蔽芯線與屏蔽地線之間的回路電阻Rk增加到: Rk1.5K歐姆時，本監(jiān)控器可靠動作，RkO.8K歐姆時，本監(jiān)控器不動作。監(jiān)視保護(hù)動作時間小于0.1秒。 11.11 高電壓保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)線電壓升至額定值的 110時，保證正常工作。電網(wǎng)進(jìn)線電壓達(dá)到額定值的120以上時，能可靠保護(hù)。11.12 瓦斯、溫度閉鎖選擇：開/關(guān)。12配用JSZW-10(6)電壓互感器為三臺單相三線圈組合型電壓互感器。13氧化鋅壓敏電阻：用于過電壓保護(hù)，當(dāng)真空斷路器分?jǐn)鄷r出現(xiàn)較高電壓時，均被限制在2.6倍相電壓峰值以下。14外形尺寸和重量：外形尺寸：(1414mm）（長、寬、高）。重量：900（kg）。四、結(jié)構(gòu)1. 隔爆外殼外形見圖1、圖2、圖3。本裝置有永磁真空斷路器、小車式插件、緊急手動分閘裝置、電壓互感器、電流互感器、零序電流互感器、專用數(shù)字式繼電保護(hù)裝置及狀態(tài)顯示裝置等組成，通過合理連接，全部安裝在隔爆外殼內(nèi)。2. 箱體箱體由鋼板及加強(qiáng)筋焊接而成，保證了外殼強(qiáng)度，上部有吊裝鉤，下有牽引鉤，底腳有可供拖動的雪橇，便于井下運輸和安裝。箱體正面大門為快開門，箱門上裝有數(shù)字式繼電保護(hù)裝置及漏電保護(hù)功能的自檢按鈕、狀態(tài)顯示窗口及各類銘牌?；ジ衅?、壓敏電阻、斷路器均裝在小車上，修理和維護(hù)時可通過外接軌方便地拉出，每臺配外接軌一個。 箱體右側(cè)裝有隔離小車操作手柄和斷路器的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。箱體兩側(cè)均可根據(jù)用戶需要，安裝聯(lián)臺用引入裝置聯(lián)通節(jié)，見聯(lián)臺圖4，箱體后腔裝有進(jìn)出線接線腔和供控制、監(jiān)視信號聯(lián)線的小喇叭口，箱后高壓出線腔（即下腔）只能在本裝置斷路器、隔離小車均處于“分”閘位置時才能打開下蓋，并標(biāo)有“負(fù)荷側(cè)嚴(yán)禁帶電開蓋”的標(biāo)志牌，進(jìn)線腔（即上腔）標(biāo)有“電源側(cè)嚴(yán)禁帶電開蓋”的標(biāo)志牌，在電源停電后才能打開上蓋。所有法蘭與蓋板的結(jié)合面，均為隔爆面，用螺栓緊固，并配以彈簧墊圈。后腔接線上腔、下腔與主腔之間用六只穿墻接線柱（靜觸頭），由PMC塑料與黃銅棒壓制而成，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、抗漏電強(qiáng)度，達(dá)到A級標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)良的絕緣性能和良好的導(dǎo)電性能，通過它將三相高壓電源與箱內(nèi)主電路連通起來，向負(fù)載供電。3. 操作和聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)：（1） 開門機(jī)構(gòu)首先應(yīng)使斷路器處于“分”閘位置，把閉鎖跳閘按扭送入，用隔離操作手柄凸塊壓住按鈕，確保永磁斷路器在“分?jǐn)唷鼻闆r下，才能操作隔離操作手柄，然后把連鎖桿從箱門上退出，并鎖住隔離操作手柄。操作偏心輪箱門開啟手柄向上提移，這樣就可以輕便地把箱門開啟。 （2） 隔離小車操作機(jī)構(gòu) 隔離小車與隔離操作手柄是由齒輪與齒條嚙合傳動的。