Электрооборудование подъемных и водоотливных установок

Электрооборудование подъемных установок
Людские и грузолюдские ПУ имеют двойное технологическое резервирование и электроснабжение I категории надежности. ПУ так же могут располагаться в слепых стволах.
В состав электрооборудования ПУ входят: ЭД ПУ и ЭД вспомогательных приводов, аппаратура управления, защиты и сигнализации, различного рода устройства измерения и контроля.
Для привода шахтных подъемных машин (ШПМ) используют асинхронные электродвигатели и электродвигатели постоянного тока. Вследствие сложных режимов работы ШПМ, связанных с

Электрооборудование подъемных установок
перевозкой людей, частыми пусками, изменением направления вращения, величины усилий, скорости движения, электропривод должен обладать высокой надежностью, безопасностью и экономичностью работы, значительной перегрузочной способностью, широким диапазоном регулирования частоты вращения, простотой и удобством управления.
Достоинства асинхронного привода: высокая степень надежности работы в сочетании с простыми схемами управления и контроля; возможность использования энергии переменного тока без преобразовательных устройств, что снижает затраты на обслуживание; небольшие габариты и масса; сравнительно малая стоимость. Недостатки привода: сложная и мало экономичная система регулирования частоты вращения.

Схема питания ПУ с асинхронным ЭД

Электрооборудование подъемных установок
Достоинства привода постоянного тока: большие пределы изменения скорости при высокой точности и экономичности регулирования; возможность перехода из двигательного режима в режим рекуперативного торможения без переключения силовых цепей; надежность аппаратуры управления приводом. Недостатки привода: необходимость установки не менее трех мощных электрических машин (генератор постоянного тока с приводным синхронным или асинхронным двигателем, рабочий двигатель постоянного тока), что приводит к повышенным эксплуатационным расходам; увеличение суммарной массы и габаритов; значительное повышение стоимости оборудования; снижение общего к. п. д. из-за неоднократных преобразований подводимой электроэнергии.

Схема питания ПУ с частотно –регулируемым приводом

Электрооборудование подъемных установок
В последние годы начато применение частотно - регулируемого привода, начат серийный выпуск тиристорных приводов мощностью до 10 тыс. кВт. При большей стоимости, чем асинхронный, частотный привод потребляет гораздо меньше электроэнергии, отличается высокой надежностью и сокращением расходов на эксплуатацию.
Для одного и того же типа ШПМ возможен электропривод различных систем и мощности, определяемый технологическими особенностями работы подъемной установки: назначением и высотой подъема, скоростью движения подъемных сосудов, грузоподъемностью.

Схема питания ПУ с двигателем
постоянного тока

Электрооборудование подъемных установок
В комплект электрооборудования ПУ с асинхронным приводом на напряжение 6 кВ входят: один или два ЭД; воздушный или вакуумный реверсор для управления статорной обмоткой подъемного двигателя; тахогенератор выполняющий роль датчика скорости; три преобразовательных двухмашинных агрегата, один из которых служит источником питания при динамическом торможении, а два других — для питания цепей управления постоянным током напряжением 220 В; ящики сопротивлений, применяемые как реостат в цепи ротора; пульт управления подъемной машиной; панель управления ротора подъемного двигателя; панель управления для управления динамическим торможением; станция для управления

Электрооборудование подъемных установок
вспомогательными приводами; электродвигатели вспомогательных приводов (маслонасосной станции и компрессора); датчики указателя глубины; регулятор ограничения скорости; регуляторы давления для управления тормозным приводом и автоматизации компрессора; магнитные выключатели для защиты от переподъема и другое малогабаритное электрооборудование вспомогательных приводов.
В комплект ПУ с ЭД постоянного тока входят: один или два ДПТ с независимым возбуждением; тахогенератор; преобразователь-ный (выпрямительный) агрегат осуществляющего питание

Пульт управления ПУ

Электрооборудование подъемных установок
подъемного двигателя; возбудитель с регулятором, маслостанция; один или два сухих трансформатора ТС для питания возбудителей (напряжение 380—230—133 В); нереверсивный тиристорный преобразователь для питания обмотки возбуждения подъемного двигателя; шкафы управления вспомогательными приводами; шкафы автоматики; два пульта управления, один из которых устанавливают в машинном зале, а другой — на приемной площадке; аппарат задания и контроля хода ДПТ и другое вспомогательное оборудование.
В комплект ПУ с частотно-регулируемым приводом входит один или два АДК (редко АДФ), частотный регулятор, пульты

Электрооборудование подъемных установок
управления, маслостанции со шкафами управления, шкафы автоматики и управления вспомогательными приводами.
Так же в состав ПУ может входить РУ -6 (10) кВ (если ПУ не запитана с ГПП) и РУ НН. В зависимости от категории горного предприятия при размещении ПУ в слепых стволах РУ-6 (10) кВ может применяться электрооборудование в исполнении как РВ так и РН. Сама схема таких распредустройств представляет схему УПП. Оборудование самой ПУ располагается в камере ПУ и рядом расположенных выработках.
В состав РУ-6 на поверхности входят КРУ общепромышленного исполнения типа КСО, К, КМ и других типов. Их электрические схемы аналогичны КРУ-РН, рассмотренных в Лекции 13.1.

