PL152801B1 - UKŁAD ZASILANIA I KONTROLI PRACY NAPgDU URZĄDZENIA WYCIĄGCWEGO - Google Patents

Description

UKŁAD ZASILANIA I KONGROILE PRACY NAPADU URZĄDZENIA WYCIĄGOWEGO

Przedmiotem wynalazku jest układ zasilania i kontroli pracy napędu urządzenia wyciągowego, w szczególności górniczej maszyny wyciągowej napędzanej elektyycnnym silnikiem asynchronicsnym z układem hamowania dynamecznego i rewersją dokonywaną za pomocą styczrnikcw·

Stosowany jest w górnictwie napęd maszyny wyciągowej w postaci elektryce ornego silnika asynchronicznego zasilrnego napięciem przemiennym 6000 V z żeliwnymi oporom i rozruchowymi w obwodzie wirnika i układem łamowania dynamicznego zasianym z prostownika· Zipana pozycji naczyń wydobywczych w szybie dokonywana jest przez zmianę kierunku obrotów, rewersję silnika napędu za pomocą dwóch styczników kierunkowych. Styczniki kierunkowe wyposażone są w układ gaszenia łuku elektrycznego za pomocą pola maogetycznego· Zaopatrzone są w komory gaszeniowe, w których element bezpośrednio stykający się z łukiem elektyyznnym stanowi sprasowany piaskowiec. Podczas pracy styczników kierunkowych ich komory gaszeniowe nagrzewają się, natomiast w czasie postoju maszyny wyciągowej stygną i wchłaniają wilgoć. Ponadto, podczas gaszenia łuku elektrycznego powstaje i osadza się na wewazęrznej części komór gaszeniowych w obrębie otwieranych styków roboczych sadza, która sprzyja pogearszaniu się stanu izolacji wewnętrznej komór gaszeniowych, zwłaszcza pomiędzy stykami roboczymi. Po załączeniu jednego ze stykw kierunkowych, drugi stycznik jest rozłączony, lecz wskutek układu szyn umożliwiających zmianę kierunku obrot<w silnika, na dwóch kolumnach wyłączonego stycznika kierunkowego, pojawiają się przeciwstawne fazy sieci wysokiego napięcia.

Niedogodnością stosowanego rozwiązania szczególnie w warunkach dużej wilgotności panującej na dole kopalni jest fakt iż upływnośó komory gaszeniowej stycznika jednego kierunku powoduje powstanie zwarć międzyfazowych lub doziemnych w sieci wysokiego napięcia zasilającej silniki maszyny wciągowej po załączeniu stycznika drugiego kierunku, w wyniku czego komora gaszeniowa ulega zniszczeniu. Ponadto, upływnośó komory gaszeniowej jednego ze etycznik<w kierunkowych, podczas hamowwaia dynamicznego silnika powoduje uszkodzenie układu prostowniczego niskiego napięcia oraz instalacji sterowniczej.

152 001

152 901

Zwarcia w sieci wysokiego napięcia powodują przestoje wyrobisk górniczych ze względu na brak w dopływie energii elektrycznej. Wyyplanie się komór gaszeniowych stycznikcw kierunkowych powoduje przestoje urządzenia wyciągowego i zakłócenia w wydobyciu urobku oraz regularnej jazdy załóg górniczych. Powstawanie zwarć w sieci wysokiego napięcia stwarza poważne zagrożenie dla obsługi urządzenia wyciągowego, oraz nie pozwala na bieżącą kontrolę stanu weT^ę^nej izolacji - upływność komór gaszeniowych stycznikcw kierunkowych.

Znany jest/z polskiego opisu patentwego nr 131 327 górniczy zestaw łącznikowy rewersyjny z herńą.t3c^!ń^mi zestykami łączeniwwymi do wykon^waia czynności , łączenówwych i rewersyjnych napędów«aeąsayn górnic zych z silni kem i indukcyjnymi klaikawyei pojedynczymi i zespolonymi jedno i dwuuzwwjeniowymi.

