矿用隔爆型真空馈电开关的升级改造

一、概括

KBZ-400/1140（660）（A）矿用隔爆型真空馈电开关用于煤矿井下，交流50Hz，额定电压为660V、1140V，额定电流至400A三相中性点不接地的供电系统中，作为总开关、分支开关，也可作为大容量电动机不频繁起动控制之用。开关保护系统采用单片机技术，性能可靠，动作准确。当供电电路中出现过载、短路、断相或漏电时能自动切断电源。作总开关时具有三相对称性漏电和漏电闭锁保护，作分开关漏电保护的后备保护；作分开关使用时具有选择性漏电保护与漏电闭锁保护功能。过流保护具有反时限特性，近端出口短路采用大电流无压释放保护电路。

WZBK-6型微机监控保护装置（简称WZBK-6）是新型高性能系列微机控制保护产品之一，主要应用于工业系统交流50Hz，标称电压在660V及以上电网中，改善供电电压质量的控制装置。本装置以16位单片机为核心，辅以工业级芯片，精密小型互感器，小型专用继电器，以及科学的算法，保护可靠灵敏，测量精度高。采用多种抗干扰措施，使装置具有很高的抗干扰能力。在装置的设计上，采用标准化、模块化硬件设计，高精度的A/D转换，电源为AC127V.在用户介面上，采用大屏幕液晶，汉化显示，自动背光，菜单式操作指示，对重要操作均授权密码，极大的方便了用户操作，有效地防止了误操作的发生。装置能存贮一套定值，并可在线查询、修改，具备事件顺序记录、及事件、遥测、遥信远传等功能。具备完备的自检功能，故障定位到主要芯片。装置分别配有带隔离RS-485/RS-232标准异步通讯接口，通讯方式可采用通信电缆线。

二、工作条件

a）海拔高度不超过2000米。

b）周围介质温度不高高于40℃。不低于-5℃。

c）周围空气相对湿度不大于95%（25℃时）。

d）含有沼气和煤尘的空气中，但无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸气。

e）无剧烈振动、颠簸以及与垂直平面倾斜在15度以下的环境中。

三、主要技术指标

a）额定电压：660V、1140V。

b）额定电流：400A。

c）极限分断电流：9000A/660V，7500A/ 1140V。

d）短路保护动作时间：

e）漏电保护。

经1KΩ电阻漏电动作时间：作分支开关时≦50毫秒（无延时）；200-400毫秒（有延时）；此值可调。

在电网每相对地电容不大于1μf，分支每相对地电容不大于0.3μf时，漏电电阻在20K（1140V）、11K（660V）以下能可靠地实现选择漏电保护和后备保护，在1KΩ漏电时能保证有选择性地实现30毫安秒安全保护指标。

当开关负荷侧绝缘电阻低于40KΩ+20% （1140）、22KΩ+20%（660）时总开关、分支开关均能可靠实现漏电闭锁功能。

瓦斯报警保护功能：保护器预留了甲烷检测接口，可外接甲烷检测传感器。当瓦斯浓度大于等于2%，保护装置将进行瓦斯报警保护动作，须要此功能，请直接与厂家联系。

通讯功能：保护器分别配有带隔离RS-485/RS-232标准并带通讯接口，通讯方式可用通信电缆线。须要此功能，请直接与厂家联系。

f）反时限过载保护特性：

i）漏电保护与漏电闭锁保护：

四、馈电开关结构及使用说明

1.馈电开关结构

馈电开关是由装在撬行底架上的方形隔爆外壳组装、真空接触器模块组装、各控制元件模块组装以及前门组装等部分组成，其中外壳又分为接线空腔和主空腔两个独立的隔爆部分。

馈电开关的前门为平面止口式，开门时，需先按下机壳右侧的停止按钮顶杆，转动隔离换向开关停止位置，然后提起起动器左侧固定于铰链上的操作手把，将前门向左旋转约大于30毫米后（不要过于旋转，前门即可打开。关门时，转动前门，用手旋转铰链上的操作手把，即可关闭。

