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淮南培训讲义北京瑞赛长城航空测控技术有限公司KDW6B(KJ2007G1,KJ2007G3)矿用隔爆兼本安型电源箱讲课人:尹利群第一章概述KDW6B矿用隔爆兼本安型电源箱(包括KJ2007G1,KJ2007G3井下分站)为爆炸性气体环境用防爆电气设备,用在煤矿井下具有煤尘、瓦斯的爆炸性气体环境中。KDW6B矿用隔爆兼本安型电源箱(包括KJ2007G1,KJ2007G3井下分站)为KJ4N/KJ2000N煤矿安全、生产监测、监控及综合信息管理系统中的一个重要配套部件。KDW6B为KJ2007F井下分站及与分站配套的传感器和断电器(包括KJ2007G1、KJ2007G3的电源)提供本安型电源。防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型防爆标志:Exd[ib]I第二章结构2.1KDW6B结构KDW6B矿用隔爆兼本安型电源箱为单隔爆腔体,上盖可拆开式。腔体内有一个线性电源变压器、2节12V/10AH蓄电池、一块接线板、一块指示灯小板(08年产品有)及两路本地断电继电器,一个内框。内框中有一块底板、一块充电断电板、三块+21V板(每块板两路+21V本安输出)、一块12V板等组成。隔爆外壳尺寸:416×295×194整机重量:50Kg(净重)2.2KJ2007G1,KJ2007G3结构KJ2007G1,G3井下分站是一种自带防爆电源的分站,该产品采用分箱式一体化结构,上部为本安型分站箱;下部为隔爆兼本安型电源箱。电源箱由隔爆外壳、一块充电断电板、一块+12V板、三块+21V板(单路)、一块接线板、一个线性电源变压器、2节12V/4AH蓄电池组成。分站、电源合二而一,安装使用非常方便。G1,G3井下分站外形参数如下:隔爆外壳尺寸:310X255X180本安外壳尺寸:265X174X120整机外型尺寸:375X310X180整机重量:35Kg(净重)第三章功能3.1电源箱具有一路+12V本安输出电压;3.2KDW6B电源箱具有六路+21V本安输出电压;G1,G3电源箱具有三路+21V本安输出电压;3.3电源箱具有两路本地断电功能,在分站主板給出控制信号时,立即实现就地断电。3.4电源箱配带蓄电池,当交流电源停电时,箱内蓄电池无间断地投入供电,保证配接设备继续正常工作。3.5电源箱提供电池电压供电值指示信号,G1、G3井下分站主板可根据需要对该值采集处理,传送给地面中心站,实现对电池电压的充放电控制(F分站暂无此功能)。3.6当KDW6B电源箱本安插头与分站的电源插座(G1,G3是控制信号和+12V的插头)连接在一起后,分站主板上的电源开关处于“关”状态时,蓄电池断开(M信号关电池)。第四章主要技术参数4.1源电压KDW6B:AC660V/AC380V/AC127V50Hz抽头式三组G1,G3:AC660V/AC380V50Hz抽头式两组波动范围:+10%-25%如KDW6B供电电压为AC36V或AC220V(G1,G3:AC36V或AC127V或AC220V)时须在订货合同中注明。4.2本安输出本安输出电压+12VDC:一路+21VDC:KDW6B六路,G1,G3三路本安输出电流+12V:KDW6B:0.45A,G1,G3:0.4A额定值+21V:KDW6B:0.25A,G1、G3:0.26A额定值过流保护整定值+12V:KDW6B:0.6A,G1,G3:0.5A短路电流+12V:35mA+21V:KDW6B:0.35A,G1,G3:0.42A短路电流+21V:35mA过压保护动作值+12V:≤13.6V+21V:KDW6B:≤22.6V,G1,G3:≤22.5V4.3两路本地断电分断容量:KDW6B:AC36V/5A或AC660V/0.3AG1,G3:AC36V/5A4.4周期与随机偏移峰-峰值+12V:250mV+21V:250mV4.5备用蓄电池KDW6B:24V/10AH(12V/10AH蓄电池,2节串联)G1,G3:24V/4AH(12V/4AH蓄电池,2节串联)4.6充电电压充电电压27.8V充电电流0.6A(6B),0.5A(G1,G3)4.7整机功率250W4.8工作环境环境温度:0℃~+40℃环境相对湿度:≤96%(+25℃)大气压力:80~106kPa无显著振动和冲击的地方;无滴水的地方。