1461

с встроенными расцепителями максимального тока, позволяющими регулировать уставку тока срабатывания расцепителя. Иногда могут применяться автоматические выключатели серии А3100 (например, А3144), в которых уставка максимального расцепителя не регулируется. В этом случае необходимо с учетом номинального тока двигателя подбирать выключатель по номинальному току расцепителя.

Уставка защиты подъемных двигателей напряжением до 1000 В от коротких замыканий выбирается по формулам (14.28) и (14.29) только без учета коэффициента трансформации трансформаторов тока.

Для максимальной токовой защиты двигателей вспомогательных приводов применяются автоматические выключатели серий А3100, АП-50-3МТ и другие с встроенными расцепителями максимального тока.

Расцепитель максимального тока может быть:

–электромагнитным, срабатывающим только при междуфазных коротких замыканиях без выдержки времени;

–тепловым, срабатывающим с обратнозависимой от тока выдержкой времени;

–комбинированным, срабатывающим с обратнозависимой от тока выдержкой времени при перегрузках и без выдержки времени при коротких замыканиях.

Расцепители настраиваются заводом-изготовителем выключателя на определенный ток срабатывания (уставку). Величины номинального тока выключателя и уставок расцепителя указываются на крышке выключателя.

Регулирование расцепителей в эксплуатации с целью изменения уставок не предусмотрено их конструкцией. В некоторых сериях автоматических выключателей (например, АП-50-3МТ) конструкцией выключателя предусматривается регулирование в определенном диапазоне уставки теплового расцепителя.

Выключатели рассчитаны для работы без ремонта и смены каких-либо частей.

При ревизии и наладке автоматических выключателей необходимо выполнить следующее:

1)проверить соответствие номинального тока автоматического выключателя номинальному току защищаемого электродвигателя. Номинальный ток автоматического выключателя должен быть близким по величине номинальному току двигателя (по шкале номинальных токов данной серии выключателей);

2)обтянуть все контактные соединения;

3)снятькрышкувыключателяиосмотретьвыключатель. Очиститьвыключательоткопотивовсехдоступныхместахчистойтряпкой, увлажненнойбензином;

511

4)очистить дугогасительные камеры от попавшего внутрь металла (пластины камеры не должны быть электрически замкнутыми попавшим между ними металлом);

5)удалить наплывы металла на поверхности контактов. Опиливать контакты с целью придания им гладкой поверхности запрещается, так как это приведет к уменьшению толщины металлокерамического слоя контактов;

6)проверить толщину металлокерамического слоя и провалы контактов. При необходимости отрегулировать провал контактов в соответствии с заводской инструкцией выключателя. При износе металлокерамического покрытия (толщина покрытия менее 1 мм) необходимо заменить выключатель;

7)проверить ток срабатывания максимального токового расцепителя прогрузкой автоматического выключателя первичным током от нагрузочного трансформатора.

На подземных подъемных установках максимальная токовая защита осуществляется блоком максимальной токовой защиты, встроенным в пусковую аппаратуру двигателя.

Защита подъемного двигателя осуществляется блоком максимальной токовой защиты ПМЗ, установленным в блоке реверсора РКВ-300М взрывобезопасной аппаратуры управления шахтными лебедками и малыми подъемными машинами.

Защита электродвигателей вспомогательных приводов (маслонасосов, компрессоров, насосов охлаждения) осуществляется блоками максимальной токовой защиты магнитных пускателей, к которым подключены эти двигатели.

Проверка уставок блоков максимальной токовой защиты производится на поверхности перед их спуском в шахту. В период эксплуатации необходимо проверять защиту на работоспособность в режиме «Проверка».

При ревизии и наладке максимальной токовой защиты необходимо выполнить следующее:

1)рассчитать уставку защиты для данного двигателя;

2)установить необходимую уставку на шкале блока защиты;

3)проверить исправность максимальной токовой защиты. Для этого переключить тумблер на блоке токовой защиты в положение «Проверка». Закрыть пускатель и включить двигатель. Максимальная токовая защита должна сработать, заблокировать пускатель и включить сигнальный светодиод. После проверки нажатием кнопки «Проверка» вернуть исполнительные реле блока в исходное состояние и тумблер перевести в положение «Работа»;

4)эксплуатация пускателя при неисправном блоке максимальной токовой защиты категорически запрещается.

