книги из ГПНТБ / Кузнецов Б.В. Электрооборудование и электроснабжение торфопредприятий учеб. пособие

вание его в качестве прибора контроля изоляции нецелесообразно, поскольку его работу зависит от емкости сети относительно земли. Недостатком асимметра является относительно малая величина сопротивления обмотки реле, что приводит к значительному сни­ жению сопротивления сети относительно земли. Это нежелательно с точки зрения безопасной эксплуатации.

Контроль изоляции при помощи ламп и вольтметров, подклю­ ченных непосредственно к фазам сети и земле, несмотря на его

Рис. 8 -6 . Заземление {зану­

ление) корпуса электроприемника в сети с глухозаземленион нейтралью.

многие недостатки, в настоящее время применяется еще довольно часто. В последние годы появились более совершенные приборы контроля и защитного отключения, в основу работы которых поло­ жены вентильные схемы (см. рис. 8-8 и 8-9).

Всистеме с глухозаземленной нейтралью (рис. 8-6) все метал­ лические нетоковедущие части электроустановок связываются элек­ трически с заземленной нейтралью трансформатора (генератора) через нулевой провод сети или специальный заземляющий провод­ ник. Поэтому здесь при пробое изоляции на корпус электропри­ емника возникает ток короткого замыкания/ц.3., что приводит к сра­ батыванию защитного аппарата и отключению поврежденного участка. Такая система называется занулением.

Всети с глухозаземленной нейтралью простое заземление кор­ пуса электроприемника без соединения с нейтралью Правилами запрещается. Такое защитное заземление не обеспечивает необхо­ димую надежность защиты, так как при пробое изоляции на кор­

может оказаться недостаточной для срабатывания защиты. Поэто­ му между корпусом поврежденного электроприемника и землей возникнет и может длительно существовать опасное напряжение.

Если одновременно соединить корпус электроприемника с ней­ тралью и заземлить его, то это не нарушит' действие защиты и не ухудшит безопасности. Наоборот, условия безопасности в такой схеме даже улучшатся, так как в случае замыкания на корпус до­ полнительное заземление уменьшит напряжение по отношению

НО

к земле на аварийном корпусе. Такое дополнительное заземление называется повторным заземлением нулевого провода. Правила предписывают устраивать повторные заземления нулевого провода на воздушных линиях через каждые 250 м, а также на концах ли­ ний и ответвлений длиной более 200 м.

Рассмотренные защитные мероприятия — заземление и -зану­ ление во многих случаях не защищают человека от поражения при прикосновении к частям, находящимся под напряжением. В се­ тях с изолированной нейтралью однофазные замыкания не о т к л ю -

тралыо хотя и отключаются, но время их отключения может быть велико и доходить до десятков секунд (если ток замыкания мал или завышены токи плавких вставок предохранителей).

Более совершенной мерой защиты, получающей все большее признание и распространение в сетях напряжением до 1000 В, является защитное отключение. Защитным отключением называется система защиты, которая обеспечивает безопасность путем быстро­ действующего отключения аварийного участка или сети в целом при возникновении замыкания на корпус или непосредственно на землю с временем действия 0,1—0,2 сек и ниже. Наиболее совер­ шенными системами защитного отключения считаются такие, при которых происходит быстродействующее отключение также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.

Рассмотрим в качестве примера две схемы защитного отклю­ чения для сетей напряжением до 1000 В с изолированной и глухо­ заземленной нейтралями.

На рис. 8-8 приведена схема аппарата защитного отключения и контроля изоляции для сетей с изолированной нейтралью (типа РКЗ-Н51) напряжением 380, 220 или 127 В. Принцип действия схемы аналогичен работе асимметра (см. рис. 8-6), используемого в сетях торфопредприятий с изолированной нейтралью напряже­ нием 500 В.

141

Электромагнитное реле Р включено в нулевую цепь выпрями­ тельного моста из диодов Д \—Д 3. Сопротивления ги г2 и г3 слу­ жат для ограничения тока в случае пробоя одного из диодов или междуфазного короткого замыкания, а также для снижения обрат­ ного напряжения, приложенного к диодам. Переменное сопротив­ ление г$ предназначено для регулирования чувствительности по сопротивлению изоляции.

