книги из ГПНТБ / Иванин В.Т. Основы автоматизации производства на карьерах учебник

Для герметизации крышки установлена шайба 1 из гетинакса. Реле давления РДВ устанавливается на всасывающей крышке

насоса; контакты его включаются в цепь с напряжением 24 В.

Рис. 120. Реле производительности РШ-І

Аппаратура автоматизации водоотливных установок, оборудован­ ных тремя и более насосами, комплектуется в виде отдельных блоков, содержащих аппаратуру контроля, управления, защиты и сигнали-

180

зации. Кроме того, при телемеханизации управления в комплект входят диспетчерский пункт управления и несколько (по числу насосных агрегатов) полукомплектов контролируемых пунктов.

Отечественной промышленностью освоен выпуск блочной аппара­ туры автоматизации водоотливных установок с высоковольтными

инизковольтными электродвигателями.

§71. Схемы автоматического управления электроприводами насосных агрегатов

При автоматическом управлении насосными установками все процессы, связанные с пуском, остановкой и контролем за состоянием оборудования, осуществляются без участия человека. Роль человека сводится к наладке системы и периодическому осмотру оборудования

иаппаратуры управления.

Взависимости от назначения водоотливных установок к их автоматизации предъявляются различные требования. Схемы авто­ матизации участкового водоотлива должны обеспечивать выполнение следующих операций: пуск и остановку насосов (насоса) в зависи­

мости от уровня воды в водосборнике; поочередную работу насосов; сигнализацию об аварийном уровне воды в водосборнике; быстрый переход с автоматического управления на ручное.

Схемы и аппаратура автоматизации главных водооливных уста­ новок с низковольтными двигателями должны обеспечивать: нормаль­ ное функционирование водоотлива без постоянных дежурных маши­ нистов; пуск и остановку насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике; автоматическое управление тремя насосами; пооче­ редную работу насосов; автоматическое включение резервного насоса при неисправности работающего; дистанционный пуск очередного насоса с места установки сигнального табло; одновременную работу двух насосов; заливку насосов перед пуском; быстрый переход с автоматического управления на ручное; гидравлическую защиту (по расходу) и защиту от перегрева подшипников скольжения; дистанционный контроль и сигнализацию (световую и звуковую) аварийного уровня, неисправности насосов, неисправности сигналь­ ных цепей, работы насосов (световую).

Схемы и аппаратура автоматизации главных водоотливных установок с электродвигателями высокого напряжения кроме пере­ численных требований должны обеспечить: дозировку заливки по времени; работу насосов как с управляемыми задвижками, так и при постоянно открытых задвижках; световую сигнализацию о наличии питания сигнального табло и аппарата управления.

Для автоматического управления насосными установками в гор­ норудной промышленности широко применяется аппаратура ти­ пов УАВ, ВАВ, АВО-3, АВ-5, АВ-7, выпускаемая конотопским электромеханическим заводом «Красный металлист».

Следует отметить, что на многих карьерах, шахтах и рудниках управление насосными установками осуществляется по упрощенным

181

схемам, без применения специальной серийной аппаратуры автомати­ зации. Простейшая схема автоматического управления перекачной насосной установки с применением поплавкового реле уровня воды показана на рис. 121.

Управление электродвигателем насоса осуществляется при по­ мощи магнитного пускателя 1, который автоматически включается и отключается поплавковыми выключателями 5.

Рис. 121. Схема автоматического управления перекачным насосом

Если вода в водосборнике поднимается до аварийного уровня вследствие неисправности насоса, то выключатель 4 разомкнет свои размыкающие контакты в цепях управления магнитным пускателем

исигнальной лампы 3 и замкнет замыкающий контакт в цепи электри­ ческого звонка 2. В результате отключается электродвигатель насоса

иподается звуковой сигнал, извещающий о неисправности насосной установки.

Заливка насоса осуществляется при помощи герметического заливного бака.

Для автоматического управления стационарными водоотливными установками, оборудованными тремя насосами и более, применяются более сложные схемы.

