选煤电气基础知识培训

选煤电气基础知识培训 ---- 选煤电气基础知识 电能的应用，在生产技术上曾引起了划时代的革命。在现代工业、农业及国民经济的其它各个部门中，逐渐以电力作为主要的动力来源。工业上的各种生产机械主要是用电动机来驱动的。随着生产和科学技术发展的需要，电子技术得到高度发展和广泛应用，它对于社会生产力的发展，也起着变革性的推动作用，直接影响到人类的物质、文化生活。电能所以会得到广泛的应用，是因为其具有无可比拟的优越性，其优越性体现在:1、便于转换，包括与其它形式能源的转换(电能与热能、电能与机械能之间的转换)和电能之间的转换(整流器将交流电能转换为直流电能，振荡器将直流电能转换为交流电能);2、便于输送，电能可以方便的输送到远方，输电设备简单，输电效率高;3、便于控制，电能可以达到高度自动化控制。 电气(electrical，electrical power and equipment)是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。电气知识对我们在生产、生活中的用电方式及用电安全有指导意义，尤其对于在工业生产的岗位上工作的人来讲，电气基础知识是必须掌握的。 第一节 电路的基本概念和基本定律 一、电路 1、电路的定义:电路是电流的通路，各种电气装置的工作都是通过电路来实现的。包括电源、负载、导线和控制设备四个组成部分。 电源:电路中电能的来源，是将其它形式的能量转变成电能的装置，如:发电机，蓄电池。 负载:即用电设备。负载的功能是将电能转变成其它形式的能量。如:电动机，灯泡等。 导线:是连接电源与负载的装置。作用是传输电能和电信号。 控制设备:改变电路状态和保护电路不受损坏的装置，起到分配电能的作用。如:开关，熔断器等。 2、电路的作用:电能的传输和转换;电信号的传递和处理。 3、电路的基本物理量及其正方向:电路的基本物理量有电流、电压。 3.1电流 电流:电流是由电荷(带电粒子)有规则的定向运动而形成的。电流在数值 - ---- 上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量。电流的方向是客观存在的，这里我们引入一个概念:电位 (electric potential)也叫做电势，是将单位正电荷从参考点移到另一点反抗电场力所做的功。电流的方向就是由高电位到低电位的指向。电流的单位是安培(A)。 电流的大小:电流的大小叫电流强度(简称电流)，是指单位时间内通过导体横截面积的电荷量。每秒通过1库仑的电量称为1安培(A)。 电流的方向:规定正电荷移动的方向为电流的方向。 电流形成的原因:电压使电路中电荷定向移动形成电流。 电流产生的条件: (1)必须具有能够自由移动的电荷。 (2)导体两端存在电压(要使闭合回路中得到持续电流，必须要有电源)。 电流的单位:千安(KA)、安培(A)、毫安(mA)、微安(μA)。 1 KA=1000A; 1A=1000 mA ; 1 mA=1000μA 电流可分为直流电流和交流电流:大小和方向不随时间变化的电流叫直流电流;大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交流电流。 3.2电压:电压就是电位的差值，电压的方向规定由高电位端指向低电位端。电压的单位是伏特(V)。1KV=1000V 二、基本电路分析 1、电路的有载工作状态、开路与短路 有载工作状态:电路中有电源、负载，形成完整回路的状态。 开路也可称为断路，即电路中由于部件损坏或其它原因导致的电路不通。 短路是指在电路中存在电位差的两个端点因为某种原因没有通过电气部件直接连接在一起。短路通常是一种严重的事故，它可能发生在电路中的任何部位，但原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是很重要的安全措施。 2、电阻的串联和并联 2.1电阻(符号:R)表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。其国际单位为:欧姆(Ω)，规定:如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1Ω。 2.2 串联和并联 如果电路中有两个或更多个电阻一个接一个的顺序相联，并且在这些电阻中通过同一电流，则这样的联接法就称为电阻的串联。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。(如图1) 图1 图2 - ---- I I U1 R1 U U R1 R2 R2 U2 I1 I2 图1中两个串联电阻分别为U=IR=(R?R+R)×U 11112 U=IR=(R?R+R)×U 22 212 如果电路中有两个或更多个电阻联接在两个公共的节点之间，则这样的联接法就称为电阻的并联。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。(如图2) 图2中两个串联电阻分别为I=U?R=(R?R+R)×I 11212 I=U?R=(R?R+R)×I 22112 三、欧姆定律 1、欧姆定律的内容: 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2、欧姆定律的公式 设电阻为R的导体两端所加电压为U，通过它的电流为I，则欧姆定律可表示为: R=U/I 式中，I、U、R是同一导体或同一段电路上的电流强度、电压、电阻，即具有同体性。 3、欧姆定理的应用-----伏安法测电阻 用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流,就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。伏安法测电阻法在实际生产应用中有较广泛的应用。 四、电气图形 1、端子标记 三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N、PE标记。直流系统电源正、负极、中间线分别用L、L与M标记。三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。 +, 电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。按国家 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 GB4026—83《电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则》规定。 2、电气图形 常用的电气图有系统图、框图、电路图、位置图和接线图等。通常，系统图用于描述系统或成套装置。国家标准GB6988.3—86《电气制图、系统图和框图》中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。 - ---- 位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。 接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。在国家标准GB6988.5—86《电气制图、接线图和接线表》中详细规定了编制接线图的规则。 第二节 常用控制电器基本知识 一、常用电器的分类 任何设备都需要操纵者给予一定的指令，才能完成规定的控制动作过程。控制电器是自动控制中不可缺少的器件。常用电器分类如下: 1、按适用的电压范围分类 分为低压电器和高压电器。低压电器按所控制的对象又分为低压配电电器和低压控制电器。 2、按所起作用分类 依据电器所起的作用可分为控制电器和保护电器。 3、按动作性质分类 依据电器的动作性质可分为自动控制电器和非自动控制电器。 二、控制按钮结构及工作原理 控制按钮是手动控制电器的一种，用来发出信号和接通或断开控制电路。图3是按钮的结构示意图和图文符号，图3(a)中1、2是动断(常闭)触点，3，4是动合(常开)触点，5是复位弹簧，6是按钮帽。图3(b)为图文符号。 6 SB5 3412 SB3412 (a) 结构示意 (b) 图文符号 图3 三、交流接触器结构及工作原理 1、接触器 - ---- 接触器是利用电磁吸力的原理工作的，主要由电磁机构和触头系统组成。电磁机构通常包括吸引线圈、铁心和衔铁三部分。图4为接触器的结构示意图与图文符号，(a)图中，1、2，3、4是静触点，5、6是动触点，7、8是吸引线圈，9、10分别是动、静铁心，11是弹簧。(b)图中，1、2之间是常闭触点，3、4108KM77之间是常开触点，7、8之间是线圈。 83434KM956图4 21 12 11KM (a) 结构示意 (b)图文符号 电磁铁特点如下: 根据吸引线圈通电电流的性质分类，电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路环的示意图如图5所示，其中1为短路环，2为铁心。短路环起到磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力，就消除了振动。 接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作等特性。按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器，这里主要介绍常用的交流接触器。 2、电磁式交流接触器 1 2.1结构: 2 电磁式接触器主要由电磁系统、触点系统、 灭弧系统及其它部分组成。 (1)电磁系统:电磁系统包括电磁线圈和铁 图5 心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。 (2)触点系统:触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。 (3)灭弧系统:灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。 (4)其它部分:有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 - ---- 2.2工作原理: 当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 2.3 电磁式接触器的选用与运行维护 (1)选用: ?