512

14.18.3. Защита от перегрузки одного из двигателей при двухдвигательном приводе

При двухдвигательном приводе подъемной машины неисправность в силовой цепи или схеме управления одного из двигателей мажет привести к перегрузке другого двигателя.

Защита от перегрузки одного из двигателей выполняется при помощи реле контроля загрузки двигателей РЗД, включенного на разность токов двигателей. Один из вариантов схемы включения реле контроля загрузки приведен на рис. 14.49.

При одинаковой загрузке двигателей падение напряжения на резисторах R1 и R2 должно быть одинаковым и ток в реле РЗД отсутствовать. Если возникает разность в токах двигателей, появляется и разность напряжений на резисторах R1 и R2 и через реле РЗД начинает протекать ток. При определенной величине тока реле РЗД включится и разомкнет свой контакт в цепи реле времени РВД. Реле РВД с выдержкой времени отключится и разомкнет свой контакт в цепи контактора ТП. Выдержка времени реле РВД необходима для отстройки защиты от неодновременного изменения токов двигателей при разгоне и устанавливается обычно в пределах 2–3 с.

Рис. 14.49 . Схема защиты от перегрузки одного из двигателей при двухдвигательном приводе

Для возможности работы одним двигателем (при дотяжке, в аварийных случаях и т.д.) необходимо предусмотреть шунтирование контакта реле РЗД или РВД.

При наладке защиты необходимо проверить правильность сборки схемы, состояние реле и сборки зажимов, настройку реле и срабатывание защиты. Реле РЗД необходимо настроить на четкую работу при минимальном токе включения.

513

Проверку действия защиты произвести током двигателя. Для этого в схеме управления контакторами одного из подъемных двигателей искусственно исключить возможность включения одного из контакторов ускорения (сначала КУ8, затем КУ7 и т.д., до срабатывания защиты) и включить подъемную машину. При этом один из подъемных двигателей будет работать на естественной характеристике, а второй – на искусственной.

14.18.4.Защита от однофазных замыканий на землю

Всетях напряжением выше 1000 В для подъемных двигателей и двигателей преобразовательных агрегатов системы Г–Д защиту от однофазных замыканий на «землю» выполняют с помощью токовых реле (ЭТ-521, РТ-40) или реле тока нулевой последовательности РТЗ-50 (РТЗ-51), которые подключаются к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности ТНП (например, ТЗЛ или ТЗРЛ).

Контакт токового реле РТЗ через промежуточное реле действует на отключение масляного выключателя без выдержки времени.

Трансформатор тока нулевой последовательности состоит из сердечника кольцеобразной или прямоугольной формы, который надевают на трехжильный кабель, идущий от масляного выключателя к двигателю, и вторичной обмотки, к которой присоединено реле РТЗ.

Первичной обмоткой трансформатора тока нулевой последовательности служит кабель (рис. 14.50).

Рис. 14.50. Схема защиты от однофазных замыканий на «землю»

В нормальном режиме, а также при трехфазных коротких замыканиях геометрическая сумма токов фаз кабеля равна нулю, токи нулевой последовательности отсутствуют и через реле ток не протекает. При однофазном замыкании на «землю» симметрия токов кабеля нарушается, в сердечнике ТНП от токов нулевой последовательности появляется магнитный поток, который, наводя во вторичнойобмоткеЭДС, вызывает протеканиетокачерезобмоткуреле.

514

При установке трансформатора тока нулевой последовательности кабель необходимотщательноизолироватьоткрепящихконструкций, азаземляющийпровод от брони кабеля пропуститьчерез внутреннееотверстие трансформаторатока. Если быкабельбылзаземленнепосредственновместеегокрепления, тозащитамоглабы неправильно действовать от токов, протекающих по броне и свинцовой оболочке кабеля при замыканиях на «землю» в другом кабеле, при производстве сварочных работ вблизи кабеля и др. При указанном способе заземления кабеля ток, протекающий по броне кабеля, уходит по заземляющему проводу в противоположном направлении, следовательно, егосуммарноедействиеравнонулю.

