Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

В отечественной практике нашли применение пока лишь две системы электропривода с плавным регулированием: асинхрон­ный вентильно-машинный каскад и асинхронный вентильный каскад. Существенное преимущество каскадных схем то, что преобразуемая электрическая мощность в них определяется ди­апазонами регулирования скорости в отличие от других систем регулируемого привода, в которых преобразуется вся мощность, подводимая к приводному двигателю, независимо от диапазона регулирования. Поскольку для вентиляторов требуемая глубина регулирования частоты вращения обычно не превышает 1 : 2, то и величина преобразуемой мощности в каскадных схемах не превышает половины полной мощности привода. Это уменьшает мощность преобразовательного оборудования и обеспечивает наиболее высокий КПД из всех систем регулируемого привода.

6.1 Электропривод по системе асинхронного вентильного каскада

Донгипроуглемашем на основе разработок ВНИИЭлектропривода выполнен проект унифицированных комплектов элект­рооборудования вентиляторных установок с регулируемым при­водом. В качестве последнего принята система асинхронного вентильного каскада (АВК). Комплекты оборудования приме­няются для вентиляторов ВЦД-47У, ВЦД-47 ''Север'', ВЦД-31,5М.

Комплекты предназначаются для:

• автоматизированного выполнения всех технологических опе­раций при эксплуатации вентиляторных установок;

• изменения режима работы вентиляторов регулированием ча­стоты вращения;

контроля работы и автоматического отключения вентилято­ров при возникновении аварийных ситуаций.

Комплекты обеспечивают:

автоматические повторные пуски вентиляторных агрегатов в периоды кратковременных (до 9 с) исчезновений или глубо­ких падений напряжения сети;

• реверсы воздушных струй без остановки центробежных вен­тиляторов;

• регулирование производительности вентиляторов изменением частоты вращения;

возможность автоматического включения резервных венти­ляторных агрегатов при аварийных отключеньях работающих;

автоматическое включение резервных вводов низкого напря­жения.

Рис. 2.1. Принципиальная схема электропривода вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47

''Север'' по системе асинхронного вентильного каскада

Электрической схемой предусмотрены следующие виды уп­равления вентиляторной установкой: автоматизированное из машинного зала; автоматизированное из диспетчерской; ре­монтное (местное) с места установки механизмов. Выбор места управления производится универсальными переключателями, установленными на соответствующих станциях управления. При автоматизированном управлении комплект позволяет осущест­вить: выбор агрегата для работы (первый или второй); выбор режима работы (всасывание или нагнетание); пуск и остановку агрегата. В режиме ремонтного управления обеспечивается оп­робование любого вспомогательного механизма вентиляторной установки.

В связи с существенной разницей в способах пуска каскад­ных приводов для вентиляторов ВЦД-47У, ВЦД-47 ''Север'' (плавный пуск по схеме АВК с остановленного состояния) и вентилятора ВЦД-31,5М (резисторный пуск с последующим пе­реходом в работу по схеме АВК) соответствующие принципи­альные схемы заметно отличаются.

На рис.2.1 приведена принципиальная схема электропри­вода по системе АВК для вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47 ''Север''. Схема дана для одного агрегата (для второго иден­тична). Комплект электрооборудования каждой вентиляторной установки состоит из двух одинаковых наборов электрообору­дования вентиляторов и набора электрооборудования вспомога­тельных приводов.

Технические данные основного электрооборудования элект­ропривода по системе АВК для вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47 ''Север'':

Электродвигатель асинхронный с фазным ротором АКН2-18-53-12УХЛ4, 2000 кВт, 495 мин^-1, 6000 В, 237 А, на­пряжение и ток ротора 1050 В, 1170 А (для вентилятора ВЦД-47У; обозначение на рис. 5.3 М1М, М2М).

Электродвигатель асинхронный с фазным ротором АКС-17-76-12, 3200 кВт, 495 мин^-1, 6000 В, 376 А, напряжение и ток ротора 1360 В, 1425 А (для вентилятора ВЦД-47 ''Север'' – М1М, М2М).

Агрегат ТДП2-2500/400-2Т УХЛ4, 50 Гц, 4700 В, 125 А (VI,Ul,V2 u U2).

Трансформатор ТСЗП-1000/10УЗ, сетевая обмотка 6000 В, Ud=460 В, Id=1600 А (Т1, Т2).

Выключатель автоматический Q1 быстродействующий ВАБ-42-4000/10, ток уставки 1600 – 4000 А, номинальное напря­жение 1050 В.

Реактор ТРОС-160 УХЛ4, номинальный ток 1000 А, индук­тивность 0,5 мГн.