隔離小車推進(jìn)箱體前，應(yīng)該首先把隔離操作手柄處于“分”的限位角支撐上，然后把隔離小車推進(jìn)箱內(nèi)，使小車齒條與箱內(nèi)齒輪嚙合到位即可，此時就可把箱門關(guān)上，同時把連鎖桿從隔離操作手柄上退出并與箱門鎖上，再把隔離操作手柄從“分閘”位置，順時針轉(zhuǎn)到“合閘”位置，并確保閉鎖跳閘按鈕釋放，操作手柄凸塊脫離按鈕，按鈕在彈簧作用下復(fù)位彈出，此時永磁斷路器可以進(jìn)行正常的分/合閘操作。（3） 永磁斷路器操作機(jī)構(gòu)永磁斷路器的操作是通過按鈕來完成的，箱門裝有“分閘”和“合閘”接鈕，只需操作按鈕，即可達(dá)到永磁斷路器分、合閘控制。首次接通電源要等待60s，需等到門上狀態(tài)指示窗口合閘指示燈亮方可合閘。具體操作詳見永磁斷路器說明書。（4） 安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)為了確保設(shè)備的安全運行，防止因誤操作而導(dǎo)致設(shè)備和人身事故，在斷路器、隔離小車、箱門這三者之間，設(shè)有安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，能達(dá)到斷路器的合閘狀態(tài)時隔離小車不能進(jìn)行分閘操作，隔離小車在合閘狀態(tài)時，箱門不能打開，本斷路器具有可靠的機(jī)械和電氣聯(lián)鎖裝置。（5）永磁真空斷路器 接通控制電源，首次接通電源要等待60s，此時儲能電源已充滿電（充電指示燈亮），同時欠壓脫扣器電源也準(zhǔn)備接通，斷路器處在準(zhǔn)備操作狀態(tài)。 按合閘按鈕接通合閘線圈，永磁機(jī)構(gòu)動鐵芯向下運動通過傳動拐臂將開關(guān)管觸頭閉合，同時通過輔助觸點，并使分閘拉簧儲能。按分閘按鈕接通分閘線圈，同時斷開欠壓電源，在分閘磁場和分閘彈簧的共同作用下使開關(guān)管觸頭迅速分開，完成一次合閘、分閘操作。由于永磁機(jī)構(gòu)通過動鐵芯與主軸傳動拐臂相連直接驅(qū)動開關(guān)管動觸頭，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，磨損小，使得斷路器在使用壽命期內(nèi)基本實現(xiàn)免維護(hù)。 該斷路器設(shè)有正常分閘按鈕，還設(shè)有欠壓分閘和緊急手動分閘裝置，使斷路器工作更加可靠。5. 專用繼電器保護(hù)裝置GZB-ARM-9110型嵌入式綜合保護(hù)器采用32位ARM嵌入式處理器以及專用的電參量檢測芯片和先進(jìn)的鐵電存儲技術(shù)，性價比高，抗干擾性能強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，測量精度高，保護(hù)跳閘靈敏，人機(jī)界面全人性化操作，漢字液晶顯示，現(xiàn)場紅外非接觸式以及遠(yuǎn)程參量整定，使用維護(hù)方便。GZB-ARM-9110型嵌入式綜合保護(hù)器內(nèi)部共有3塊印刷線路板，采用目前國際上流行的接插方式，電源、信號采集板與開入和開出部分集成在底板上，還有ARM主板以及ARM處理器板，如下圖所示。由圖可見，ARM處理器板插到ARM主板上，然后再插到底板上，這樣更換方便，檢修直觀。（詳見綜合保護(hù)器說明書） (a)ARM處理器板 (b)ARM主板 ARM處理器及主板圖系統(tǒng)底板圖6. 電流互感器為穿心式LM-10(6)型電流互感器，每個互感器有二個線圈繞組，1K1繞組供電度表計量用，2K1繞組供專用繼電保護(hù)裝置取樣。7. 電壓互感器電壓互感器為JSZW-10(6)型，適用于中心點不直接接地系統(tǒng)中做高壓測量及保護(hù)用，其輔助二次線圈接成開口三角型，基本二次線圈接成星形，當(dāng)一次線圈有電壓時，二次線圈均不得短路，否則電壓互感器將會被燒壞。8. 相序布置： C B A 從箱門正規(guī)：C、B、A。 