3300组合开关说明书

QJZ9215－3300、1140／660V（PLC）矿用隔爆兼本质安全型组合开关

使

用

说

明

书

山西长治贝克电气有限公司

目录

一、用途及概述 (1)

二、使用条件 (1)

三、主要技术参数和技术性能 (1)

四、开关型号含义 (3)

五、开关结构 (3)

六、电气工作基本原理 (4)

七、操作方法 (5)

八、故障信息显示 (9)

九、安装接线 (10)

十、使用与维护 (11)

十一、产品包装与保管 (12)

十二、定货须知 (12)

附录 (13)

开关在使用前请认真阅读“使用说明书”

一、用途及概述

QJZ9215系列矿用隔爆兼本质安全型组合开关适用于含有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，在交流50HZ，电压1140（660V）、3300V线路中，对三相鼠笼式电动机或双绕组鼠笼式异步电动机的起动、停止进行控制和保护，并可在停止时方便地进行换向。当设备出现过载，短路等故障时能自动切断电源并显示及记忆故障信号，开关还具有模拟漏电闭锁保护试验及短路保护试验功能，运行中能显示各支路状态参数。本组合开关采用德国西门子公司S7-200可编程控制。开关具有友好的人机界面，采用全中文液晶触摸屏显示及中文提示，更为直观，性能稳定，可靠性高，特别适合现场操作。

二、使用条件

a、海拔不超过2000m；

b、运行环境温度-25oC－+40oC；

c、周围空气相对湿度不大于95％（+25oC）；

d、在有沼气爆炸性混合物矿井中；

e、在无显著摇动和冲击的地方；

f、与垂直在的安装倾斜度不超过15o；

g、在无破坏绝缘的气体或蒸气的环境中；

h、在无滴水的地方；

I、污染等级：3级；

J、安装类别：Ⅱ类（负载水平级）；

三、主要技术参数和技术性能

3.1 主要技术参数：

3.1.1 额定电压：660V、1140V或3300V

3.1.2 额定频率：50HZ

3.1.3 额定工作电流：

当电压为660V／1140V时：总电流450A～1800A；

单台隔离开关450 A；

单台接触器80～400 A；

当电压为3300V时：总电流1600A；单台隔离开关800A；

单台接触器160A、400A、600 A；

3.1.4 最大控制功率：在660 V，ηcosΦ=0.75时单回路为240KW

在1140 V，ηcosΦ=0.75时单回路为500KW

在3300 V，ηcosΦ=0.75时单回路最大为2500KW 3.1.5 8小时工作制；

3.1.6 允许电压波动范围：75～110％；

3.1.7 电流整定范围：0～600A；

3.1.8 机械寿命：接触器大于150万次；

隔离换向开关大于0.6万次；

3.1.9 电寿命：大于6万次；

3.1.10 引入电缆外径：进线3个可穿入不大于Φ70（Φ80）mm的橡套电缆；出线8

个，可穿入不大于Φ70（Φ80）mm橡套电缆；控制线10个，可穿入不大于Φ23mm的

橡套电缆；

3.2 技术性能：

本组合开关具有短路，过载、断相、漏电闭锁、过、欠压等各种保护。

过载短路保护特性见表1

主回路漏电闭锁保护特性见表2

过压、欠压保护：瞬时过电压由接入主电路的阻容吸收装置实现，工作过电压或欠电压由PLC采样比较；高于或低于设定值时，起动前延时闭锁，起动后延时跳闸。四、开关型号含义

回路数＊

额定电压

总电流★

设计序号

组合

隔爆兼本质安全型

起动器

五、开关结构

5.1 概述：

（1）采用了低损耗的材料和元器件，使开关具有较强的过载能力。

（2）组装结构整齐明了。

（3）维护时模块更换方便。

（4）可快速转换成不同的控制回路，适应不同情况的工作面和巷道

（5）可根据井下供电电压的不同配置不同电压的组合开关。

5.2 外壳结构：

本系列组合开关的外壳为隔爆型钢板焊接结构，由主腔和左右二个接线腔三部分组成。右接线腔为进线腔，接电源线。左接线腔为出线腔，接负载线，每路输出从前到后有三个接线端子，对应电机A、B、C三相，还有远控操作线接线排。