馈电开关内部电器采用模块化布置，真空接触器组装通过滑道平行的固定在箱体上方，通过滚轮前后可自由移动，连接处采用铜板与插座插拔连接。当需要安装维修时，可扳动组装上的扳手通过扳手的杠杆原理，快速插拔组件，实现快速检修的功能。其他电器组装全部通过CA型插接件连接，并固定在箱体内部滑道上。必要时，将插接件拔掉，并将组装上的紧固螺钉拧下，各个组装即可抽出，各组装入壳内的程序与伸出壳外的方法相反。

馈电开关控制线路使用的导线，千伏级为红色，本安电路为蓝色，接地为黑色，其他为白色或别的颜色。千伏级每根导线均套有耐热塑料软管，所有导线两端均套有标着线号的异形套管。

2.使用说明

（1）定值整定表

（2）定值整定方法

方法一：通过液晶操作进行整定；

方法二：通过RS232通信接口用笔记本电脑（另选件）/掌上电脑（另选件）进行整定；

方法三：通过RS485通信接口经通讯管理进行整定。

（3）人机界面

1）键盘操作说明

本装置可通过按键进行定值查询，定值修改、出口选择，现场测试，事件记录和信号复归等操作。各按键的作用如下：

a）“”（下移），“”（右移）用于改变光标位置，从而选择所需的操作项目；

b）“+”（增加）用于改变光标处的数字的增加；

c）“确定”“取消”用于确认或取消所进行的操作、进行翻页或返回。

d）电压、电流、漏电电阻、密码可通过“+”、“”按位修改，“+”至“9”，再加将返回“0”；

e）电流保留三位小数，电压保留一位小数，漏电电阻保留二位小数，功率保留一小数；

f）装置在10分钟左右没有按键操作，将自动取消液晶背光，并返回模拟量显示切换界面。

2）菜单结构

上电显示：

①按“”、“+”、“取消”或“确定”键进入一级菜单（如图1所示）。

②a）选中“定值查询”按“确定”键，将依次进入其子菜单，定值查询界面下有9个定值，只可查询，不可修改。

同理：

b）“定值修改”界面下有11个定值，配合“”，“”，“取消”，“确定”等按键可以修改。进入定值修改，首先显示配合“”、“+”、“确定”键输入正确密码后，再确定方可进入，出厂时密码设定为“0000”，未经主管部门同意请勿随意改动（如图2所示）。

c）“软件选择”界面如图3所示（进入前请输入正确密码）：

注：禁止跳闸现场测试作漏电测试时，只有在总开关时才允许进行，分开关作漏电保护禁止跳闸测试将出现总开关漏电跳闸（后备保护）现象，故分开关出口在禁止跳闸时一般不作漏电测试。

d）“现场测试”界面如下（进入前请输入正确密码）：

e）“事件记录”界面如图4所示（进入前请输入正确密码）：

在此页面下可以查询事件记录，可以清除事件记录和信号复归。查询记录页面例如：

f）漏电测试记录如图5所示。

g）“清除记数”，按“确定”键输入正确密码直接“确认”，将清除循环翻转显示测量界面所显示的合闸次数。

h）“软件版本”界面如图6所示。

3）故障显示说明

由于馈电开关的电器部件是模块化设计安装的，在故障检修时为快速判断故障位置，便于检修人员更换损坏模块。在前门窗口安装一排发光二极管，每个二极管指示一个电器模块的工作状态，并实时显示。

①定值说明和整定建议

参见表4.1，WZB-6型装置菜单总体结构。

延时

欠压延时、漏电检测延时的单位是秒，精度0.01秒。

欠压保护

开关具有欠压保护功能。欠压定值设定时：a）当系统电压为1140V时，若欠压定值设定为0.6，则欠压保护动作值为684（即1140*0.6）；b）当系统电压为660V时，若欠压定值设定为0.4，则欠压保护动作值为263（即1140*/1.732*0.4），（1140*为系统设定值，若用户使用系统电压为669，则在整定欠压电值前务必搞清楚这一点）。

速断

开关具有短路速断保护功能，速断定值的单位是额定电流的倍数。

②本开关系统设置

通过钮子开关，开关系统可设置：总开关、分开关。

作者简介：冯宇，男，大学本科，机电工程师，山西兰花同宝煤业有限公司矿长助理兼机电科长。