集中供电系统培训资料

郭家湾煤矿集中供电系统 培 训 资 料 中国煤炭科工集团常州自动化研究院 天地(常州)自动化股份有限公司 目录 1 系统概述    2 2 系统组成及工作原理    2 3 主要功能    2 4 系统技术指标    2 5 系统主要设备技术指标    2 5.1电源主机（DXB1140/127）    2 5.2电池箱（DXBL1440/24X）    2 5.3 KDW65隔爆兼本质安全型不间断电源    2 5.4 KDW16A隔爆兼本质安全型不间断电源    2 6 电源主机、电池箱现场安装    2 6.1电源主机（DXB1140/127）.    2 6.2电池箱（DXBL1440/24X）    2 6.3 KDW65隔爆兼本质安全型不间断电源    2 6.4 系统连接示意图    2 6.4.1地面网络与井下网络连接示意图    2 6.4.2井下设备连接示意图    2 7 常见故障处理    2 7.1电源主机（DXB1140/127）.    2 7.2  电池箱（DXBL1440/24X）    2 7.3KDW65隔爆兼本质安全型不间断电源    2 7.4KDW16A隔爆兼本质安全型不间断电源    2 1 系统概述 集中供电系统由电源主机（DXB1140/127）、电池箱（DXBL1440/24X）、多路本安电源（KDW65）、单路本安电源（KDW16A）组成。 正常工作时AC660V输入到电源主机和多台电池箱，电源主机输出的4路AC127V可以实现为KDW65、KDW16A、隔爆环网交换机等数字化矿山的弱电系统设备供电，当输入的AC660V断电时，多台电池箱通过电源主机的逆变模块实现4路AC127V的不间断输出，保证系统可以不间断供电不小于4小时。 电源主机、电池箱、多路本安电源、单路本安电源均具有RS485接口，可方便就近接入综合分站的RS485-以太网透明传输模块。 2 系统组成及工作原理 集中供电系统 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 图 集中供电系统由电源主机（DXB1140/127）、电池箱（DXBL1440/24X）、多路本安电源（KDW65）、单路本安电源（KDW16A）组成。 正常工作时AC660V输入到电源主机和多台电池箱，电源主机输出的4路AC127V可以实现为KDW65、KDW16A、隔爆环网交换机等数字化矿山的弱电系统设备供电，当输入的AC660V断电时，多台电池箱通过电源主机的逆变模块实现4路AC127V的不间断输出，保证系统可以不间断供电不小于4小时。 电源主机、电池箱、多路本安电源、单路本安电源均具有RS485接口，可方便就近接入综合分站的RS485-以太网透明传输模块。 3 主要功能 一、供电管理功能 （1）电池箱能够物理堆叠，提高空间利用率，多台电池箱可以提供不低于15KWh以上的电量； （2）系统具有AC127V输出，DC24V非安输出； （3）系统具有单路本安18V，多路本安18V输出； 二、安全保护功能 （1）电源主机具有输出短路、过流保护，逆变电路输入过压、欠压保护，过温保护； （2）电池箱具有输出短路、过流保护，单体电池过压、欠压保护，电池过温保护，电池放电过流保护； （3）隔爆兼本安电源具有输出短路、过流保护，电池组欠压保护； 三、显示功能 （1）电源主机具有本机液晶显示功能，可显示交直流供电状态，是否旁路，输出负荷，输出电压； （2）电池箱具有本机液晶显示功能，可显示交直流供电状态，电池电压，电池温度，充电、放电电流； （3）隔爆兼本安多路电源具有本机显示功能，可显示交直流供电状态，本安电流，本安电压，电池组电压； 四、冗余管理功能 （1）系统中电源主机核心逆变电路1+1冗余，即保证1块逆变电路正常工作，一块冗余备份，以保障输出的稳定，可靠； 系统中电池箱N+1冗余，保证一台电池箱备份使用； 五、故障管理功能 （1）电源主机具有逆变电路输入过压、输出过载故障信息的本机显示报警及传输； （2）电池箱具有单体电池过充、过放、输出短路、放电过流故障信息的本机显示报警； 5 系统主要设备技术指标 5.1电源主机（DXB1140/127） 电源主机是集中供电系统的重要组成部分，电源主机实现了4路AC127V的不间断输出，其输出电压是稳定的、 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的正弦波，此种波形具有抗干扰性强等优势，可以有效提高后级被供电设备的可靠性。