Краткий конспект лекции.

1.3. 17.1. Назначение.

Комплектные устройства управления (магнитные станции) во взрывобезопасном исполнении с искробезопасными цепями управления применяются для управления асинхронными электродвигателями трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц горных машин и механизмов, входящих в состав угледобывающих комплексов; проходческих, транспортных и других машин и механизмов. Для защиты этих электродвигателей и питающих их кабелей от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

1.3. 17.2. Типы, технические данные, особенности конструкции, схемы электрических соединений.

В настоящее время разработаны и выпускаются промышленностью следующие типы комплектных устройств управления (станций управления).

СУВ-350, СУВ-350 А, СУВ-350 АВ (станция управления взрывозащищённая) представляют собой три отдельных сварных отсека, соединённых болтами при помощи прямоугольных патрубков. Аппаратура станции размещена в трёх основных выдвижных блоках, каждый из которых имеет два-три комплекта аппаратуры. Электрическая связь такого блока с остальной частью станции осуществляется посредством стыковых контактов, размещённых на его контактной панели. Станция имеет штепсельные выводы для отходящих кабелей. Станция управления СУВ-350 А представляет улучшенный вариант станции СУВ-350. Вместо контакторов КТУ-4А и КТУ-2А станция укомплектована более совершенными контакторами КТУ-4010 и КТУ-2000. Станция управления СУВ-350 АВ полностью идентична станции СУВ-350 А, но в ней вместо контакторов КТУ-4010 установлены 5 вакуумных контакторов КТ12Р35М, благодаря чему намного повышена надёжность станции. Технические данные станций управления СУВ-350 А, СУВ-350 АВ приведены в таблицах 1 и 2.

Электрическая схема станций управления СУВ-350 А, СУВ-350 АВ состоит из силовой части, системы управления и защиты каждого отходящего присоединения. Силовая часть содержит разъединитель, аварийный выключатель, контакторы, отходящие электрические присоединения. Станция рассчитана на управление восьмью электроприёмниками, из которых три реверсивные. Схемы цепей управления электроприёмниками идентичны схемам пускателей типа ПВИ-Б и обеспечивают все те же виды защит, блокировок и сигнализации. Защита от токов короткого замыкания каждого присоединения обеспечивается блоком УМЗ. Значения уставок тока максимальной токовой защиты приведены в таблице 8.

Комплектное устройство управление взрывозащищённое КУУВ-350 выпускается в виде двух модулей: КУУВ-350-1К и КУУВ-350-2К. Каждый модуль внешне представляют собой одинаковую конструкцию. Корпус состоит из двух цилиндрических оболочек, прямоугольных камер разъединителя и автоматического выключателя, двух цилиндрических коробок контрольных выводов, коробок силовых выводов. Внутри оболочек, снабжённых быстрооткрываемыми крышками, находятся выемные кассеты, на которых размещены контакторы и элементами для управления электроприёмниками. Технические данные комплектного устройства управления КУУВ-350 приведены в таблице 3.

Комплектное устройство управление взрывозащищённое КУУВ-5В выпускается в виде двух модулей: КУУВ-5В-1К и КУУВ-5В-2К. Комплектное устройство управление КУУВ-5В

по конструкции аналогично КУУВ-350, но в модулях КУУВ-5В-1К и КУУВ-5В-2К вместо контакторов КТУ-4000 установлено по два вакуумных контактора КТ12Р37. Технические данные комплектного устройства управления КУУВ-5В приведены в таблице 4.

Электрическая схема комплектного устройства управления КУУВ-350, КУУВ-5В состоит из силовой части, системы управления и защиты каждого отходящего присоединения. Силовая часть содержит разъединитель, аварийный выключатель, контакторы, отходящие электрические присоединения. Схемы цепей управления электроприёмниками идентичны схемам пускателей типа ПВИ-БТ и обеспечивают все те же виды защит, блокировок и сигнализации. Защита от токов короткого замыкания каждого присоединения обеспечивается блоком ПМЗ, а от токовой перегрузки – блоком ТЗП. Значения уставок тока максимальной токовой защиты и токовой защиты от перегрузки приведены в таблицах 9 и 10.