При ревизии и наладке этой защиты необходимо обратить внимание на правильность монтажа ТНП, произвести его внешний осмотр, проверить качество шихтовки и затяжки сердечника, отсутствие нарушения изоляции обмоток и их выводов, механических повреждений, состояние токового реле, вторичных цепей и их изоляцию.

Для проверки и измерения первичного тока срабатывания защиты в отверстие трансформатора параллельно кабелю пропускают изолированный проводник и присоединяют его к нагрузочному устройству. Этот проводник используют как временную первичную обмотку трансформатора. Постепенно увеличивают ток до срабатывания реле. Минимальный ток, при котором срабатывает реле, и является первичным током срабатывания защиты. Рекомендуется настраивать защиту на минимально возможные для данной схемы защиты токи срабатывания, ноприэтом реленедолжно срабатыватьприпуске двигателя.

Ток срабатывания защиты должен быть не более 10 А для двигателей мощностью до 2000 кВт и не более 5 А для двигателей 2000 кВт и более.

В сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (на подземных установках) защита от однофазных замыканий на «землю» осуществляется аппаратом защиты от токов утечки на землю, установленным на трансформаторной подстанции, питающей подъемную установку.

Наподъемномдвигателеподземнойподъемноймашиныпредусматривается контроль изоляции при отключенном от сети двигателе, который осуществляется блоком контроля изоляции БКИ реверсора РКВ-300М взрывобезопасной аппаратурыуправленияшахтнымилебедкамиималымиподъемнымимашинами.

Контроль величины сопротивления изоляции осуществляется блоком БКИ автоматически после каждого отключения реверсора. Блок БКИ позволяет контролировать аварийную уставку контроля величины сопротивления изоляции 30 кОм для сети 660 В и 100 кОм для сети 1140 В, а также предупредительную уставку 100 кОм для сети 660 В и 200 кОм для сети 1140 В. Переключение уставок осуществляется переключателем, установленным на блоке БКИ.

Во время работы подъемной установки этот переключатель должен быть установлен в положении аварийной уставки.

515

При снижении величины сопротивления изоляции двигателя или кабеля, идущего от реверсора к двигателю, до величины аварийной уставки срабатывает выходное реле блока БКИ. Контакт реле БКИ включается в цепь защиты.

Проверка настройки и ремонт блока БКИ должны выполняться на поверхности шахты.

В процессе наладки подъемной установки необходимо проверить исправность работы блока БКИ кнопкой проверки, установленной на корпусе РВМ-300М. При нажатии кнопки проверки БКИ подъемная машина должна затормозиться предохранительным тормозом.

14.19. Защита двигателей постоянного тока

Для привода постоянного тока подъемных машин применяются системы «Генератор – Двигатель» (Г–Д) и «Тиристорный преобразователь – Двигатель» (ТП–Д). Подъемныйдвигательвэтихсистемахдолженбытьзащищенотаварийных режимовкакпоглавнойякорнойцепи, такипоцепиобмоткивозбуждения.

По главной якорной цепи двигатель должен быть защищен:

–от коротких замыканий;

–длительной перегрузки;

–перегрева во время пауз;

–превышения напряжения;

–замыкания на «землю».

По цепи обмотки возбуждения двигатель должен быть защищен от исчезновения тока возбуждения.

Рис. 14.51. Схема защиты главной якорной цепи подъемного двигателя

В системах ТП–Д все параметры работы подъемного двигателя и тиристорного преобразователя контролируются соответствующими датчиками,

516

включенными в систему управления преобразователем, и все защиты подъемного двигателя обеспечиваются системой управления преобразователя. Конкретное выполнение защит зависит от схемы и системы управления (аналоговая или цифровая) тиристорного преобразователя, и их наладка неразрывно связана с наладкой всей системы управления конкретного преобразователя.

В системе Г–Д все защиты подъемного двигателя должны обеспечиваться схемой управления и защиты подъемной машины. На рис. 14.51 приведена схема защиты главной якорной цепи подъемного двигателя системы Г–Д от возможных аварийных режимов.