В нормальных условиях через нулевую цепь протекает неболь­ шой ток небаланса постоянного направления /0, недостаточный для срабатывания реле Р.

При снижении сопротивле­ ния изоляции в одной, двух или во всех трех фазах сети через обмотку реле будет протекать дополнительный выпрямленный ток,' величи­ на которого зависит от со­ противлений изоляции фаз и величины сопротивления г5. При определенной величине тока реле Р сработает и замкнет цепь отключения

возможности вибрации якоря реле Р параллельно его.обмотке вклю­ чен шунтирующий диод Д 4. Проверка действия защиты производит­ ся кнопкой К. При срабатывании реле отключается вся сеть, пи­ тающаяся от трансформатора.

Реле может также служить для контроля изоляции сети.

На рис. 8-9 приведена схема защитного отключения в трехфаз­ ной сети с глухозаземленной нейтралью. Схема содержит выключа­ тель В с отключающим реле Р, обмотка которого получает пита­ ние от специального трансформатора тока. При однофазных замы­ каниях в цепи после трансформатора тока нарушается равенство токов трех фаз, вследствие чего суммарный магнитный поток в сер­ дечнике трансформатора тока будет иметь определенное значение, что приведет к появлению тока небаланса в обмотке реле и даст импульс на отключение поврежденного участка. Аналогичные явле­ ния будут и при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением, так как при этом также нарушается равенство

142

токов трех фаз, что вызовет протекание через обмотку реле тока небаланса и срабатывание реле.

Применение систем защитного отключения особенно целесооб­ разно в тех случаях, когда защитное заземление или зануление тех-

Рис. 8-9. Схема защитного отключения для сети с заземленной нейтралью.

нически трудновыполнимы или не дают должного эффекта (напри­ мер, передвижные или удаленные от системы заземления или зануления электроприемники).

Вопросы для самопроверки

1.Укажите, на какие группы подразделяются помещения по степени опас­ ности поражения электрическим током? Какие из этих групп имеются на торфопредприятиях?

2.Разберите особенности поражения электрическим током в трехфазных сис­

темах напряжением до 1000 В с изолированной и глухозаземленной Нейтралями.

3.Чем объяснить применение на гторфопредприятиях трехфазных систем напряжением до 1000 В с изолированной и глухозаземленной нейтралями?

4.Почему Правила запрещают заземлять нулевую точку трехфазного гене­ ратора на передвижных электростанциях?

5.Каковы особенности защитного заземления в трехфазных сетях напряже­ нием до 1000 В с изолированной и глухозаземленной нейтралями? Почему в се­ тях с глухозаземленной нейтралью корпус электродвигателя должен быть соеди­

нен с нулевым проводом? * 6 . Поясните опасность двойного замыкания на землю в торфяных электро­

установках.

7. Поясните назначение защитного отключения в торфяных электроустанов­ ках. Рассмотрите роль асимметра на конкретном примере из практики работы электрифицированной торфяной машины.

8 . Укажите назначение прибора КИ ‘(контроль изоляции) в торфяных элек­

троустановках.

143

I

Глава 9

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ТОРФЯНЫХ МАШИН И ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ТОРФА

§ 9-1. Общие сведения

Самоходные электрифицированные торфяные машины исполь­ зуются в технологических процессах добычи кускового торфа, час­ тично фрезерного, а также в процессах уборки, штабелирования и погрузки торфа.

Электрооборудование этих машин работает в условиях вибра­ ций, сотрясений при широком диапазоне температур, наличии пы­ ли, грязи и атмосферных осадков.

Электроприводы торфяных машин работают в режимах нагру­ зок: продолжительном, кратковременном и повторно-кратковре­ менном.

Режим работы ряда электроприводов (погрузочные краны) характеризуется частыми пусками и реверсами, быстрыми разго­ нами и остановками, резкими толчками. Отдельные электроприводы (поворотные механизмы, механизмы передвижения) требуют плав­ ного изменения скорости движения, ограничения ускорений в пе­ реходных режимах, а следовательно, и динамических нагрузок на конструкции машин.