Типовая схема РУ-6 (10) кВ питания подъемной установки

КРУ КСО-272

Электрооборудование подъемных установок
Главным отличием таких КРУ являются их большие габариты, возможность одностороннего обслуживания и открытые шинопроводы с шинными мостами (шинным мостом называют шинопроводы соединяющие между собой отдельно стоящие секции шин, трансформаторы с РУ, , и т. п. поверху (мостом)).
Трансформаторы, обычно, устанавливают отдельно от КРУ в целях пожарной безопасности или для приближения их к оборудованию ПУ. С трансформаторов может быть запитаны ЭД самой ПУ (низковольтные ЭД) и вспомогательное оборудование. На поверхности могут применяться как маслонаполненные трансформаторы, так и с сухой изоляцией. Маслонаполненные

Маслонаполненный трансформатор в разрезе и внешний вид

Трансформатор с сухой изоляцией внешний вид и в защитном кожухе

Электрооборудование подъемных установок
трансформаторы дешевле, могут применяться на улице, но требуют специальных технических мер и устройств для сбора масла при повреждениях корпуса. Сухие трансформаторы используются только в помещениях.
Основным элементом электроснабжения ЭД ПУ является высоковольтный рессивер (слайд ниже). Он предназначен для управления ЭД ПУ 6 (10) кВ трехфазного переменного тока частоты 50 Гц или 60Гц. Реверсор устанавливается в отдельном отапливаемом помещении, запираемом на замок и имеющим электрическую блокировку, снимающую подачу напряжения 6 кВ на линейный контактор реверсора. Реверсор состоит из четырех (реже двух и трех) высоковольтных контакторов:

Электрооборудование подъемных установок
- один линейный контактор для подачи напряжения на реверсор;
- один контактор для динамического торможения;
- один контактор для хода «назад»;
- один контактор для хода «вперед».
Реверсор имеет по 3 (три) нормально разомкнутых и 3 (три) нормально замкнутых контактов цепей управления на каждом контакторе. Сами контакторы бывают электромагнитные, масляные. В последние годы наибольшее распространение получили реверсоры с вакуумными контакторами.

Схема подключения высоковольтного реверсора

Электрооборудование водоотливных установок
Шахтная (рудничная) водоотливная установка (ВУ) предназначена для откачки шахтных вод. ВУ подразделяются на главные и участковые (вспомогательные). Главные ВУ обычно устраивается в зумпфе ствола или в специальном водосборнике. Для ее питания так же строится ЦПП или УПП с I категорией электроснабжения. Сами главные ВУ имеют технологический резерв по количеству насосных агрегатов.
Участковые ВУ обычно устраиваются в зумпфах водосборников на горных участках и запитываются по II категории электроснабжения с ближайшего УПП.
Основным электрооборудованием водоотливных установок являются приводные двигатели, пускозащитная аппаратура, вспомогательное оборудование (ЭД заливочных насосов,

Шахтная водоотливная установка

Схема главного водоотлива

Электрооборудование водоотливных установок
электрозадвижки и т.п.) и аппаратура автоматизации.
Для привода насосов применяют АД с короткозамкнутым ротором напряжением до 1000 и выше 1000 В, выполненные в защищенном, взрывобезопасном или рудничном исполнении. Как исключение, когда мощность шахтной сети не позволяет применить двигатели с короткозамкнутым ротором из-за значительных величин пусковых токов, применяют электродвигатели с фазным ротором.
В качестве пускозащитной аппаратуры для ЭД напряжением до 1 кВ применяют пускатели в соответствующем исполнении (ПВИ, ПР и т.д.), а при мощностях двигателей, превышающих допустимую для пускателей, и в зависимости от категории применения используют контакторы с принудительным гашением электричес-

Насос с высоковольтным ЭД

Электрооборудование водоотливных установок
кой дуги в специальных оболочках.
Для управления и защиты электродвигателей насосов напряжением 6 кВ используют комплектные распредустройства в рудничном исполнении, например РВД-6, КРУВ, КРУ-РН и др. с силовыми выключателями или высоковольтными контакторами (КРУ-РН).
Контроль за работой насосных установок и сигнализацию о ненормальных режимах работы осуществляет аппаратура автоматизации.
Частотные регуляторы, как правило, на питание ЭД насосов не ставятся. Сам процесс регулирования откачки производится путем включения и отключения резервных агрегатов поочередно.

Насос с низковольтным ЭД

Электрооборудование водоотливных установок
В последнее время на некоторых горнорудных предприятиях практикуется использование шахтных вод для буровых установок и других технологических нужд. Тогда в водоотливных установках могут устанавливаться отдельные насосы, для подачи воды в технологические трубопроводы с частотным регулированием.