礦用電氣教學設備的開發利用研究

李正術

(呂梁職業技術學院 ，山西 孝義 032300)

職業院校注重培養技術技能型人才，提高學生分析問題、解決問題的能力和動手操作能力。為了滿足實踐教學的需要，呂梁職業技術學院的礦山機電專業購置了一些礦用電氣設備，但是還不夠完善。為了彌補實驗實訓設備暫時的不足，教師需要開動腦筋，革新改造，充分利用現有教學設備，努力創造良好的實驗實訓條件。這里舉幾例說明礦用電氣教學設備的開發利用過程。

1　660 V應急電源的獲得

礦山供電實訓室原有礦用電氣設備的額定電壓是660(380)V，在實驗室380 V的電源中是可以正常使用的。隨著科技的發展及煤礦生產的需要，井下低壓電氣設備的額定電壓有所提高，達到1140(660)V。呂梁職院后來購置的電氣設備的額定電壓是1140(660)V電壓，但實訓室只有380 V的電壓，就購置了一臺配套的升壓變壓器，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1臺，作為電源側開關；15 kVA/380 V/0-420 V三相自耦調壓器1臺；4.0 kVA/660(380)V /127 V礦用隔爆干式變壓器2臺；KBZ-400/1140(660)型礦用隔爆饋電開關1臺，作為負荷側開關。接線方法如圖1所示，先將380 V電壓接入KBZ-400/660(380)型饋電開關進行控制，然后經三相自耦調壓器將380 V降到127 V，127 V經兩臺干式變壓器并聯升到660 V，利用KBZ-400/1140(660)型饋電開關控制后，將660 V電壓送給用電設備。

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，轉換其功能，即輸入127 V，再升到660 V。兩臺干式變壓器并聯使用，是為了增大變壓器的容量，可以帶動更多的電動機。干式變壓器屬于隔離變壓器，中性點不接地，降低了人體觸電的危險性。

2　啟動器之間的順序控制

在做電磁啟動器的順序控制實驗時，通常應使用三臺QBZ-120/1140(660)型礦用隔爆型電磁啟動器。但是，呂梁職業技術學院只有兩臺QBZ—120型電磁啟動器，一臺QBZ—120N型可逆電磁啟動器。QBZ—120型啟動器可以近控，也可以遠控，接線腔內的控制接線柱有1、2、8、9、13和接地E，沒有空接線柱；QBZ—120N型可逆啟動器只能遠控，接線腔內的控制接線柱有1、2、3、4、9和接地E，也沒有空接線柱。實訓中，將三臺啟動器的內部線路作了局部改動，改動方法如下：將QBZ—120型電磁啟動器的8號接線柱的一端拆除，空出8號接線柱；將聯鎖控制用的常開觸點K1.3接地E的導線拆開后接到8號接線柱上；將QBZ—120N型電磁啟動器的4號接線柱的導線拆除，空出4號接線柱。

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

圖2　順序控制接線圖

3　啟動器與饋電開關的順序控制

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

使用時，饋電開關不需要做任何改動，只把120型啟動器的電路改動一下，即將原來ST1常閉觸點接8號接線柱的一端拆掉，空出8號接線柱；將原來真空接觸器K1的常開觸點K1.3接13號接線柱的一端拆掉，空出13號接線柱；停止按鈕STP1常閉觸點接PE的一端拆掉。再將常閉觸點K1.5的兩端(暫不接33號線)接到8、13號接線柱上，如圖3。

圖3　啟動器與饋電開關風電閉鎖示意圖

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

3　啟動器與甲烷斷電儀的風電、瓦斯電閉鎖

風電閉鎖、瓦斯電閉鎖可以由兩臺QBZ-120/660(380)礦用隔爆型電磁啟動器、甲烷斷電儀(作用同分站)、甲烷傳感器等組成，一臺啟動器控制局部通風機，另一臺啟動器控制掘進面動力設備，如圖4所示。圖中只畫出電磁啟動器的控制回路。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，對應于斷電儀中的常開觸點S1、S2。120型啟動器的改造方法同前，不再贅述。兩臺啟動器采用近控方式，接線方法如圖4。

圖4　兩臺電磁啟動器的風電閉鎖、瓦斯電閉鎖示意圖

“兩閉鎖”的工作原理是：當第一臺120型啟動器啟動，通風機工作，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，第二臺120型啟動器方可啟動，給掘進工作面電氣設備送電；當通風機停止運轉，K1.3斷開，第二臺啟動器斷電，實現風電閉鎖。甲烷斷電儀可以自動檢測掘進面兩個不同地點的甲烷濃度，在瓦斯濃度超過1%時，自動報警；瓦斯濃度超過1.5%時，S1或S2斷開，第二臺啟動器斷電，切斷掘進面電氣設備的電源，實現瓦斯電閉鎖。

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