主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器还应考虑电动机的起动电流。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频 繁动作的接触器额定电流可降低使用。 ?接触器的电磁线圈额定电压有36V、110V、220V、380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%,105%范围内使用。 (2)运行维护: ?运行中检查项目: 1)通过的负荷电流是否在接触器额定值之内; 2)接触器的分合信号指示是否与电路状态相符; 3)运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声; 4)电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常; 5)灭弧罩有无松动和损伤情况; 6)辅助触点有无烧损情况; 7)传动部分有无损伤; 8)周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。 ?维护: 在电气设备进行维护工作时，应一并对接触器进行维护工作。 1)外部维护: a(清扫外部灰尘; b(检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热。 2)触点系统维护: a(检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧; b(检查触点磨损程度，磨损深度不得超过1mm，触点有烧损，开焊脱落时，须及时更换;轻微烧损时，一般不影响使用。清理触点时不允许使用砂纸，应使用整形锉; c(测量相间绝缘电阻，阻值不低于10兆欧; - ---- d(检查辅助触点动作是否灵活，触点行程应符合规定值，检查触点有无松动脱落，发现问题时，应及时修理或更换。 3)铁芯部分维护: a(清扫灰尘，特别是运动部件及铁芯吸合接触面; b(检查铁芯的紧固情况，铁芯松散会引起运行噪音加大; c(铁芯短路环有脱落或断裂要及时修复。 4)电磁线圈维护: a(测量线圈绝缘电阻; b(线圈绝缘物有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65?; c(检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。 5)灭弧罩部分维护: a(检查灭弧罩是否破损; b(灭弧罩位置有无松脱和位置变化; c(清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。 3、真空式交流接触器 真空接触器利用真空灭弧室灭弧，用以频繁接通和切断正常工作电流，通常用于远距离接通和断开中、低压频繁启停的交流电动机。 主要型号为:CKJ/CKJ5系列低压真空交流接触器，广泛适用于煤矿、电力、冶金、纺织、高层建筑等各种行业部门。 CKJ5-63A/-80A/-125A/-250A/-400A/-630A型低压真空交流接触器适用于交流频率:50HZ、额定电压:1140V、额定电流63A至630A的馈电网络，远距离接通和分断电路，以及频繁起动和停止交流电动机之用。特别适宜与各种保护装置配合，组装成隔爆型电磁起动器。 3.1真空接触器的组成 真空接触器主要由真空灭弧室和操作机构组成。真空灭弧室具有通过正常工作电流和频繁切断工作电流时可靠灭弧的两个作用。但不能切断过负荷电流和短路电流。操作机构是由带铁芯的吸持线圈和衔铁构成。线圈通电，吸引衔铁，接触器闭合;线圈失电，接触器断开。吸持线圈一般有直流和交流两种形式。 真空灭弧室的外壳用玻璃或陶瓷绝缘材料制成，内部的真空度通常在0.01Pa以上。由于壳内的空气少，触头开距可以做得很小，电弧也较容易被熄灭。触头材料一般用铜、锑、锇等合金制成。灭弧室内屏蔽罩的作用是:当分断电流时，凝结触头间隙中扩散出来的金属蒸汽，有助于熄弧， - ---- 还可以防止金属蒸汽溅落到绝缘外壳上降低其绝缘强度。动触头与外壳下端用波纹管连接，动触头可以上下运动又不会漏汽。 3.2真空接触器结构及工作原理 真空接触器通常由绝缘隔电框架、金属底座、传动拐臂、电磁系统、辅助开关和真空开关管等部件组成。当电磁线圈通过控制电压时，衔铁带动拐臂转动，使真空开关管内主触头接通，电磁线圈断电后，由于分闸弹簧作用，使主触头分断。 真空开关管是以上封盖、下封盖、金属波纹管和陶瓷管等组成，外壳采用95瓷绝缘材料制成波纹式的瓷管，它具有爬电距离大、机械强度高、耐热和耐冲击的特点。真空开关管内封装一对动静触头，触头材料采用耐磨且低截流值的Cu,W,Wc，这样在满足开断性能的条件下，减小开断过程中由于截流引起的过电压，提高了真空开关管的使用寿命。当金属波纹管轴向运动时带动动触头做分合闸动作。 电磁系统考虑实际吸力特性和反力特性良好配合，以及发挥接触器运行时噪音低、节电的优点，采用滞留双线圈由起动和维持两绕组组成，通过辅助开关切换，为了便于用户进行交流电源操作，接触器带有桥式整流装置。 机械锁扣:当闭合线圈通电时，接触器吸合，机械锁扣锁住;当闭合线圈断电时，机械锁扣脱扣，接触器释放。脱扣线圈在热态时，其电压在Us85,,110,范围内使接触器可靠释放。 3.3真空接触器的优点 真空接触器熄弧能力强，耐压性能好，操作频率较高，寿命长，无电弧外喷，体积小、重量轻、维修周期较长。 四、继电器 1、时间继电器 图6为空气阻尼式通电延时型时间继电器的结构示意图和图文符号。它是利用空气阻尼的原理来获得延时的。主要由电磁系统、气室及触点系统组成。 工作原理:在图6(a)中当线圈11通电时，电磁力克服弹簧14的反作用拉力而迅速将衔铁向上吸合，衔铁13带动杠杆15立即使1、2常闭触点分断，3、4常开触点闭合。 111012 13934 1478 12176515- 1816 201921 23 22 KT ---- 910 KT 87 (a) 结构示意 (b) 图文符号 56 图6 空气阻尼通电延时型时间继电器 KT 2、热继电器 热继电器的测量元件通常采用双金属片，由两种具有不同线膨胀系数的金属碾压而成。主动层采用膨胀系数较高的铁镍铬合金，被动层采用膨胀系数很小的铁镍合金。当双金属片受热后将向被动层方向弯曲，当弯曲到一定程度时，通过动作机构使触点动作。如图7所示，(a)图是热继电器的结构中感受部分的示意图，(b)图为图文符号。 在图7(a)中发热元件2通电发热后，主双金属片1受热向左弯曲，推动导板3向左推动执行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生跃变，即触点发生动作从而切断主电路。 KR KR KR1 2 3 (a) 感受部分结构示意 (b) 图文符号 图7 热继电器 热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器，它在控制电路中用作小容量电动机的过载保护。 3、速度继电器 速度继电器用来感受转速。它的感受部分主要包括转子和定子两大部分，执行机构是触头系统。当被控电机转动时，带动继电器转子以同样速度旋转而产生电磁转矩，使定子克服外界反作用力转动一定角度，转速越高角度越大。当转速高于设定值时，速度继电器的触点发生动作，当速度小于这一设定值时，触点又 - ---- 复原。速度继电器常用于电机的降压起动和反接制动，其图文符号如图8所示。 n> KV KVKV n> 图8 速度继电器图文符号 第三节 三相电路 一、三相电路的产生 正弦交流电路，是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。在生产上和日常生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。正弦电压和电流等物理量，常称为正弦量，正弦量变化一次所需的时间(秒)称为周期T。每秒内变化的次数称为频率f，它的单位是赫兹(Hz)。频率是周期的倒数，即f=1?T。在我国和大多数国家都采用50Hz作为电力标准频率，有些国家(如美国、日本等)采用60Hz。这种频率在工业上应用广泛，习惯上也称为工频。 三相电路实际上是一种特殊的交流电路。由于三相电路的对称性，可采用一相电路分析，以简化计算。事实上，电力系统所采用的,UB供电方式绝大多数属于三相制，日常用电是取自三相制中 的一相。对称三相电源:三个频率相同、相位互差120? 的正弦交流电源按一定方式联接而成。如右图: 120? , UA,oU,U，0A 120? ,o U,U，,120B120? ,o ,U,U，120CUC (ψ,0) u，u，u,0ABC 对称三相电源的特点 ,,,U，U，U,0BCA三相制电力系统:由三个频率相同、相位互差120?的正弦交流电源供电的系统。对称三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120?，当转子转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。每相始端与末端间的电压，亦即火线与中线间的电压，称为相电压。而任意两始端间的电压，亦即两火线间的电压，称为线电压。通常在低压配电 - ---- 系统中相电压为220V，线电压为380V。 二、三相制的优点 三相制相对于单相制在发电、输电、用电方面有很多优点，主要有: 1、三相发电机比单相发电机输出功率高。 2、经济:在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失)三相供电比单相供电省铜。 3、性能好:三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电动机来说，意味着产生转矩均匀，电机振动小。 4、三相制设备(三相异步电动机，三相变压器)简单，易于制造，工作经济、可靠。 由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。 三、三相电路中负载的接法 三相电路中负载的联接方法有两种——星形联接和三角形联接。三相电动机作为负载，其三个接线端总是与电源的三根火线相联。但电动机本身的三相绕组可以联成星形或三角形。它的接法在铭牌上标出，例如380V、Y接法或380V、?接法。 星形联接(Y接):把三个绕组的末端 X, Y, Z 接在一起，把始端 A,B,C 引出来。(如图a) 三角形联接(,接):三个绕组始末端分别对应相联。