Комплектное устройство управление взрывозащищённое для угледобывающих комплексов КУУВК-500 состоит из двух цилиндрических оболочек, прямоугольных камер разъединителя и автоматического выключателя. Внутри оболочек, снабжённых быстрооткрываемыми крышками, находятся выемные блоки, на которых размещены вакуумные контакторы и элементами для управления электроприёмниками. Технические данные комплектного устройства управления КУУВК-500 приведены в таблице 5.

Электрической схемой обеспечивается:

а) защита от токов короткого замыкания каждого силового вывода отходящих
присоединений;

б) защита от перегрузки каждого силового вывода, отходящего устройства;

в) электрическая блокировка, препятствующая включению контактора любого электродвигателя при снижении сопротивления изоляции в отходящем участке сети этого двигателя ниже 30 кОм при напряжении 660 В и 100 кОм при напряжении 1140В;

г) проверка работоспособности устройства без подачи напряжения на токоприемники (при отключенном автоматическом выключателе) со световой сигнализацией включения контакторов;

д) проверка исправности электрической блокировки при снижении сопротивления изоляции в отходящих присоединениях;

е) сигнализация режимов "ПРОВЕРКА", ГРАБОТА";

ж) сигнализация о подаче напряжения питания на катушку нулевого расцепителя автоматического выключателя;

и) сигнализация о включении автоматического выключателя в режиме "РАБОТА";

к) сигнализация о включении блока контроля состояния гидросистемы и блоков дистанционного управления контакторов всех выводов;

л) сигнализация о срабатывании защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в отходящих присоединениях;

м) сигнализация о срабатывании электрической блокировки при снижении сопротивления изоляции в отходящих присоединениях;

н) нулевая защита;

п) защита от увеличения сопротивления заземляющих цепей отходящих присоединений более 50 Ом;.

р) защита от потери управляемости при замыкании проводов цепи дистанционного управления между собой и заземляющей жилой;

с) невозможность самовключения контакторов при кратковременном повышении напряжения в питающей сети до 1,5 V ном;

т) подключение температурных реле с размыкающим контактом, встроенных в электродвигатели;

у) возможность использования в работе двух устройств для управления одним комплексом;

ф) возможность совместной работы с аппаратурой управления очистных и струговых угледобывающих комплексов;

х) снятие напряжения с устройства при помощи кнопки "СТОП" с воздействием последней на автоматический выключатель, встроенный в устройство, а также дистанционное отключение автоматического выключателя;

ц) защита вторичных обмоток понижающих трансформаторов от токов короткого замыкания;

ш) защита от «приваривания» главных контактов вакуумных контакторов.

Значения уставок тока максимальной токовой защиты и токовой защиты от перегрузки приведены в таблицах 11 и 12.

Комплектное устройство управления КУУВМ-400 состоит из набора электрической аппаратуры, смонтированной во взрывонепроницаемой оболочке, состоящей из трёх изолированных отделений: сетевого, отделения выводов и отделения аппаратуры. Разработаны две модификации комплектного устройства: КУУВМ1-400 КУУВМ2-400. Комплектное устройство обеспечивает аналогичные с КУУВК-500 виды защит и блокировок. Технические данные комплектного устройства управления КУУВМ-400 приведены в таблице 6. Значения уставок тока максимальной токовой защиты и токовой защиты от перегрузки приведены в таблицах 13 и 14.

Комплектное тиристорное устройство управления взрывозащищённое УКТВ предназначено для дистанционного плавного управляемого пуска и отключения трёхфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором ленточных конвейеров, канатно-кресельных и напочвенных дорог, эксплуатируемых в трёхфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц напряжением 660, 1140 В с изолированной нейтралью трансформатора в угольных шахтах, опасных по газу (метану) и угольной пыли, а также для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в отходящих силовых цепях. Устройство представляет собой тиристорный регулятор напряжения, совмещённый с пускателем. Пускатель предназначен для подачи напряжения, а также для выполнения функций защит. Тиристорный регулятор предназначен для плавного изменения напряжения на статоре электродвигателя от начального значения до номинального. Благодаря чему осуществляется плавный пуск электродвигателя, а также подача регулируемого постоянного тока в статор для динамического торможения.

