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1、矿井变电工培训（第八章）,宁夏工业职业学院 王在泽,第八章矿井变配电设备,第一节矿井电气设备的构造特点及类型 一、煤矿电气设备是指在煤矿井下使用的各种电气设备，由于井下的特殊工作条件，煤矿电气设备具有如下构造特点： （1）体积小 因为井下巷道、硐室和采掘工作面的空间狭窄，要求电气设备在保证足够的容量的情况下体积尽可能小,（2）便于移动 由于采区设备移动频繁，必须随工作面的移动而移动，因此在电气方面采用橡套电缆，在机械方面底座设有撬板或小轮，一边移动,（3）坚固的外壳 由于工作面爆破以及岩石、煤块塌落容易砸坏设备，因此井下电气设备应有坚固的外壳 （4）防潮、防水、防锈 因为井下潮湿、外壳应做成封
2、闭式并涂防锈、防腐油漆电气设备采用防潮绝缘材料,（5）井下多有瓦斯、煤尘爆炸的危险，要求设备应隔爆、耐爆或制成本质安全型 （6）因为井下电气设备启动频繁，负载变化比较大，容易过载，因此要求设备有较强的通断能力和过载能力,二、煤矿电气设备的类型,煤矿电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备两大类 1、矿用防爆型电气设备 矿用防爆电气设备是按照 GB 38362000生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备，该标准规定防爆电气设备分为I和两类。 I类：用于煤矿井下的电气设备，主要适用于含有甲烷混合物的爆炸性环境。 类：用于工厂的防爆电气设备，主要适用于含有除甲烷外的其他各种爆炸性混合物的环境
3、。,在防爆电气设备外壳的明显处，均须设清晰永久性凸纹标志“EX”（见下页）,KBZ-200、400,1140(660)X矿用隔爆型真空馈电开关,DQBH,2、矿用一般型电气设备,是一种非防爆型电气设备，只能用在井下无瓦斯、无煤尘爆炸危险的场所 对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳坚固、封闭、能防止从外部直接触及带电部分；防滴、防溅、防潮性能好；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转、拨脱或损伤（见下页）；开关手柄和门盖之间有机械闭锁装置（见下页）。矿用一般型外壳的明显处均有清晰的永久性的凸纹标志“KY”,KBZ-200、400,1140(660)X矿用隔爆型真空馈电开关,DQBH,第二节 矿用变压
4、器,一、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器 按绕组形式分：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等 按相数分：单相变压器和三相变压器 按冷却方式分：油浸式变压器和干冷式变压器,二、变压器的结构,三、变压器主要部件的功能,1、铁芯：变压器的磁路 2、绕组：是变压器的电路部分 3、绝缘套管： 4、油箱和变压器油；变压器油既起冷却又加强了绝缘,5、变压器冷却装置,常用的冷却介质是变压器油和空气两种，前者称为油浸式，后者称为干式 油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环三种 （1）油浸自冷式：靠油的自然对流带走热量，通过油箱和油管表面散发到空气中 （2）油浸风冷式： 在油浸自冷
5、式基础上加风扇给油箱和油管吹风，以加强冷却散热作用,（3）强迫油循环冷却 用油泵将变压器中的热油抽到变压器外冷却后再送入变压器。冷却方式分为风冷、水冷和导向冷却三种方式。 1）强迫油循环风冷 这种冷却方式是用潜油泵将油箱中上层热油抽出，经上部联管进入油室，然后经散热器下油室到热虹器，热油靠导风筒上的风扇顺风冷却后，由燃油泵打入油箱底部，从而冷却铁芯和绕组,2）强迫油循环水冷 这种冷却方式是将箱体内上层的热油由潜油泵抽出后，经管道送入冷油器冷却，然后经管道送入箱体底部。在冷却器内，管内通冷却水，管外通热油，冷却水将油的热量带走，从排水管排出 3）强迫油循环导向冷却 这种冷却方式是用潜油泵将油送入
