книги из ГПНТБ / Фотиев М.М. Рудничная автоматика и телемеханика учеб. пособие

Рис. 105. Принципиальная электрическая схема автоматизиро­ ванной подъемной установки:

сти, положительной обратной связи, задания, действительного ускоре­ ния, токовой отсечки смещения магнитных усилителей МУ1 и МУ2; РДБ — реле дуговой блокировки; ППК — программный командоаппарат;

Работу задатчика контролирует реле PH. Максимальная величи­ на напряжения заданной скорости t/max принимается меньше напря­ жения самонасыщения Us, а напряжение включения £/вт реле PH — в диапазоне Us> U m> U max- При потере управляемости усилителем УЗ напряжение U3aд возрастает до величины Us, реле PH включает­ ся и накладывается предохранительный тормоз.

Сигнал рассогласования по скорости подается в режиме динами­ ческого торможения на обмотки ОРС1 и ОРС2 магнитных усилите­ лей МУ1 и МУ2 аналого-дискретной системы и на обмотку УГ-/

выходного напряжения УТ должна быть ограничена напряжением пробоя стабилитрона СК2 и опорным напряжением Uon.

Так как информацию о величине тормозного момента получить затруднительно, управление контакторами ускорения в режиме под­ держания постоянной скорости производится в функции выходного тока УТ, который можно считать пропорциональным тормозному моменту. При этом, как показывает опыт, оказывается достаточным регулирование на двух ступенях — чаще всего путем воздействия на контакторы У1 и У2. Управление контактором У1 производится с помощью реле Р31 с согласно действующими обмотками Р31-1 и Р31-2. При отключенных статорных контакторах реле Р31 вклю­ чается в результате подпитки обмотки Р31-2 через катушку КБ и резистор R7. После включения одного из статорных контакторов подпитка исчезает и реле при снижении тока в обмотке Р31-1 до за­ данной величины отключается. При этом включается контактор У1, а реле благодаря подпитке обмотки Р31-2 через катушку контакто­ ра У1 и резистор R8 переходит в режим готовности к включению. Если в процессе регулирования включится контактор У2, эта под­ питка исчезнет и реле Р31 останется отключенным. Это объясняет­ ся тем, что при подтормаживаняи ампер-витков обмотки Р31-1 не­ достаточно для включения реле.

Контактор У2 управляется реле Р32 с обмотками Р32-1 и Р32-2 аналогичным образом, с той лишь разницей, что реле Р32 перехо­ дит в режим готовности к отключению после включения контакто­ ра У1, а после включения У2 находится в режиме готовности к включению, независимо от включения последующих контакторов. В режиме динамического торможения контакты реле Р31 и Р32 шунтируются и не влияют на работу схемы.

Схема узла сравнения содержит три реле: РЗД, включающееся при подаче напряжения на программный командоаппарат ППК; РМЗ, находящееся во включенном состоянии только при максималь­ ном напряжении на входе задатчика интенсивности; PC, отключа­ ющее динамическое торможение. С помощью этих реле можно про­ изводить выбор режима подъемной машины (пуск и равномерный ход, замедление в динамическом режиме, движение с постоянной скоростью, стопорение). В результате весь процесс управления сво­ дится к выбору направления движения с помощью реле РНВ и РНТТ и изменению напряжения на входе задатчика. Это обеспечивает по­ вышенную управляемость, сходную с управлением подъемной ма­ шиной с приводом постоянного тока.

Для сокращения паузы в питании подъемного двигателя при переходе из двигательного режима в динамический и наоборот ду­ говая блокировка выполняется по току статора с помощью реле РДБ и РКТ, а все контакторы ускорения отключаются одновремен­ но контактором КБ. Отключение контакторов ускорения контроли­ руется реле РК со встречно действующими одинаковыми обмотка­ ми РК-1 и РК-2. Если после отключения КБ один из контакторов ус­ корения не отключился, обмотка РК-2 оказывается зашунтирован-

ной сравнительно небольшим сопротивлением и реле РК удержива­ ется во включенном состоянии обмоткой РК-1.

