硅整流裝置的空載自停和短路保護(hù)

摘? 要：本文主要介紹了礦山硅整裝置設(shè)備空載自停的動作原理，加裝短路保護(hù)，以達(dá)到節(jié)約節(jié)能的目的，值得一借鑒。

關(guān)鍵詞：硅整流裝置;空載自停;短路保護(hù);節(jié)約電能

1? 引言

在礦山生產(chǎn)作業(yè)中，電機(jī)車的直流電源常采用硅整流裝置。而該裝置，由于過載、短路故障，容易使硅整流元件損壞，影響生產(chǎn)。電機(jī)車間斷電作業(yè)又是它的一個(gè)特點(diǎn)，因此，硅整流裝置的空載自停是節(jié)電的一項(xiàng)基本措施。在原保護(hù)線路中，增加自送電、短路保護(hù)和空載自停等功能是很必要的。

2? 工作原理

2.1 硅整流裝置空載自停和短路保護(hù)電路如附圖所示

主要電器原件說明：

KA_1-3-LQG-0.5、200/5;TV-ZSG-380V/75V、200A;RSO_1-6—500V、350A;1-2FU—500V、5A;3FU-RL₁-15、500V、3A;KH—JRD-102.5-4A;1-2K-DL-13/6、10～20A;3K-DL-12/2、3～6A;4K-JL₄-11、25、300A;KF、KC-JZ₇-5A、36V;1-2KT-7、380V、5A;KM-10、380V、100A;1～2K-JZ7.5A、380V;LK-電機(jī)車控制器;DK-250V、10A空氣開關(guān)。

2.2 自送電：在電機(jī)車上送電時(shí)，因變壓器TV有電，合上探照燈TD開關(guān)DK或電機(jī)車控制器LK，因TD開關(guān)DK或電機(jī)車控制器LK，因TD和電機(jī)車用電動機(jī)M的內(nèi)阻很小，低壓控制電源經(jīng)過中間斷電器2K的常閉觸點(diǎn)2K₃起動中間斷電器1K的常閉觸點(diǎn)1K₃和接觸器KM的常閉觸點(diǎn)KM₃都處于閉合位置，并通過架空線構(gòu)成回路，電機(jī)車上起動用斷電器KF有電吸合，觸點(diǎn)KF接通（在機(jī)房按起動按鈕S₁也可），使1K有電動作，常開觸點(diǎn)1K₂閉合，同時(shí)常開觸點(diǎn)1K₁自保。接觸器KM有電動作同時(shí)，觸點(diǎn)KM將硅整變壓器TV通電，三相橋式整流電路有電，并通過阻容RC濾波，架空線有真流輸出（另一極接鐵軌）。

2.3 短路保護(hù)：當(dāng)直流用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)。過流繼電器4KA瞬時(shí)動作（熱繼電器FR、電流繼電器1KA、2KA也相應(yīng)動作），其熱繼電器觸點(diǎn)RJ、電流繼電器觸點(diǎn)1KA、2KA觸點(diǎn)4KA閉合（1KA、2KA觸點(diǎn)閉合，使時(shí)間繼電器1KT有電吸合，觸點(diǎn)1KT延時(shí)閉合），使停止繼電器2K有電吸合。常閉觸點(diǎn)2K₂打開，使KM線圈斷電釋放，硅整流電路停電，常閉觸點(diǎn)KM₃閉合;2K₃觸點(diǎn)將KC回路斷開，避免誤送電;2K₄觸點(diǎn)閉合，為短路繼電器KF通電作好準(zhǔn)備;2K₁將1K線圈回路斷開。1K動作后，1K₂將KM線圈回路再一次斷開，使KM不能誤送電;1K₃閉合，KF線圈有電吸合（觸點(diǎn)KF₂自保），觸點(diǎn)KF₁閉合，使1K線圈自保（這一點(diǎn)很重要，因硅整流停電后，流過4KA、FR回路的電流消失，其觸點(diǎn)又恢復(fù)到斷開位置，使2K線圈失電），以記憶直流用電系統(tǒng)短路故障（即故障點(diǎn)未消除，無法送電）。