Для примера рассмотрим схему автоматического управления насосными установками с применением серийно выпускаемой унифи-

182

цнроваиной аппаратуры типа УАВ, предназначенной для автомати­ ческого управления водоотливными установками в угольной и горно­ рудной промышленности.

Гидравлическая схема УАВ с заливкой вспомогательными погруж­ ными насосами ЗПН показана на рис. 122.

Погружной насос 5 обеспечивает заливку не более трех главных насосов. Реле производительности 1 типа РПН, реле давления 8 типа РДВ, электродные датчики 2 типа ЭД, термодатчики 4 типа ТДЛ-2 устанавливаются после монтажа трубопровода, электропри­ водов задвижек 3, ручных вентилей 6 и 7 и обратных клапанов 9, расположенных согласно гидравлической схеме.

Аппаратура УАВ позволяет управлять водоотливными установ­ ками, оборудованными количеством насосных агрегатов до 16 с высоковольтными и низковольтными асинхронными электродвига­ телями с короткозамкнутым ротором, а также высокольтными асинх­ ронными электродвигателями с фазным ротором и синхронными электродвигателями (с использованием в каждом конкретном случае типовых магнитных станций).

Аппаратура обеспечивает нормальную работу водоотлива без вмешательства постоянного дежурного персонала и представляет собой комплект аппаратуры, содержащий блоки управления насо­ сами, сигнальное табло, реле, датчики и другое оборудование и аппаратуру.

Схема и аппаратура обеспечивают: автоматическое управление насосными агрегатами в зависимости от уровня воды в водосборнике; местное (ручное) управление отдельными агрегатами во время нала­ дочных и ремонтных работ; перевод на местное управление любого числа насосных агрегатов без нарушения работы остальных агрегатов в автоматическом режиме; возможность пуска насосных агрегатов диспетчером; последовательность включения и отключения электро­ двигателей насосных агрегатов с выдержкой времени; включение одного или нескольких (в зависимости от настройки) насосных агрегатов при верхнем уровне воды, в водосборнике; дополнительное включение одного или нескольких агрегатов при повышенном и аварийном уровнях воды; отключение неисправного насосного агре­ гата, работающего в автоматическом режиме, и включение резерв­ ного; возможность заливки вспомогательными насосами, погружным насосом, с использованием заглубленных насосных камер, сифонным способом и баковым аккумулятором; работу насосов с управляемыми задвижками и без них; переход с автоматического управления на ручное без вскрытия оболочки аппарата; дозирование заливки по времени и контроль включения насосов по времени и давлению.

Аппаратура УАВ обеспечивает также гидравлическую защиту по расходу воды, защиту от перегрева подшипников, от заклинивания задвижки; автоматическое отключение насосного агрегата при сраба­ тываниях гидравлической, тепловой защит и защит пусковой аппара­ туры; невозможность повторного включения неисправного насосного агрегата без вмешательства обслуживающего персонала.

183

Схемой предусмотрены следующие виды сигнализации: о питании сигнального табло и о работе насосов (световая), о неисправности насосных агрегатов (звуковая и световая), об аварийном уровне воды в водосборнике (звуковая и световая).

Схема унифицированной аппаратуры УАВ (рис. 123) построена по блочному принципу. Для управления каждым насосом предусмо­ трен индивидуальный агрегатный блок БН с универсальным пере­ ключателем УП очередности работы насосных агрегатов. Общие элементы расположены в общем агрегатном блоке ОБН.

Для работы насоса в автоматическом режиме необходимо универ­ сальный переключатель УП поставить в одно из положений (напри­ мер «В» — автоматическая работа от верхнего уровня).

При подаче напряжения на аппаратуру в каждом блоке заго­ рается белая лампочка ЛБ, свидетельствующая о наличии питания, а реле защиты РЗ делает ряд переключений в схеме, подготавливая

еек пуску насосного агрегата.