三相相序見右圖：五、工作原理本裝置是將10(6)kV的三相電源引入隔爆接線腔（上腔）由真空斷路器作為控制開關(guān)經(jīng)負(fù)載接線腔（下腔）輸送給下級負(fù)荷，真空斷路器受控于專用繼電保護(hù)裝置，它具有漏電、監(jiān)視、過流、短路、過壓等保護(hù)功能。當(dāng)出現(xiàn)以上故障時，真空斷路器會自動“分閘”、切斷電源，對供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并有中文顯示故障性質(zhì)。GZB-ARM-9110型嵌入式綜合保護(hù)器各保護(hù)功能簡述如下：嵌入式綜合保護(hù)器主要由ARM主控制模塊、交流采樣模塊、CAN通信模塊和I/O模塊以及人機(jī)接口等組成，工作原理框圖如下圖所示。鍵盤基于ARM的嵌入式微控制器程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器故障報警液晶顯示屏交流模擬量采集開關(guān)量輸入采集人機(jī)接口CAN通信接口嵌入式控制中心狀態(tài)指示通信接口繼電器分合閘單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)紅外接口紅外遙控器接口工作原理圖ARM主控模塊由32位嵌入式ARM處理器及外圍器件構(gòu)成，是整個保護(hù)器的核心；交流數(shù)據(jù)采樣模塊采用基于DSP的專用電參量測量的模塊，負(fù)責(zé)電參量的測量；CAN通過模塊負(fù)責(zé)向基于CAN總線的上位機(jī)傳輸測量的參數(shù)及接收整定命令和合、分閘命令，實現(xiàn)三遙功能；I/O模塊負(fù)責(zé)開入量、開出量以及分合閘的處理，所有開關(guān)量全部采用光電耦合器隔離。人機(jī)接口包括可進(jìn)行漢字顯示的LCD顯示屏、鍵盤、狀態(tài)指示、故障指示以及紅外遙控設(shè)置器附件等。ARM嵌入式控制系統(tǒng)對交流采樣模塊送來的交流信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，采用均方根方法測出高壓開關(guān)柜的Uab、Ucb、Ia、Ic、Uo、Io、f（工頻頻率）、絕緣電阻、溫度等參量。利用電參量數(shù)學(xué)模型算法計算出P（三相有功功率）、Q（三相無功功率）、COS（功率因數(shù)），利用反時限算法得到Id（短路）和Ig（過流），利用鍵盤或主機(jī)整定的過流、短路、漏電保護(hù)參數(shù)作為判據(jù)，把測量的電參量進(jìn)行保護(hù)算法的處理與比較，一旦發(fā)現(xiàn)超限，實現(xiàn)過流、短路、漏電、絕緣監(jiān)視、過壓或欠壓等保護(hù)跳閘。除漏電保護(hù)外，其它所有保護(hù)均可設(shè)置為啟用和禁用。嵌入式綜合保護(hù)器把監(jiān)測的模擬量與開關(guān)量及保護(hù)跳閘的性質(zhì)等信息通過CAN總線傳給上位機(jī)，再用協(xié)議轉(zhuǎn)換器將CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換成Ethernet以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遙測、遙信功能。主機(jī)還通過傳輸線把真空開關(guān)分/合閘的命令傳送給嵌入式綜合保護(hù)器，實現(xiàn)遙控。測量結(jié)果除通過上位機(jī)傳送以外，還通過漢字顯示的液晶屏顯示出來，也可通過紅外遙控器傳輸。1. 過流保護(hù)當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)過載時，電流互感器的二次側(cè)電流增大，通過采樣電路，根據(jù)過負(fù)載電流大小，主模塊對交流采樣模塊送來的交流信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，發(fā)現(xiàn)超限經(jīng)過反時限電路，使繼電器動作，永磁斷路器跳閘，過流故障中文顯示。