(如图b) ,,IAI AA A A Z + ,A ,,,,UAUCUUABCAU,+ A,– ,IUBAB UCA,I– BY – X + N C X Z – , B ,B – U,,B,+ – UCIB UB ,Y ,BCCUBU+ IBC+ CC C C 图a 图b 图9 下面引出几个名词: 端线(火线):A, B, C 三端引出线。 中线:中性点引出线(接地时称地线)， ,接无中线。 线电压:火线与火线之间的电压。 - ---- 相电压:每相电源(负载)的电压。 线电流:流过火线的电流。 相电流:流过每相电源(负载)的电流。 四、对称三相电路线电压与相电压的关系 负载为Y型接法:线电流与对应的相电流相同。 线电压大小等于相电压的3倍, 即U,3U.lp 负载为,型接法:线电压与对应的相电压相同。 线电流大小等于相电流的3倍, 即I,3I.lp 第四节 三相异步电动机 一、电动机的分类 电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分为异步电动机(感应电动机)和同步电动机。在生产上主要用的是交流电动机，特别是三相异步电动机。 二、三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的工作原理:三相异步电动机主要是由转子和定子绕组两部分组成的。当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随电流的交变而在空间不断的旋转着，这就是旋转磁场。旋转磁场同磁极在空间旋转所起的作用是一样的。也就是，三相电流产生的旋转磁场切割转子导体，便在其中感应出电动势和电流，转子电流同旋转磁场相互作用而产生的电磁转矩使电动机转动起来。电动机转子的转动方向和磁场旋转的方向是相同的，磁场的转向与通入绕组的三相电流的相序有关，如果将同三相电源联接的三根导线中的任意两根的一端对调位置，电动机反转。 三、三相异步电动机的铭牌数据 要正确使用电动机，必须看懂铭牌，以Y132M-4电动机为例 三相异步电动机 型 号 Y132M-4 功率 7.5kw 频 率 50Hz 电 压 380V 电流 15.4A 接 法 ? 转 速 1440r/min 绝缘等级 B 工作方式 连续 年 月 编号 XXX电机厂 型号说明:Y 132 M - 4 - ---- Y表示三相异步电动机 132表示机座中心高 M表示机座长度代号(S-短机座;M-中机座;L-长机座) 4表示磁极数(即四极电机) 磁极数与同步转速对照表如下 磁极数 2 4 6 8 同步转速(r/min) 3000 1500 1000 750 四、三相异步电动机的启动方式 三相异步电动机可分为鼠笼式和绕线式两种。其中，鼠笼式三相异步电动机本身结构简单，多用于不调速的生产机械上，故多采用直接启动(即全压启动)方式，个别情况下采用降压启动方式。 、鼠笼式异步电动机的降压启动: 1 1.1自耦变压器启动法 图10是采用自动控制自耦变压器降压启动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中KM1为正常运转接触器，KM2为降压启动接触器，KA为启动中间继电器，KT为降压启动时间继电器。 L1L2L3 Q FU1 FU2FU2SB1KM2SB2 KAKR 124356 KM1KM2KM2KT KTKRKA 7KA图10 自耦变压器降压启动 KM1KAT1.2 Y-Δ启动法 KM2 98凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形运转的三相鼠笼型感应电动机，都KM1 可采用Y-Δ降压启动。启动时，定子绕组先接成Y联结，接入三相交流电源，PEM 启动电流下降到全压启动时的1/3，对于Y系列电动机直接启动时启动电流为额定电流I的5.5,7倍。当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改成Δ联结，N 电动机进入正常运行。这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合，但其启动转矩只有全压启动时的1/3，Y系列电动机启动转矩为额定转矩的1.4,2.2SB1KM2L2L1L3FU2倍。图11为用于13kW以上电动机的启动电路，由三个接触器和一个时间继电器 123Q构成。 KM2KM3KM1KT FU176.KTKM2 KTKM1- KRKM11V1W1KM3 89KM1 SB2UKRFU2W2U2V2PE4M5 KM3 ---- 图11 Y-Δ启动 2、绕线式异步电动机的降压启动: 2.1 转子回路串启动变阻器 在绕线式异步电动机转子回路中接入适当的电阻，一方面使转子回路的电阻增加，从而使转子和定子的启动电流减少，启动转矩相应减小。另一方面由于转子回路的电阻增加后，转子回路的功率因素增加使启动转矩相应增大。 2.2 转子回路串频敏变阻器 转子回路中串入频敏变阻器，实质是串入一个随转子电流频率而变的启动电阻(频敏变阻器，是一种静止的无触点电磁元件)，从而获得良好的启动特性，选择适当参数，可获得接近恒转矩等机械特性。 五、三相交流异步电动机的维修及故障分析 对异步电机的定期维护和故障分析是异步电机检修的基本环节，了解并掌握定期维修及故障分析的内容和方法是维修电机的基本技能。 1、定期维修 1.1 维修时限通常是一年进行一次。 1.2维修内容: (1)查电机各部件有无机械损伤，若有则作相应修复或更换。 (2)对拆开的电机进行清理，清除所有油泥、污垢。清理中，注意观查绕组绝缘状况。若油漆为暗褐或深棕色，说明绝缘已老化，对这种绝缘要特别注意不要碰撞使它脱落。若发现有脱落应进行局部绝缘修复和刷漆。 (3)拆下轴承，浸在柴油或汽油中彻底清洗后，再用干净汽油清一遍。检查清洗后的轴承是否转动灵活，有无异常响声，内外钢圈有无晃动。根据检查结果，确定对润滑油脂或轴承是否进行更换。 (4)检查定子绕组是否存在故障。使用兆欧表测绕组绝缘电阻，绝缘电阻的大小可判断出绕组受潮程度或短路情况。若有，要进行相应处理。 (5)检查定、转子铁心有无磨损和变形，若观察到有磨损处或发亮点，说明可能存在定、转子铁心相擦。可使用锉刀或刮刀将亮点刮低。 (6)对电机进行装配、安装，测试空载电流大小及对称性，最后带负载运行。 - ---- 2、故障分析 电机故障通常分为电气和机械两个方面，电气故障占主要方面，常见的有: 2.1单相运行 (1)原因:线路和电机引线连接有浮接现象，引起接触电阻大，使连接处逐步氧化而造成断相。 (2)特征:由于单相运行而烧毁的电机，其绕组特征很明显，拆开电机端盖，看到电机绕组端部的1/3或2/3的极相绕组烧黑或变为深棕色，而其中的一相或两相绕组完好或微变色，则说明是单相运行造成的。在,接时，,相电源断开，电流从,,,相绕组流过，因此将,、,相绕组烧坏。在Δ接时，,相电源断开，电流分两路，一路有,、,相绕组串联组成，另一路由,相单独组成，后一路阻抗小于前一路，因而,相首先烧坏。 (3)处理方法:重绕电机绕组。 2.2绕组断路 (1)原因:同一相绕组的连接头接线质量不好，造成连接头虚接、断开。 (2)特征:启动时，无启动转矩。运行时，绕组断路，发出较强的“嗡嗡”响声，最终烧毁电机，现象同单相运行。 (3)处理方法:找到断线处，重新接线。 2.3匝间短路 (1)原因:由于嵌线质量不高或机械擦损造成本相绕组中导线绝缘损伤引起匝间短路。 (2)特征:在线圈的端部，可清楚地看到线圈的几匝或整个线圈，甚至一个极相绕组烧焦，烧焦部分为裸铜线。其它均完好。 (3)处理方法:可局部修理的，换一个线圈或一组线圈即可。不宜局部修理的，重绕全部绕组。 2.4相间短路 (1)原因:端部相间绝缘、双层线圈层间绝缘没有垫妥，在电机受热或受潮时，绝缘性能下降，击穿形成相间短路。也有线圈组间连线套管处理不妥，绝缘材料选用不当等原因。 (2)特征:在短路处发生爆断，并熔断很多导线，附近有许多熔化的铜屑，而其他处均完好无损。 (3)处理方法:重绕电机绕组，并注意相间绝缘要垫妥，选用合适的绝缘材料。 2.5接地 (1)原因:嵌线质量不高，造成槽口绝缘破损;高温或受潮引起绝缘性能 - ---- 降低;雷击也能引起。 (2)特征:用兆欧表测试电机绕组与地之间绝缘电阻小于,,Ω以下。 (3)处理方法:从嵌线质量、绝缘材料选用上提高要求。 2.6过载 (1)原因:电机端电压太低;接线不符合要求，,、Δ接不分;机械方面，不注意电机的使用条件和要求;电机本身定、转子间隙过大，鼠笼式转子铝条断裂，重绕时线圈数据与原设计相差太大等都是造成过载的原因。 (2)特征:三相绕组全部均匀焦黑。 (3)处理方法:重绕电机绕组后，再找原因，并针对性处理。 3、操作技术要点 3.1拆卸异步电动机: (1)拆卸电动机之前，必须拆除电动机与外部电气连接的连线，并做好相位标记。 (2)拆卸顺序 a 、带轮或联轴器; b 、前轴承外盖; c 、前端盖; d 、风罩; e 、风扇; f 、后轴承外盖; g 、后端盖; h 、抽出转子; i 、前轴承; j 、前轴承内盖; k 、后轴承 (3)皮带轮或联轴器的拆卸 拆卸前，先在皮带轮或联轴器的轴伸端作好定位标记，用专用拉具将皮带轮或联轴器慢慢拉出来。拉时要注意皮带轮或联轴器受力情况务必使合力沿轴线方向，拉具项端不得损坏转子轴端中心孔。 (4)拆卸端盖、抽转子 拆卸前，先在机壳与端盖的接缝处(即止口处)作好标记以便复位。均匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖，再用两个螺栓旋于端盖上两个顶丝孔中，两螺栓均匀用力向里转(较大端盖要用吊绳将端盖先挂上)将端盖拿下。(无顶丝孔时，可用铜棒对称敲打，卸下端盖，但要避免过重敲击，以免损坏端盖)对于小型电动机抽出转子是靠人工进行的，为防手滑或用力不均碰伤绕组，应用纸板垫在绕组端部进行。 (5)轴承的拆卸、清洗 拆卸轴承应先用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈，不能拉外圈，拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔(可加些润滑油脂)。在轴承拆卸前，应将轴承用清洗剂洗干净，检查它是否损坏，有无必要更换。 3.2装配异步电动机: (1)用压缩空气吹净电动机内部灰尘，检查各部零件的完整性，清洗油污 - ---- 等。 (2)装配异步电动机的步骤与拆卸相反。装配前要检查定子内污物，锈是否清除，装配时应将各部件按标记复位，并检查轴承盖配合是否合适。 (3)轴承装配可采用热装配法和冷装配法。 4、注意事项 1、拆移电机后，电机底座垫片要按原位摆放固定好，以免增加对中的工作量。 