主腔门盖内侧装门板，控制回路的主要电气元件装于门板上，有PLC的主机、模块、先导板、电流检测板、试验板、漏电闭锁板、合闸控制板、稳压电源（A1、A2、A3）、滤波器（B1、B2）、控制变压器、中间继电器、显示屏等；门盖中央还装有菜单

设置按钮。主腔内装有隔离换向开关、闭锁机构、主保险、控制保险、主接触器、阻容吸收装置、35芯连接器、主控制变压器、电流互感器、主电缆等。

六、电气工作基本原理

6.1 保护系统

6.1.1 短路和过载保护

短路和过载采用鉴幅式保护原理，电流互感器将电流取样信号送入PLC进行处理后，并与CPU内存放的整定电流值进行比较，PLC按比较结果分别发出指令，断开故障回路，并显示和记忆故障类型及故障时的参数，主保险起后备保护作用，过载自动复位2～3分钟，短路手动复位。

6.1.2 断相保护

采用三相电流分别与总电流比较的工作原理来实现断相监视，当一相断相时，电流检测单元板中断相监视部分即发出“断相”故障信号，并输入至PLC I/O 相应端口，经处理PLC即发出分断指令，分断故障回路接触器，并发出“断相”故障信号，并显示和记忆故障类型。

6.1.3 漏电闭锁：

漏电闭锁采用附加直流的检测原理，在接触器闭合前，对被控回路进行检测，如负荷线路上的绝缘值等于或低于漏电闭锁设定值PLC则闭锁该回路，使其无法进行起动操作，同样当接触器跳闸后延时2S进入漏电闭锁检测，出现漏电闭锁时，并显示和记忆故障类型。

6.1.4 过压欠压保护：

正常工作时的过压和欠压信号，通过电压采样器供PLC进行采样处理，采样值与设定值进行比较，如果采样取值高于或低于CPU设定的过压或欠压值时，开关在起动前延时闭锁，不执行起动操作，开关在起动后，则延时跳闸，同时显示故障类型。当系统电压恢复到允许值时，开关解锁，可执行起动器操作。

6.2控制原理、详见电原理图

逆时针旋转闭锁轴90度打在“工作”位，闭合隔离换向开关，停止按钮必须灵活弹出，（1140V、660V开关逆时针旋转闭锁轴90度打在“工作”位时），开关控制变压器有电，并向检测控制回路及中央控制系统供电，这时保护系统处于功能自检和绝缘检测状态，如果被控制回路没有发生整定错误和漏电闭锁故障，合上隔离开关便可进行起动

操作,按下相应的起动按钮,把起动信号送给PLC,经处理后PLC把信号送给中间继电器,之后中间继电器吸合，主接触器220V吸合线圈有电,主接触器合闸,完成整个控制。

用户可以设置门上六个菜单按钮来选择单独控制方式、双速单机和双速双机及程控等控制方式，输入指令后，由PLC按指令编排运行方式进行。详见操作方法。

七、操作方法

7.1关好主腔门，电源侧送额定电压，用M17内六角板手逆时针旋转Q001闭锁轴90度，闭合隔离换向开关，停止按钮必须灵活弹出，（1140V、660V开关逆时针旋转闭锁轴90度打在“工作”位时），此时控制变压器有电，并向检测控制回路及中央控制系统供电，这时保护系统处于功能自检和绝缘检测状态(约十几秒)。当显示屏出现“山西长治贝克电气有限公司”画面时，PLC系统自检完成，可以进行操作。门盖中央有六个菜单按钮供参数设置使用。分别为：

7.2

此画面为准备运行状态，此时看显示的供电电压是否正常，否则下电查找原因。

当某一回路“运行”后显示“●”并有相应电流值显示。主回路漏电电阻 >60KΩ（33 KΩ、150 KΩ）为解锁值,根据电网电压的不同，在画面中显示其中一个解锁值>33 KΩ(660V )、>60 KΩ(1140V )或>150 KΩ(3300V) 。