6、绕组、铁芯内的油道中，使其热量直接被冷却油带走，箱体上层热油由潜油泵抽出，经水冷却器冷却后由潜油泵打入油箱底部，形成强迫油循环,6、变压器测温装置 变压器的温度计是用来直接监视变压器油箱上层油温的，按变压器容量的大小，温度计可分为水银温度计、信号温度计和电阻温度计三种,第三节 矿用高压配电箱,矿用高压配电箱：是将高压隔离开关、高压断路器、互感器和测量仪表及保护装置在封闭的外壳内的一种成套配电装置,矿用高压配电箱的用途,用于接受和分配高压电能，控制和保护高压线路或高压电气设备。,矿用高压配电箱的分类,按断路器的不同，高压配电箱有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器三种，因为油断路器中的油一旦泄漏
7、会引起火灾和瓦斯爆炸，在井下已经不使用，六氟化硫断路器在运行中易分解低氟化硫有毒气体，对井下人员有害，所以在井下很少用，用的比较多的是真空断路器（见下页图），本书只介绍真空型的高压配电箱，它有矿用一般型和矿用隔爆型两类,真空断路器图片,一、矿用一般型高压真空配电箱,KYGG2Z型高压真空配电箱是矿用一般型设备，适用于井下无爆炸危险的主要通风巷道和井底车场的机电硐室内，作为6（10)KV高压线路配电开关，也可直接控制变压器和井下水泵的高压电动机，型号含义见P119，其结构如右图,二、矿用隔爆型高压真空配电箱,矿用隔爆型高压真空配电箱主要类型有BGP系列和PB改装系列。 PB改装系列为真空系列，属
8、于过渡产品，所以这里主要介绍的是BGP系列，其型号含义见P121,BGP系列矿用隔爆真空配电箱,分类：按电压分10KV和6KV两种，按保护装置的不同分有电子综合保护和单片机程序控制保护，后者可以实现远方控制盒集中控制台的遥控，这两种的工作原理基本相同，所以这里主要介绍6KV配电的GP9L-6型矿用隔爆配电箱,BGP9L-6型矿用隔爆配电箱,箱体后腔上部为进线腔，三根导电杆作为贯穿母线15，固定在箱体两侧板的大绝缘座14上，后腔下部为出线腔，装有负荷侧出线喇叭口10和供控制、监视信号连线的小喇叭口24，在出线端口装有零序电流互感器26，箱体的中间隔板上装有6个隔离开关静触头插座16，上面3个插座
9、与进线连接，下面三个插座与出线连接,箱体的前腔装有机芯小车22，车上装有隔离开关动触头插销18和25、电流互感器19、真空断路器20、电压互感器21、继电保护装置23、(接下页）,压敏电阻或阻容吸收装置24和断路器分合闸机构等，在箱体下有辅助导轨11，抽出后可同箱体中轨道对接，以便于将整个机芯抽出，而且不用拆线，修理和维护时可方便的将小车拉出，与后腔的电源及负载分断，实现断检修（接下页）,箱体右侧装有隔离开关操作手柄9和断路器操作手柄7及连锁机构，箱门为活节式压紧门，压紧机构由活节螺栓、螺母、弹簧垫、压块、轴座及销轴构成，用可转动的活节螺栓上的螺母和压铁将门法兰与箱体法兰紧固，其特点是螺栓数量
10、少，只有8条螺栓，开、关门速度较快，螺母、弹簧垫在螺栓上不会丢失，结构简单，可靠性高，工艺性好，成本低（接下页）,箱门上有计量用电度表1，电压表2、电流表5、故障显示窗3、断路器分、合闸按钮4、6，过流、漏电、绝缘监视试验按钮及复位按钮12,为保证安全，配电箱设有一下机械闭锁装置： 1）隔离开关与断路器的闭锁 断路器在合闸位置时，机芯隔离小车不能拉出或推进，小车被拉出或未推到位时，断路器不能进行合闸操作 2）隔离开关与箱门的闭锁 箱门在打开状态，机芯小车不能进行隔离开关合闸操作。机芯小车处于隔离开关合闸位置时，箱门不能打开。,第四节 低压配电开关（见下页图）,矿用低压配电装置是将隔离开关、断路
11、器、保护装置组装在隔爆外壳内的一种成套配电装置，用于接受、分配低压电能，控制保护低压线路。主要应用于井下变电所或配电点，作为低压配电总开关或分路开关使用，,目前使用较多的有矿用隔爆型自动馈电开关和矿用隔爆型真空自动馈电开关。矿用隔爆型自动馈电开关有DW80和DWKB30两大类，前者结构简单，用于380V和660V系统，后者采用电子保护装置，保护功能齐全，具有信号显示装置，可用于380V、660V、1140V系统 作为总开关时。两者均可同检漏继电器配合实现漏电保护 矿用真空自动馈电开关有WZB、DZKB、BKD等多种系列，均采用真空断路器和电子保护,一、BKD5系列智能真空馈电开关,（一）型号含