2、拆、装转子时，一定要遵守要点的要求，不得损伤绕组，拆前、装后均应测试绕组绝缘及绕组通路。 3、拆、装时不能用手锤直接敲击零件，应垫铜、铝棒或硬木，对称敲击。 4、装端盖前应用粗铜丝，从轴承装配孔伸入钩住内轴承盖，以便于装配外轴承盖。 5、用热装配法装轴承时，只要温度超过 100 度，应停止加热，工作现场应放置不少于2个灭火器。 6、清洗电机及轴承的清洗剂(汽、煤油)不准随使乱倒，必须倒入污油井。 7、检修场地需打扫干净。 第五节 选煤厂自动化系统基础知识 一、选煤厂自动化系统概述 随着选煤工艺和设备的不断革新及自动化技术的发展，选煤厂自动化水平亦愈来愈高， 由初期只能对生产设备及工艺参数进行监视和事故报警， 发展到能对设备和工艺参数进行自动控制和调节， 从实现单机自动化、 作业线自动化， 逐步向全厂综合自动化发展， 并开始进行利用电子计算机控制和指挥全厂生产的试验研究。 选煤厂自动化的内容一般包括以下几个方面。 1、对设备和生产工艺过程的自动监视、自动保护和报警。在生产过程中，对生产设 备的运行状态进行自动监视，并设有必要的保护装置，实现事故自动排除或自动报警。 2、生产工艺参数的自动检测和自动调节。在生产过程中，对各工艺过程的生产工艺参数进行快速自动检测，并自动指示或 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 。对某些操作参数进行自动 - ---- 控制和调节， 使生产过程能够在接近最佳的条件下进行。 3、对生产设备自动或集中控制。在生产过程中，全厂各作业的设备都要实现自动或集中控制，并根据运转需要及时转换运行流程;故障时可按程序紧急停车;检修或处理故障时可转换为就地操作。全厂设备实现自动或集中控制，可有效地减少岗位人员，减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率。 二、自动控制系统的基本控制方式及组成 1、自动控制系统的基本控制方式包括开环控制方式和闭环控制方式两种 1.1开环控制方式 开环控制是指控制装置和被控对象之间只有顺向作用，而无反向联系的控制过程。控制系统的输出量对系统的作用没有影响。 开环控制系统的特点: (1)系统输出量对控制作用无影响 (2)无反馈环节 (3)出现干扰靠人工消除 (4)无法实现高精度控制 1.2闭环控制方式 闭环控制是指控制装置和被控对象之间既有顺向联系，又有反向联系，即把输出量直接或间接地反馈到系统的输入端，形成闭环，参与控制，影响系统作用。 闭环控制系统的特点: (1)系统输出量对控制作用有影响 (2)以负反馈的形式出现 (3)出现干扰，自动消除 (4)可以实现高精度控制 2、自动控制系统的组成 2.1被控对象:自动控制系统需要控制和调节的装置和设备。 2.2检测装置:用来检测被控量的大小，并将其转换成相应的电信号的装置，例如:各种传感器。 2.3调节器:调节器的作用是把给定量与被控量(由检测装置检测并反馈回输入端)之间的偏差信号变换成相应的动作调节被控量，以符合给定量。 2.4执行机构:具体完成控制任务、改变被控量的机构或装置，例如:电动调节阀。 2.5给定装置和比较环节 给定装置的作用是提供一个与被控量要求相对应的电信号(称为给定值)。控制系统的给定可以分为内部给定和外部给定两种。内部给定是由调节器内部产 - ---- 生相应的电信号;外部给定则是由上级控制装置输送来的电信号或手动给定信号。 比较环节的作用是将给定值与检测装置检测的被控量进行比较，并将两者的偏差送入调节器，以便利用偏差值来调节被控量。 三、选煤厂自动化系统的重要体现——选煤厂集中控制系统 选煤厂集中控制是指对选煤系统中有联系的生产机械按照规定的程序在集中控制室内进行启动、停止或事故处理的控制。安装有各种显示仪表、控制开关和控制按钮的集中控制台设在集中控制室内，集中控制人员可以随时利用这些控制开关、控制按钮来启、停相应的生产设备;在设备发生故障时可以及时停掉部分或全部设备，以避免事故的扩大。 选煤厂集中控制系统的类型大体有这样几种:继电器-接触器集中控制系统、无触点逻辑元件集中控制系统、矩阵式顺序控制器控制系统、一位计算机集中控制系统和可编程序控制器(PLC)控制系统。现在，可编程序控制器(PLC)控制系统(本文简称PLC控制系统)，已基本取代其它几种控制系统。我们将着重介绍PLC控制系统。 1、PLC的定义 PLC(Programmable Logic Controller)是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一体、易于扩展其功能的原则设计。 2、PLC的特点:可靠性好;功能完善;编程简单;在线编程;安装容易体积小、重量轻、功耗低;价格越来越便宜。 3、PLC的用途:取代继电器控制;过程控制;位置、速度控制;数据监控;组成分散控制系统。 4、PLC的基本结构 4.1整体式PLC结构 整体式PLC硬件系统由CPU、存储器、通信接口、输入输出电路和电源电路组成，其结构框如图(1)所示。 - ---- 图 图(1) 整体式PLC 4.2模块式PLC结构 在模块式PLC中，组成PLC的各个部分都是模块，这些模块由PLC的系统连接。模块式PLC结构如图(2)所示。 图(2)模块式PLC 4.3混合式PLC结构 在混合式PLC中，PLC是由PLC主机和扩展模块组成。其中，PLC主机由CPU、存储器、通信电路、基本输入输出电路组成，而扩展模块可以是输入输出模块、 - ---- 模拟量模块、位置控制模块等。混合式PLC结构如图(3)所示。 图(3)混合式PLC结构 5、PLC各部分电气元件介绍 5.1CPU芯片 CPU芯片是PLC的核心，所有PLC的动作(程序输入、程序执行、通信、自检等)都需要CPU芯片的参与。各个公司的PLC的CPU芯片类型不同，一般是8位或16位单片机。 (1)存储器 PLC中的存储器用于存放以下内容。 (a)系统程序。系统程序是PLC生产赋予PLC功能的程序。由于有了系统程序，单片机组成的系统，就变成了PLC。 (b)用户程序。用户程序就是使PLC发出动作进行工业控制的程序。 数据。数据包括PLC运行中的各种数据。例如，I/O、定时、计数、保持、模拟量、各种标志量等。 (c)一般PLC的系统程序存放在EEPROM中，而用户程序和数据放在后备电池支持的RAM中。 (2)I/O电路 I/O电路是PLC与现场工业设备连接的电路，现场的开关量(行程开关、传感器等)信号通过I/O电路输入PLC，而PLC输出的开关(例如，继电器、晶体管等)信号从PLC输出到工业设备(例如，电磁铁、电机等)。 (3)电源模块 PLC电源的输入电压有直流12V、24V、48V和交流110V、220V，使用时根据需要选择。由于PLC中的电源都是开关式电源，所以在输入电压大幅度波动时，PLC仍能够稳定工作。 电源模块的输出一般为直流5V和24V，它们向PLC的CPU、存储器等提供工作电源。 (4)通信接口 一般PLC的CPU模块上至少有一个RS232通信口或者是RS485通信口。PLC - ---- 可以通过RS232通信口直接和上位计算机通信。若是RS485通信口，则和上位计算机通信时需要一个连接器。无论是RS232通信口都可以和PLC配套的编程器通信。 PLC上还有通信模块，通过这些模块，PLC可以组成网络或下位上位的分散控制系统。 (5)特殊功能单元 特殊功能单元包括高密度I/O单元、模拟I/O单元、温度传感单元、温度控制单元、热冷控制单元、凸轮控制单元、PID单元、位置控制单元、高速计数单元和语音单元等。这些单元越多，说明PLC的功能越强。 (6)编程器 编程器是PLC常用的外部设备。用户通过编程器编写控制程序，并通过通信单元(编程器接口)将程序装入PLC。编程器还可以监控PLC的运行。随着计算机的价格下降，计算机配编程软件后，成为了一个功能强大的编程器。在计算机上可以对PLC进行设置、编程、调试、监控、显示、打印等工作。 6、PLC工作程序 6.1工作原理 与其他控制装置一样，PLC根据输入信号的状态，按照控制要求进行处理判断，产生控制输出。PLC采用循环扫描的工作方式，其过程如图(4)所示。这个过程分为读输入、程序执行、写输出三个阶段。整个过程进行一次所需要的时间称为扫描周期。 图(4)循环扫描过程 (1) 三个阶段的工作过程 - ---- 以下详细叙述PLC三个阶段的工作过程。工作工程如图(5)所示。 图(5)PLC三个阶段的工作过程 (a)读输入(输入刷新)阶段。 PLC在读输入阶段，以扫描方式依次地读入所有输入信号的通/断状态，并将它们存入存储器输入暂存区的相应单元内，这部分存储区也被特别地称为输入映像区。在读输入结束后，PLC转入用户程序执行阶段。 (b)用户程序执行阶段。 PLC在程序执行阶段，按照先后次序逐条执行用户程序指令，从输入映存储区中读取输入状态、上一扫描周期的输入状态以及定时器、计数器状态等条件。根据用户程序进行逻辑运算，不断得到运算结果，一步步运算得到的结果并不直接输出，而是将其对应地先存入输出暂存区的相应单元中，输出暂存区也称为输出映像区，直到用户程序全部被执行完。用户程序执行完，得到最后的可以输出的结果。 本扫描周期内的用户程序执行阶段结束，PLC转入写输出阶段。 (c)写输出(输出刷新)阶段。 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段，在此期间PLC根据输出映像区中的对应状态刷新所有的输出锁存电路，再经隔离驱动到输出端子，向外界输出控制信号，控制指示灯、电磁阀、接触器等，这才是PLC的实际输出。 6.2响应时间 由于采用了扫描工作方式，所以，从PLC输入端有一个输入信号发生变化到输出端对该输入变化做出反应，需要一段时间，这段时间就称为PLC的响应时间或滞后时间。这段时间往往较长，但是对于一般的工业控制，这种滞后是允许的。响应时间的大小与如下因素有关: (1)输入电路的时间常数; (2)输出电路的时间常数; (3)用户语句的安排和指令的使用; (4)PLC的循环扫描方式; - ---- (5)PLC对I/O的刷新方式; 其中前三个因素可以通过选择不同的模块和合理编制程序得到改善。 由于PLC是循环扫描工作方式，因此响应时间与收到输入信号的时刻有关，在此给出最短和最长响应时间。 (1)最短响应时间。 如果N-1个扫描周期刚结束时，收到一个输入信号，则第N个扫描周期一开始，这个信号就被采样，使输出更新，这时响应时间更短，如图(6)所示。如果考虑到输入电路造成的延迟和输出电路造成的延迟，最短响应时间可以用下式表示: 最短响应时间=输入延迟时间 ， 一个扫描周期，输出延迟 图(6)最短响应时间 (2)最长响应时间。 