Питание электроприводов торфяных машин осуществляется от воздушной или кабельной сети непосредственно или/ через по­

подводятся либо к распределительному устройству на машине, ли­ бо к кольцевому токосъемнику с контактными кольцами (для ма­ шин с поворотной рамой). Ток с контактных колец через наложен-

.ные на них щетки подводится затем к распределительному устрой­ ству. Такая система токоподвода позволяет производить поворот рамы машины без опасения повредить кабель.

В отдельных случаях торфяная машина имеет1дизель-элек­ трический привод. Источником электрической энергии здесь служит синхронный генератор. *

Согласно Правилам, все торфяные электроустановки напряже­ нием до 1000 В должны иметь мгновенную защиту от однополюс­ ных замыканий на землю; на каждой электрифицированной торфя­ ной машине предусматривается контроль состояния изоляции элек­ трической сети.

144

Основными предприятиями по механической переработке торфа являются торфобрикетные заводы. На них осуществляется произ­ водственный процесс, в ходе которого фрезерный торф превраща­ ется в монолитный и прочный кусок определенной формы и раз­ меров—брикет. Этот процесс называется брикетированием торфа. Он включает следующие технологические операции: дробление, грохочение, тепловую сушку и прессование. Все эти отдельные опе­ рации связаны в непрерывный производственный поток с помощью механизированного транспорта.

Для осуществления технологического процесса брикетирования торфа на действующих заводах применяется различное механиче­ ское оборудование, которое можно разбить на следующие харак­ терные группы:

механизмы для приема, подачи,, распределения и транспорта торфа в пределах завода;

механизмы для измельчения торфа; механизмы сушилок; торфобрикетные прессы.

Электроприводы механизмов выполняются главным образом на переменном токе. В отдельных случаях по соображениям ши­ рокого и плавного регулирования скорости вращения используют­ ся приводы постоянного тока.

Режим работы электроприводов в основном продолжительный с малоизменяющейся нагрузкой. Отдельные приводы (торфобрикет­ ные прессы) имеют циклическую резкопеременную нагрузку.

Управление электроприводами дистанционное — местное и централизованное. В схемах управления широко используются бло­ кировочные связи, позволяющие обеспечить заданную последова­ тельность (программу) работы механизмов.

Электродвигатели и аппараты управления имеют закрытое или взрывобезопасное исполнение в зависимости от характеристики производственного помещения.

Электроснабжение торфобрикетных заводов осуществляется в настоящее время от энергосистем. Для производства тепловой энергии на заводах сооружаются собственные котельные. В более ранний период на торфобрикетных заводах предусматривались теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), вырабатывающие электрическую и тепловую энергию.

Питание электроприемников напряжением до 1000 В произво­ дится от сетей трехфазного тока с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В.

При изучении электрооборудования торфяных электроустано­ вок необходимо уметь критически оценивать установленное элек­ трооборудование: его назначение, режим работы, конструктивное исполнение, тип электропривода, систему управления, защиту от ненормальных режимов, заземление, возможность повышения про­ изводительности рабочей машины путем применения регулируемых электроприводов.

145

§9-2. Электрооборудование машин кускового торфа

Воснову технологического процесса производства кускового торфа положен экскаваторный способ. На крупных торфопредприятиях применяют электрифицированные экскаваторы типа ТЭМП-2М (торфяной экскаватор, многоковшовый, поворотный), работающие

совместно с двумя электростилочными машинами типа ЭСМ. Для

Рис. 9-1. Схема электроснабжения и работы экскаватора ТЭМП-2М с дву­ мя электростилочными машинами.

механизированной уборки и штабелирования кускового торфа ис­ пользуется комплект машин УКБ-СКС.