Рассматриваемый электропривод имеет свои особенности. Применяемые для приводов вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47 ''Север'' асинхронные двигатели с фазным ротором имеют соот­ветственно номинальные напряжения ротора 1050 и 1360 В. Вы­пускаемые для асинхронных вентильных каскадов преобразова­тели тока ротора имеют напряжение 700 В. Поэтому в каскаде для снижения напряжения предусмотрено последовательное сое­динение статорных обмоток двигателей М1М, М2М и включе­ние их в зависимости от достигаемого значения частоты вра­щения в общую звезду или в общий треугольник. В зависимо­сти от значения тока ротора в преобразователе переменного тока роторов производится переключение выпрямителей VI, V2 с параллельного на последовательное или наоборот.

Для регулируемых двухдвигательных приводов вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47 ''Север'' целесообразно иметь глубину ре­гулирования частоты вращения порядка 1 : 5 – 1 : 4. Для осуще­ствления ступенчатого резисторного пуска асинхронных двига­телей, применяемых в приводе вентиляторов ВЦД-47 ''Север'', отсутствуют серийно выпускаемые надежные средства. Поэтому принятые регулируемые приводы этих вентиляторов обеспечивают регулирование частоты вращения из остановленного состояния. Это позволяет осуществить надежный бесступенчатый пуск вентиляторов и настройку вентиляторов на необходимый, наиболее экономичный режим работы.

Электропривод вентилятора по системе АВК работает сле­дующим образом. Вначале масляным выключателем высоко­вольтной ячейки ВЯ4 подается напряжение на согласующие трансформаторы Т1, Т2, а с их вторичных обмоток на инверторы U1, U2 (цепи управления инверторов должны быть подготов­лены). На стороне постоянного тока инверторы создадут мак­симальную противо-ЭДС (автоматический выключатель Q2 ра­зомкнут). Затем масляным выключателем ячейки ВЯЗ после­довательно соединенные обмотки статоров асинхронных двига­телей М1М и М2М включаются в общую звезду. После этого масляным выключателем ячейки ВЯ1 подается напряжение 6000 В на статорные обмотки двигателей. В результате такого включения напряжение на статорных обмотках каждого дви­гателя составит U_1ф=1732 В, а на кольцах роторов напряжение равно U_2Л =525 В в приводе вентилятора ВЦД-47У и U_2Л = 680 В в приводе вентилятора ВЦД-47 ''Север''. Как видно, напряжение уменьшается по сравнению с номинальным вдвое и будет ниже номинального напряжения переменного тока 700 В на входе выпрямителей VI, V2. В дальнейшем при включении автоматического выключателя Q2 замыкается цепь контура по­стоянного тока, выпрямители VI, V2 подключаются параллельно (автоматический выключатель Q1 разомкнут) к последова­тельно соединенным инверторам U1, U2. Так как суммарная противо-ЭДС постоянного тока, создаваемая двумя инверто­рами, соответствует подведенному суммарному напряжению пе­ременного тока 380Х2=760 В и превышает выпрямленную ЭДС ротора, соответствующую напряжению роторов 525 В (680 В), ток в контуре постоянного тока проходить не будет. Ток в роторных обмотках также отсутствует. Поэтому двига­тели М1М и М2М не вращаются.

В процессе уменьшения противо-ЭДС с момента ее равен­ства выпрямленной ЭДС роторов начинает плавно возрастать ток в роторах двигателей и контуре постоянного тока. С по­явлением тока в роторах на валах двигателей возникает вра­щающий момент. Когда вращающий момент превысит момент сопротивления, двигатели начнут вращаться с плавным повы­шением частоты вращения. При прекращении изменения угла регулирования тиристоров инвертора устанавливается необхо­димое значение частоты вращения. При установившейся ча­стоте вращения выпрямленная ЭДС роторов превышает про­тиво-ЭДС инверторов на такое значение, при котором протекает ток в роторах, необходимый для создания на валах двигателей момента, равного моменту сопротивления. В случае необходи­мости снижения частоты вращения соответствующим измене­нием угла регулирования тиристоров повышается противо-ЭДC инверторов. Это вызывает уменьшение тока в роторах двигате­лей, снижение моментов двигателей и соответственно снижение частоты вращения двигателей.

Таким образом, изменение частоты вращения двигателей про­исходит за счет изменения противо-ЭДС инверторов: снижение ее значения повышает частоту вращения, а повышение – сни­жает. При максимальном значении противо-ЭДС угол регулиро­вания тиристоров инвертора – максимальный, при минималь­ном – минимальный. Изменение угла регулирования осуще­ствляется с помощью системы импульсно-фазового управления (СИФУ). В СИФУ подается сигнал выходного напряжения сельсинного задатчика скорости.

В режиме включения статорных обмоток двигателей в общую звезду электропривод обеспечивает получение установившихся частот вращения в зоне I (рис. 2.2).

При необходимости получения частот вращения выше диапа­зона зоны I на верхнем значении частоты вращения зоны статорные обмотки переключаются с общей звезды в общий тре­угольник: масляный выключатель ячейки ВЯЗ (см. рис. 2.1) отключается, а масляный выключатель ячейки ВЯ2 включа­ется. При этом напряжение на кольцах роторов двигателей возрастает в раза и обеспечивается регулирование частот вращения в зоне II.