2. 短路保護(hù)當(dāng)供電線路出現(xiàn)嚴(yán)重過載或短路時，電流互感器二次側(cè)電流劇增。通過短路回路使繼電器動作，永磁斷路器跳閘，短路故障中文顯示。3. 漏電保護(hù)1.對于中性點不直接接地，且沒有消弧線圈接地的情況下，可通過設(shè)置選擇兩種保護(hù)策略：(1) 電流型保護(hù)這種保護(hù)的條件是當(dāng)零序電流超過預(yù)定值，則根據(jù)所設(shè)置的漏電保護(hù)時間進(jìn)行漏電保護(hù)。(2)功率方向型這種保護(hù)的條件是當(dāng)零序電壓Uo、零序電流Io有效值均超過設(shè)定的值并（Uo，Io）之間的相位值達(dá)到一定范圍時，根據(jù)所預(yù)設(shè)的時間實施漏電保護(hù)。理論值應(yīng)該為90，但由于實際情況受到多種因素的干擾和限制,一般不可能正好是90,因此采用的角度范圍是60902.對于中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，采用零序有功法實施漏電保護(hù)。4. 監(jiān)視保護(hù)監(jiān)視保護(hù)由監(jiān)視回路、終端元件、繼電鎖定單元組成，當(dāng)出現(xiàn)雙屏蔽電纜監(jiān)視線與地線之間發(fā)生短路，或監(jiān)視回路自身發(fā)生開路時，故障信號通過監(jiān)視回路使繼電器動作，永磁斷路器跳閘，監(jiān)視故障中文顯示，從而實現(xiàn)了超前保護(hù)功能。5過壓保護(hù)：進(jìn)線電壓120%UN，實施速斷保護(hù)。六、檢查和試驗1. 在投入運行前的檢查（1） 外觀檢查：無變形、無損壞、零部件齊全、緊固件無松動。（2）內(nèi)部檢查：打開箱門和各蓋板，內(nèi)部裝配質(zhì)量良好，機(jī)構(gòu)各緊固螺釘無松動或脫落、無雜物、零部件齊全。2. 一次導(dǎo)電回路應(yīng)承受工頻30kv 1min(額定電壓10kv時)， 23kv 1min(額定電壓6kv時)的耐壓試驗，無異常。試驗時應(yīng)將壓敏電阻從負(fù)載側(cè)拆除，并將電壓互感器的一次繞組從高壓回路上脫開，電流互感器二次側(cè)及控制線路全部短路并接地。3. 二次系統(tǒng)應(yīng)承受工頻2kv/ 1min的耐壓試驗，無異常。試驗時將各保護(hù)插件抽出，并將各接地線從接地螺栓上拆下懸空，保護(hù)系統(tǒng)的電子元件必須脫開接頭。4. 高壓導(dǎo)電回路電阻應(yīng)用電壓法測量，單相主回路直流阻抗不大于900微歐。5. 關(guān)閉箱門帶電進(jìn)行空載操作，斷路器“合”、“分”不少于3次，應(yīng)無異常。6. 檢查欠電壓脫扣器性能應(yīng)符合下表。電源電壓與額定電 壓 比 值小于30%大于65%大于85%失壓脫扣器的工 作 狀 態(tài)鐵芯應(yīng)可靠釋放鐵芯不得釋放鐵芯應(yīng)可靠吸合7. 合上隔離小車后利用箱門上的 “合閘”、“分閘”、“復(fù)位”、“漏電”、“選項”、“確認(rèn)” 、“上移”、“下移” 各種試驗按鈕分別進(jìn)行試驗，當(dāng)按下任何一試驗按鈕，應(yīng)有相應(yīng)顯示。做完模擬動作試驗后，一定要先按下“復(fù)位”按鈕，讓保護(hù)器復(fù)位后，才能再做另一個試驗。8. “漏電”/“過流”/“短路”保護(hù)整定值應(yīng)有技術(shù)人員根據(jù)具體情況進(jìn)行整定。9. 檢查聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)應(yīng)符合四（3）條