电源主机采用隔爆的防爆形式，其内部4块核心逆变电路板为1+1冗余，当正常工作时2块逆变电路板带载，当任意1块逆变电路板故障时自动切换为备用逆变电路板工作。 5.1.1工作原理 电源主机工作原理图 如上图所示，当市电存在时交流输入的AC1140V/660V经过变压器输出AC127V为4路逆变电路板供电，4块逆变电路板为1+1冗余，有效保证输出的稳定，当任意1路故障时通过自动切换装置实现可靠、稳定的输出；当市电断电时，多台电池箱接入的DC24V在逆变电路板实现并联并通过逆变电路板保证输出不间断，电源主机具有本机显示显示功能可以实现逆变电路、电池箱参数的显示；电源主机具有标准的RS485接口，提供标准的Modbus 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，方便接入各种系统，是集中供电系统的远程管理。 5.1.2技术参数 （1）输入电源技术条件： 额定输入电压：AC1140V或AC660V，波动范围75%-110%； （2）电源输出技术条件 a) 电源输出方式：采用4台交流接触器进行控制输出，其中2台交流接触器为一组（共2组），每组交流接触器的工作方式通过外壳按钮进行控制，控制方式如下： 4路AC127V输出控制，1路DC24V输入（与电池箱DXBL1440/24X配套使用）在每种工作方式下最大输出功率：≤800W； b）交流输出电压：AC130V±5%，4路输出； c）输出1、输出2为一组，输出3、输出4为一组，每组额定输出电流5A； d) 输出频率：50Hz±2Hz； e）过载保护动作值: 交流过载：1040W～1200W:10分钟后关闭；1200 W ～1440W:5秒后关闭； 逆变过载：840W～1040W:10秒钟后关闭；1040 W～:5秒后关闭； f) 具有短路保护功能； g）电源主机接入电池欠压保护值：不小于DC20V，欠压保护后需交流重新上电设备才可重启； h）工作制：连续工作制； （3） DXB1140/127电源的备用电池 a) 接入DXBL1440/24X方式：可接入不少于4台DXBL1440/24X电池箱，两两并联分别接入电源主机不同的两个喇叭嘴； b）备用电池电压：DC20V-DC3OV； c）最大输入电流：不大于90A； d)  DXBL1440/24X到DXB1140/127的线宽电池正负线：不小于6平方mm； e)  DXBL1440/24X到DXB1140/127的线长：不大于3m； （4）信号输出，输出RS485信号 a) 接口数量: 2路； b) 传输方式：RS485，主从式，半双工； c) 传输速率：5芯穿墙端子序号3/4为1200bps，序号1/2为9600bps； d) 传输信号工作电压峰峰值范围：2V～15V； e）传输距离2公里，使用MHYVR型电缆，导线截面积不小于1.5mm2。 （5）液晶显示 a) 电池箱数量: 与实际接入数量一致； b) 主机供电方式：交流/电池/旁路； c) 电池组充放电电流； d) 逆变模块1/2/3/4输出电压，输出电流，输出功率； （6）单机功能 a) 工作方式：具有4路逆变电源输出，指定其中序号1、2互为备用，3、4互为备用，当任意1路故障，自动切换为备用； b) 4路输出控制方式：输出回路采用交流接触器进行控制输出，交流接触器采用单按钮进行控制吸合或断开； c）直流电池输入控制：通过接入DXBL1440/24X电池箱到电源箱的直流输入端子， d) 电源箱具有输出短路、过流保护，输入（交流）过压保护功能； （7）电气安全 接线端子间及接线端子对外壳间的绝缘电阻及工频耐压应符合下表的规定。 接线端子间及接线端子对外壳间应能承受交流50Hz、历时1min的工频耐压试验，且无击穿和闪络现象，漏电流不大于5mA。 