如果在第n个扫描刚执行完输入刷新后，输入发生了变化，在该扫描周期内这个信号不会发生作用，要到n+1个扫描周期的输入刷新阶段才能采样到输入变化，在输入出刷新阶段输出做出反应，这时响应时间最长，可用下式表示: 最长响应时间=输入延迟时间+两个扫描周期+输出延迟时间 从图(7)可以看出，对输入信号的持续时间也是有一定要求的，如果输入信号的持续时间不能大于一个扫描周期(所谓窄脉冲)，则输入就不能确保被采样，也就不能被响应。 在PLC中读输入和输出刷新时间基本固定不变，并且占扫描周期的份额较小， - ---- 扫描周期的长短主要有用户程序执行的时间决定。用户程序执行时间取决于用户程序量和CPU的运算速度。通常情况下，PLC的扫描周期小于100ms，从控制的角度，这个时间还是可以接受的。 图(7)最长响应时间 PLC为什么要采用统一输入采样、用户程序执行、输出统一刷新这种循环扫描工作呢,电器控制装置采用硬逻辑并行运行方式。如果一个继电器的线圈通电或断电，则该继电器所有的触点(包括常开和常闭触点)在继电器控制电路中都会同时动作，发挥控制作用。继电器控制电路的并行工作方式，也可以理解为控制装置随时根据所有输入条件/状态或其他条件/状态，由控制电路做出判断，随时产生输出。 PLC是计算机控制装置，计算机的根本特性是串行工作的，即每一时刻只能做一件事情，因此为了模拟传统的继电器控制装置的工作的特点，以梯形图方式编程，只能统一采用同一时刻的输入状态，然后执行用户程序，进行逻辑运算，最后统一刷新所有输出，这样的扫描过程循环不断地始终进行。如果PLC的扫描过程足够短(小于100ms)，接近继电器的动作时间延迟，则PLC在与继电器控制装置的处理解结果就没有什么区别了。 事实上，PLC在一个扫描周期内除了完成上述的三个阶段工作外，因为 在扫描完成后，其结果马上会被紧随其后的扫描所利用;一般在PLC内设置有监视定时器，用来监视每次扫描的时间是否超出规定值，避免由于PLC内部的CPU故障，使程序进入死循环。 扫描顺序可以是固定的，也可以是可变的。一般小型PLC采用固定的扫描顺序，大中型PLC采用可变的扫描顺序。这是因为大中型PLC扫描的点数多，每次扫描只对需要扫描的点进行扫描，可以减少扫描的点数，缩短扫描周期，提高实时控制中的响应速度。 四、自动控制技术在选煤厂的实际应用 1、跳汰机排矸自动控制 跳汰机选煤是一个多参数的选煤过程，它与风量水量、跳汰周期、给料量、排料量以及排料方式等多种因素有着密切的关系。跳汰机的自动控制一直是多年来研究的课题，国内外的研究人员提出了许多不同的控制 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 ，而真正能够在生产中得到广泛应用的却很少。就目前国内来看，只有跳汰机的自动排料控制系统已被广泛应用于各种型号的跳汰机。 1.1排料自动控制系统控制原理 自动排料控制系统的组成如图(8)所示。 它由床层厚度检测传感器、 调节器、执行机 - ---- 构、被控制对象(电动机或闸板)等部分组成。其控制原理为: 床层检测传感器将跳汰机的重物料 (段为矸石，段为中煤)层的厚度转换成相应的电信号，并与床层各段厚度给定值进行比较，其偏差值送入调节器，调节器根据偏差的大小，输出具有一定功率的电信号。执行机构根据调节器的输出信号来驱动被控对象(电动机或闸板)调节排料量，保持床层稳定，以实现排料的自动控制。 1.2床层传感器的类型 1.2.1筛下水反压力式传感器 筛下水反压力式传感器是70年代 末和80年代初在我国广泛使用的一种 床层传感器。该传感器由筛下水反压力 测压管和液位变换装置两部分组成， 如图(9)所示。测压管的作用是将床 层厚度转变成管内液面高度，而液位变 换装置则是把测压管内液位的高度转 换成相应的电信号。 筛下水反压力传感器测量床层厚 度的原理如下:在脉动水流的作用下， 进入跳汰机的原煤按密度分层，同时沿 倾斜筛面向前移动。来自筛下的脉动水流穿过筛孔向上运动时受到筛上物料的阻力，由于重产物在最下层，因而对筛下水的阻力主要是来自重产物层。 重产物层越厚，对筛下水的阻力越大，筛下水对筛上物的反压力P越大，即筛下水的反压力和床层厚度成正比。而测压管是与筛下水相通的，在筛下水反压力的作用下，测压管中的液位要上升。当床层厚时，筛下水反压力大，测压管中液位高;床层薄时，筛下水反压力小，测压管中液位低。因此，测压管中液位的高度反映了重产物床层的厚度正常工作时， 矸石床层厚度一般控制在150mm左右(以入选原煤为0—50mm的筛下空气室跳汰机为例)，当矸石层厚度在150—250mm范围内变化时，测压管液位将在1500—1600mm范围内变化。液位的变化可以用液位变换装置转变为0—10mA的电信号输出。 1.2.2浮标式床层传感器 浮标式床层传感器是目前使用最多的一种床层检测传感器。这种传感器是利 - ---- 用自由浮标作为重产物层厚度的检测元件， 它由浮标和浮标位移变换装置两部分组成。如图(10)所示。 浮标的作用是检测重产物层的厚度。它具有一定的密度，在跳汰过程中同其他物料一样随脉动水流上下运动，并参与分层，与同密度的物料一起处在相应的层位上。若浮标的密度为重物料和轻物料 (如矸石与中煤) 的分割密度， 则浮标应处于重物料层与轻物料层的分界面上(实际上很难找到一个分界面，这里指的是理想情况)，浮标在床层中的高度即为重产物层的厚度。因此，用浮标可以检测重物料层的厚度。浮标的位移可以通过多种变换装置转换成电量，如差动变压器、 自感线圈等。下面分析两种浮标床层传感器的位移变换装置。如图10-3-5 所示为浮标 差动变压器式床层传感器的示意图。该传感器由浮标、振荡器、差动变压器、整流电路、取样电路、保持电路及信号放大与输出电路等部分组成。 1.3、排料装置 排料自动控制系统通过检测床层厚度，最终变 换成执行机构驱动排料装置动作，调节排料量。因 而排料机构对整个自动排料系统有很大的影响。常 用的排料装置有闸板式 (包括直动闸板、扇形闸 板、弧形闸板和托板闸板) 和叶轮式两大类。下 面简要分析一下各种排料装置。 1.3.1叶轮式排料机构 如图(11)所示为叶轮排料机构。我国生产的 多种跳汰机采用了这种排料机构，它一般由他激式 直流电动机驱动排料叶轮排料，也有采用电磁调速交流异步电动机来驱动的(如我国生产的LTX-35型跳汰机)。 叶轮排料机构的优点是排料连续性好，可以实现无级连续排矸，与可控直流电动机无级调速系统配合可以得到较大的调速范围，便于实现排料的连续自动控制。但叶轮排料机构结构较复杂，维修量大，易造成 卡矸等事故。 1.3.2直动闸板排料机构 直动闸板排料机构如图(12)所示，也是我国目前 使用较多的一种排料机构，它是通过控制排料口闸板 的高度来改变排料量的。这种排料机构结构简单，制 造方便，一般多用于末煤跳汰机。对于跳汰粒度较大 的跳汰机，则不宜采用这种方式。因为当粒度较大而 - ---- 排料量又较小时，采用直动闸板会影响排料的连续性，闸板开度小时，容易造成大粒度物料堵塞排料口的现象;开度大时，排料量会突然增多，造成带煤损失。直动闸板可以由风动执行器或液动执行器来驱动。 1.3.3托板闸门排料机构 图(13)所示为托板闸门排料机构。其特点是物料采用水平分离， 不易出现堵塞排料口、洗水串动等现象。由于没有溢流堰，只设一适当高度的溢流挡板，所以矸石段溢流到中煤段的物料分层不断续，不会出现有溢流堰时物料翻筋斗、重新分层的现象，有利于中煤段的分选。 2、重介悬浮液密度-液位自动控制 重介选煤是利用煤在一定密度的液体介质中按密度上浮(密度小于重介质密度的物料)或下降(密度大于重介质密度的物料)，从而把不同密度的物料(精煤、中煤和矸石)分离开。 重介选煤一般有两种工艺系统: 一种是采用轮式分选机分选; 另一种是采用旋流器分选。不管哪种工艺系统都有两种工艺流程。即单密度两产品工艺流程和双密度三产品工艺流程。不同的工艺流程，其控制方式和控制参数也有所不同。 重介选煤的工艺参数主要有介质密度、介质桶液位和介质粘度。重介选煤是按密度进行分选的，为了保障产品质量，必须确保介质密度稳定。介质密度过高，使高密度物料上浮，影响产品质量，介质密度过低，会使该上浮物料下沉，造成上浮物料的损失。同时，为了保障重介系统的正常工作，介质桶的液位必须保持稳定。介质的粘度大小是影响分选效果的一个重要因素，也需要进行检测和控制。 密度测量可采用双管差压计，双管插在分选槽中有代表性的地方。液位的检测可采用单管差压计或电极式液位计。粘度一般不能直接检测到，可采用检测介质中磁性物质含量和介质密度，通过换算的方法得到介质粘度。介质的粘度正比于介质中煤泥的含量，介质中煤泥的含量与磁性物质含量、介质密度三者之前的关系可用下式来表达: 式中 G —介质中煤泥的含量; c G —介质中磁性物质含量; e δ —介质密度; K、K—常数。 ec 当测出磁性物质含量和介质密度以后，代入上式运算后即可得到介质中煤泥的含量，粘度的大小便可确定。下面分析不同工艺流程时重介工艺参数自动控制 - ---- 系统。 2.1密度自动控制系统 密度自动检测控制系统如图(14)所示，由 1、2、3、4、5、6、7等部分组成，1为密度计，它的作用是检测分选机中介质的密度;2为转换放大电路，它的作用是将介质密度信号转换成0—10Ma(或4—20mA )的电流信号;3为PID调节器;4为伺服放大电路;5为操作器;6为伺服电动机。要保持介质密度的相对稳定，可通过连续控制筛下合格介质经分流器流向稀介质桶的分流量来实现。当密度检测装置检测到分选机中介质的实际密度低于给定值时,输入为正偏差信号， 输出电流增大，经伺服放大器控制伺服电动机加大分流器阀门的开度， 使合格介质向稀介质桶的分流量增大，稀介质通过磁力回收系统脱水浓缩，密度提高后返送回合格介质桶，从而使合格介质密度升高。待分选机中介质的实际密度等于给定值时，调节器输入偏差信号为零，输出电流保持不变，电动执行器不再动作，阀门开度开始维持不变。当实际介质密度大于给定值时，则PID调节器输入负偏差信号，输出电流减小，电动执行机构减小分流器阀门开度，使合格介质向稀介质桶的分流量减小，这时经磁力回收系统浓缩返回合格介质桶的高密度介质量减小，使合格介质密度逐渐降低，直至介质密度等于给定值时，调节器输出不再变化，电动执行机构停止动作，阀门开度维持不变。 - ---- 2.2、粘度自动控制系统 介质的粘度大小和介质中细煤泥含量成正比， 我们通过检测介质的密度和磁性物质的含量，由运算电路计算出细煤泥的含量。根据煤泥含量即可控制介质的粘度。图中的10为磁性物质含量检测装置，11为运算电路。