В случае необходимости дальнейшего повышения частоты вращения при достижении приводом верхнего предела частоты вращения зоны II включается автоматический выключатель Q1 и выпрямители VI и V2 подключаются последовательно к ин­верторам U1 и U2. Ток по диодам V3 и V4 не протекает, так как они включены непроводящей полярностью по отношению к ЭДС выпрямителей. В таком соединении привод работает в зоне III частот вращения, обеспечивая разгон двигателя до номинальной частоты вращения или работу на любой из частот вращения в пределах зоны III. С достижением электроприво­дом максимальной, близкой к номинальному значению, частоты вращения замыкаются контакты контакторов К1, К2. Двига­тели переводятся на естественную характеристику.

При необходимости перевода привода вентилятора с есте­ственной характеристики в зону III, затем в зону II и далее в зону I вначале размыкаются контакты Kl, К2. После сниже­ния частоты вращения до нижней границы зоны III отключается автоматический выключатель Q1. В дальнейшем при снижении частоты вращения до нижней границы зоны II производится переключение обмоток статоров с общего треугольника в общую звезду, т. е. переключения производятся в обратном порядке. Переключения обмоток статора с общей звезды в общий тре­угольник и наоборот, а также включение и отключение выключателя Q1 производится автоматически в функции частоты вра­щения.

Дроссели LI, L2 ограничивают пики выпрямленного тока в процессе включения и отключения автоматического выключа­теля Q1, а также сглаживают пульсации выпрямленного на­пряжения при работе в зонах I и II. Дроссели L3 и L.4 предна­значены только для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения. Инверторы U1, U2 во всех зонах работы электропривода рекуперируют через согласующие трансформаторы Т1, Т2 энергию скольжения в сеть.

Рис. 2.2. Зоны работы электропривода вентилятора ВЦД-470 ''Север''

Наличие в системе регулятора скорости обеспечивает под­держание установленной скорости в необходимых пределах с помощью обратной связи по частоте вращения (напряжению тахогенератора BR). Регулятор тока обеспечивает ограничение максимального значения выпрямленного тока при переходных процессах включения и регулирования частоты вращения.

7. Автоматизация производственных процессов

7.1. Общие положения

Проектные решения в области автоматизации и управления технологическими процессами базируются на предписаниях норм технологического проектирования угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик, и направлены на облегчение условий труда и повышения безопасности производства работ. А также высвобождение рабочих, где это представляется технически возможным и экономически целесообразным, повышение производительности труда и снижение себестоимости угля, экономию энергетических и материальных ресурсов.

Реализация указанных мероприятий достигается следующим путем:

комплексной автоматизацией стационарных установок, групп технологического оборудования и процессов в шахте и на поверхности;

высокого уровня и глубины автоматизации технологических процессов;

• использования в проекте аппаратуры автоматизации, базирующейся на комплектных устройствах блочного типа, разработанной на совершенной элементарной базе с учетом последних достижений отечественной науки и техники в этой области, имеющих высокие показатели надежности и ремонтопригодности, и оснащенные в ряде случаев средствами технической диагностики;

• организации оптимальной структуры оперативного управления основным производством.

Таблица 7.1

В своей работе хочу подробно остановиться на системе автоматизированного управления вентиляторами главного проветривания, т.к. их доля в общем потреблении шахтой электроэнергии около 40%. Система автоматического управления ВГП позволяет оптимизировать процесс вентиляции шахты и снизить потребление электроэнергии на шахте, что приведет к снижению себестоимости угля.

7.2 Средства технологического контроля за работой

вентиляционных установок

В соответствии с правилами безопасности на угольных и сланцевых шахтах схемы управления главными вентиляторными установками дол­жны обеспечивать непрерывное измерение, регистрацию и контроль дав­ления и подачи (производительности) при работе вентилятора как в прямом, так и в реверсивном режиме.

Измерительная аппаратура, в большинстве случаев применяемая для этих целей, представляет собой комплект, состоящий из датчиков давления и производительности, первичного измерительного прибора и связанного с ним системой дистанционной передачи показаний вторич­ного измерительного прибора, обеспечивающего непрерывный контроль и регистрацию измерений.

Датчики давления и подачи (производительности), устанавливае­мые в контрольном сечении вентиляторной установки, обеспечивают получение некоторого пневматического импульса в виде перепада дав­лений, пропорционального контролируемой величине. Полученный дат­чиком перепад давлений по импульсным трубкам подается на первичный измерительный прибор, представляющий собой чаще всего дифферен­циальный манометр, который размещается в здании вентиляторной уста­новки. Вторичные измерительные приборы устанавливают в шкафу управления вентиляторами в помещении вентиляторной установки.

Характеристики

Список файлов реферата