Zestaw łącznkkowy zawiera w torze głównym rozłącznik izolacyjny z komorami próżj^jawymi, zabezpieczenie nadrniarowc^prądowe oraz równoległe tory odpływowe ze stycznikami próżniowymi połączone równolegle ze zmianą faz zwieraczem. Zestaw zawiera transformator pomocniczy przyłączony do toru głównego za rozłącznikiem izolacyjnym oraz z napędami styczniki próżniowych, a ponadto od strony zasilania jest przyłączony filtr ochrony przepięciowej. Do każdego toru odpływowego jest przyłączony równolegle zespół połączonych w gwiazdę dławik<w, których wspólny punkt gwiazd cwy jest połączony z zespołem upływowym.

Zestaw łącznikowy nie zabezpiecza w pełni skutecznie sieci wysokiego napięcia zasilającej asynchroniczny silnik napędu maszyny ^ciągowej głównie ze względu na niecałkowite wyeliminowanie upływności komór gaszeniowych stycznikiw kierunkowych i możliwość powstania zwarć doziemnych i międzyfazowych.

Układ zasilania i kontroli pracy urządzenia wyciągowego według wynalazku w torze głównym za wyłącznikiem i zabezpieczeniem nadmiarów o-prąd owym ma w łączony roboczy stycznik połączony szeregowo z dworna kierunkowymi łącznikami włączonymi na odpływach w tor zasilania elektrycznego asynchronicznego silnika urządzenia wyciągowego. Łączniki kierunkowe, roboczy stycznik i stycznik hamowaaia dynamicznego są zasilane z prostownika połączonego z nastawnikiem obwodu sterowania. Nastawnik jest połączony z pomoociczymi stycznikami. Ponadto, po stronie wysokiego napięcia przewody łączące roboczy stycznik z łącznikami kierunkowymi są połączone z napięcOawymi przekładnikami, których wtórne uzwc^oi^.d^i są połączone z blokiem po^^^^wY^y^m i blokiem sygnalizacji stanu izolacji wewajtrzjej komór roboczego stycznika.

V obwody sterowania cewek roboczego stycznika i kierunkowych łącznikcw są włączone zapory diodowe. Blok sy^gnanzac ji składa się z obwodu nastawczego złożonego z diod i rezystorów połączonych z wzmacniaczem, którego wyjście jest połączone poprzez człon czasowy z przerzu tnikiem. Wyjέcie przerzutnik jest połączone poprzez tranzystor z przekaźnikiem mającym swój zestyk włączany w obwód cewki wykonawczego stycznika, którego zestyki włączone są w obwód syfgnaaizacji alammowej względnie blokady pracy urządzenia wyciągowego.

teletą rozwiązania jest niska awaryjność w wyniku wyeliminowania zwarć w sieci wysokiego napięcia wynikających z rewersji silnika urządzenia wyciągowego. Ponadto, ograniczenie do minimum zagrożenia życia obsługi związanego z występującym wysokim napi.ęciee i awaryjnymi sytuacjami podczas eksploatacji urządzenia wyciągowego oraz uzyskanie oszczędności przez wyeliminowanie kosztcwnych komór gaszeniowych. Dodatkowo, ciągła kontrola stanu upływności komór roboczego stycznika z możliwością uruchomienia urządzenia alammowego lub blokady pracy urządzenia wyciągowego.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat połączeń układu zasilania i konnroli pracy napędu urządzenia wyciągowego, a fig. 2 - schemat połączeń bloku sy^abzacji.