12、义 见P123,BKD5开关用途,用作总开关或分路开关，其中总开关具有漏电保护，分路开关具有选择性漏电保护并可实现风电闭锁,（二）结构,BKD5系列智能真空开关外形结构如图8-4所示,采用方形隔爆外壳。外壳的顶部为隔爆接线盒，接线盒的两侧设有动力电缆接线喇叭嘴3、4，后面有控制电缆接线喇叭嘴5，接线盒内设有各电缆的接线柱，实现电路的链接。外壳的中部为主腔，内设隔离开关、真空断路器、电流互感器、控制变压器及其一次侧熔断器。外盖为提升铰链门结构，只有先将铰链门提升起来，方可绕着铰链16转动开门。,铰链门与外壳右侧的分合闸操作手柄1之间设有机械闭锁装置2，当手柄置于合闸位置时，闭锁螺栓被顶入铰链门的
13、缺口类，从而阻碍铰链门的提升，门不能被打开；只有当手柄置于分闸位置时，闭锁螺栓被顶入铰链门口的缺口内，从而阻碍铰链门的提升，门不能被打开；只有当手柄置于分闸位置时，闭锁螺栓才能退出铰链门的缺口，铰链门方可提升后打开。门上设有试验按钮6、7，复位按钮8及显示窗10。,二、QS81系列隔爆手动开关（手动启动器）,低压隔爆手动开关（又称手动启动器）主要用来控制井下小型输送机、水泵、风机和照明装置等，常用型号有QS81型及QSS81型。,QSS81型手动启动器的外形和电气系统具有转盖式的隔离外壳，采用手动合、分闸。为保证检修安全，在壳盖与操作柄间设有机械连锁装置。以保证合上电源开关时转盖不能打开；欲打
14、开转盖，则必须切断电源开关。 壳内装有一个三级手动接触器，其静触头经进线盒与电源电缆直接相连，动触头的两相引出线带RM10型无填料管式熔断器，三相引出线经出线盒向负荷供电。,三、DKZB-400/1140型矿用隔爆真空馈电开关,此馈电开关交流线路中（频率50HZ、额定电压1140V或660V、额定电流400A）作为配电总开关或分支开关使用。当配电线路出现过电流、短路或负压时，馈电开关能根据要求自动切断电路。当它与漏电继电器配合使用时，还可对控制线路进行漏电保护。,1、外壳部分 隔爆外壳分为两个隔爆腔：上部为接线空腔，下部为主空腔（包括腔壳与前门）。前门与壳体用12个M12螺栓紧固，支撑在壳体的
15、铰链上。,ZD1-400/1140型真空断路器安装在后腔的中部。其操作轴与脱扣按钮分别由连接套、连动板、操作手把与手动脱扣按钮相连。控制电源开关固定在后腔右侧壁上，前门内侧下方装有控制电源变压器、高低压熔断器、电子脱扣组件及连接触头的易拆卸的控制芯板组件，中间为试验开关，上方为工作状态指示灯。 前门与外壳之间有可靠的机械连锁。,2、芯子部分,（1）ZD1-400/1140型交流真空断路器 与空气断路器相比，该断路器具有分断能力高，电气、机械寿命长，灭弧迅速，电弧不外露，体积小、质量轻等优点。断路器为一长方体结构。它由装有3只真空管、3只拉力继电器与电流互感器组的框架用螺栓与操作机构连接而成。断
16、路器的开距为（40.5）mm,超行程为（30.5）mm。,（2）控制电源开关,本电源开关用来接通与分段电源变压器的一次侧电源，还兼做故障排除后开关重新合闸前的解除记忆复位开关。,（3）阻容装置,每相电容为0.47F/2KV,串联电阻为200/4W。,（4）控制组件板,电源变压器与熔断器。变压器一次绕组为1140V，并有660V抽头。二次侧共有四个电压绕组：12V、33V、60V、127V。每组绕组均接有熔断器作过流保护。 电子脱扣器插电组。它安装在控制芯板中央，由上而下依次为：插件1是交直流电源，插件2 是过流保护晶体管电路，插件3是过流信号整流与整定分压器。,（5）检查试验开关,该开关用来检查开关动作性能，其手把在中间位置为正常运行位置；左旋为短路试验，瞬时分闸；右旋为过载试验，延时约10S分闸，相应的指示灯与分闸指示灯燃亮。,（6） 合分闸指示灯与故障信号指示灯,指示灯共有5个，其中两个黄灯表示合闸与分闸。故障信号灯有白、红、绿3个，分别指示过载、短路和真空管漏气。,第五节 真空开关管,真空开关管按用途和开断容量的不同，分为断路器用真空