测量部位 绝缘电阻，MΩ 工频耐压，V 漏电流，mA 常态 湿热试验后 输入交流接线端子对外壳间 50 1.5 4200 ≤5 输入交流接线端子对输出接线端子 50 1.5 4200 ≤5 输出不同回路交流接线端子之间及对外壳间 10 1.0 2000 ≤5 注：AC660V的接线端子工频耐压按4200V进行试验。变压器采用抽头方式绕制。           5.1.3外形结构 电源主机内部结构图 接线腔穿墙端子布置图 电源主机外形尺寸 （1）外形尺寸及重量 外型尺寸（l×b×h）mm：600x884x460 重量：约150kg （2）主要结构特征 本电源箱结构紧凑、小巧，如上图所示。在壳体背面的上方有挂钩，正面的箱盖与壳体间采用铰链结构，便于箱盖开合，采用隔爆分腔外壳结构，分别为接线腔、电气腔，喇叭嘴数量：9个喇叭嘴，1个A5， 7个A3， 1个A1。 5.2电池箱（DXBL1440/24X） 电池箱是集中供电系统的重要组成部分，电池箱的数量可根据现场实际使用配套不同的数量，最大可实现15度的供电 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，电池箱组具有N+1冗余功能，在某台电池箱故障时可形成电池箱组的孤岛保护。电池箱采用隔爆的防爆形式，其内部具有隔爆分腔的结构形式，分别为电池腔，电气腔，内部电池组为60AH的磷酸铁锂电池8节串联使用。 5.2.1工作原理 电池箱工作原理图 电池箱采用两腔 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，分别为电池腔、电气腔，上图中虚线框内所示为电池腔。交流输入的AC127V/AC220V/AC660V经过隔离变压器输出AC220V，AC220V经过电源滤波器、群脉冲抑制器，输出的AC220V输入到充电器，充电器输出DC29V到网关，网关与电池管理系统（BMS）通讯接口方式为SMBUS，网关具有液晶实时显示电池信息的功能，网关输出的非安DC25.6V、RS485输出到电源箱，8节单体电池温度测量是通过8个并联的温度传感器18B20实现的，BMS通过2个JF6的穿墙端子对电池组进行最大6A电流充电，通过JD12的穿墙端子实现对电池组的均衡充放电。 5.2.2技术参数 （1）输入电源技术条件： a) 电压：抽头式输入单相交流127V、220V、380V、660V； b) 频率：50Hz； c) 电压波动范围：75%～110%。 （2）电源输出技术条件 a) 电压范围：DC20V～30V b) 最大电流：不大于20A c) 额定电流：5A （3）信号输出 a) 485总线输出信号 b) 通讯速率为1200bps，最大通讯距离≤500m，接口路数为1路，信号电压峰峰值为5V～12V。 （4）备用电源 a) 转换时间：≤0.5s b) 工作时间：不低于20小时（输出电流3A时） c) 最高充电电压：不大于30V d) 放电截止电压：不小于20V e) 八节3.0V/60AH磷酸铁锂电池串联使用 f) 单体电池最大允许放电电流：40A g) 生产厂家：中航锂电 h）规格型号：LFS1-60 （5）单机功能 a) 电源具有信息液晶显示功能。 b) 具备单体电池过充电压保护功能。 c) 具备单体电池过充电压保护失效显示功能。 d) 具备单体电池过放电压保护功能。 e) 具备单体电池过放电压保护失效显示功能。 f) 具备充电过流保护功能。 g) 具备放电过流保护功能。 h) 具备输出短路保护功能。 i) 具备电池过温保护功能。 j) 具备电池组均衡充电控制功能。 k) 具有耐充电电源极性反接的功能。 l) 具有电池信息采集线开路报警功能。 m) 电源的单体电池、电池组电池信息通过RS485总线上传的功能。 （6）精度 电源液晶显示信息精度满足下表 参数 单体电池电压值 单体电池温度 电池组电流 电池组电压 电池组容量 误差 ≤0.5% ≤±2℃ ≤2% ≤0.5% ≤5% 注：电池表面温度测量时应测量电池极耳处温度。             a) 当电池组充电时保证单体电池的电压不高于其最高允许电压3.4V。 b) 当单体电池过充电压保护失效时通过显示报警。 c) 当电池组放电时保证单体电池的电压不低于其最低允许电压2.5V。 d) 当单体电池过放电压保护失效时通过显示报警。 