Układ zasilania i kontroli pracy napędu urządzenia wyciągowego /fig. 1/ zawi (era w torze za wy łącznikiem WG i nadmilrowj-prdjajye zabezpieczeniem Z, włączony roboczy stycznik SZK, połączony z dwoma kierunkowymi łącznikami 1SG. 2SG włączonymi na odpływie w tor zasilania elektrycznego silnika asynchronicznego. Łączniki kierunkowe 1SG, 2SG, roboczy stycznik SZK i styczniki hlmowaaia dynamicznego SHD są zasilane z prostownika PSG, połączonego poprzez system przekaźników a, b, c, d,e, f blokad sterowania sygnalizacji i obwodu bezpieczeństwa z nastawnikiem N obwodu sterowania urząd ze nia wyciągowego. N&Bha.w.nik N jest połączony z pomooniczymi stycznikami 1SG, 2SG'·

152 901

Po stronie wysokiego napięcia przewody łączące roboczy stycznik SZK z kierunkowymi 1SG, 2SG są połączone z napięcoowymi przekładniami PN, których wtórne uzwojenia są połączone z blokiem pomiarowym V i blokiem sygnalizacji WZ stanu izolacji wewwntrznej komór roboczego stycznika SZK. W obwody sterowania cewek roboczego stycznika SZK i kierunkowych łącznik w 1SG, 2SG są włączone zapory diodowe Dl, D2, D3 z rezystorem! R1, R2, R3· Rdzenie cewek kierunkowych łącznikw 1SG, 2SG mają zabudowane zwoje zwarte w kształcie pierścieni z miedzi w celu uzyskania zwłoki czasowej odpadnięcia zwory i otwarcia zestyków, rzędu 15 s po wyłączeniu napięcia na cewce roboczej. Do odpływów włączony jest obwód hamowwnia dynamicznego silnika synchronicznego złożony z zestyku stycznika hamowania dynamicznego SHD połączonego poprzez prostownik Pr i transformator z siecią napięcia przemiennego 500 V.

Blok sygalizacji WZ /fig. 2/ składa się z włączonego na wejście WE obwodu nastawczego złożonego z diod D4, D5, D6, D7 i rezystorów R4, R5, R6 połączonych z wzmmcniaczem T1, którego wyjście jest połączone poprzez człon czasowy T2, T3 z przerzutnikiem T4, T5· Wyjście przerzutnika T4, T5 jest połączone poprzez tranzystor T6 z przekaźnikiem Pn, którego zestyk Pn1 jest włączony w obwód cewki wykonawczego stycznika S. Zestyki wykonawczego stycznika S włączone są w obwód sygnalizacji alarmowej Ls lub blokady pracy urządzenia wyciągowego.

Zamknięcie zestyku w nastawniku N poprzez zestyki systemu przekaźników i, b, c, d, e, f blokad sterowania, sygaaizacji i obwodu bezpieczeństwa, powoduje przepływ prądu przez cewkę pomocniczego stycznika 1SG*. Zestyki pomocniczego stycznika 1SG· zatkają się w obwodzie cewki roboczego stycznika SZK i cewki kierunkowego łącznika 1SG, co powoduje pobudzenie cewki kierunkowego łącznika 1SG poprzez zestyk ' spoczynkowy drugiego kierunkowego łącznika 2SG. Otwwrte zostają zestyk 1SG w obwodzie pckoocliczego stycznika 2SG*, zestyk 1SG w obwodzie kierunkowego łącznika 1SG i zestyk 1SG w obwodzie Łamówwaia dynamicznego. Następnie zamknę te zostają zestyk 1SG w obwodzie sterowania pomocniczym stycznikiem 1SG> zestyk 1SG w obwodzie kie runakcwego łącznika 1SG i zestyk 1SG w obwodzie roboczego stycznika SZK. Powoduje to pobudzenie cewki roboczego stycznika SZK poprzez zestyk spoczynkowy SHD stycznika hlmowolia dynamicznego SHD.

Po załączeniu roboczego stycznika SZK, elektryczny silnik asynchroniczny zostaje wprawiony w ruch i uruchomione zostaje urządzenie wyciągowe. Jednocześnie zatkają się zestyki SZK w obwodach iierπnikowych łącznkkow 1SG, 2SG.