Экскаватор ТЭМП-2М имеет следующие основные механизмы: нижнюю платформу в виде рамы на гусеничном ходу, верхнюю поворотную платформу, экскавирующее устройство, сепаратор •пней, приемный транспортер, торфоперерабатывающий механизм (молотковая дробилка или двухвальный пресс) и поворотный вы­ дающий транспортер. На нижней платформе укреплена стрела для выноса кабелей электростилочных машин.

Торф-сырец, экскавируемый из залежи поступательно движу­

146

щимися вдоль ковшовой рамы ковшами, проходя через сепаратор пней; поступает с помощью приемного транспортера в перераба­ тывающий механизм. Переработанная торфомасса подается на по­ воротный выдающий транспортер, откуда она загружается в кузов электростилочной машины.

В процессе экскавации торфа экскаватор стоит на месте, а ковшовая рама за счет поворота верхней платформы поворачи­ вается в ту или другую сторону на угол, соответствующий нормаль­ ному заполнению ковшей. После каждого поворота рамы механизм поворота верхней платформы останавливается и экскаватор с по­ мощью гусеничного хода передвигается на новое место (короткая передвижка). На рис. 9-1 приведена ' схема электроснабжения и работы торфяного агрегата, состоящего из экскаватора ТЭМП-2М и двух электростилочных машин ЭСМ. Энергия для питания элек­ троприемников агрегата подается на экскаватор 1 при помощи торфяного кабеля 5. Кабель подключается к кольцевой воздушной линии 4 напряжением 6 кВ через' разъемный разъединитель, уста­ новленный на опоре 6. Для понижения напряжения на экскаваторе установлен силовой трансформатор мощностью 320 кВА со вторич­ ным номинальным напряжением 0,525 кВ. К кольцевой воздушной линии подключаются также передвижные трансформаторные под­ станции для питания уборочных агрегатов УКБ-СКС.

Подготовленная торфомасса загружается в электростилочную машину 2, вторая электростилочная машина 3 выстилает торф и после выстилки возвращается задним ходом к экскаватору, за­ нимая положение За. Обе машины работают по Челноковой схеме.

Все механизмы экскаватора, за исключением привода полотна

привода торфоперерабатывающего механизма с помощью колодоч­ ного фрикциона. Электроприводы имеют асинхронные нерегулируе-

147

мые электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Управление электроприводами экскаватора дистанционное (кнопочное) и осу­ ществляется с пультов управления, установленных в кабинах ма­ шиниста и его помощника.

Принципиальная схема электрооборудования экскаватора ТЭМП-2М приведена на рис. 9-2 (а, б, в, г).

Первичная обмотка трансформатора 320 кВА присоединяется к распределительному высоковольтному ящику типа РВНО-6, ко1 торый при помощи гибкого кабеля ГТІИ-6 и разъемного разъеди­ нителя подключается к воздушной линии 6 (3) кВ. Внутри ящика РВНО-6 установлена высоковольтная аппаратура, предназначен­ ная для включения трансформатора и защиты его от ненормальных режимов.

Вторичная обмотка трансформатора при помощи воздушного автомата А с максимально нулевой защитой присоединяется к рас­ пределительному устройству 500 В. К верхним зажимам автомата подключены приборы контроля состояния изоляции: комплект нео­ новых ламп КИ и асимметр Ас. Размыкающий контакт асимметра включен в цепь нулевого расцепителя 1РН ящика РВНО-6 (рис. 9-2,6). В случае однофазного замыкания на землю в сети 500 В реле асимметра сработает и нулевой расцепитель 1РН отключит высоковольтный выключатель ВВ, который отсоединит от сети 6 (3) кВ силовой трансформатор. Для периодической проверки исправности асимметра предусмотрена кнопка 21П. При нажатии кнопки асимметр должен сработать.

При отключении высоковольтного выключателя ВВ остаются под напряжением, трансформатор напряжения ТН, 6000/100 В и питающийся от него осветительный однофазный трансформатор ОТ, 100/12 В, предназначенный для питания аварийного и ремонт­ ного освещения.

