矿用隔爆兼本安型直流稳压电源说明书.doc
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1、KDW660/24矿用隔爆兼本安型直流稳压电源用户使用手册产品执行标准:Q/XKCK 18-2023 MT/T 408-1995 GB3836-2023西安西科测控设备有限责任公司目 录一、用途1二、型号1三、重要技术指标1四、工作原理4五、接线方法6六、参数设立9七、安装调试15八、故障分析与排除16九、维修与保养16十、开箱及检查17十一、关联设备和配套设备17十二、随机附件18警 告1 不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数规格和型号!2 维修时应注意保护隔爆面防止“失爆”!3 为了正常运营,必须安装1号电池箱!4 非危险场合,断掉电源后方能开盖!5 危险场合,严禁开盖!一、
2、用途KDW 660/24矿用隔爆兼本安型直流稳压电源(以下简称电源) 为矿用隔爆兼本质安全型,该设备把煤矿井下标准的矿用电源127V/220V/380V/660V AC转变为用户需要的相应电源。当交流电源停电时,与之关联的DXBC24/36矿用隔爆型电池箱箱体内的备用蓄电池可立即投入工作(在线式),经逆变提供24V不间断备用电源,并输出一个备用电池工作指示信号。二、型号1、产品型号命名:K D W 660 / 24 额定最大输出电压 24V DC额定输入电压 660V AC重要特性代号:直流稳压产品类型代号:矿用电源类2防爆类型:矿用隔爆兼本质安全型;3防爆标志:ExdibI Mb。三、重要技
3、术指标1、合用条件1) 温度:040;2) 环境相对湿度:98(温度25时);3) 大气压力:80kPa-106kPa;4) 无显著振动和冲击的场合;5) 具有爆炸性甲烷气体和煤尘的煤矿井下,但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。2、贮存温度: -4060。3、重要技术指标1)输入电压: 127V/220V/380V/660V AC(变压器抽头式);2)电压波动范围:标称值的75110;电源频率:48Hz52Hz;3)电源电压失真:总的谐波分量应10;4)额定功率:320W。5)电源输出参数A、非本安型电源输出6路a)第一路;输出与所接的“输入电压”相同;b)第二路;无市电时电池输出24V DC,有
4、市电时此路无输出;c)第三路;输出24V DC;d)第四路;输出12V DC;e)第五路;输出18V DC;f)第六路;输出26V DC。B、输出本质安全型直流电源4路,技术参数如表1表 1参 数24V输出18V输出16V输出12V输出额定输出电压Ue24V18V16V12V额定输出电流Ie180mA300mA540mA500mA过流保护值Ig410mA810mA1000mA1300mA过压保护值Ug27V21V19V14V负载效应5%源效应5%周期与随机偏移250 mV输出电压偏离值不超过标称值的5%备注:本安输出4路第一路第二路第三路第四路6)备用电源功能a、外接16台 DXBC24/36
5、 矿用隔爆型电池箱;b、单台蓄电池容量: DC 36V/24Ah; c、蓄电池供电时间:716(台)=112小时 (输出功率110W时); d、最高充电电压:30V DC;e、充电电流:3A;f、充电截止电压:28.5V DC;g、蓄电池输出电压:19.5V26.5V;h、放电截止电压: 200.5V DC;i、转换时间:500ms;j、蓄电池充电方式:浮充式。7)本安参数:Um:726V ACUo1:25.3V Io1:400mA Co1:2.0F Lo1:0.2mH;Uo2:19.0V Io2:800mA Co2:4.0F Lo2:0.1mH;Uo3:17.0V Io3:980mA Co3
6、:8.0F Lo3:0.1mH;Uo4:13.0V Io4:1280mA Co4:22.0F Lo4:0.1mH。8)功能 a、电源具有市电和备用电池(放电)工作指示功能;b、采用320240液晶显示器,对电源运营状态、放电状态、安装的备用电池箱个数、故障电池箱个数、电池箱维护次数、最大放电时间、起始放电时间、已放电时间、日期或时间、通讯状态、每个电池箱的电量及状态进行实时显示。c、电源采用3级放电模式a)正常性放电:放电电压范围:19.5V26.5V;b)损伤性放电:放电电压范围:16.5V19.5V;c)破坏性放电:放电电压范围:15V16.5V。d、在每一级放电都有放电提醒功能;e、电源
7、具有备用电池箱充、放电自动转换功能,根据充放电状态及电池电压、容量自动切换;f、电源具有故障诊断和指示功能,开机时自动对安装的电池箱进行自检,根据电量自动启动对电池箱的快速充电功能,根据充电电压显示电池容量。g、电源具有遥控功能:a)定义日期和时间;b)定义电池箱(根据实际安装电池箱个数来定义;为了正常运营,必须安装1号电池箱);c)设立快速活化的电池箱;d)设立定期活化电池箱;e)快速维护所有电池箱;f)终止所有电池箱放电;g)恢复出厂参数;h)非本安电源输出控制;i)关闭备用电源。h、电源具有通讯功能:与关联设备和“KJ110N矿井安全生产监控系统”联机,可以实时的把电源的显示状态上传到“
8、KJ110N矿井安全生产监控系统”软件。通信方式:基带传输;数据通讯传输率:1200波特;最大传输距离:15km;通信信号的电压峰-峰值:10.5V30V DC;最大峰值电流75mA DC。9)与关联设备之间电缆:与关联设备之间采用“山东新通电缆制造有限公司”生产的“煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆”。规格型号:MHYV147/0.52;安全标志编号:MIA050025。4、结构特性 1) 外形尺寸:400mm410mm422mm; 2) 重 量: 80kg; 3) 外壳材质: Q235。四、工作原理1、整机工作原理电源电气原理框图如图1,重要由电源变压器、整流电路、充电电路、蓄电池、交流