14.19.1. Максимальная защита главной якорной цепи

Максимальнаязащитаоттоковкороткогозамыканиявякорнойцепиподъемного двигателя как в системе Г–Д, так и в системе ТП–Д осуществляется реле максимального тока, встроенным в автоматический выключатель главного тока АГ, коммутирующийглавнуюякорнуюцепьподъемногодвигателя(см. рис. 14.51). При срабатывании реле максимального тока выключатель АГ отключается и разрывает главнуюякорнуюцепьдвигателя. Блок-контактАГвключаетсявцепьзащитыподъ- емной машины. Поэтому при отключении автомата главного тока АГ происходит затормаживаниеподъемноймашиныпредохранительнымтормозом.

В качестве автоматического выключателя главного тока применяются выключатели АВ-45 и быстродействующие выключатели серий ВАТ и ВАБ.

Электромагнитные реле максимального тока прямого действия выключателя АВ-45 и реле защиты РДШ выключателей ВАТ и ВАБ имеют плавную регулировку тока срабатывания, осуществляемую регулировкой величины натяжения пружины якоря реле.

Уставка срабатывания реле максимального тока автоматического выключателя АГ настраивается на ток, равный 2,5-кратному номинальному току двигателя.

При наладке максимальной токовой защиты необходимо проверить состояние магнитопровода и свободное перемещение якоря реле. Проверка тока срабатывания реле на выбранной уставке проводится на заторможенной рабочим тормозом подъемной машине следующим образом.

Перед проверкой необходимо выполнить следующее:

1)для исключения перегрева коллектора якорь двигателя необходимо закоротить с помощью специальной шины сечением не менее 1000 мм2;

2)чтобы при отключении нагрузочного тока контакты выключателя АГ

не обгорели, необходимо их зашунтировать перемычкой из провода сечением не менее 240 мм2;

3)схемутокоограничениясистемыГ–ДилиТП–Днеобходимоотключить;

4)шунтирующие перемычки должны быть надежно присоединены к соответствующим шинам якорной цепи;

517

5) в процессе испытаний после каждого отключения выключателя АГ необходимо быстро снижать ток, чтобы предотвратить нагревание установленных перемычек.

Ток срабатывания реле максимальной защиты выключателя АГ определяют плавным подъемом прогрузочного тока в якорной цепи до срабатывания защиты.

Прогрузочный ток в якорную цепь может подаваться от генератора системы Г–Д или тиристорного преобразователя системы ТП–Д. Возможно также применение для этих целей генератора низкого напряжения постоянного тока, позволяющего получить требуемый прогрузочный ток.

Нельзя допускать резкого возрастания тока в главной якорной цепи. Если ток достиг величины более чем на 10 % больше установленного

на реле тока срабатывания, а защита не сработала, необходимо снизить ток до нуля и определить причину несрабатывания защиты. После устранения причины повторить испытания.

14.19.2. Защита от длительной перегрузки и перегрева двигателя во время пауз

Перегрузка подъемного двигателя по току может быть вызвана значительной перегрузкой подъемного сосуда или неполным растормаживанием машины во время движения по стволу. При входе перегруженного подъемного сосуда вразгрузочные кривые возможна остановка подъемной машины до окончания цикла подъема. Величина тока в главной якорной цепи подъемного двигателя в таких случаяхможетограничиватьсятолькоуставкойтокоограничения(токомупора, дос- тигающимвеличины2–2,3 номинальноготокадвигателя).

Перегрев двигателя (особенно коллектора) возможен и во время пауз, если при стопорении машины не произошло гашения остаточного магнетизма главного генератора, а также если машинист застопорил машину рабочим тормозом и не установил рукоятку командоаппарата в нулевое положение.

Защита главной якорной цепи от длительной перегрузки во время движения и перегрева двигателя во время пауз может быть выполнена по схеме защиты, приведенной на рис. 14.51.