Описанная система автоматизации скиповой подъемной машины позволяет производить автоматический пуск и замедление одними и теми же пускорегулирующимн средствами в любом месте ствола после получения однократного импульса, не требует регулируемого источника постоянного тока для динамического торможения, осу­ ществляет рациональную координацию двигательного и тормозно­ го моментов в режиме поддержания постоянной скорости, обеспе­ чивает хорошее качество регулирования механического тормоза.

§53. Общие сведения об автоматизации шахтных вентиляторных установок

Шахтные вентиляторные установки относятся к числу объектов, автоматизация которых осуществляется наиболее легко и в полном объеме. Автоматизация повышает надежность и безопасность рабо­ ты вентиляторов и дает значительный экономический эффект, глав­ ным образом, благодаря сокращению штата обслуживающего пер­ сонала, экономии энергии и др.

В настоящее время разработаны и изготовляются типовые ком­ плекты аппаратуры автоматизации шахтных вентиляторных ■установок. Эта аппаратура обеспечивает выполнение следующих ос­ новных функций:

дистанционное и местное управление приводными электродвига­ телями вентиляторов и реверсирующими устройствами;

световую сигнализацию у диспетчера о работающем вентилято­ ре и наличии напряжения в цепях дистанционного управления;

световую и звуковую сигнализацию об аварийном останове вен­ тилятора, об отклонении производительности и депрессии от задан­ ных предельных значений и о перегреве подшипников и статорных обмоток;

контроль расхода воздуха и депрессии в вентиляционном канале с непрерывной регистрацией параметров и др.;

автоматическое отключение приводного электродвигателя от сети при коротких замыканиях и перегрузках, несимметричных ре­ жимах работы, исчезновении напряжения в питающей сети или обрыве фазы.

В аппаратуре предусмотрены блокировки:

от повторного дистанционного включения приводных электро­ двигателей вентиляторов после аварийного отключения;

от включения электродвигателей вентиляторов при неработаю­ щей маслостанции;

от одновременной работы двух вентиляторов при дистанционном управлении;

от включения центробежных вентиляторов при открытых направ­ ляющих аппаратах и др.

Для автоматизации вентиляторов главного проветривания се­ рийно выпускается аппаратура УКВГ, а также унифицированная

аппаратура автоматизации шахтных вентиляторных установок, а для автоматизации шурфовых вентиляторных установок—-аппара­ тура АДШВ, обеспечивающая дистанционное управление 12 венти­ ляторными установками по десятижильному кабелю или воздушной линии.

Для автоматизации установок с реверсивными вентиляторами ВОКР разработан комплект аппаратуры ЭРВГП-2, -которая позво­ ляет из помещения диспетчерского пункта осуществлять дистанци­ онные пуск и останов вентиляторов в нормальном режиме работы и в режиме реверса, контроль режима работающего вентилятора и др. Возможно также местное полуавтоматическое управление из помещения вентиляторной установки.

В области дальнейшего усовершенствования схем автоматизации вентиляторных установок первоочередными задачами являются:

разработка надежной аппаратуры и приборов диспетчерского контроля основных параметров шахтной атмосферы (концентрации метана, расхода воздуха и др.);

создание дистанционно управляемых устройств перераспределе­ ния воздуха на участках;

совершенствование способов регулирования производительности вентиляторов;

разработка систем автоматического регулирования производи­ тельности главных вентиляторов;

создание системы комплексной автоматизации проветривания шахт;

создание электронно-счетных машин для автоматического управ­ ления проветриванием шахт.

В настоящее время регулирование производительности осуществ­ ляется в основном поворотом лопаток рабочего колеса или изме­ нением положения направляющего аппарата. Однако эти способы не обеспечивают достаточной глубины и высоких энергетических показателей регулирования.