9、和直流输出电路以及电池容量监测和控制电路等组成。图1 稳压电源电气原理框图a)交流电源经电源变压器降压后送至本安电源、充电模块,本安电源板对外提供四路本安电源输出,同时给电源箱其它模块供电、整个充电、放电、都是由单片机控制完毕,当设备上电后,单片机会对所定义的电池做一次巡检,然后根据电池的状态再进行充放电管理;当有市电时,单片机对各个电池单元进行检测维护、设备输出为交流输出;同时对外提供非本安输出和本安输出。b)当检测到没有交流时,单片机根据各个电池的健康状况轮流放电,通过电池对外提供24V输出,放电分为三个档次,正常放电(不损害电池)、损伤性放电(对电池有轻微损伤)、破坏性放电(对电池有严重
10、损伤)随着市电停止供电的时间长短按照以上顺序进行放电。当市电开始供电时,单片机切断电池放电,所有设备(涉及本机)由交流电提供电源,同时依次对有放电记录的电池进行充电。c) 为了防止蓄电池过放电和放电不充足,将使蓄电池有效容量减小,电路中设计了一个蓄电池容量检测和充放电控制电路,当蓄电池长时间未放电时,单片机会对该电池进行活化,即切断交流输出,由该蓄电池对外提供电源,当蓄电池放电充足以后,停止放电,恢复交流供电,同时给该电池充电,以保证电池性能的完好。2 、保护原理a) 过压保护电路中稳压二极管D7,D8,R17,R18,R19,R20,Q5,Q6,组成过压保护电路。直流电正常时(电压小于二极管
11、D7,D8稳压值),流过二极管D7,D8,电阻R17,R18,R19,R20,Q5,Q6,的电流为零,电路正常供电。当直流电异常时(电压大于二极管D7,D8稳压值)流过二极管D7,D8,电阻R17,R18,R19,R20的电流不为零,当Q5,Q6导通时,电路停止供电。电路进入过压保护状态。b)过流保护电路中过流保护属于减流保护类型。通过电路中三极管Q1,Q2,Q3工作来减流。3、 结构a)隔爆腔内的电源变压器、备用蓄电池、电源接线排等均安装在一块大底板上,打开电源腔前盖可方便地将底板拉出。 b)本安电源板和充放电控制板安装在本安电路板支架内,各单元电路板连接采用插接结构,通过拔插能方便地更换。
12、 c)机身左侧有两个开关,一个用于断开/接通交流电源,另一个用于断开/接通电池,顺时针旋进为接通,逆时针旋出为断开; d)隔爆接线腔上方有18个喇叭口,其中16个为16组外接电池箱的输入接口,此外两个是通信接口和四路本安输出接口(4路本安输出,25.3V/19V/17V/13V);机身右侧4个喇叭口从上到下分别为交流输出、交流输入、非本安直流输出、电池输出;e)前面板有7个指示灯和1个遥控接受点,7个指示灯分别是运营指示灯、电源指示灯 、交流指示灯、发送指示灯、接受指示灯、充电指示灯、放电指示灯;运营指示灯亮表达该电源运营正常、电源指示灯亮表达该电源控制板5V供电正常、交流指示灯亮表达交流输入
13、正常、发送指示灯亮表达向接口发送数据、接受指示灯亮表达接受到接口下发的数据、充电指示灯亮表达至少有一组电池箱在充电、放电指示灯亮表达至少有一组电池箱在放电。4、关联设备和配套设备电源可以与“十一、关联设备和配套设备”连接;与其它设备进行配接时,须经国家有关部门授权的防爆检查机构联检合格;与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用产品安全标志证书。 五、接线方法1、交流输入选择 交流输入通过接线腔内交流输入接线柱接入,可接入电压有127V/220V/380V/660V AC(出厂默认为220V输入),选择每一种电源输入时,必须在隔爆腔中接入与此电压相一致的橙色接线排插座,接线排示意图如下所示:图
14、2 电源接线排输入电源接法示意图警告:输入电源要严格按照图2接线!严禁将电源相线接入与电源电压不一致的插座,否则将引起严重后果!2、交流输入/输出、非本安直流输出、电池输出图3 接线腔示意图打开接线腔后盖,有7组接线柱,如上图所示,将交流输入线通过相应的喇叭口接入4、5号接线柱,交流输出线通过相应的喇叭口接入1、2号接线柱,12、15号为电池输出,无交流的情况下可输出24V非本安直流电源,其中12号为正极,15号为负极;13、14号为电池常有输出,有、无交流情况下都有非本安24V输出其中13号为正极,14号为负极;7、8号为第一路非本安直流输出,其中7号为正极,8号为负极;10、11号为第二路
15、非本安直流输出,其中10号为正极,11号为负极;6、9号为第三路非本安直流输出,其中6号为正极,9号为负极,三组非本安直流输出,通过6芯线从机身右侧的非本安直流输出喇叭口引出;3号接线柱为接地端子,必须接地。3、接线方法(十六组电池输入、四路本安直流输出、通讯输出)接线盘安装在机身上部的接线腔内,卸下上盖即可看到接线盘,如下图所示:图4 隔爆腔内接线盘示意图(1)十六组电池输入第一组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入1号端子,电池负极接入2号端子;第二组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入7号端子,电池负极接入8号端子;第三组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入13号
16、端子,电池负极接入14号端子;第四组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入19号端子,电池负极接入20号端子;第五组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入25号端子,电池负极接入26号端子;第六组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入27号端子,电池负极接入28号端子;第七组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入21号端子,电池负极接入22号端子;第八组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入15号端子,电池负极接入16号端子;第九组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入9号端子,电池负极接入10号端子;第十组电池输入通过相应的喇叭口引入后,电池正极接入29号
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