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移动变电站低压侧真空馈电开关合闸机构改造
  发布时间:2017/1/14   来源:温州侨融电子科技有限公司   人气值:2368

在五矿采掘工作面供电系统中,KSGZY系列国产移动变电站二次侧大多采用BKD1-500/1140型隔爆真空馈电开关。该开关真空断路器采用电气合闸、机械维持机构。在阳泉五矿井下使用中,由于其分合闸次数增多,从而使机械保持钩的一端与分闸转轴接触处产生了磨损,导致分闸转轴不能正常地扣住保持钩的一端,经常发生脱扣使真空断路器合不上闸(俗称打枪)或误跳闸,造成移动变电站不能正常送电,严重影响井下安全生产和真空断路器的使用寿命。为此对开关这一环节进行了技术改造。改造基于在不影响该开关原有电气性能和隔爆结构的条件下,将真空断路器的机械维持机构改为电气维持。经过阳泉煤业集团五矿井下西北翼采区8110综采放顶煤工作面一年多来的工业性试验运行,取得了较好的技术效果,减少了综采工作面的停电事故,创造了良好的经济效益。本文就改造情况作一介绍。

1 改造方法

(1)在控制真空断路器线圈(ZKC)127 V的回路中,增设了一个小型变压器BY2(图1),其一次侧交流127 V线圈与原变压器并联,其二次侧输出交流27 V通过各种接点与原控制真空断路器线圈的整流桥交流侧相连,在原整流桥的正负(直流)端并入两个2CZ57E-5A二极管,这样就构成了两个整流桥。也就是说,在原真空断路器合闸线圈回路中,增设一个吸持电路,该支路分别由真空断路器的辅助常开触点ZKF、过电流继电器常闭接点GDJ、欠电压继电器常开接点QDJ、停止按钮TA等组成。真空断路器的吸力线圈的吸动电压127 V不变,只有当真空断路器可靠吸合后,J5常开接点打开,断开吸动回路(127 V),ZKF常开接点闭合,接通27 V吸持回路。这样BY2就作为断路器线圈吸合后的吸持电源。

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图1 真空断路器合闸回路

(2)将原分励线圈拆除,在分励线圈的一端,另一端间加入过电流继电器GDJ(图2);将原欠压线圈拆除,在欠压线圈的一端与另一端a间加入欠电压继电器QDJ;将不用的保持钩、支架、保持钩弹簧、欠压线圈弹簧、分闸转轴等部件拆除。

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图2 控制真空断路器线圈回路

2 增设元件参数的选择

(1)变压器BY2的额定容量为50 VA、额定电压127/ 27 V。其型号规格为BKC-50 127/ 40/ 27/ 5.5 V。
(2)过电流继电器GDJ和欠电压QDJ选用了JTX-DC、直流48 V通用继电器。吸合电压34 V,释放电压18 V,继电器线圈电阻1.5 kΩ。
(3)电容C选用CJ41-630 V 2 μF电容,两个并联使用。电容C与BY2构成了磁稳压装置,它保证了电源电压在额定值的75%~110%范围内变动时,该真空断路器仍能可靠工作。
(4)二极管选用2CZ57E-5A 2个。
(5)将原分闸按钮改为LA-203-308-5A。
(6)经测试,改造后真空断路器吸力线圈的吸动电压为127 V,吸持电压为27 V,释放电压为24 V。

3 改造后的工作原理

3.1 正常状态下的合闸与分闸

合上控制变压器电源控制开关,变压器BY1、BY2均有电。当网络对地绝缘电阻大于规定值时,按一下复位按钮Fn(图2),检漏单元中的复位转换继电器吸合,即J3-2触点闭合,(检漏单元中的执行继电器在电源接通时就吸合,即J2-2先处于闭合),真空馈电开关的欠电压继电器有电,检漏单元中的复位转换继电器触点闭合,闭锁灯灭,检测灯亮,真空馈电开关允许合闸,在正常情况下,半导体脱扣器中由D6、D25、D27组成的或门电路无信号输入,UJ截止,SCR截止,欠电压继电器吸合。即:QDJ接点闭合,过电流继电器释放,接点GDJ闭合,这样可为真空断路器线圈起动或维持电路接通提供了准备条件。
按下合闸按钮Hn,继电器J5得电吸合(见图1)。由二极管D1、D2、D5、D6组成127 V单相桥式整流吸动电路。正半周时:127 V端→J5→D6→ZKC→D1→TA→GDJ→QDJ→0 V端;负半周时:0 V端→QDJ→GDJ→TA→D2→ZKC→D5→J5→127 V端,使真空断路器可靠吸动。当真空断路器可靠吸合后,J5经延时断开,切断了127 V吸动电路。这时,真空断路器由二极管D1、D2、D3、D4组成27 V另一单相桥式整流吸持电路。当真空断路器辅助接点ZKF闭合后,接通27 V吸持电路。电路流经回路,正半周时:27 V端→ZKF→D4→ZKC→D1→TA→GDJ→QDJ→0 V端;负半周时:0 V端→QDJ→GDJ→TA→D2→ZKC→D3→ZKF→27 V端,使真空断路器可靠维持。总之,断路器的吸力线圈ZKC交流127 V吸动转为交流27 V电压吸持,完成合闸过程且进入维持运行状态。
正常情况下,开关分闸由停止按钮来完成。

3.2 电流保护

在开关送电运行中,一旦发生过载或短路故障,D25、D27均有输入,使UJ、SCR导通,GDJ吸合,同时QDJ被短路而失电释放,串联在合闸吸持电路中的接点GDJ和QDJ同时断开,真空断路器线圈失电而跳闸。

3.3 电压保护

当电网电压大于70%额定值时,继电器QDJ可靠吸合;当电网电压小于35%额定电压时,电路因UJ、SCR相继导通引起继电器QDJ线圈被短接而释放,使真空断路器失电而分闸。

4 结论

经过井下长时间的运行实践,采用电气维持技术,对井下隔爆型真空馈电开关的断路器维持机构改造有着广泛的推广前景。

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