Комплектное устройство обеспечивает аналогичные с КУУВК-500 виды защит и блокировок. Технические данные комплектного устройства управления УКТВ приведены в таблице 7. Значения уставок тока максимальной токовой защиты и токовой защиты от перегрузки приведены в таблицах 15 и 16.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Каково назначение комплектных устройств управления (станций управления)?

2. Каковы конструктивные особенности станций управления СУВ-350 А, СУВ-350 АВ?

3. Какие виды защит и блокировок предусматривает схема электрических соединений станций управления СУВ-350 А, СУВ-350 АВ?

4. Каковы конструктивные особенности комплектных устройств управления КУУВ-350, КУУВ-5В?

5. Каковы особенности схемы электрических соединений комплектных устройств управления КУУВ-350, КУУВ-5В?

6. Каковы конструктивные особенности комплектного устройства управления КУУВК-500?

7. Какие виды защит и блокировок предусматривает схема электрических соединений комплектного устройства управления КУУВК-500?

8. Каковы конструктивные особенности комплектного устройства управления

КУУВМ-400?

9. Какие виды защит и блокировок предусматривает схема электрических соединений комплектного устройства управления КУУВМ-400?

10. Каково назначение комплектных устройств управления УКТВ?

11. Какие виды защит и блокировок предусматривает схема электрических соединений комплектного устройства управления УКТВ?

Список рекомендуемой литературы

1. В.С. Дзюбан, И.Г. Ширнин, Б.Н. Ванеев, В.М. Гостищев. Справочник энергетика угольной шахты. Том 2. Под общей редакцией к.т.н. Б.Н. Ванеева. Донецк. Юго- Восток. 2001.

2. Техническое описание, инструкция по эксплуатации КУУВК-500.

3. Техническое описание, инструкция по эксплуатации УКТВ.

Лекция 23

Узловые вопросы лекции:

1.3.18. Пусковые агрегаты для ручных электросверл. Назначение, типы, технические данные, особенности конструкции, виды защит, блокировок и сигнализации, работа схемы электрических соединений.

1.3.18.1. Назначение.

Пусковые агрегаты предназначены для питания двух ручных электросвёрл, местного освещения, а также для дистанционного управления электросвёрлами и защиты отходящих присоединений от токов короткого замыкания и от токов утечки.

1.3.18.2. Типы, технические данные.

В настоящее время наибольшее применение на предприятиях угольной промышленности получили пусковые агрегаты типа АП–4; АПШ–1; АПШ–2. Технические данные пусковых агрегатов приведены в таблице.

Таблица – технические данные пусковых агрегатов

1.3.18.3. Особенности конструкции.

Конструктивно агрегат представляет собой цилиндрический металлический корпус, разделенный на четыре камеры: пуско­вой и защитной аппаратуры (отделение обслуживания), выключа­теля, ввода кабеля от сети и вывода кабелей на нагрузку.

Отделение обслуживания закрывается передней быстрооткрываемой крышкой (рис. 10.2), сблокированной с рукояткой при­вода выключателя 8посредством блокировочного узла.

Механический блокировочный узел работает следующим об­разом.

При закрытой крышке агрегата (отверстие в зубчатом сек­торе передней крышки совпадает с осью блокировочного винта) блокировочный винт 8находится в отверстии зубчатого сектора 12,чем препятствует провороту крышки относительно оси 7 и расцеп­лению замка байонетного соединения крышки. Блокировочный валик в этом положении блокировочного винта находится на уровне эксцентрикового кулачка 10,который усеченной кромкой совмещен с валиком. Рукоятка привода выключателя разблоки­рована. Агрегат находится в рабочем режиме.

Рисунок – Передняя быстрооткрываемая крышка агрегата АПШ-1 с блокировочным узлом:

а – общий вид; б – крышка заблокирована в рабочем положении; в – крышка закрыта на замок в отключённом положении; 1 – ввод кабельный; 2 – крышка камеры выводов; 3 – крышка камеры вводов; 4 – ось; 5 – петля; 6 – зажим заземляющий; 7 – ось; 8 – винт блокировочный; 9 – валик блокировочный; 10 – кулачок; 11 – рукоятка включения; 12 – зубчатый сектор.

