§ 7. Электрооборудование насосов

Для насосов применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Применение синхронных двигателей в подземных условиях затруднено по условиям надежности работы пусковой аппаратуры. В применяемых в настоящее время асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором (роторы с -глубоким пазом, с двойной и тройной клеткой} пусковой ток составляет трех— четырехкратную величину по сравнению с номинальным током.

Конструкция двигателей для шахтных насосов должна иметь брызгозащищенное исполнение и влагостойкую изоляцию обмоток и удовлетворять условиям безопасности в отношении взрыва рудничного газа и пыли.

В приводе насосов главных водоотливных установок получили распространение асинхронные электродвигатели серии А в нормальном исполнении, а также двигатели типа ВАО во взрывобезопасном исполнении и АЗП- продуваемые воздухом под избыточным давлением. На участковых водоотливных установках применяются взрывобезопасные электродвигатели типа КО и МА.

Мощность двигателя насоса определяется по формуле (39), при этом плотность воды принимают ρ≈1000 кг/м3.

Отношение фактической мощности двигателя к расчетной называется коэффициентом запаса мощности двигателя, кд = 1,1 ... 1,15.

Годовой расход энергии (кВт - ч)

(1.28)

где η,ηд и ηс — КПД соответственно насоса, двигателя ( ηд = 0,9 ... 0,95} и электрической сети (ηс = 0,95); nч и nчм — число часов работы в сутки по откачке соответственно нормального и максимального притока; nдн и nдм — число дней в году соответственно с нормальным и максимальным притоком.

По значению Wг можно определить расход энергии по водоотливу, отнесенный к 1 т полезного ископаемого, а также удельный расход энергии на 1 м3 откачиваемой воды (кВт*ч/м³)

(1.29)

Количество откачиваемой за год воды

(1.30)

где Qнп и Qмп— соответственно нормальный и максимальный приток, м3/ч,

Схемы управления водоотливными установками предусматривают: местное и полуавтоматическое управление, при которой оператором дается только импульс на пуск и остановку насосов с места установки их или дистанционно; автоматическое управление, при котором пуск и остановка насосов производятся автоматически в зависимости от уровня воды в водосборнике.

Схемы автоматического управления водоотливных установок обеспечивают автоматизацию следующих процессов: заливку насоса и подводящего трубопровода водой и пуск двигателя при достижении водой в водосборнике заданного уровня; пуск резервного насоса при повышении уровня воды в водосборнике до аварийного; отключение двигателей при снижении уровня воды в водосборнике до заданного; отключение неисправного насоса и включение резервного насоса; контроль подачи, нагрева подшипников и электродвигателей; защиту от пуска незалитого насоса, электрические защиты.

В установках с автоматическим управлением могут быть применены два способа пуска насосов: 1) при закрытой задвижке на напорном трубопроводе (задвижка открывается после окончания разгона двигателя); 2) при открытой задвижке на напорном трубопроводе.

Основные преимущества первого способа — плавное повышение скорости движения воды в напорном трубопроводе, исключающее возникновение гидравлического удара в трубопроводах высокого давления и большого диаметра, и небольшая продолжительность пуска,

Второй способ широко применяется в установках средней и малой подачи, причем движение воды в обратную сторону при остановке насоса предотвращается обратным клапаном. Преимуществами этого способа являются быстрый пуск агрегата в работу и сравнительная простота схемы автоматического управления.

При автоматизации водоотливных установок наиболее сложен выбор надежного способа заливки перед пуском насоса и подводящего трубопровода водой.

Гидравлические схемы автоматических установок имеют следующие варианты: 1) постоянно заполненный водой, т. е. всегда готовый к работе насос; 2) заполнение насоса и подводящего трубопровода перед пуском; 3) насосы, работающие с подпором.