2.4 過載自停：因重載起動、處理礦車換道（即脫軌），檢查試驗(yàn)剎車機(jī)構(gòu)等原因引起過載時(shí)，主電路不能停電，為此而設(shè)置了時(shí)間繼電器1KT。當(dāng)過載時(shí)間較長時(shí)，串聯(lián)在交流回路的電流繼電器1LJ、2LJ（通過電流互感器TA₁、TA₃）得電動作（電流整定值按最大負(fù)載調(diào)整），觸點(diǎn)1KA、2KA閉合，使1KT得電動作，經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)（視具體情況而定），觸點(diǎn)1KT閉合，2K線圈有電吸合，切斷KM回路電源，使主回路斷電。FR觸點(diǎn)（其電流整定值稍大于1KA、2KA電流整定值），也隨之閉合。設(shè)置兩級過流保護(hù)，使硅整流元件免受損失。

當(dāng)某種原因使保護(hù)硅整流元件的快速熔斷器RS_1-6，其中任一只或數(shù)只熔斷時(shí)，與熔斷器彈簧相接觸的微動開關(guān)1-6WK就會受彈簧的擠壓而使之相對應(yīng)的一只或數(shù)只微動開關(guān)閉合，這樣使電鈴HA有電報(bào)警。

2.5 空載自停：電機(jī)車停駛時(shí)，硅整流器的交流側(cè)電流很小，欠流繼電器3KA處于釋放狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)3KA將時(shí)間繼電器2SJ回路接通，其觸點(diǎn)延時(shí)閉合，使2K線圈有電動作，2K₂斷開，切斷KM回路電源，達(dá)到硅整流器空載自停的目的（設(shè)置常開觸點(diǎn)1K₄可避免在硅整流停電時(shí)，2KT回路長期帶電）。延時(shí)時(shí)間的調(diào)整，由電機(jī)車行駛時(shí)間而定（如等候漏斗放煤、各礦車的掛鉤調(diào)車、等候翻車器工作等）。

3?? 注意事項(xiàng)

3.1 該裝置按圖改裝后，進(jìn)行調(diào)試，若運(yùn)輸線路很長時(shí)（超過200米），因缺軌電阻大，壓降也大，KC、KF可能吸合不可靠（KC、KF）線圈電壓為36伏），可將TV次級36伏控制電壓改為110伏。

3.2 電機(jī)車停駛時(shí)，若照明探照燈TD自控開關(guān)DK不斷開，則硅整流裝置不能實(shí)現(xiàn)空載自停（又恢復(fù)到自送電狀態(tài)）。

4.使用效果

該裝置在我司地面整流柜2005年8月投入運(yùn)行，在使用過程中，達(dá)到預(yù)期效果。

4.1? 在空載自停環(huán)節(jié)方面，使每臺硅整流變壓器每年節(jié)約4000余千瓦小時(shí)（視變壓器大小而定）。

4.2? 本電路可以在電機(jī)車上利用照明開關(guān)或控制器，方便地進(jìn)行直流送電，而不需要去機(jī)房進(jìn)行送電操作，這對礦井遠(yuǎn)離機(jī)房和和井下運(yùn)輸主巷道作業(yè)的電機(jī)車來說，帶來方便，節(jié)省勞力。

4.3? 在直流側(cè)和交流側(cè)設(shè)有多級過載保護(hù)（包括短路保護(hù)），保證硅整流裝置安全可靠工作。

5?? 結(jié)束語

如果我司所有整流柜都使用該裝置使用，每臺每年節(jié)藥電能約4000kWH，年節(jié)省費(fèi)用4000×0.4元（現(xiàn)行電價(jià)）=1600元，我礦總有8臺整流柜，其中4臺備用，4臺運(yùn)行，一年就節(jié)省電費(fèi)6400元。因?yàn)樵撗b置保護(hù)較靈敏，井下有的機(jī)車較長時(shí)間過載運(yùn)行，造成整流柜頻繁停送電，不利設(shè)備有利運(yùn)行，機(jī)車照明燈電源暫時(shí)無法解決，所以井下整流柜目前尚未安裝該裝置，有待進(jìn)一步加強(qiáng)該裝置技術(shù)改進(jìn)。

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作者簡介：劉寶謀，男，1973年10月出生，畢業(yè)于福州大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，高級工程師，從事礦山機(jī)電技術(shù)管理工作。