Следует иметь в виду также то обстоятельство, что вентилятор­ ные установки являются весьма энергоемкими объектами угольных шахт. Их доля в общем потреблении электроэнергии колеблется от 15 до 30%, к. п. д. весьма низок и не превышает обычно 0,6. Суще­ ственно повысить к. п. д. вентиляторов можно путем регулирования скорости вращения в пределах 0,5— 1 от полной скорости вращения ротора вентилятора.

Регулирование режима работы вентиляторной установки приоб­ ретает особое значение при проветривании шахты в функции газовыделения.

Наиболее эффективным способом регулирования режима рабо­ ты вентиляторов является изменение скорости вращения ротора. Для этого могут быть применены мно-госкоростные асинхронные двигатели, двигатели постоянного тока, питание от управляемого выпрямителя или генератора (система Г — Д), асинхронные или синхронные двигатели в сочетании в гидравлическими или электри-

ческ'ИМ'И муфтами, вентильный каскад, асинхронизированный син­ хронный двигатель АСД и др.

Регулирование режима работы вентиляторов главного проветри­ вания изменением скорости вращения открывает перспективы для создания замкнутой системы автоматического регулирования вен­ тиляционного режима шахт.

§54. Аппаратура дистанционного управления

иконтроля шахтных вентиляторных установок

Аппаратура дистанционного управления и контроля главных вентиляторных установок УКВГ. В комплект аппаратуры УКВГ

входят: пульт диспетчера ПД-63, станция управления СУ-63, авто­ матический переключатель дифманометра АПД, аппарат контроля температуры АКТФ-1.

Пульт размещается в помещении диспетчера и предназначен для телемеханического управления главной вентиляторной установкой и сигнализации о режимах ее работы. Станция управления СУ-63 установлена в помещении вентиляторов.

Аппаратура УКВГ обеспечивает: дистанционные пуск и останов вентиляторов; дистанционное управление устройствами для ревер­ сирования вентиляционной струи; местное управление вентилято­ рами, реверсивными и переключающими устройствами; контроль депрессии и производительности вентиляторной установки с приме­ нением регистрирующих и указывающих приборов; автоматический двухпредельиый контроль депрессии и производительности; автома­ тическую световую сигнализацию диспетчеру при пуске вентилято­ ра; автоматическую звуковую и световую сигнализацию в случае остановки работающего вентилятора, перегрева подшипников вен­ тилятора или двигателя, изменения депрессии и производительности вентилятора; защиту электродвигателя от ненормальных режимов; нулевую защиту; блокировку от включения вентилятора при невклю­ ченной маслостанции (при циркуляционной системе смазки) и от включения центробежных вентиляторов при открытых направляю­ щих аппаратах.

Управление поворотом лопаток обычно осуществляется.с помо­ щью двух приводных колонок с электродвигателями, подключенны­ ми к одному пускателю. При такой схеме после нескольких вклю­ чений возникает рассогласование (более чем на 10°) углов установки лопаток левого и правого направляющих аппаратов. Эксплуатация вентилятора в этих условиях недопустима.

Для вентиляторов ВЦД разработана аппаратура автоматиза­ ции синхронного поворота лопаток (АСПЛ) левого и правого на­ правляющих аппаратов с использованием бесконтактных реверсив­ ных реле (рис. 106).

Движки резисторов R1 и R2 соединены с приводными колонка­ ми направляющих аппаратов вентилятора и перемещаются при по­ вороте лопаток. При возникновении рассогласования на 2° в. зави­ симости от его знака срабатывает реле Р1 или Р2 и через промежу­

точное реле ПРІ или ПР2 отключает пускатель приводной колонки, повернувшей лопатки на больший угол. После устранения рассогла­ сования реле PI (Р2) .отключается, а промежуточное реле ПРІ (ПР2) вновь срабатывает и включает остановленную приводную

колонку.

Дистанционное управление приводными колонками направляю­ щих аппаратов осуществляется кнопками 3 («Закрыть») и О («От-

О

•»о

Оз

5

?