将10和1、2检测出的磁性物质含量和介质密度送入运算电路11，根据公式进行运算， 然后输出与粘度(煤泥含量)相对应的电流信号。8为比例调节器，9为伺服放大器，12为电磁阀。当介质粘度增大时，比例调节器8 的输入的偏差为负，调节器输出电流是输入偏差的K倍，调节器的输出电流经伺服放大器接通加水电磁阀，向介质加水，迫使介质密度降低，而介质密度自动控制系统会自动加大分流器的分流量，使介质通过磁选机脱泥，介质粘度随之相应降低。 三、 液位检测、显示和报警系统 液位检测可以采用单管差压计，也可采用电极式液位计。当液位计13检测到介质桶液位低于给定值时，显示报警电路必然发出声光信号，通知司机添加介质，或者控制相应的装置自动添加介质。当液位高于给定值时，系统也会自动发出声光报警信号，并采取相应措施。 第六节 变频调速的原理及应用 近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。 一、变频调速的意义 在选煤厂的常用设备中，有很多设备在运行期间运行参数是变化不定的，如水泵、风机、跳汰机排料装置、给煤机等。因此，需要根据工艺要求，对上述设备的运行状况进行调节。以水泵为例，由于水泵在运行期间流量变化不定，需要对泵的流量进行调节。目前采用的调节方式主要有两种:一是节流调节，二是变速调节。所谓节流调节是通过改变泵出口阀门的开启度来改变泵本身的特性曲线，达到调节流量的目的;而变速调节则是利用泵的流量与转速成正比的关系来改变泵本身的性能曲线达到调节流量的目的。前者是以增加阻力牺牲能量为代价的流量调节，当流量减少时，电机的输出功率并未随之减少，这些电能主要被消耗在出口阀门上，在阀门闸板上产生应力集中及悬浮液流速加快，从而加剧了阀门和管路的磨损。造成故障多，维修量大，致使选煤成本居高不下，影响了企业的经济效益。从节能的观点来看，采用变速调节控制泵的流量是科学而经济的，特别是当电机功率较大时，其节能效果更显著。根据流体机械力学原理及选煤厂的设备实际运行状况，使用变速调节的节能率在30%以上，设备寿命增加40%以 - ---- 上。变速调节的方法很多，包括调压变速、电磁调速、变极调速和变频调速等，但最适合选煤厂自动化要求的还是变频调速技术。推而广之，选煤厂其它众多设备采用变频调速控制，亦能收到良好效果。所以，使用变频调速装置的意义在于: 1、可以利用各种传感器实现设备运转的在线实时控制，提高产品质量; 2、利用闭环工作方式，可以减少调整工作量和减少操作人员，提高工作效率; 3、就流体机械而言，与节流调速相比，节能效果显著; 4、利用变频调速实现节流，由于不再使用价格昂贵的浆液阀，因此也就不再存在阀门闸板上的应力集中问题，大大减少了维修工作量和维修费用，延长了 设备寿命，降低了选煤成本。 二、变频调速技术的原理及特点 1、变频器电路结构及功能 变频器分为直接式和间接式两种，其中间接式变频器应用较广，变频器主电路采用可控硅三相桥式整流，经滤波器滤波后输出稳定的直流电压，逆变器将稳定的直流电压逆变成既可调压又可调频的三相交流电压，实现调节电机转速的目的。整个控制回路采用CPU进行速度、电流、电压调节，实现了适时控制、事故报警、显示等功能。变频器既能内部控制，也能外部控制，通过设定操作可实现多种功能。其中保护功能有:过载保护、瞬时停电保护、过流保护、短路保护、欠压保护、直流过电压保护、过热保护、防失速保护及自身保护等。变频器设有多种V/f曲线，通过选择，可获取所需转矩特性。通过频率设定功能可选择基准频率、上下限频率、启动频率、运转开始频率、制动开始频率等。通过加减速设定功能，可确定加减速模式、加减速时间等。配合各种传感器与PLC程序相结合，可实现开、停、正反转、速度选择自动控制等。 2、变频调速技术的原理及特点 由于异步电动机的同步转速与电源频率成正比，所以通过改变电源频率就可以改变电机的转速，这就是所谓的变频调速。由于变频调速基本上保持了异步电动机固有特性转差率小的特点，效率高、调节范围宽、精度高，并可实现无级调速，因此，它是异步电机比较理想的调速方法。变频调速采用大功率晶体管逆变器和微机或变频PWM(pulse width modulation 脉冲宽度调制)芯片控制脉冲宽度调制技术，通过输出具有不同频率的电压和电流来改变交流电机的转速，从而达到调节设备运转状态的目的，变频调速具有如下特点: 2.1机械性能好，启动转矩大，启动电流小。采用PWM正弦波脉冲宽度调制方式，可使电动机的转矩脉动小，实现软启动，而且运行平稳，可以大大减少大功率电动机启动时对交流电网的冲击; - ---- 2.2调速范围广，可实现平滑无极调速，精度高达0.5%，频率变化范围大，能广泛适应各种生产环节的需要; 2.3节能效果显著，理论上节能可达30%以上; 2.4变频器留有各种标准接口，便于与压力、液位、流量传感器及微机系统连接，实现自动控制; 2.5变频器安装容易、调试方便、操作简单; 2.6在各种启动调速装置中，变频调速装置是唯一同时兼有启动和调速双重功能，并可与其他各种调速设备实现速度匹配的调速装置。 三、变频调速技术在选煤厂的应用实例 变频调速技术在选煤厂主要用于各种水泵、跳汰机、给煤机的调速，以及通过变频调速来实现各种不同种类的调速设备之间，在生产能力上的匹配或工艺流程上的动态平衡。 1、在跳汰机中的应用 选煤生产所用的跳汰机需要根据床层厚度及时调整排料速度，以保证分层就绪的床层在产品分离的过程中不再出现紊乱，减少污染，其核心问题是稳定分选密度和改善排出物料的成分。因此设计一种根据床层厚度来调整排料轮排料速度的控制系统，很有必要。采用PLC和变频器对跳汰机两段排料实施微机控制，不仅功能齐全，操作方便，而且整个控制系统工作可靠。其控制方式为:床层厚度采用耐磨球形浮漂及传感器来反映，其测量值送入PLC与设定值进行比较，以此信号作为变频器调频信号，来控制电机转速，从而实现自动调整排料速度的目的。采用这种控制系统最主要的是要保证传感器信号能正确反映床层厚度，当原煤数、质量出现过大变化，导致床层信号与排料量间的关系发生变化时，必须及时调整控制系统。只要排料系统能正常工作，就可实现稳定床层厚度，稳定分选密度的目的。 2、在给料机中的应用 在选煤生产中，需要通过调整给料机给料量大小来满足工艺要求，如:煤仓给煤量按要求定比配装，跳汰机给煤量要均匀可调，满足产品质量指标要求等，选煤厂跳汰机给料任务通常由电振给煤机来完成，在控制系统中采用变频调速技术实现了这一目的。通过修改设定值改变变频频率输出，从而改变电机转速，即改变箱体振动频率，使物料以箱体频率连续向前跳跃，达到调整给料量的目的。 3、在循环泵、鼓风机上的应用 阳煤某选煤厂使用循环泵两台，采用90KW电机拖动，配套进水、出水阀门各一个，主要供跳汰机洗煤用水。在实际洗煤生产中，由于入洗原煤的煤质变化、入洗量大小的变化等不可控因素影响，供水量需要经常调节。 - ---- 未改造前，调节水量主要是靠频繁开、闭进出水阀门来实现，工人劳动强度大，维修量大，调节效果也不理想。改造后，采用变频调速技术，通过改变电动机的转速来达到调节水量的目的，不但节约大量电能，节能效果明显，而且大大减少了阀门和管路的磨损，节支降耗显著，洗煤成本也相应降低。 同理，采用变频调速技术调节鼓风机的风量，也取得了明显的效果。而且，该厂鼓风机为110KW电机拖动，功率较大，减少了大电机启动时对电网的冲击。 实践证明，变频调速技术在选煤生产中的应用是十分成功的，有其独特的优点和完善的功能，尤其与PLC程序结合可组成一个闭环调速控制系统，使工艺设备运行方式更趋合理，自动化程度更高。 第七节 选煤厂供配电系统 一、概述 选煤厂供配电系统主要解决的问题是从电力系统获得电源后，经过变压设备、配电设备、配电线路和控制保护设备，安全、可靠、经济地向各用电设备进行供电和电能分配。选煤厂用电设备主要分为动力和照明两大类。 选煤厂动力用电设备主要是指洗选设备、破碎设备、筛分设备、脱水设备、运输设备、加热烘干装置等机械设备。选煤厂照明用电设备主要是指工作照明和事故应急照明等照明装置。 选煤厂的电能都是从电力系统获得的，一般不自备电源。 1、选煤厂高压供电系统 根据《煤炭工业选煤厂设计规范》规定，选煤厂供电应按二级用电负荷设计。供电电压宜采用6kv或10kv，特殊情况(如用电负荷较大或供电距离较远)可采用35kv或更高等级的电压供电。供电电源应采用双回路，并引自不同母线段，每个回路所能承担的负荷应不低于全厂总用电负荷的75%。 高压配电室的主要电气设备有电力变压器、高压断路器、隔离开关、负荷开关、母线、电流互感器、电压互感器、电力电容器、避雷器、高压开关柜以及各种继电保护装置等。高压断路器的作用是接通和切断高压负荷电流，同时也能切断过载电流和短路电流。高压隔离开关的作用是用来隔离电源并造成明显的断开点，以保障电气设备能够安全进行检修。隔离开关没有专门的灭弧装置，它不能用来关断负荷电流。它通常安装在高压短路器的进、出线侧，在高压断路器断开电路以后，隔离开关才能打开，使断路器或其他电器与电源隔离，以便检修。在进行操作时，要注意隔离开关和断路的操作顺序:合闸时，应先合隔离开关，合断路器;拉闸时，应先断开断路器，再断开隔离开关。负荷开关的作用是用来切 - ---- 断和接通负荷电流。它具有简易灭弧装置，断流能力不大，不能切断事故短路电流，必须和高压熔断器配合使用，靠熔断器来切断短路电流。高压熔断器是用来保护电气设备免受过载电流和短路电流的危害。母线，又称汇流排，指高、低压配电室中的电源线，由它向各高、低压开关柜供电的。母线一般是用铜、铝等材料做成。母线都涂有不同颜色，以便识别相序:第一相为黄色，第二项为绿色，第三项为红色。互感器是用来将一次回路中的交流电压、电流按比例降至某一标准值(100V，5A)，以便向仪表、继电器等低压电器供电，组成低压二次回路，并对一次侧高压回路进行测量、调节和保护。互感器按变换量的不同可分为电压互感器和电流互感器。避雷器用来保护电气设备免遭雷电过电压的危害，接在电气设备的进线侧或母线上，在电压正常时，避雷器电阻很大，相当于对地开路，当雷击引起雷电过电压时，避雷器击穿，对地放电。 2、选煤厂低压配电系统 选煤厂的配电系统是由输电线末端的变电所(降压站)开始的，变电所(降压站)通过架空线或电缆将高压电能输送至选煤厂，高压供电线路的额定电压有6kv或10kv两种，高压配电线将电能输送至选煤厂内的变压器，变压器变压后，通过低压配电线将电能提供给生产设备。低压配电线的额定电压是380?220V或660V，用电设备的额定电压多为220V和380V，部分选煤厂为660V。 低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种 变压器变压器 变压器 配电箱 配电箱 放射式配电线路 树干式配电线路 二、电力负荷的分级 各类负荷由于运行的特点和重要性的不同，它们对供电可靠性和电能质量的要求也不同。