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在五礦采掘工作面供電系統(tǒng)中，KSGZY系列國(guó)產(chǎn)移動(dòng)變電站二次側(cè)大多采用BKD1－500／1140型隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)真空斷路器采用電氣合閘、機(jī)械維持機(jī)構(gòu)。在陽(yáng)泉五礦井下使用中，由于其分合閘次數(shù)增多，從而使機(jī)械保持鉤的一端與分閘轉(zhuǎn)軸接觸處產(chǎn)生了磨損，導(dǎo)致分閘轉(zhuǎn)軸不能正常地扣住保持鉤的一端，經(jīng)常發(fā)生脫扣使真空斷路器合不上閘(俗稱打槍)或誤跳閘，造成移動(dòng)變電站不能正常送電，嚴(yán)重影響井下安全生產(chǎn)和真空斷路器的使用壽命。為此對(duì)開(kāi)關(guān)這一環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)改造。改造基于在不影響該開(kāi)關(guān)原有電氣性能和隔爆結(jié)構(gòu)的條件下，將真空斷路器的機(jī)械維持機(jī)構(gòu)改為電氣維持。經(jīng)過(guò)陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)五礦井下西北翼采區(qū)8110綜采放頂煤工作面一年多來(lái)的工業(yè)性試驗(yàn)運(yùn)行，取得了較好的技術(shù)效果，減少了綜采工作面的停電事故，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。本文就改造情況作一介紹。
1 改造方法
(1)在控制真空斷路器線圈(ZKC)127 V的回路中，增設(shè)了一個(gè)小型變壓器BY2(圖1)，其一次側(cè)交流127 V線圈與原變壓器并聯(lián)，其二次側(cè)輸出交流27 V通過(guò)各種接點(diǎn)與原控制真空斷路器線圈的整流橋交流側(cè)相連，在原整流橋的正負(fù)(直流)端并入兩個(gè)2CZ57E－5A二極管，這樣就構(gòu)成了兩個(gè)整流橋。也就是說(shuō)，在原真空斷路器合閘線圈回路中，增設(shè)一個(gè)吸持電路，該支路分別由真空斷路器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)ZKF、過(guò)電流繼電器常閉接點(diǎn)GDJ、欠電壓繼電器常開(kāi)接點(diǎn)QDJ、停止按鈕TA等組成。真空斷路器的吸力線圈的吸動(dòng)電壓127 V不變，只有當(dāng)真空斷路器可靠吸合后，J5常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)吸動(dòng)回路(127 V)，ZKF常開(kāi)接點(diǎn)閉合，接通27 V吸持回路。這樣BY2就作為斷路器線圈吸合后的吸持電源。
圖1 真空斷路器合閘回路
(2)將原分勵(lì)線圈拆除，在分勵(lì)線圈的一端，另一端間加入過(guò)電流繼電器GDJ(圖2)；將原欠壓線圈拆除，在欠壓線圈的一端與另一端a間加入欠電壓繼電器QDJ；將不用的保持鉤、支架、保持鉤彈簧、欠壓線圈彈簧、分閘轉(zhuǎn)軸等部件拆除。
圖2 控制真空斷路器線圈回路
2 增設(shè)元件參數(shù)的選擇
(1)變壓器BY2的額定容量為50 VA、額定電壓127／ 27 V。其型號(hào)規(guī)格為BKC－50 127／ 40／ 27／ 5.5 V。
(2)過(guò)電流繼電器GDJ和欠電壓QDJ選用了JTX－DC、直流48 V通用繼電器。吸合電壓34 V，釋放電壓18 V，繼電器線圈電阻1.5 kΩ。
(3)電容C選用CJ41－630 V 2 μF電容，兩個(gè)并聯(lián)使用。電容C與BY2構(gòu)成了磁穩(wěn)壓裝置，它保證了電源電壓在額定值的75％～110％范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，該真空斷路器仍能可靠工作。