Управление электроприводами экскаватора, за исключением привода торфоперерабатывающего механизма, осуществляется при помощи реверсивных (электродвигатели 3 ... 8) и нереверсивных (электродвигатели 9 ... 11а) магнитных пускателей со встроенными тепловыми реле, выполняющими защиту от перегрузок. Защита от токов короткого замыкания осуществляется плавкими предохра­ нителями. Электропривод ковшовой цепи реверсивный, что позво­ ляет при его обратном ходе удалять заклинившиеся предметы.

Управление электроприводом торфоперерабатывающего меха­ низма также дистанционное, но вместо магнитных пускателей, ко­ торые не изготовляются на большие мощности, используются от­ дельные трехфазные контакторы — 2К. Для защиты от токов ко­ роткого замыкания предусмотрены реле максимального тока —

5РМ, 6РМ.

В цепях ответвлений для питания электростилочных машин Іа и 16 установлен общий контактор 1К и трехполюсные рубильники с предохранителями на каждое ответвление (рис. 9-2, а).

Переключатель позволяет подключать к сборным шинам 500 В привод насоса или электросварочный аппарат.

148

Для питания цепей управления электроприводами, сигнализа-- ции и освещения иа экскаваторе установлен трехфазный трансфор­ матор мощностью 2,5 кВА, напряжением 133 В.

Цепи управления электроприводами приведены на рис. 9-2, г. Кнопочные станции цепей управления располагаются на двух пуль­ тах управления, установленных соответственно — один в кабине машиниста, другой — в кабине помощника машиниста.

Цепь 1—2 (рис. 9-2, г) контролирует наличие напряжения в це­ пях управления. В случае резкого снижения или исчезновения на­ пряжения нулевой расцепитель 2РН (реле напряжения) воздушно­ го автомата А срабатывает, что приводит к отключению всех элек­ троприемников, питающихся от шин 500 В. Для аварийного’ отключения электроприемников на каждом пульте управления имеются аварийные кнопки ІА и 2А, разрывающие цепь нулевого расцепителя 2РН.

Цепь 3—4 осуществляет управление контактором 1К привода электростилочных машин.

Цепь 5—6 управляет контактором 2К привода торфоперераба­ тывающего механизма. Пусковая кнопка 2П1 в цепи контактора' 2І( привода торфоперерабатывающего механизма имеет четыре за­ мыкающих контакта. При нажатии этой кнопки одновременно с по­ дачей напряжения на катушку 2К шунтируются размыкающиеся контакты 5РМ и 6РМ максимальных токовых реле, которые в мо­ мент пуска размыкают свои контакты, так как реле настроены на токи меньше пусковых. Две другие пары контактов 2ПЗ и 2П4 пусковой кнопки подключают сопротивления 1СШ и 2СШ (рис.- 9-2, в) в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, шунти­ рующих катушки токовых реле 1РМ и 2РМ в ящике РВНО-6, что уменьшает токи, протекающие по этим реле, и не позволяет от­ ключиться высоковольтному выключателю в моменты броска пус­ кового тока электродвигателя торфоперерабатывающего механизма.

В схемах управления электроприводами ковшовой цепи и по­ ворота верхней платформы (цепи 9—8 и 11—10) отключение элек­ тродвигателей приводов осуществляется с двух мест: кнопками 4С и 6С, расположенными на пульте управления машиниста, и кноп­ ками ЗС и 5С — на пульте управления помощника машиниста. При отключении электродвигателя привода ковшовой цепи кнопкой ЗС помощник машиниста извещает об этом машиниста путем включе­ ния кнопкой 18П в цепи 27—26 звонка Зв, установленного на пуль­ те управления машиниста. Одновременно при нажатии на кнопку ЗС происходит размыкание кнопки 5С, механически связанных между собой, и отключение электродвигателя привода верхней платформы. Электродвигатель отключается также автоматически конечными выключателями КВВ и КВН в крайних положениях ковшовой рамы.

Схема управления электроприводом поворота выдающего транспортера (цепь 13—12) не имеет кнопки «Стоп». Электродви­ гатель работает в толчковом режиме, пока нажата кнопка 7П1 или 8П1. Остальные цепи управления электроприводами экскавато-

149

I