e) 当单体电池充电电流大于最高允许电流时断开与充电器连接，停止充电并在10s内显示报警。 f) 当电池组放电电流大于最大允许放电电流45时断开与用电设备连接，停止放电，并在10s内显示报警。 g) 当发生外部电路短路时断开与用电设备连接，停止放电，并在10s内显示报警。 h) 当单体电池温度超出60°时，应在10s内断开该电池组与充电设备及用电设备的连接，并显示报警。 i) 充电结束后1h，各单体电池电压偏差不大于50mV。 （7）电气安全 a）接线端子间及接线端子对外壳间的绝缘电阻应不小于下表的规定。 b）接线端子间及接线端子对外壳间应能承受交流50Hz、历时1min的工频耐压试验，且无击穿和闪络现象，试验电压及漏电流见表。 测量部位 绝缘电阻MΩ 工频耐压V 漏电流 mA 常态 湿热试验后 输入交流接线端子对外壳间 50 1.5 3000 5 输入交流接线端子对直流接线端子 50 1.5 2500 5 直流接线端子对外壳间 10 1.0 1000 5                   5.2.3外形结构 1－电缆引出装置，2－液晶显示观察窗，3－MA标志，4－防爆标志，5－铭牌，6－警示标牌 电源外形结构图 1－电池模块，2－JF6-660A穿墙端子，4—JD12芯胶封穿墙端子（Ⅰ型,黑色）　 电气腔内部结构图 （1）外形尺寸及重量 外型尺寸（l×b×h）mm： 535 mm×600 mm×400 mm 重量：约180kg （2）主要结构特征 本电源结构紧凑、小巧，内部采用分腔的结构，分别为电气腔、电池腔 本电源有大中小三种接线嘴，其对应的数量如下表所示。 接线嘴 密封圈 数量 大 A4 1 中 A3 1 小 A1 2       5.3多路本安电源（KDW65） 隔爆兼本安型多路电源(KDW65)是直流稳压电源，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，向矿用本质安全型设备供电，在集中供电系统中该电源为综合分站、胶轮车系统分站等本安设备供电。它提供三路本安电源输出信号。三路本安输出电源的电压和电流、蓄电池的工作状态，在液晶显示板上显示的同时可以上传。 5.3.1工作原理 KDW65电源工作原理图 原理框图如上图所示。不同电压等级的交流输入经保险管进隔离变压器的输入端。隔离变压器的输出连接到AC/DC转换器，AC/DC输出稳定的直流电压，此直流电压一路经电池管理电路连接备用蓄电池；另三路经DC/DC和本安处理得到稳定的电源输出。为满足本质安全性能要求，采用双重过流过压保护，使输出满足本安性能要求。当交流电停电时，蓄电池中贮存的电能通过DC/DC和本安处理放电，保持稳定的电源输出，实现不间断供电功能。开关的作用是电源开盖后，将电池和电路断开。 三路本安输出电源的电压和电流、蓄电池的工作状态、交流电的状态，在液晶显示板上显示的同时可以远传。 5.3.2技术参数 （1）输入电源技术条件： a) 电压：抽头式输入单相交流127V或220V或380V或660V； b) 电压波动范围：75%～110%； c) 输入视在功率：≤200VA。 （2）电源输出技术条件： a) 电源输出：三路直流本质安全型稳压电源，具体参数如下表所示。 本安电源输出 输出参数 18V（Ⅰ） 18V（Ⅱ） 18V（Ⅲ） 标称电压（V） 直流18 直流18 直流18 额定输出电流（mA） 900 900 900 输出电压偏离值（%） ≤8 ≤8 ≤8 源效应（%） ≤5 ≤5 ≤5 负载效应（%） ≤10 ≤10 ≤10 周期与随机偏移，峰峰值（mV） ≤250 ≤250 ≤250 过压保护动作值（V） ≤19.0 ≤19.0 ≤19.0 过流保护动作值（mA） ≤1000 ≤1000 ≤1000 最高开路电压（V） ≤19.0 ≤19.0 ≤19.0 最大短路电流（mA） ≤1000 ≤1000 ≤1000         （3）信号输出 a) 485总线输出信号 b) 通讯速率为1200bps，最大通讯距离≤500m，接口路数为1路，信号电压峰峰值为5V～12V。 （4）备用电源功能 a)电池型号： NI-MH 60D9000*20-9Ah 24V(单节容量1.2V/9Ah) 20节串联镍氢电池。电池应浇封。镍氢电池应符合GB/T22084.2-2008。 