礦用電氣教學(xué)設(shè)備的開發(fā)利用研究

李正術(shù)

(呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，山西 孝義 032300)

職業(yè)院校注重培養(yǎng)技術(shù)技能型人才，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和動(dòng)手操作能力。為了滿足實(shí)踐教學(xué)的需要，呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院的礦山機(jī)電專業(yè)購置了一些礦用電氣設(shè)備，但是還不夠完善。為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備暫時(shí)的不足，教師需要開動(dòng)腦筋，革新改造，充分利用現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備，努力創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件。這里舉幾例說明礦用電氣教學(xué)設(shè)備的開發(fā)利用過程。

1　660 V應(yīng)急電源的獲得

礦山供電實(shí)訓(xùn)室原有礦用電氣設(shè)備的額定電壓是660(380)V，在實(shí)驗(yàn)室380 V的電源中是可以正常使用的。隨著科技的發(fā)展及煤礦生產(chǎn)的需要，井下低壓電氣設(shè)備的額定電壓有所提高，達(dá)到1140(660)V。呂梁職院后來購置的電氣設(shè)備的額定電壓是1140(660)V電壓，但實(shí)訓(xùn)室只有380 V的電壓，就購置了一臺(tái)配套的升壓變壓器，將380 V升到660(1140)V。后來，該變壓器燒毀了。在沒有修好變壓器之前，需要660 V的電壓，為了應(yīng)急，采用了如下的解決辦法。

本文使用KBZ-400/660(380)型礦用隔爆真空饋電開關(guān)1臺(tái)，作為電源側(cè)開關(guān)；15 kVA/380 V/0-420 V三相自耦調(diào)壓器1臺(tái)；4.0 kVA/660(380)V /127 V礦用隔爆干式變壓器2臺(tái)；KBZ-400/1140(660)型礦用隔爆饋電開關(guān)1臺(tái)，作為負(fù)荷側(cè)開關(guān)。接線方法如圖1所示，先將380 V電壓接入KBZ-400/660(380)型饋電開關(guān)進(jìn)行控制，然后經(jīng)三相自耦調(diào)壓器將380 V降到127 V，127 V經(jīng)兩臺(tái)干式變壓器并聯(lián)升到660 V，利用KBZ-400/1140(660)型饋電開關(guān)控制后，將660 V電壓送給用電設(shè)備。

圖1　660V電源接線圖

礦用干式變壓器本屬于降壓變壓器，輸入660 V或380 V，降為127 V。但這里將其倒過來使用，轉(zhuǎn)換其功能，即輸入127 V，再升到660 V。兩臺(tái)干式變壓器并聯(lián)使用，是為了增大變壓器的容量，可以帶動(dòng)更多的電動(dòng)機(jī)。干式變壓器屬于隔離變壓器，中性點(diǎn)不接地，降低了人體觸電的危險(xiǎn)性。

2　啟動(dòng)器之間的順序控制

在做電磁啟動(dòng)器的順序控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常應(yīng)使用三臺(tái)QBZ-120/1140(660)型礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器。但是，呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院只有兩臺(tái)QBZ—120型電磁啟動(dòng)器，一臺(tái)QBZ—120N型可逆電磁啟動(dòng)器。QBZ—120型啟動(dòng)器可以近控，也可以遠(yuǎn)控，接線腔內(nèi)的控制接線柱有1、2、8、9、13和接地E，沒有空接線柱；QBZ—120N型可逆啟動(dòng)器只能遠(yuǎn)控，接線腔內(nèi)的控制接線柱有1、2、3、4、9和接地E，也沒有空接線柱。實(shí)訓(xùn)中，將三臺(tái)啟動(dòng)器的內(nèi)部線路作了局部改動(dòng)，改動(dòng)方法如下：將QBZ—120型電磁啟動(dòng)器的8號(hào)接線柱的一端拆除，空出8號(hào)接線柱；將聯(lián)鎖控制用的常開觸點(diǎn)K1.3接地E的導(dǎo)線拆開后接到8號(hào)接線柱上；將QBZ—120N型電磁啟動(dòng)器的4號(hào)接線柱的導(dǎo)線拆除，空出4號(hào)接線柱。