为了适应不同负荷的要求、合理选择供电方案，我国将电力负荷分为三级: 1、一级负荷。这类负荷在供电突然中断时将造成人员伤亡，或造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来巨大损失。如煤矿的主排水泵和主通风机、炼钢厂的高炉等。对于一级负荷用户供电不能间断，应由两个独立电源供电、其中任一电源发生故障或因检修而停电时，立即由另一电源供电，以确保供电的连续性。 2、二级负荷。对这类负荷，当发生突然断电时，将造成设备的局部损坏， - ---- 或生产流程紊乱且恢复困难，或出现大量废品或大量减产，从而在经济上造成较大损失。二级负荷只允许短时停电，要求采用双回路电源供电，且应来自上一级变电所的不同变压器。 3、三级负荷。不属于一级、二级负荷的属于三级负荷。 三、配电变压器 1、变压器的分类 变压器是输配电工程中的主要设备，它起到变换交流电压、电流和阻抗的作用。变压器的分类如下:按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。按用途分类:升压变压器和降压变压器两种，选煤厂主要用的是降压变压器。 2、变压器的工作原理: 变压器的工作原理是电磁感应(当原线圈中加交变电压时，原线圈就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势(其能量转化的过程为: 原线圈的电能 磁场能 副线圈的电能 3、油浸式变压器和干式变压器的区别 两者都是电力变压器，都会有作磁路的铁芯，作电路的绕组。而最大的区别是在“油式”与“干式”。也就是说两者的冷却介质不同，前者是以变压器油(当然还有其它油如β油)作为冷却及绝缘介质，后者是以空气或其它气体如SF6等作为冷却介质。油变是把由铁芯及绕组组成的器身置于一个盛满变压器油的油箱中。干变常把铁芯和绕组用环氧树脂浇注包封起来，也有一种现在用得多的是非包封式的，绕组用特殊的绝缘纸再浸渍专用绝缘漆等，起到防止绕组或铁芯受潮。 - ---- 4、变压器绕组连接标识 A 在三相变压器中,每一芯柱均绕Z B C X Y 有原绕组和副绕组,相当于一只单相 变压器。三相变压器高压绕组的始端 常用A,B,C,末端用X,Y,Z来表示。 低压绕组则用a,b,c和x,y,z来表 示。高低压绕组分别接成星形或三角 形在低压绕组输出为低电压。 变压器绕组的连接组标号是根x y z a b c 据高、低压绕组的连接方法和对应的 线电压之间的相位关系，用时钟表示法画出高、低压线电压的相量图，即为变压器的连接组标号。它是把变压器高压绕组的线电压相量作为时钟的长针，并必须把长针固定在0(12)上，而把二次绕组相应的线电压相量作为时钟的短针，短针指在几点钟的位置上，就以这个钟点作为这个连接组的标号(如:标准 Y,Y -12)。 0 5、变压器常见故障 变压器较常见故障是由绝缘电阻降低引起的，造成绝缘电阻降低的原因有: 5.1变压器密封不严。 5.2油封吸湿器中的吸湿剂失效。 5.3油箱盖上瓷套管法兰紧固不当。 5.4绕组表面不干净，有油污、污物，使绕组绝缘电阻降低。 5.5绕组长期过热，因过热而老化。 5.6变压器长期处于过电压运行。 5.7绝缘油变质老化。 5.8绕组油道堵塞，散热效果变坏。 5.9绕组各引线的焊接点接触不良。 5.10油分解或绝缘物化学分解时产生水分。 5.11绕组有虚接地点。 第八节 用电安全 一、接地和接零 为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要可分为工作接地、保护接地和保护接零三种。 - ---- 工作接地:电力系统由于运行和安全的需要，常将中性点接地，称为工作接地。 保护接地:将电气设备的金属外壳接地，宜用于中性点不接地的低压系统中。 保护接零:将电气设备的金属外壳接到零线(或称中线)上，宜用于中性点接地的低压系统中。 二、绝缘安全用具及设备绝缘要求 绝缘安全用具分为两种:一是基本绝缘安全用具;二是辅助绝缘安全用具。 基本绝缘安全用具:绝缘强度足以抵抗电气设备运行电压的安全用具。高压设备的基本绝缘安全用具有绝缘棒、绝缘夹钳和高压试电笔等等。低压设备的基本绝缘安全用具有绝缘手套、装有绝缘柄的工具和低压试电笔等。 辅助绝缘安全用具:绝缘强度不足以抵抗电气设备运行电压的安全用具。高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘鞋(靴)、绝缘垫及绝缘台等。 设备的绝缘性能是通过设备的绝缘电阻体现出来的。不同的线路或设备对绝缘电阻有不同的要求。新装和大修后的低压线路和设备，要求绝缘电阻不低于0.5,Ω，携带式电气设备的绝缘电阻不低于2,Ω，配电盘二次线路的绝缘电阻不低于1,Ω，高压线路和设备的绝缘电阻不低于1000 ,Ω，架空线路每个悬式绝缘子的绝缘电阻不低于300 ,Ω，变压器投入运行前，绝缘电阻不应低于出厂时的70%。 附:《选煤厂安全规程》(AQ1010-2005)中电气部分的规定 1、一般规定 1.1 选煤厂各种电气设备、电力和通信系统的设计、安装、验收、运行、检修、试验和安全维护等工作，必须符合国家标准。严禁非电气工作人员安装、检修各种电气设备。 1.2 电气工作人员必须执行工作票和倒闸操作票 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 。部分停电检修及带电作业较为复杂的倒闸操作、双电源倒闸操作和非电气工作人员(如油漆工、起重工、临时工等)在电气场所工作，必须执行专人监护制。 1.3 供电系统必须安装漏电保护装置，固定设备外壳必须直接重复接地。 1.4 变(配)电所及各高压工作场所，必须配备绝缘和登高作业安全用具、携带式电压和电流指示器、高压验电器、临时接地线等器具。登高作业安全用具必须定期进行试验，试验标准见表1 表1 登高作业安全用具的试验标准 安全带 名称 安全绳 升降板 脚扣 竹(木)梯 大胶带 小胶带 - ---- 试验静拉力/kg 225 150 225 225 100 荷重180 试验周期 半年1次 外表检查周期 每月1次 试验时间/min 5 1.5 电气线路必须经常巡视、检查。出现大风、扬沙天气，应当采取有效措施，杜绝重大电气事故。 1.6 严禁往电气设备、电缆沟、电缆线路上乱丢油棉纱、木材及其他易燃、易爆物品。在带电导线、电器设备、电缆沟附近，不得有引起火灾的热源。发现电气设备起火，应当迅速切断电源，使用四氯化碳干粉灭火器、砂子扑救。严禁使用水和泡沫灭火器灭火。 、变(配)电所 2 2.1 变电所周围必须设有围墙，并悬挂安全警示牌。围墙高度不得低于1.8 m。配电室(点)入口处应当悬挂“非工作人员，禁止入内”、“高压危险”的警示牌。变电所必须悬挂一次、二次架空线和电缆的配电系统以及有关操作维护等规程、规则。 2.2 变(配)电所值班人员必须熟悉所属电器设备。无论高压设备是否带电，值班人员不得单独移开或越过遮拦进行工作。无人值班的变(配)电所必须加锁(钥匙放在固定地点。电工应当定期巡视无人值班的变(配)电所。 2.3 变(配)电所值班人员必须经考试取得合格证后，方能从事本职工作。值班人员因故间断电气工作连续3个月以上的，必须重新参加考试取得合格后，方能继续上岗。 2.4 变(配)电所进行倒闸操作，必须办理操作票手续，并1人操作、1人监护。雷雨时，严禁进行倒闸操作和更换保险丝。值班人员装卸高压熔断电器，应当停电、验电和放电，并穿绝缘胶鞋、戴绝缘手套。用手拉、合刀闸开关，脸部不准正对开关。发现有危及人身或设备安全的紧急情况，应当立即自行断开电源，事后向领导报告。 2.5 操作人员不得带电检修、搬迁、移动电缆和电气设备。检修或搬迁前，必须切断电源且闭锁。进行验电、放电、装设接地线，必须悬挂“有人工作，严禁合闸”字样的警示牌。工作完成后，只有执行此项工作的人员，才有权取下此牌并送电。 2.6 配电室(点)的入口处或门口，必须悬挂“非工作人员，禁止入内”、“高压危险”字样的警示牌。 2.7 装设接地线，必须验明设备确实无电后方可按操作规程进行。 2.8 配备双电源及自备电源的企业，禁止向电网倒送电源和由低压倒送高 - ---- 压。当电网检修时，必须将可能倒送电源的刀闸或空气开关拉开后上锁，并悬挂“有人工作，禁止合闸”字样的警示牌。 3、架空线路和电缆线路 3.1 高压输配电线路最边上的导线到建筑物或构筑物最近部分的水平距离，在有最大风偏的情况下:线路电压小于或等于10 kV时，水平距离大于或等于2 m;线路电压大于10 kV但小于110 kV时，水平距离大于或等于4 m。 3.2 操作人员1人巡视电缆线路及杆上变压器时，不得登杆上变压器台;2人巡视时，允许1人高空作业、1人监护，但巡视人与带电导线保持以下安全距离，6 kV以下0.7 m，10,35 kV之间为1 m。 3.3 禁止架空线下堆放其他物品。在最大下垂度的情况下，架空线最下部到地面的垂直安全距离见表2。 表2 架空线最下部到地面的垂直安全距离 电压等级/KV 线路通过地区 1 1-10 地面 3 4.5 道路交叉地面 5 5.5 铁路交叉点 7.5 7.5 3.4 检修线路、开关、刀闸、跌落保险时，必须将联接设备的两侧线路全部停电，并验电接地后，方能进行工作。 3.5 在带电线路上工作，必须遵守下列规定: (1)在低压带电线路上工作时，设专人监护，并使用绝缘柄工具。禁止使用金属尺、刀子、锉刀等金属工具。 (2)高、低压同杆架设，在低压带电线路上工作时，采取防止误碰带电高压设备的措施。 (3)在高压带电线路上工作时，天气良好情况下，由有带电作业实践经验的人员带领，按经过主管领导批准的带电作业操作工艺方案和安全措施进行。 4、车间电气 4.1 检修车间内高低压电气设备和线路时，应当将断开的开关和刀闸操作柄锁住，设专人看护，并悬挂“有人工作，禁止合闸”字样的警示牌。 4.2 在停电后的高压电动机回路上和其启动装置上进行检修时，必须办理停电工作票手续。 4.3 移动式电气设备的电源及负荷电缆，应当挂在安全可靠的支架或墙上。通过地面的电缆，应当采取防护措施。 5、电气试验与测定 - ---- 5.1 电气设备(包括输电导线、电缆等)应当定期进行试验与测定。试验及测定前，必须按技术规程拟定工作 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，准备好试验用的仪表、仪器。 5.2电气设备试验必须在绝缘垫或干燥的绝缘物上进行，工作人员不得少于2人。进行高压试验，工作人员必须穿绝缘靴和戴绝缘手套。 