&

Рис. 106. Схема аппаратуры синхронного поворота лопаток вентилятора:

крыть»), воздействующими через промежуточные реле РЗ и РО на цепи управления контакторами /<7, К2, КЗ и К4 приводных колонок. Местное управление этими пускателями осуществляется кнопками KOI, КЗІ, К02 и К32. Крайние положения лопаток направляющих аппаратов ограничиваются конечными выключателями КВОІ, КВЗІ, KB02 и KB32.

При автоматизации вентиляторных установок главного провет­ ривания шахт особое значение придается обеспечению надежного контроля за депрессией и производительностью вентилятора. Для непрерывного замера и записи депрессии главных вентиляторов и подачи сигналов при отклонении измеряемой величины от заданных значений разработан депрессиометр ДКДВ-1.

Депрессиометр (рис. 107) состоит из чувствительного элемента, самопишущего'вольтметра V (Н-340) и двух бесконтактных конеч­ ных выключателей. Чувствительный элемент состоит из сильфона Сф (МН-428-60), дифференциального трансформатора Тр2, сердеч­

ник которого жестко связан с сильфоном, и выпрямительного мос­ та BÎ.

При подводе воздуха .под давлением, меньшим или большим ат­ мосферного, сильфон прогибается и перемещает стальной сердечник дифференциального трансформатора. Благодаря этому на выходе трансформатора появляется напряжение дебаланса, пропорциональ­ ное замеряемому разрежению или избыточному давлению. Напря­ жение со вторичной обмотки трансформатора через выпрямитель­ ный мост поступает на вольтметр.

Рис. 107. Схема депрессиометра ДКДВ-1:

ТрІ •—трансформатор' питания; Тр2 — дифференциальный транс­

Бесконтактные конечные выключатели, смонтированные внутри корпуса самопишущего вольтметра, служат для сигнализации о рез­ ком изменении депрессии. Конечный выключатель состоит из ци­ линдрического корпуса с пазом для прохода флажка, укрепленного на стрелке самопишущего прибора. Переменное напряжение от генераторов, собранных на транзисторах Т1 и Т4 и трансформато­ рах ТрЗ и Тр4, при отсутствии флажка в пазу снимается с нагру­ зочных обмоток ТрЗ и Тр4 и выпрямляется диодами ДЗ и Д4. При этом на базу транзисторов Т2 и Т5 подается напряжение отрица­ тельной полярности, которое открывает их. Открытому состоянию транзисторов Т2 и Т5 соответствует запертое состояние ТЗ и Тб. При заходе флажка в паз цилиндрического корпуса происходит срыв ко­ лебаний генератора, вследствие чего транзисторы Т2 и Т5 запира­ ются, а транзисторы ТЗ и Тб открываются. Реле Р1 и Р2 включают­ ся и сигнализируют об отклонении депрессии от заданных пара­ метров. ■

Электроаппаратура реверсивных вентиляторов главного про­ ветривания ЭРВГП-2. Эта аппаратура позволяет осуществлять из помещения диспетчерского пункта дистанционные пуск и останов вентиляторов в нормальном режиме работы и в режиме реверса, контроль за работающим вентилятором, срабатыванием защит и отклонением развиваемой вентилятором депрессии и производитель­ ности от заданных значений.

Возможно также местное, полуавтоматическое управление из помещения вентиляторной установки. Схемой предусматриваются защиты: максимальная, от работы двигателя на двух фазах, от пе­ регрева подшипников и др.

В помещении вентиляторных установок размещают приборы контроля депрессии и производительности вентиляторов, а также сигнальное табло «Вентилятор включен», «Вентилятор отключен», «Сработала защита», «Нормальное положение ляд».

При применении аппаратуры ЭРВГП-2 можно пользоваться как многопроводной линией связи с диспетчерским пунктом, так и те­ лемеханической системой АТУ-1, обеспечивающей контроль и ди­ станционное управление установкой по двухпроводной линии связи.

