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高产高效工作面3.3kV组合开关的设计与试验研究,DesignandExperimentResearchonthe3.3kVCombinedSwitchgearforHighEfficiencyCoalMiningFace,报告人:陈怀道导师:宋建成教授企业导师:陈汉英高工,研究内容,组合开关方案设计,隔爆方式的选择,防爆外壳设计,隔爆外壳总体设计采用三箱五腔式结构，所谓“三箱”，是指一个主箱、两个副箱；“五腔”是指主腔、隔离开关腔、控制变压器腔、PLC控制腔及本安腔，这种结构能很好的实现隔爆和抗干扰的要求。,隔爆面设计,隔爆外壳强度设计,隔爆外壳焊接工艺,组合开关主回路设计,(组合开关主回路是指直接控制电动机，执行分合闸命令的大功率器件所在回路),组合开关控制系统设计,组合开关控制系统,组合开关运行方式,运行方式的确定,运行参数的整定,组合开关先导电路,组合开关漏电闭锁,组合开关电流保护,组合开关电压保护,组合开关参数交互,单机运行方式,1,单机程控方式,2,7,双机高速方式,点动方式,8,单机双速方式,3,双机自动方式,4,双机程控方式,5,双机低速方式,6,运行方式,运行方式的确定,分析的八种运行方式，通过两个万转开关和一个拨码盘位的功能组合就可以实现.,HK2选择动点由于组合开关含有6个控制回路，所以必须配合路选开关HK4来实现某回路的点动功能。HK2选择单机a.拨码盘整定为1：第1、2回路工作于单机双速，3、4、5、6回路工作于单台；b.拨码盘整定为2：第1、2回路工作于单机双速，第3、4回路工作于单机双速，5、6回路工作于单台；c.拨码盘整定为3：第1、2回路工作于单机双速，第3、4回路工作于单机双速，第5、6回路工作于单机双速；d.拨码盘整定为4：第1、2、3、4、5、6回路工作于程控方式；e.拨码盘整定为其它：第1、2、3、4、5、6回路工作于单台；,HK2选择双速a.拨码盘整定为1：5、6回路控制机尾双速电机，3、4回路控制机头双速电机。（1、2回路机尾电机坏时使用）b.拨码盘整定为2：1、2回路控制机尾双速电机，5、6回路控制机头双速电机。（3、4回路机尾电机坏时使用）c.拨码盘整定为3：1、2回路控制机尾双速电机，3、4回路控制机头双速电机。5、6回路为单机双速。d.拨码盘整定为其它：1、2回路控制机尾双速电机，3、4回路控制机头双速电机。5、6回路分别为单台使用。HK1仅在系统控制双速电机时有用，有四个档位:低速,高速,自动,时间.,运行参数的整定,1、电流整定2、短路倍数整定3、过电压倍数整定4、欠电压倍数整定5、运行方式位整定6、主线路短路保护倍数整定7、低速向高速转换时间整定8、低速向高速转换电流倍数整定9、程控延时整定10、过载故障自动复位时间整定,拨码盘,低速投高速转换时间整定,低速投高速转换电流整定,程控延时时间整定,过载故障自动复位时间整定,先导电路原理图,先导电路实验数据,组合开关漏电闭锁,漏电闭锁原理图,漏电闭锁试验数据,组合开关电流保护,1.对称电流故障保护,组合开关人机通道,组合开关向操作人员报告运行状态与结果,组合开关人机通道,组合开关向操作人员报告运行状态与结果,组合开关人机通道,操作人员对组合开关的状态干预和数据输入,组合开关向操作人员报告运行状态与结果,人机通道数据输出功能的实现,显示面板,显示原理,组合开关通讯系统,通讯系统,组合开关与上位机间的通讯,PROFIBUS-DP通讯方式,工业性试运行,利用3.3kV组合开关的工业样机，在晋城煤业集团寺河矿3312综采工作面进行了工业性试运行，目的是进一步检验组合开关的运行可靠性，及时发现潜在问题，并迅速排除，为组合开关形成产业化奠定坚实基础。,晋城煤业集团寺河矿,寺河矿3312工作面主要设备列表,研究结论,1根据生产实际要求，提出了3.3kV组合开关的控制策略和控制方法。2确定了以PLC为中央控制单元的控制方案，完成六回路电动机的短路、过载、断相、欠压及过压等保护功能。确保了测控系统动作的准确性和可靠性。3设计了结构合理、操作方便的矿用隔爆兼本质安全型组合开关的外壳，其三箱五腔式结构不仅能够良好的满足组合开关控制与保护功能的实现，而且独立腔体的结构有效地保证了组合开关微机系统的工作可靠性，降低了组合开关主回路发生故障时的损失。,4根据被控负荷的功率及运行要求，设计了裕度合理的主回路连接方式，选择了主回路各个元件，保障了系统的正常运行。5根据我国矿井电网的实际情况，制定了组合开关各种保护功能的技术指标，合理的技术指标和健全的保护功能保证了异步电动机工作的可靠性和安全性。6以本文内容为核心构成的3.3kV组合开关经过3个月的工业性试运行表明，组合开关功能健全、工作可靠性较高，可以形成产业化生产规模。,感谢大家！敬请各位老师指导！,组合开关的基本技术要求设计如下：（1）额定电压：3300V。（2）额定频率：50Hz。（3）额定工作电流：六组合总电流为700A；单台隔离换向开关为700A；单台接触器为400A。（4）本安电路最高开路电压10V。（5）本安电路最大短路电流10mA。（6）允许电源电压波动范围：75%110%Un。（7）单台接触器极限分断能力：4.5kA。（8）机械寿命：接触器100万次；隔离换向开关0.3万次。（9）电寿命：不少于6万次。,基本技术要求,控制系统要求,先导回路,漏电闭锁,电流保护,电压保护,良好的人机界面,在符合本质安全要求的前提下保证控制线路发生故障时,不产生自启动现象.,防止主回路在起动前发生漏电,主要对短路、过载、断相等进行保护,有暂态过电压、稳态过电压及欠压保护,方便人员对控制系统进行操作,组合开关微机系统选择PLC作为中央处理器,可靠性高,模块组合灵活,功能强,编程方便,适应工业环境,安装、维修简单,运行速度快,总价格低,
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