1.3.18.4. Виды защит, блокировок и сигнализации.

Электрическая схема агрегата обеспечивает:

1) дистанционное управление агрегатом и питание от вторич­ной обмотки силового трансформатора двух ручных электросверл мощностью до 1,6 кВт каждое и осветительной нагрузки мощ­ностью до 0,2 кВт;

2) защиту от токов к. з. в отходящих от агрегата цепях пи­тания электросверл с помощью реле максимального тока и за­щиту в цепях питания местной осветительной нагрузки плавкими предохранителями;

3) защиту от токов утечки в отходящих цепях, питающихся от вторичной обмотки силового трансформатора и предупреди­тельный контроль сопротивления изоляции этих цепей;

4) защиту от замыкания в цепях дистанционного упра­вления;

5) защиту от самовключения при повышении напряжения питающей сети до 1,5U_ном;

6) защиту от обрыва или увеличения сопротивления цепи за­земления более 100 Ом;

7) нулевую защиту отходящих цепей, питающихся от вторич­ной обмотки силового трансформатора, при управлении с выне­сенного поста по трехпроводной схеме;

8) световую сигнализацию о включенном автоматическом вы­ключателе (подаче напряжения на вход силового трансформатора), о срабатывании каждого из двух реле максимального тока;

9) блокировку, препятствующую подаче напряжения в отхо­дящие от вторичной обмотки силового трансформатора цепи при преднамеренном отсоединении реле утечки.

1.3.18.5. Работа схемы электрических соединений.

Последовательность работы схемы:

Нажатием кнопки SВ1размыкается цепь катушки независи­мого расцепителя YАТвыключателя SF.Ручкой включения автоматический выключатель SFвключается и подает напряже­ние сети на вход (первичную обмотку) силового трансформа­тора. Т1и, следовательно, на все элементы, подключенные ко вто­ричной обмотке. После загорания сигнальной лампы Н1кноп­ку SВ1следует отпустить. Вследствие подачи напряжения на вторичную обмотку силового трансформатора Т1включается реле утечки РУ — срабатывает исполнительное реле К5,которое своим размыкающим контактом размыкает цепь питания ка­тушки независимого расцепителя выключателя SF, а замыкаю­щим контактом подключает источник питания искробезопасных цепей управления — первичную обмотку трансформатора Т2к источнику напряжения—отдельной обмотке напряжением 36 В силового трансформатора Т1.

Кнопка SВ1предназначена для предотвращения отключения выключателя SFсобственным независимым расцепителем в мо­мент включения агрегата.

Для надежного срабатывания реле утечки замыкающим кон­тактом кнопки SВ1шунтируются резисторы R12и R13, ток в об­мотке реле К5увеличивается и реле надежно срабатывает.

Дистанционное управление агрегатом и питание электросверл осуществляются включением кнопки SВ«Пуск» на сверле, при этом обмотка промежуточного реле К1 или К2шунтируется дио­дом VD. Реле срабатывает и замыкает свой контакт в цепи питания втягивающей катушки пускателя КМ1 или КМ2,пускатель срабатывает и подает напряжение на соответствующее сверло. Отключается сверло при отпускании (размыкании) кнопки на сверле.

Защиту от токов к. з. в отходящих силовых цепях, питающихся от вторичной обмотки силового трансформатора, осуществляет электромагнитное реле максимального тока РМ1и РМ2без самовозврата (с возвратом нажатием кнопки) с током уставки 50±5 А.

При срабатывании реле максимального тока своим размыка­ющим контактом размыкает цепь питания втягивающей катушки соответствующего пускателя (контактора) КМ1или КМ2и отхо­дящая цепь отключается, а замыкающим контактом замыкает цепь питания соответствующей сигнальной лампы Н2или Н3.

Защита от токов к. з. в силовых цепях на участке между автоматическим выключателем SF иреле РМ1и РМ2осуществ­ляется электромагнитными токовыми реле, встроенными В автоматический выключатель SF. Для защиты от токов к. з. в цепи питания местного освещения уста­новлены предохранители FU1, FU2, FU3.