改造后接線腔內(nèi)的接線方法如圖2所示：第一臺(tái)QBZ—120型電磁啟動(dòng)器的2號(hào)和9號(hào)接線柱短接；第一臺(tái)啟動(dòng)器的13號(hào)和8號(hào)接線柱分別接第二臺(tái)QBZ—120型啟動(dòng)器的9號(hào)和2號(hào)接線柱；第二臺(tái)啟動(dòng)器的13號(hào)和8號(hào)接線柱分別接第三臺(tái)QBZ—120N型啟動(dòng)器的9號(hào)和4號(hào)接線柱；隔爆按鈕盒的1、2、3、9號(hào)線分別接QBZ—120N型啟動(dòng)器的1、2、3、4號(hào)接線柱(4號(hào)接線柱已是空接線柱)。在這種順序控制電路中，第二臺(tái)QBZ—120型啟動(dòng)器的2號(hào)接線柱和第三臺(tái)QBZ—120N型啟動(dòng)器的9號(hào)接線柱不接地，可以避免控制變壓器二次側(cè)36 V電源接地。

圖2　順序控制接線圖

3　啟動(dòng)器與饋電開關(guān)的順序控制

順序控制也可以由QBZ-120/660(380)型電磁啟動(dòng)器(可以用一臺(tái)或者兩臺(tái))和KBZ4-200/1140(660)礦用隔爆型饋電開關(guān)組成，120型啟動(dòng)器控制第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，200型饋電開關(guān)控制第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如圖3所示。圖中的啟動(dòng)器只畫出了接線腔內(nèi)的接線柱和常閉觸點(diǎn)K1.5(改接而成)，饋電開關(guān)只畫出了接線腔內(nèi)的接線箱端子。

使用時(shí)，饋電開關(guān)不需要做任何改動(dòng)，只把120型啟動(dòng)器的電路改動(dòng)一下，即將原來ST1常閉觸點(diǎn)接8號(hào)接線柱的一端拆掉，空出8號(hào)接線柱；將原來真空接觸器K1的常開觸點(diǎn)K1.3接13號(hào)接線柱的一端拆掉，空出13號(hào)接線柱；停止按鈕STP1常閉觸點(diǎn)接PE的一端拆掉。再將常閉觸點(diǎn)K1.5的兩端(暫不接33號(hào)線)接到8、13號(hào)接線柱上，如圖3。

圖3　啟動(dòng)器與饋電開關(guān)風(fēng)電閉鎖示意圖

接線方法如下：將120型啟動(dòng)器的2、9號(hào)接線柱短接，控制方式開關(guān)S打到近控位置，啟動(dòng)器的13、8分別去接200型饋電開關(guān)的“GG”、“分閘”端子。順序控制的工作原理為：在啟動(dòng)器未啟動(dòng)時(shí)，K1.5是閉合的，饋電開關(guān)無法合閘送電，不能工作。只有當(dāng)啟動(dòng)器啟動(dòng)，K1.5斷開后，饋電開關(guān)才能送電。若啟動(dòng)器斷電，K1.5閉合，饋電開關(guān)跳閘。

3　啟動(dòng)器與甲烷斷電儀的風(fēng)電、瓦斯電閉鎖

風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖可以由兩臺(tái)QBZ-120/660(380)礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器、甲烷斷電儀(作用同分站)、甲烷傳感器等組成，一臺(tái)啟動(dòng)器控制局部通風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)啟動(dòng)器控制掘進(jìn)面動(dòng)力設(shè)備，如圖4所示。圖中只畫出電磁啟動(dòng)器的控制回路。DJ4-2T-HX型甲烷斷電儀，輸入交流電壓660 V，外接兩只甲烷傳感器，對(duì)應(yīng)于斷電儀中的常開觸點(diǎn)S1、S2。120型啟動(dòng)器的改造方法同前，不再贅述。兩臺(tái)啟動(dòng)器采用近控方式，接線方法如圖4。

圖4　兩臺(tái)電磁啟動(dòng)器的風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖示意圖

“兩閉鎖”的工作原理是：當(dāng)?shù)谝慌_(tái)120型啟動(dòng)器啟動(dòng)，通風(fēng)機(jī)工作，K1.3閉合，以及斷電儀接通電源，甲烷濃度沒有超限，S1、S2閉合時(shí)，第二臺(tái)120型啟動(dòng)器方可啟動(dòng)，給掘進(jìn)工作面電氣設(shè)備送電；當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，K1.3斷開，第二臺(tái)啟動(dòng)器斷電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電閉鎖。甲烷斷電儀可以自動(dòng)檢測(cè)掘進(jìn)面兩個(gè)不同地點(diǎn)的甲烷濃度，在瓦斯?jié)舛瘸^1%時(shí)，自動(dòng)報(bào)警；瓦斯?jié)舛瘸^1.5%時(shí)，S1或S2斷開，第二臺(tái)啟動(dòng)器斷電，切斷掘進(jìn)面電氣設(shè)備的電源，實(shí)現(xiàn)瓦斯電閉鎖。

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