使用钳形电流表测高压电流，必须采取安全措施，并由2名熟练电工进 5.3 行。测量架空高压线电流，不得使用钳形电流表。 5.4 电气试验与测定用具的检查和试验标准见表3。 表3 电气安全用具的检查和试验标准 试验标准 工作电压/ 名称 耐压/KV 耐压时间/min 泄漏电源/mA 试验周期 KV 出厂 使用 出厂 使用 出厂 使用 绝缘杆和绝缘夹钳 35及以下 线电压的3倍但不得低于40 5 1-2年 绝缘手套 各种电压 12 8 1 12 9 半年 绝缘靴 各种电压 20 15 2 1 10 7.5 半年 绝缘鞋 1及以下 5 3.5 1 2 半年 1及以下 5 5 以2-3cm/s的 绝缘毡和绝缘垫 2年 速度拉过 1及以下 15 15 绝缘站台 各种电压 40 2 3年 本体 35及以下 25 1 半年 高压验电器 10及以下 40 5 半年 手把 10及以下 105 5 半年 6、电气设备保护和接地 6.1 变电所(站)向外输配电线路，必须安装短路、接地和过负荷保护装置，与接触网直接连接的电动机和整流装置。必须安装过负荷、过流、短路、过电压等保护装置。 6.2 电力变压器必须安装相间短路、在中性点直接接地侧的接地短路、绕组的匝间短路、外部相间短路引起的过电流、中性点直接接地、电力网中外部接地引起的过电流及中性点过电压、过负荷等保护。高压电动机必须安装短路、过负荷、接地和欠压释放及漏电保护。低压电气设备要有过电流、过负荷和短路保护。 6.3 发现变电所(站)、配电室开关跳闸，应当立即报告调度人员。待查明原因，排除故障，并通过安全电器试验合格后，方可送电。 6.4 选煤厂中央变电所(站)电源总进线端必须装设阀型避雷器。变电所的每组母线应当装设避雷器。变电所内所有避雷器要以最短的接地线与配电装置的主 - ---- 接地网连接，并在其附近装设集中接地装置。多雷地区低压设备的防雷保护必须按有关规定安装。 6.5 在电气设备系统中，下列设备必须接地; (1)电机、变压器及其他电器的金属底座和外壳。 (2)电气设备的传动装置。 (3)室内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮拦和金属门。 (4)配电、控制、保护用盘(台、箱)的框架。 (5)交、直流电力电缆的接线盒、终端盒的金属外壳和电缆的金属护层，穿线的钢管。 (6)电缆支架。 (7)装有避雷线的电力线杆塔。 (8)装有配电线杆上的电力设备。 6.6 运行中的接地装置必须定期进行安全检查，并做好记录。 6.7 电气设备的接地部分必须使用单独的接地线与接地装置相连接。严禁将多台电气设备的接地线串联接地。接地线的连接应牢固可靠。严禁用金属管道以及电缆铅护套作为接地极。 6.8 重新安装或移动后的电气设备，在运行前必须测量其接地电阻。 7、照明、通信和信号 7.1 固定式照明灯具使用的电压不得超过220 V。手灯或移动式照明灯具的电压应小于36V。在特别潮湿的地方及金属容器内作业用的照明灯具的电压不得超过12 V。 在同一地点安装不同照明电压等级的电源插座时，应有明显区别标志。 7.2 易燃、易爆工作区域，必须使用防爆灯具照明。照明线路必须符合防爆要求。 7.3 选煤厂照明设计、安装应当符合国家标准(表4)。 表4 选煤厂各作业场所照明度 地点 照度照度平面 /lx 主厂房各层 3 地表水平面 操作室、配电室 3 地表水平面 带式输送机走廊及各转5 地表水平面、带式输送机表面 - ---- 载点 上下台阶梯子 3 梯子垂直面 储煤仓下及火车装车点 3 垂直面 主要人行道和行车道 0.5 地表水平面 储煤厂及汽车道路 0.5-3 地表水平面及汽车运行水平面 铁道线路 0.5 线路上部结构水平面 胶带输送机滚筒维护区 10 水平面 地表水平面手选矸石地带式输送机表面从选矸人员起到输送带运行相反方向1.5m 30 点 距离内 7.4 选煤厂必须配备独立的调度指挥系统。调度室、集控室、变电所、配电室、电梯桥箱内等重要岗位必须配备通讯设备。调度通讯系统应当具备强插功能。 7.5 严禁在信号装置的供电线路上接其它负荷。 7.6 噪声较大的作业点，应当装设闪光或报警电话。 8、电气设备操作和维护 8.1 电气设备操作和维护，必须遵守下列规定: 1)非专职和非值班电气人员，严禁擅自操作电气设备;不得用潮湿手指( 接触电器按钮。 (2)操作高压电气设备回路时，操作人员必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴，站在绝缘台上，使用绝缘棒或拉杆操作把手进行作业。停电时，将工作部分进行放电，封好地线。操作低压电器设备主回路时，操作人员戴绝缘手套和穿绝缘鞋。 (3)操作人员身体任何部分与电气设备裸露带电部分的最小距离必须符合表5的要求;否则，必须设置安全隔栏、护架等。 表5 操作人员与电气设备裸露带电部分最小距离 电压等级/KV 10及以下 35 60-110 220 最小距离/m 0.7 0.90 1.50 2.50 (4)手持式电气设备的操作柄和工作中必须接触的部分，必须有良好的绝缘，其外壳有可靠接地(直流充电手持式工具除外)。 (5)制定检修多用户使用的输配电线路的安全措施。 (6)操作人员及其携带的工具、材料与带电体的最小距离，应符合表6的要求。 表6 操作人员及其携带的工具、材料与带电体的最小距离 - ---- 电压等级/KV ?6 10 35 60 110 220 最小距离/m 0.7 1.0 2.5 3.0 3.5 4.5 8.2 高压变配电设备和线路的检修及停送电，必须严格执行停电申请和工作票制度，并遵守下列规定: (1)必须由负责人统一指挥。 (2)必须有明显的断开点，该点线路断开的电源开关把手，必须专人看管或加锁，并悬挂“有人作业，严禁合闸”字样的警示牌。 (3)停电后必须验电，并挂好接地线。 (4)作业时必须有专人监护。 (5)确认所有作业完毕后，摘除接地线和警示牌，由负责人检查无误和专职操作人员再次确认无误后，通知调度室恢复送电。 移动金属塔架和大型设备通过架空线时，金属塔架和大型设备必须与架8.3 空线保持足够的安全距离;特殊情况下必须采取安全措施。 8.4 电气设备和线路的安全保护装置，使用前必须进行校准。 8.5 在架空输配电线下或附近区域行驶或作业的机械设备，其提升(伸出)部分最高(最远)点至电线的垂直(水平)距离，不得小于表6的规定值。 8.6 在1650 V及以下的接触网带电作业时，必须制定安全措施，并遵守下列规定: (1)接触网的正、负线使用木杆架设。 (2)操作人员经过专门训练，持证上岗。 (3)使用专用的作业车或专用的具有绝缘的梯子。 (4)雨、雪、雾天等恶劣天气，严禁作业。 (5)安全负责人在地面监护。 第九节 电工测量 电工常用测量仪表有摇表、万用表和钳形电流表，这些仪表在测量时若不注意正确的使用方法或稍有疏忽，不是将表烧坏，就是使被测元件损坏，甚至还危及人身安全，因此，掌握常用电工测量仪表的正确使用方法是非常重要的。 一、摇表 摇表又称兆欧表，其用途是测试线路或电气设备的绝缘状况。使用方法及注意事项如下: - ---- 1、首先选用与被测元件电压等级相适应的摇表，对于500V及以下的线路或电气设备，应使用500V或1000V的摇表。对于500V以上的线路或电气设备，应使用1000V或2500V的摇表。 2、用摇表测试高压设备的绝缘时，应由两人进行。 3、测量前必须将被测线路或电气设备的电源全部断开，即不允许带电测绝缘电阻。并且要查明线路或电气设备上无人工作后方可进行。 4、摇表使用的表线必须是绝缘线，且不宜采用双股绞合绝缘线，其表线的端部应有绝缘护套。摇表的线路端子“L”应接设备的被测相，接地端子“E”应接设备外壳及设备的非被测相，屏蔽端子“G”应接到保护环或电缆绝缘护层上，以减小绝缘表面泄漏电流对测量造成的误差。 5、测量前应对摇表进行开路校检。摇表“L”端与“E”端空载时摇动摇表，其指针应指向“?”;摇表“L”端与“E”端短接时，摇动摇表其指针应指向“0”。说明摇表功能良好，可以使用。 6、测试前必须将被试线路或电气设备接地放电。测试线路时，必须取得对方允许后方可进行。 7、测量时，摇动摇表手柄的速度要均匀120r,min为宜;保持稳定转速1min后，取读数，以便躲开吸收电流的影响。 8、测试过程中两手不得同时接触两根线。 9、测试完毕应先拆线，后停止摇动摇表。以防止电气设备向摇表反充电导致摇表损坏。 10、雷电时，严禁测试线路绝缘。 二、万用表 万用表是综合性仪表，可测量交流或直流的电压、电流，还可以测量元件的电阻以及晶体管的一般参数和放大器的增益等。因此，万用表转换开关的接线较为复杂，必须要掌握其使用方法。 1、使用万用表前要校准机械零位和电气零位，若要测量电流或电压，则应先调表指针的机械零位。若要测量电阻，则应先调表指针的电气零位，以防表内电池电压下降而产生测量误差。 2、测量前一定要选好档位，即电压档、电流档或电阻档，同时还要选对量程。初选时应从大到小，以免打坏指针。禁止带电切换量程。量程的选择原则是“U、I在上半部分、R在中间较准”，即测量电压、电流时指针在刻度盘的1,2以上处，测量电阻时指针指在刻度盘的中间处才准确。 - ---- 3、 测量直流时要注意表笔的极性。测量高压时，应把红、黑表笔插入“2500V”和“-”插孔内，把万用表放在绝缘支架上，然后用绝缘工具将表笔触及被测导体。 4、测量晶体管或集成件时，不得使用R×1和R×10k量程档。 5、带电测量过程中应注意防止发生短路和触电事故。 6、不用时，切换开关不要停在欧姆档，以防止表笔短接时将电池放电。 三、钳形电流表 钳形电流表分高、低压两种，用于在不拆断线路的情况下直接测量线路中的电流。其使用方法如下: 1、使用高压钳形表时应注意钳形电流表的电压等级，严禁用低压钳形表测量高电压回路的电流。用高压钳形表测量时，应由两人操作，非值班人员测量还应填写第二种工作票，测量时应戴绝缘手套，站在绝缘垫上，不得触及其它设备，以防止短路或接地。 2、观测表计时，要特别注意保持头部与带电部分的安全距离，人体任何部分与带电体的距离不得小于钳形表的整个长度。 3、在高压回路上测量时，禁止用导线从钳形电流表另接表计测量。测量高压电缆各相电流时，电缆头线间距离应在300mm以上，且绝缘良好，待认为测量方便时，方能进行。 4、测量低压可熔保险器或水平排列低压母线电流时，应在测量前将各相可熔保险或母线用绝缘材料加以保护隔离，以免引起相间短路。 5、当电缆有一相接地时，严禁测量。防止出现因电缆头的绝缘水平低发生对地击穿爆炸而危及人身安全。 6、钳形电流表测量结束后把开关拔至最大程档，以免下次使用时不慎过流;并应保存在干燥的室内。 -