b)转换时间：＜0.5s。 c)工作时间：不低于2小时（输出额定电流）。 d)放电终止电压：不小于20V。 f) 最高充电电压：不大于31V。 e) 备用电池投入使用的状态信号：输出为光耦无源CE输出，其输出正与输出负之间截止时的漏电阻不小于100kΩ，导通时且灌入电流为2mA时，输出电压不大于0.5V。 （5）电气安全 a）接线端子间及接线端子对外壳间的绝缘电阻应不小于下表的规定。 b）接线端子间及接线端子对外壳间应能承受交流50Hz、历时1min的工频耐压试验，且无击穿和闪络现象，试验电压及漏电流见表。 测量部位 绝缘电阻 MΩ 工频耐压V 漏电流 mA 常态 湿热试验后 输入交流接线端子对外壳间 50 1.5 3000 ≤5 输入交流接线端子对本安接线端子 50 1.5 2500 ≤5 本安接线端子对外壳间 10 1.0 500 ≤5 独立的本安电路之间 10 1.0 500 ≤5                   5.3.3外形结构 1－铰链，2－液晶显示观察窗，3－提手，4－MA标志，5－防爆标志，6－警示牌，7－电缆引入装置，8－铭牌，9－电缆引出装置,10 旋钮开关, 11通断标牌 电源外形结构图 1－电源板，2－控制板，3－AC/DC开关电源，4－群脉冲抑制器，5－滤波器，6－交流输入接线端子，7－变压器，8－接地桩，9－钮子开关，10－干簧管，11－电池，12－本安输出、电源反馈状态、RS485输出接线端子 电源内部结构图 电源内部结构图 （1）外形尺寸及重量 外型尺寸（l×b×h）mm： 500 mm×476 mm×213 mm 重量：约53kg （2）主要结构特征 本电源箱结构紧凑、小巧，在壳体背面的上方有挂钩，正面的箱盖与壳体间采用铰链结构，便于箱盖开合。隔爆上盖设有开盖断电联锁机构，以便仅在电源断电后才能开盖安装或更换内部元件。电源箱只有一个腔体，与各个设备连接的电缆直接引入腔体，接在接线座的对应位置上。 本电源有大中小三种接线嘴，其对应的数量如下表所示。 接线嘴 密封圈 数量 大 A4 1 中 A3 1 小 A1 3       5.4单路本安电源（KDW16A） KDW16A-□矿用隔爆兼本安型不间断电源箱是直流稳压电源，在集中供电系统中所用的KDW16A电源为KDW16A-18，用于在有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境中向矿用本安型设备供电，此系统中KDW16A电源主要用于为矿压系统分站供电，该电源支持电源信息远程管理。 5.4.1工作原理 原理框图如下图所示。不同电压等级的交流输入保险管进隔离变压器相应的输入端。隔离变压器的输出连接到AC/DC转换器，AC/DC输出稳定的直流电压，此直流电压一路经充电电路对备用蓄电池充电，贮存电能；另一路经稳压环节得到稳定的电源输出。为满足本质安全性能要求，采用双重过流过压保护，使输出满足本安性能要求。当交流电停电时，蓄电池中贮存的电能通过稳压环节放电，保持稳定的电源输出，实现不间断供电功能。电池开关的作用是本设备在储存期间手动断开电池。 KDW16A工作原理图 5.4.2技术参数 （1）输入电源技术条件： a) 电压：抽头式输入单相交流127V或220V或380V或660V； b) 电压波动范围：75%～110%； c) 输入视在功率：≤200VA。 （2）电源输出技术条件： a) 电源输出：三路直流本质安全型稳压电源，具体参数如下表所示。 本安电源输出数量 1 标称输出电压（V） 18 额定输出电流（mA） 900 开路电压（V） ≤19 短路电流（mA) ≤60 过流保护值（A) ≤950 过压保护值（V） ≤18.5 周期与随机偏移峰-峰值（mV） ≤250 源效应 ≤5% 负载效应 ≤5% 输出电压偏离值 ≤5%     （3）信号输出 a) 485总线输出信号 b) 通讯速率为1200bps，最大通讯距离≤500m，接口路数为1路，信号电压峰峰值为5V～12V。 （4）备用电源功能 a)电池型号： NI-MH 50C4000*20-4Ah 24V(单节容量1.2V/4Ah) 20节串联镍氢电池。电池应浇封。镍氢电池应符合GB/T22084.2-2008。