Аппаратура дистанционного управления шахтными вентилятора­ ми АДШВ. Аппаратура предназначена для автоматизации главных вентиляторных установок, состоящих из вентиляторов с низковольт­ ными или высоковольтными электродвигателями, удаленными от шахты на 5—6 км, и шурфовых установок с реверсированием и без' реверсирования воздушной струи. Число установок главного про­ ветривания, обслуживаемых комплектом аппаратуры АДШВ, не может превышать трех, а общее число установок, включая шурфовые, — двенадцати.

Комплект аппаратуры АДШВ состоит из универсального пульта управления ПВУ, пусковых ящиков ЯВГ для главных вентилято­ ров, пусковых ящиков ЯВ для шурфовых вентиляторов, кабельных ящиков КЯ-3 и КЯ-7, автоматических переключателей дифманомет­ ра АПД, конечных выключателей ВКВ-380М и аппарата контроля температуры.

§ 55. Унифицированная аппаратура автоматизации шахтных вентиляторных установок

Унифицированная аппаратура предназначена для автоматиза­ ции вентиляторных установок строящихся, реконструируемых и действующих горных предприятий, оборудованных одним или дву­ мя нереверсивными или реверсивными осевыми или центробежными вентиляторами одноили двустороннего всасывания.

Комплект унифицированной аппаратуры разработан для венти­ ляторов, приводимых во вращение синхронными и асинхронными высоковольтными и низковольтными, реверсивными и нереверсив­ ными двигателями. Комплект позволяет применять любую телеме­ ханическую систему связи диспетчера с вентиляторной установкой.

Вентиляторная установка может быть оснащена различными вспомогательными механизмами с электродвигателями (лебедка пе­ реключения ляд, сервопривод направляющего и спрямляющего ап­ паратов, маслонасос, вентилятор обдува машинного зала и др.).

Унифицированный комплект аппаратуры позволяет осущест­

влять:

рабочее автоматическое управление вентиляторной установкой с диспетчерского пункта шахты;

резервное полуавтоматическое управление из машинного поме­ щения вентиляторной установки;

местное управление отдельными механизмами вентиляторной установки;

автоматический контроль за работой установки в автоматичес­ ком и полуавтоматическом режимах работы;

частичное регулирование производительности вентилятора по­ воротом лопаток направляющего аппарата без его остановки;

автоматическое включение резервного вентилятора (в случае аварийного отключения рабочего агрегата);

автоматическое включение резервного источника низкого напря­ жения;

реверсирование воздушной струи путем изменения положения ляд (для нереверсивных вентиляторов) или направления вращения ротора вентилятора.

При возникновении аварийных ситуаций вентиляторная установ­ ка автоматически отключается. Диспетчер извещается об этом све­ товым и звуковым сигналами. При нарушениях режима работы, не приводящих к аварии, подаются предупредительные световой и зву­ ковой сигналы. В соответствии с возможными вариантами электро­ привода вентиляторов и схем управления вспомогательными приводами разработаны восемь принципиальных схем управ­ ления.

Вентиляторная установка включается из помещения машинного зала или с диспетчерского пункта нажатием кнопки.

Схемой предусмотрен контроль:

разгона двигателя, который осуществляется по времени; в слу­ чае затянувшегося пуска происходит аварийное отключение агре­ гата;

положения ляд; положения лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов;

пуск вентилятора и перестановка ляд должны происходить при за­ крытом направляющем аппарате;

депрессии и производительности вентиляторов устройствами для сигнализации при отклонении от заданных значений — дифма­ нометрами ДМИ и вторичными приборами ВФСМ-11Р; каждый вентилятор оборудуется двумя вторичными приборами: один из них устанавливается на станции КИП в машинном зале, другой — в диспетчерском пункте;

температуры обмоток электродвигателя вентилятора— термо­ метрами сопротивления и логометром, установленным Да станции