(4)二極管選用2CZ57E－5A 2個(gè)。
(5)將原分閘按鈕改為L(zhǎng)A－203－308－5A。
(6)經(jīng)測(cè)試，改造后真空斷路器吸力線圈的吸動(dòng)電壓為127 V，吸持電壓為27 V，釋放電壓為24 V。
3 改造后的工作原理
3.1 正常狀態(tài)下的合閘與分閘
合上控制變壓器電源控制開(kāi)關(guān)，變壓器BY1、BY2均有電。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地絕緣電阻大于規(guī)定值時(shí)，按一下復(fù)位按鈕Fn(圖2)，檢漏單元中的復(fù)位轉(zhuǎn)換繼電器吸合，即J3－2觸點(diǎn)閉合，(檢漏單元中的執(zhí)行繼電器在電源接通時(shí)就吸合，即J2－2先處于閉合)，真空饋電開(kāi)關(guān)的欠電壓繼電器有電，檢漏單元中的復(fù)位轉(zhuǎn)換繼電器觸點(diǎn)閉合，閉鎖燈滅，檢測(cè)燈亮，真空饋電開(kāi)關(guān)允許合閘，在正常情況下，半導(dǎo)體脫扣器中由D6、D25、D27組成的或門電路無(wú)信號(hào)輸入，UJ截止，SCR截止，欠電壓繼電器吸合。即：QDJ接點(diǎn)閉合，過(guò)電流繼電器釋放，接點(diǎn)GDJ閉合，這樣可為真空斷路器線圈起動(dòng)或維持電路接通提供了準(zhǔn)備條件。
按下合閘按鈕Hn，繼電器J5得電吸合(見(jiàn)圖1)。由二極管D1、D2、D5、D6組成127 V單相橋式整流吸動(dòng)電路。正半周時(shí)：127 V端→J5→D6→ZKC→D1→TA→GDJ→QDJ→0 V端；負(fù)半周時(shí)：0 V端→QDJ→GDJ→TA→D2→ZKC→D5→J5→127 V端，使真空斷路器可靠吸動(dòng)。當(dāng)真空斷路器可靠吸合后，J5經(jīng)延時(shí)斷開(kāi)，切斷了127 V吸動(dòng)電路。這時(shí)，真空斷路器由二極管D1、D2、D3、D4組成27 V另一單相橋式整流吸持電路。當(dāng)真空斷路器輔助接點(diǎn)ZKF閉合后，接通27 V吸持電路。電路流經(jīng)回路，正半周時(shí)：27 V端→ZKF→D4→ZKC→D1→TA→GDJ→QDJ→0 V端；負(fù)半周時(shí)：0 V端→QDJ→GDJ→TA→D2→ZKC→D3→ZKF→27 V端，使真空斷路器可靠維持。總之，斷路器的吸力線圈ZKC交流127 V吸動(dòng)轉(zhuǎn)為交流27 V電壓吸持，完成合閘過(guò)程且進(jìn)入維持運(yùn)行狀態(tài)。
正常情況下，開(kāi)關(guān)分閘由停止按鈕來(lái)完成。
3.2 電流保護(hù)
在開(kāi)關(guān)送電運(yùn)行中，一旦發(fā)生過(guò)載或短路故障，D25、D27均有輸入，使UJ、SCR導(dǎo)通，GDJ吸合，同時(shí)QDJ被短路而失電釋放，串聯(lián)在合閘吸持電路中的接點(diǎn)GDJ和QDJ同時(shí)斷開(kāi)，真空斷路器線圈失電而跳閘。
3.3 電壓保護(hù)
當(dāng)電網(wǎng)電壓大于70％額定值時(shí)，繼電器QDJ可靠吸合；當(dāng)電網(wǎng)電壓小于35％額定電壓時(shí)，電路因UJ、SCR相繼導(dǎo)通引起繼電器QDJ線圈被短接而釋放，使真空斷路器失電而分閘。
4 結(jié)論
經(jīng)過(guò)井下長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐，采用電氣維持技術(shù)，對(duì)井下隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)的斷路器維持機(jī)構(gòu)改造有著廣泛的推廣前景。