具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下,但无破坏金属绝缘的腐蚀性气体的场所。污染等级为3级。第五章电气原理5.1KDW6B电源箱工作原理框图如图1所示:分站及传感器、断电器ib电源变压器断电继电器断电控制电路充电断电板+12V板断电控制电路断电继电器底板+21V板(双路)+21V板(双路)+21V板(双路)+21V1、+21V2蓄电池DK2DK1+21V3、+21V4+21V5、+21V6+12V图1KDW6B电源箱工作原理框图接线板5.2电源变压器为线性变压器,初级(KDW6B)AC660V、AC380V、AC127V50Hz三组,引出线为抽头式。G1,G3:AC660V/AC380V50Hz两组引出线为抽头式电源输入接线端子出厂时置于AC660V端;用户可根据需求任意选择变压器初级输入电压端子。注意不要接错线。次级为三组抽头,分别给充电断电板、+21V板、+12V板供电。该变压器符合GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备本质安全型电路和电气设备“i”8.1条规定。5.3+12V板(原理图见图2)交流输入电压经整流、滤波后,送入由电压调整器LM317组成的稳压电路,此电路起到一个承前启后的作用,因为是线性模拟电路,当源电压波动范围在+10%-25%时,此电路输出恒压值18V左右,经由调整管2N5758及电压调整器LM723组成的稳压电路输出。输出直流电压为一路+12V。+12V板上有四种保护电路,使之满足本质安全检验的要求。限流保护电路,当输出(负载)电流超过设计值时,限流保护电路首先起作用,使输出电流呈恒流状态。当负载进一步加重时,输出电流不变,输出电压下降,直至过流保护电路动作。此时输出呈短路态,输出电压为零,短路输出电流〈35mA。过压保护电路,当输出电压超过13.6V时,过压保护电路动作,使输出电压为零。当调整管2N5758出现故障时,假如此管损坏,集电极发射极短路,此时故障保护电路起作用,使本安输出为零。限流、过流、过压等保护电路均采用双重化措施。+12V本安输出有一指示灯。该电路为线性电源。图2+12V板原理图5.4+21V板(原理图见图3)交流输入电压经整流、滤波后,送入由电压调整器LM317组成的稳压电路,当源电压波动范围在+10%-25%时,此电路输出一恒压值26V左右,经由调整管2N5758及电压调整器LM723组成的稳压电路输出。输出直流电压为+21V。KDW6B有6路+21V,共三块板,每块板两路。G1,G3有3路+21V,每块板一路。+21V板上有四种保护电路,使之满足本安检验的要求。限流保护电路,当输出电流超过设计值时,限流保护电路首先起作用,使输出电流呈恒流状态。当负载进一步加重时,输出电流不变,输出电压下降,直至过流保护电路动作。此时输出呈短路态,输出电压为零,短路输出电流〈35mA。过压保护电路,当输出电压超过设计值时,过压保护电路动作,使输出电压为零。当调整管2N5758出现故障时,假如此管损坏集电极发射极短路,此时故障保护电路起作用,使本安输出为零。限流、过流、过压等保护电路均采用双重化措施。+21V每路本安输出均有一指示灯。该电路为线性电源。图3+21V板原理图5.5充电断电板(原理图见图4)*交流供电工作时,蓄电池处于浮充状态。充电电流限制在0.6A(6B),0.5A(G1,G3)以下。*该板提供一个交直流信号(ADC指示)给分站主板,以便地面中心站了解电源箱的供电情况。*该板具有电池供电转换电路,交流停电时,电池无间断投入供电。*电路具备一个(M)信号,其功能为控制蓄电池工作状态。此信号受控于分站主板上的电源开关。