При повышении уровня воды в водосборнике до места установки

электрода нижнего уровня ЭН в схеме никаких изменений не произой­ дет. При повышении уровня воды до места установки электрода верхнего уровня ЭВ транзистор Т1 отпирается, так как на базу его подается отрицательный потенциал с делителя напряжения R2—R3. Реле РУВ включается и блокируется электродом ЭН. Одновременно замыкается контакт РУВ в цепи управления блоками и в цепи реле повторителя уровня РПУ, которые производят ряд переключений: включают пускатель заливочного насоса (реле PH) и двигатель моторного реле времени PB.

С выдержкой времени, необходимой для заливки главного насоса, замыкается контакт РВ-6 в цепи реле РГН главного насоса. Если к этому времени главный насос будет залит, то контакт реле контроля заливки РД будет замкнут и произойдет включение реле РГН глав­ ного насоса, которое включает высоковольтную ячейку этого насоса (на схеме не показана) и одновременно включает контактор электро­ привода задвижки К1. Контактор включает привод задвижки, которая при этом начнет открываться и замкнет свой контакт КВЗ в цепи реле РГН и вместе с контактом РГН зашунтирует контакты

РПУ, РВ-6 и РД.

При полном открытии задвижки разомкнется контакт КВО в цепи катушки контактора К1 и двигатель задвижки остановится. Через 57с после включения реле главного насоса РГН разомкнется контакт РВ-7 в цепи пускателя заливочного насоса и последний остановится. Затем разомкнутся контакты РВ-1 и РВ-5, которые произведут следующее: контакт РВ-1 разорвет цепь питания синхронного двигателя моторного реле времени; контакт РВ-5 разорвет цепь питания реле РГН, которое, однако, будет питаться через кон­ такт РПН.

При снижении уровня воды ниже установки датчика ЭН раз­ рывается цепь делителя напряжения R2—R3, транзистор Т1 запи­ рается и реле РУВ обесточивается, размыкая свой контакт в цепях

185

управления блоками. Реле РПУ обесточивается, размыкая свои

начинает закрываться.

При закрывании задвижки уменьшается скорость потока воды во всасывающем трубопроводе и при некотором значении скорости реле РПН разомкнет свой контакт в цепи реле РГН. Однако реле РГН не отключится, так как контакт РПН зашунтироваи контактом реле РПУ. При полном закрывании задвижки конечный выклю­ чатель КВЗ разомкнется и обесточит реле РГН, которое отключит высоковольтную ячейку и замкнет контакт в цепи двигателя реле времени. Последний начнет поворачивать профильные диски до исходного положения. При размыкании контакта РВ-2 реле времени синхронный двигатель остановится. Это положение является исходным.

При повторном повышении уровня воды до отметки ЭВ описанный цикл повторяется.

Работа насоса в автоматическом режиме при повышенном и ава­ рийном уровнях происходит аналогично описанному.

из строя насоса включается резервный насос, настроенный на работу при аварийном уровне, поскольку при отключении реле РЗ замы­ кается его контакт в цепи реле РПУ, что аналогично замыканию контакта РУА- Включившийся насос работает аналогично описан­ ному выше.

Местное управление осуществляется соответствующими кнопками магнитных пускателей при установке рукоятки переключателя УП в положение Р («Ручное»). Пускатель заливочного насоса смонти­ рован без блок-контактов, поэтому работа заливочного насоса осу­ ществляется только при нажатой кнопке «Пуск».

Вывод насоса на ремонт осуществляется переключателем УП, который ставится в положение «Ручное».

Защита агрегатов при нарушении режима работы производится с помощью специальных реле и датчиков, осуществляющих отклю­ чение агрегата и включение цепей сигнализации.

Защита от работы агрегата при потере производительности выполняется с помощью реле производительности РПН, которое отключает реле РГН, а последнее своими контактами отключает цепь управления высоковольтной ячейки и включает моторное реле времени. Реле времени контактами РВ-4 обесточит реле РЗ, которое отключит реле времени, генератор 26 кГц и включит красную лам­ почку ЛК. После отключения генератора на сигнальном табло загорится также красная лампочка и включится звонок.