7.3 2，显示如下信息：

在此画面中，可以显示1～8回路选择的是哪种控制运行方式。

7.4 3，显示如下信息：

在此画面中，当发生故障后可以显示＃1～＃8回路是哪种故障方式。故障排除后除

1运行状态，其余故障方式排除后将自动返回画面1运行状态。注“其它”故障为上述故障之外的故障。

7.54，显示如下信息：

在此画面中进行参数设置：1～10中任意一项；设置每

秒，接

键来整定，

各回路所需设定参数及基本含义如下表：

7.6 本开关的控制程序有自诊断功能，在设定参数时任一回路在双速设定中选中,在单独控制或程控中将无效。本开关第一回路对应4画面，第二回路对应#5画面，其它回路依次类推。根据开关所带负荷的配置情况，设置的相应回路的控制方式（单独、双速控制或程控），再根据相应回路的控制方式接好起、停控制线，为运行做准备。

7.7所有参数设置完毕后回到画面1准备运行状态,此时打下隔离换向开关手把，系统可

以进行模拟“漏电闭锁”和“短路”试验。做“漏电闭锁”试验需在主接触器不吸合

3～5秒），显示所有回路“漏电”画面，松开按键返回画面1

准备运行状态；做10秒），

1准备运行状态。

7.8 检查负荷线和起、停控制线是否接好，若接好按下相应回路的起动按钮，则相应的回路合闸，画面1显示相应回路运行及各种参数。开关正常断电时，按下相应的停止按钮开关跳闸；紧急停止时，按下壳体上与隔离开关操作手把耦合的相应急停按钮，开关立刻跳闸（按壳体上的急停按钮，开关在故障画面3“其它”项中显示）。

7.9 要想打开主腔门，只有把所有的隔离开关操作手把打到水平位置，才能用专用工具把闭锁轴Q101顺时针旋转90度恢复到原位。打开主腔门，此时主腔内除隔离刀闸电源侧及转换开关电源侧带电外其余部件均不带电。

八、故障信息显示

本控制器的故障信息有：过载、短路信息，断相信息，漏电闭锁信息，过、欠压信息，其它信息等。

8.1 过载、短路故障显示：

过载、短路故障是通过控制器对每一回路的三相电流的实时值的处理来判断的，进入运行状态后，控制器的控制程序实时采集值，并与设定的额定电流值比较，有过载、短路时，经过相应的延时（整定值）动作切断相应的回路。在程控状态时，还要闭锁后

面的回路，同时显示屏自动显示过载、短路的回路。排除故障后，

出故障显示，画面回到正常运行状态；“过载”2～3分钟自动复位回到正常运行画面。

8.2 断相故障：

当控制器检测到断相信号后，将自动显示回路的断相状态，排除故障后，画面自动复位回到正常运行状态。

8.3 漏电故障:

本控制器漏电检测采用附加直流的方法，在回路没有运行命令时，始终在检测漏电值，当某一回路检测到的漏电阻值小于设定时，控制器拒绝该回路的运行命令，并自动显示那一回路漏电，只有回路的阻值大于设定的解锁值后，漏电故障自动解除，此时画面自动复位回到正常运行状态。

8.4 过、欠压故障

当供电电压小于标定值的75％，大于标定值的110％时，控制器将保护停机，并显示电压故障，电压正常后画面自动复位回到正常运行状态。

8.5 其它故障：

如控制器发出运行命令后，接触器由于本身没有闭合，在故障画面中显示“其它”

故障。等类似情况显示“其它”故障，排除1。

九、安装接线

左侧为出线腔，右侧为进线腔，接线时要保证开关电源侧无电！！！

9.1开关出线腔

9.2开关进线腔：

L1、L2、L3接线排或接线端子分别接电源的A、B、C三相。

9.3保护整定:

9.3.1 过流保护：需整定额定电流值和电流速断倍数(参见7.5)，过载和短路动作值不需整定，由程序自动运算比较执行动作。

9.3.2漏电闭锁保护：漏电闭锁保护动作值出厂整定已合适，660V电压动作值为22KΩ，1140V电压动作值为40KΩ，3300V电压动作值为100KΩ，不需再整定。

9.4起停按钮接线方式(见附录)