当电源箱本安插头与KJ2007F分站的电源插座连接在一起后,分站主板上的电源开关处于“开”状态时,(M)点悬空为高电平,蓄电池处于浮充状态;当KJ2007F分站主板上的电源开关处于“关”状态时,(M)点接0电平,蓄电池断开。因此,当电源箱本安插头与分站的电源插座连接在一起后,如果给蓄电池充电,必须将分站主板上的电源开关打到“开”状态。*电源箱具有两路本地断电继电器,分别受KJ2007F分站(G1,G3是主板)送来的控制信号DK1、DK2控制,当分站给出高电平时继电器动作,实现就地断电。继电器可以常闭输出也可以常开输出。*该板具有电池欠压保护电路,当电池放电至伐值时,该电路动作,电池断开。*该板提供电池电压供电值指示信号,G1,G3分站主板可根据需要对该值采集处理,传送给地面中心站,实现对电池电压的充放电控制(F分站暂无此功能)。图4充电断电板原理图5.6电源保护电源箱采用保险丝保护。源电压输入保险丝在接线板上,容量为(AC660V、1A)(AC380V、1A)(AC220V、2A)(AC127V、3A)(AC36V、7A)(KDW6B的值)。充电断电板的保险丝在底板上,容量1.5A;KDW6B:6路+21V板的保险丝在底板上,容量4A。G1,G3:3路+21V板的保险丝在底板上,容量2A。+12V板的保险丝在12V板上,容量1.5A;第六章使用方法6.1开箱将KDW6B矿用隔爆兼本安型电源箱从包装箱中取出,平放在地面上,用随机配带的六角搬手拧松上盖螺丝,取下上盖,注意保护隔爆面。便可见到如图5所示的内部结构.图6为G分站外型结构,图7为G分站电源箱内部结构。电源箱前上方共有五个喇叭口,通过这五个喇叭口接线安装。左边三个为非本安喇叭口,第一个接交流电源,第二、三个接断电。右边大小两个喇叭口为本安输出,大喇叭口与分站电源插座相连,小喇叭口为预留口,为电池充放电输入输出控制信号准备的(F分站暂无此功能)。6.2接电源线电缆电源线电缆由左边第一个喇叭口引入,电缆由用户自行配备。电缆名称:VY型聚氯乙烯护套电力电缆,电缆型号规格:VY3x16ф19.7mm。电缆穿过喇叭口引入电源箱中,剥开外皮,将电缆芯线拧在接线板右边交流输入端子X4上,调好长度,将喇叭口中密封圈、垫圈、压紧螺母依次送入,并将其拧紧、压牢、不得松懈。接线板左边交流输入端子:X1接AC660V,X2接AC380V/AC127V,出厂时按AC660V接线。如果需要接AC380V或AC127V,请将接线板Q1,Q2的两线从X1(AC660V)端摘下,接在AC380V或AC127V端子上即可。图6KJ2007G1,G3井下分站外型结构图7G1,G3井下分站电源箱内部结构6.3接断电控制电缆断电为触点型输出。KDW6B断电电缆由外壳左边第二、三个喇叭口引入,剥开外皮,将电缆芯线拧在接线板右边接线排X3上,根据需要接线。接线排X3-1为常开点1,X3-2为常闭点1,X3-3为中心抽头1,X3-4为常开点2,X3-5为常闭点2,X3-6为中心抽头2;如不需要断电控制输出,须将断电喇叭口密封好,保证隔爆要求。接线次序同上。6.4电源箱指示灯本产品有两个观查窗口。上盖的观查窗口中有四个指示灯,红灯为交流供电指示灯,绿灯为电池供电指示灯,白灯为断电指示灯(两个)。箱体上斜面右边的观查窗口中有七个指示灯,黄灯依次为六路+21V的指示灯,蓝灯为+12V的指示灯。6.5底板结构KDW6B底板结构示意图见图8。底板上X1为充电断电板插座,X2为+21V第1、2路插座,X3为+21V第3、4路插座,X4为+21V第5、6路插座,X5为+12V板插座,X6为19芯本安输出插座,X7为第一路断电控制插座,X8为第二路断电控制插座,X9为充电断电板和+12V板交流输入插座,X10为电池输入插座,X11为6路+21V板交流输入插座。图8KDW6B底板结构示意图6.6本安小喇叭口KDW6B电源箱右侧小喇叭口为预留口,当KJ2007F分站具备电池管理功能后可启用。6.7出厂时状态电源交流输入置于AC660V端;其余两组(AC380V、
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