Аналогичные переключения произойдут в схеме при перегреве

187

При неисправности задвижки реле РЗ отключится контактами тепловых реле времени РТЗ, включенных параллельно катушкам контакторов задвижек.

Защита от пуска незалитого насоса осуществляется с помощью реле давления РД.

Сигнализация осуществляется по занятой телефонной линии при помощи системы телесигнализации, в которой использовано частот­ ное разделение сигналов. Система включает три генератора и три приемника с частотой сигналов соответственно 14, 20 и 26 кГц.

Дистанционный пуск насосов производится диспетчером с по­ мощью кнопки КП. При этом открывается транзистор Т1 и схема работает как в автоматическом режиме.

При необходимости остановить насос и при наличии уровня воды

вводосборнике выше электрода ЭН нажимается кнопка КС.

§72. Автоматизация глубинных насосов

Для откачки воды из водопонизительных скважин применяются артезианские турбинные насосы АТН и центробежные погружные насосы типов АП, АПВ, АПТ, ПМНЛ и др.

Для насосов АТН применяются вертикальные электродвигатели специальной конструкции мощностью от 7 до 180 кВт, напряже­ нием 380 В. Двигатель размещается над устьем скважины и соеди­ няется с насосом специальным трансмиссионным валом, состоящим из отдельных секций. Для центробежных погружных насосов типа АП, АПВ, АПТ и др. применяются специальные водозаполненные асин­ хронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью от 2,5 до 60 кВт. Эти двигатели вместе с насосом размещаются не­ посредственно в скважине.

Управление электродвигателями осуществляется с помощью магнитных пускателей или специальных магнитных станций.

Для включения и отключения двигателей насосных установок водопонизительных скважин широко применяются различные схемы дистанционного и автоматического управления, а также системы телесигнализации и телеуправления.

На рис. 124 показана схема автоматического управления глубин­ ными насосными установками, оборудованными погружными насо­ сами с электродвигателями мощностью до 45 кВт.

Включением автомата А подается напряжение в схему управле­ ния, при этом загорается зеленая сигнальная лампа ЛЗ-

При подъеме воды в скважине до электрода нижнего уровня включается реле РУ1 и замыкает свой контакт в цепи управления контактора КЛ. После того как уровень воды в скважине достигнет электрода верхнего уровня, срабатывает реле РУ2 и своим контактом включает реле времени PB. Последнее, включившись, замыкает свой контакт в цепи катушки контактцра КЛ,который подключает двигатель насоса к сети и разрывает цепь катушки реле PB- При этом включается реле минимальной нагрузки РМН, включенное

188

в одну из фаз силовой цепи двигателя, в результате чего последо­ вательно включенные контакт реле РМН и блок-контакт контак­ тора КЛ шунтируют контакт PB реле времени в цепи питания ка­ тушки контактора КЛ.

О включении насоса в работу сигнализирует красная лампа ЛК. Отключение двигателя от сети произойдет автоматически при снижении уровня воды в скважине ниже электрода нижнего уровня.

матизации управления на­ сосными установками водопонизительных скважин является приме­

нение систем телемеханического управления и контроля.

В настоящее время конотопским заводом «Красный металлист» выпускается аппаратура «Обзор» телемеханической системы упра­ вления и контроля насосов ‘водопонижения и водоснабжения. Аппаратура применяется при телемеханизации рассредоточенных объектов в угольной, горнорудной и других отраслях народного хозяйства.

Аппаратура «Обзор» представляет собой бесконтактную теле­ механическую систему, выполняющую функции телеуправления, телесигнализации, телеизмерения и учета времени работы объектов, максимальное количество которых равно 60.

В качестве линий связи используются двухпроводные воздушные или кабельные линии, обеспечивающие дальность действия системы до 30 км. Причем для одного контролируемого объекта предусмо­ трена возможность передачи и приема информации в объеме одной

189