Для проверки срабатывания реле максимального тока РМ1и РМ2 следует нажать кнопку SВ2, замыкающую цепи питания проверочных катушек, электромагнитная система которых воздействует на механизм свободного расцепления реле. Возврат реле в исход­ное рабочее состояние производится рукояткой, вынесенной наружу корпуса агрегата, рычаг которой взводит кнопку реле.

Защита от токов утечки на землю отходящих цепей, питающихся от вторичной обмотки силового трансформатора, с предваритель­ным контролем сопротивления изоляции этих цепей осуществляетcя посредством реле утечки РУ.

При отсутствии утечек в защищаемой цепи оперативный ток протекает от нулевой точки («+» диодов VD1—VDЗ),через ре­зисторы R12и R13, заземление на корпус, местный заземлитель, «землю», дополнительный заземлитель и его зажим Дз,изолированный от корпуса, катушку исполнительного реле К5, резисторы R11 и R5 — R7, источник питания (вторичные обмотки силового трансформатора Т1), резисторы R8— R10и «—» диодов VD1—VDЗ. В этом случае ток обмотки исполнительного реле К5 максимален и его якорь притянут, цепь питания обмотки независимого расцепителя автоматического выключателя SF разомкнута размы­кающим контактом, а замыкающий контакт подает напряжение на первичную обмотку трансформатора Т2.

При снижении сопротивления изоляции защищаемой цепи часть оперативного тока ответвляется через утечку параллельно обмотке реле К5ив цепи обмотки ток уменьшается. При сниже­нии сопротивления изоляции до величины уставки сопротивле­ния утечки реле К5отключается, размыкает замыкающим кон­тактом цепь источника питания трансформатора Т2 и замыкает размыкающим контактом цепь питания обмотки независимого расцёпителя автоматического выключателя SF,последний сра­батывает и снимает напряжение сети с входа силового трансфор­матора Т1.

Предварительный контроль изоляции (работа в режиме БРУ) отходящих от вторичной обмотки силового трансформатора це­пей при отключенных пускателях осуществляется шунтирова­нием обмотки реле К5и резистора R11электрической цепью — общая точка резисторов R5— R7,размыкающие контакты пуска­телей КМ1и КМ2, фаза «В» (зажимы В1и В2электросверл) и «земля» в месте снижения сопротивления или повреждения изо­ляции. При шунтировании обмотки реле ток в ней не достигает величины срабатывания и реле К5не срабатывает и замыкает свой размыкающий контакт в цепи питания катушки независимого автоматического расцепителя YAT.

Таким образом, выключатель SFв случае повреждения изо­ляции и снижения сопротивления до нормированной величины и ниже в отходящих от вторичной обмотки силового трансформа­тора цепях при отключенных пускателях после включения и подачи напряжения на первичную обмотку мгновенно срабаты­вает и снимает напряжение. Величина уставки при работе в режиме БРУ составляет не менее, удвоенного максимального от­ключающего сопротивления однофазной утечки 4 кОм.

Проверка срабатывания реле утечки РУосуществляется пу­тем кратковременного замыкания фазы 1вторичной обмотки силового трансформатора Т1кнопкой SВ5через проверочное со­противление R4на дополнительный заземлитель Дз.

Защиту от замыкания в цепях дистанционного управления (от потери управляемости) выполняют схема управления сверлом и диод, встроенный в электросверло. При замыкании диод, встроенный в электросверло последовательно с пусковой кнопкой, шунтируется и работающее реле отключается.

Защита от обрыва или увеличения сопротивления цепи за­земления осуществляется участием заземляющей жилы в цепи управления. Промежуточные реле К1и К2при сопротивлении 100 Ом и более не могут удержать якорь из-за снижения тока в цепи управления.

Блокировка, препятствующая подаче напряжения в отходя­щие от вторичной обмотки силового трансформатора цепи при пред­намеренном отсоединении реле утечки, основана на том, что цепь питания первичной обмотки трансформатора Т2размыкается и катушки промежуточных реле К1и К2лишаются питания.