十、使用与维护

10.1使用

10.1.1 开关在投入使用前应仔细检查运输各部件有无损坏，若有损坏和松动现象，则不准使用。

10.1.2开关在使用前在先测量各回路的绝缘电阻值，（断开保护装置所有接插件和阻容吸收装置）其绝缘电阻不小于下列要求：

①主回路相间和相对地≥2.5MΩ

②主回路对控制回路≥2.5MΩ

③控制回路之间和地≥1.5MΩ

10.1.3在使用前应注意电源电压是否与本开关的电压使用相互一致，否则应改变电压。

10.1.4整定值的调整一定要与负载相符，控制方式要设置正确否则无法正常运行。10.1.5 使用中应注意正确使用试验开关，在初次设定或判断回路故障点时，使用试验开关，试验完后打到工作位方可合上隔离开关，否则不准合闸，以防损坏闭锁机构。10.1.6 不同的运行方式控制线的接法不一样，请参照按钮接线方式。

10.2维护和检查

10.2.1开关的维护和检查按照《煤矿安全规程》以及《煤矿设备完好标准》进行。10.2.2应对主回路定期检修，防止因连接部摆动引起主回路发热导至烧毁的事故发生。

10.2.3检查保护装置，保护装置的状态在液晶显示屏上有汉字提示错误和故障状态，一般不需要维修。一旦发生系统误动作，拒动等不正常现象，首先要检查整定值是否适当，然后检查控制是否存在短路、断路，接插件、接触器是否良好，也可以采用互换件替代法判断系统的故障点，说明保护系统工作正常。

10.2.4维修时将所有的隔离开关手把打到水平位，然后将闭锁轴Q101顺时针旋转90度恢复到原位才能将门打开。切记不要随意乱折PLC主机的盖板接线等。

10.2.5维护组合开关时，需使用下列工具：

六角棘轮扳手，并带加长套管；

内六方扳手10，17， 24；

开口扳手或梅花扳手13，17，19和24；

套筒扳手8，10和13；

改锥4毫米和6毫米；

力矩扳手（30-80Nm）。

十一、产品包装与保管

11.1 随同产品包装提供下列文件

a、装箱单

b、产品出厂合格证

c、产品使用说明书、电气原理图

11.2 产品在保管和运输过程中，不得受到雨水侵袭，产品应放置在没有风雪侵入，空气流通，环境温度不高于+40oC，不低于-20oC，相对湿度不大于90％以及不含有破坏金属和绝缘的腐蚀性气体的仓库中。

十二、定货须知

12.1 应注明产品的型号，数量，工作电压，可换向回路数量，输出回路数量及输出回路的容量。

12.2 应注明输出回路的控制要求(各回路单独输出,双速控制输出及程序控制输出等)。

附录：起停按钮接线方式

●起停按钮线接在负荷侧接线腔前排的兰端子上，上面有数字编号，按顺序每三个为

一个回路的停止、起动及电源接线。如：（1、2、3）（4、5、6）（7、8、9）……●单独控制按钮接线方式（以六组合为例）

单独控制时每一回路都需要接一个起动和一个停止按钮。

●双速控制按钮接线方式（以六组合为例）

双速控制按钮接线方式有多种多样，三个低速回路（1、3、5）可任意组合，三个高速回路（2、4、6）可任意组合，因此控制按钮接时一定要注意与负荷线所在回路及双速模式中设置的回路保持一致。

●双机双速双回路、自动控制的接线方式（其中一种）

●双机双速双回路、手动控制的接线方式（其中一种）

●两个单机双速回路、自动控制的接线方式（其中一种）

●本组合开关起停控制按钮接线详细说明： ① 开关1—8路起停控制按钮线接在蓝端子。

★X10蓝端子

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

第一支路第二支路第三支路

第四支路

第五支路

第六支路起动电源起动电

源起动电

源起动电源起动电源起动电源停止停止停止停止停止停止起动电源起动电源

停止第七支路

第八支路19

20

21

22

23

24

停止

②灰端子X20

为1—8路中各支路主控中间继电器（44E ）的无源常开接点，每两个一路，即（1、2）（3、4）……（15、16）。 ③灰端子X30

为通讯控制线。（PROFIBUS 485）