В этой схеме контроль тока подъемного двигателя выполнен на реле РМ1 и РМ2 с высоким коэффициентом возврата типа РЭВ-311 (РЭВ-312). Величина сопротивления катушек этих реле должна быть 6–10 Ом. Для создания выдержки времени на отключение автомата главного тока при срабатывании реле РМ1 применяется реле РВ с сопротивлением катушки 11 кОм. Параллельно катушке реле включена цепочка из конденсатора С емкостью 1000 мкФ и резистора R3 сопротивлением 100 Ом, которые обеспечивают выдержку времени этого реле на отключение порядка 25–30 с. Резистор R3 предназначен для ограничения тока заряда конденсатора.

518

Защита от неудовлетворительного гашения поля остаточного маг-

нетизма генератора осуществляется реле РМ1 и последовательно включенного с ним контакта контактора ослабления поля КОП, который замыкается при стопорении машины.

Ток включения реле РМ1 (А) определяется по формуле

где U1 – падение напряжения на компенсационной обмотке КОД и дополнительных полюсах ДПД двигателя при токе в главной якорной цепи 0,4–0,5 кА, В; RРМ1 – сопротивление катушки реле РМ1, Ом.

Реле РМ1 должно быть настроено на срабатывание при этом токе.

Защита от длительной перегрузки при движении подъемных сосудов по стволу, когда ток в главной якорной цепи определяется током упора (токовой отсечкой), осуществляется при помощи реле РМ1, последовательно с катушкой которого включен резистор R1.

Величина резистора R1 определяется по формуле

где U2 – падение напряжения на обмотках КОД и ДПД при токе в главной якорной цепи 0,9Iотс, В; Iотс – ток подъемного двигателя, при котором он начинает терять скорость при полном задании (ток отсечки), А.

При движении машины с малой скоростью из-за возможного перегрева коллектора двигателя защита от длительной перегрузки должна отключать двигатель при токах в главной якорной цепи значительно ниже величины тока токовой отсечки.

В этом случае защита осуществляется тем же реле РМ1, последовательно с катушкой которого включены параллельные резисторы R1 и R2. Резистор R2 подключается контактом реле скорости РС1 при скорости машины 0,5–1,0 м/с. Величина сопротивления R2 принимается примерно равной величине сопротивления R1, что обеспечивает срабатывание реле РМ1 при токе в 2 раза меньше, чем при движении машины по стволу.

При наладке и проверке защит, осуществляемых реле РМ1, необходимо выполнить следующее:

1)ток срабатывания реле РМ1 должен быть настроен на величину тока, определенную по формуле (14.33);

2)привключениипоследовательноскатушкойРМ1 резистораR1 настроить (регулировкой коэффициента возврата реле) отключение реле РМ1 при величине токавглавнойякорнойцепиравной1,2–1,3 номинальноготокадвигателя;

519

3)выдержку времени реле РВ выбрать такой, чтобы при разгоне и замедлении машины срабатывание защиты не происходило;

4)при проверке защит необходимо убедиться в исправности реле РМ1, правильности сборки и надежности всех электрических соединений схемы. На остановленной машине нажать якорь реле РМ1. Через время выдержки реле РВ2 должен отключиться автомат главного тока АГ и включиться предохранительный тормоз. Защита от перегрева коллектора двигателя во время пауз осуществляется реле РМ2, которое настраивается на ток включения 0,15–0,3 номинального тока двигателяинаотключениепритоке0,1 номинальноготокадвигателя.

Защита должна действовать только после стопорения машины, поэтому после растормаживания машины рабочим тормозом контакт выключателя ВБТР должен шунтировать контакт реле РМ2 в схеме защиты (в цепи отключения автомата главного тока АГ).

При проверке защиты необходимо убедиться в исправности реле РМ2, контакта ВБТР, правильности сборки схемы. Размыкание контакта РМ2 должно отключить автомат главного тока АГ только при заторможенной машине.

Более совершенную защиту главной якорной цепи подъемного двигателя осуществляет аппарат токовой защиты АТЗ, разработанный специалистами «Донбассуглеавтоматики». Аппарат позволяет производить выбор тока

ивремени срабатывания отдельно для режимов стоянки (пауз) и вращения подъемного двигателя с зависимой от тока якоря выдержкой времени.

Функциональная схема аппарата АТЗ приведена на рис. 14.52.

Рис. 14.52. Функциональная схема аппарата токовой защиты АТЗ двигателя постоянного тока

520