Przesuwając nastawnik N do pozycji wyjściowej przerywa się obwód zasilania cewki pckocniczej stycznika 1SG*. Otwarty zestyk pomoociiczego stycznika 1SG* w obwodzie sterowania cewki roboczego stycznika SZK powoduje wyłączenie toru zasilania asynchronicznego silnika i zatrjymanie urządzenia wyciągowego. otwarcie zestyku 1SG w obwodzie sterowania kierun^^^wego łącznika 1SG nie powoduje przerwy w jego sterowaniu. Dopiero po otwarciu zestyku SZK następuje przerwa w tym obwoozie. Zestyki główne A kierunkowego łącznika 1SG zostają otwarte po czasie zwłoki jaką powoduje zestyk sterowniczy SZK i zwarty zwój miedziany zabudowany na rdzeniu cewki kierinrkcwego łącznika 1SG.

Sterowanie za pomocą nastawnika N ruchem urząd ze nia wyciągowego w kierunku przecównym jest analogiczne. Dzięki zabudowaniu w obwody sterowania cewek roboczego stycznika SZK i kierunkowych łącznik w 1SG, 2SG zapór diodowych D1, D2, D3, uzyskuje się stałą i pewną zwłokę czasową pomiędzy odpadnięciem zestyków głównych C roboczego stycznika SZK, a odpadnięciem zestyki głównych A, B kierunkowych łączników 1SG, 2SG. Układ uniemożliwia przedostanie się wysokiego napięcia w obwód hamowwaia dynamicznego.

Pomiar ciągły stanu izolacji wewwęęrznej komór roboczego stycznika SZK polega na tym, że wtórna strona napięcoowych prze kłaczków PN nieprzerwanie wspóópracuje z blokiem pomiarowym V upływności oraz z blokiem sygnalizacji WZ stanu upływncdci komór roboczego stycznika SZK podczas jego pracy. Zapewnia samoczynne załączenie i wyłączenie sygalizacji alarmowej Ls lub blokady pracy urządzenia wyciągowego.

Napięcie występujące na uszkodzonych komorach roboczego stycznika SZK przy wyłączonym zasilaniu roboczego stycznika SZK jest wprowadzane do obwodu nastawnego D4, D5, D>, D7,

R4, R5, R6, a następnie do tranzyθCocowegc wzmklnęacza T1. Gdy napięcie iontroOoo/lęe jest

Ikęeśsie od wartości progowej zadanej potencjometrem R5 wówwzas wzmmlnianz T1 jest zabloko4

152 001 wany· Wzrost napięcia ponad granicę progową powoduje odblokowanie wzmacniacza T1, który osią ga w/artość bliską zera, pobudzając człon czasowy T2, T3. Napięcie wyjściowe członu czasowego T2, T3 osiąga po upływie 1s wartość progową napięcia, powodując zmianę stanu pracy przerzutnika T4, T5, który z kolei pobudza do załączenia wykonawczy stycznik S poprzez zestyk Pn1 przekaźnika Pn sterowanego prądem tranzystora T6 włączonego na wyjście przerzutnika T4, T5·

Uzyskane opóźnienie zadziałania czyni blok sygnalizacji WZ niewrażliwym na krótkotrwałe pojawienie się napięcia podczas gaszenia łuku w komorze roboczego stycznika SZK podczas jego pracy· Blok syjgaaizacji WZ oraz blok pomiarowy V wskazują wartość izolacji wewwntrznej i wielkość upływności każdej z trzech komór roboczego stycznika SZK, ponieważ asynchroniczny silnik urządzenia wyciągowego nie zamyka swoim uzwojeniem iapięciiiych przekład^ików PN.

Claims (3)

1« Układ zasilania i kontroli pracy napędu urządzenia wyciągowego, zwłaszcza elektrycznego silnika asynchronicznego z układem hamow^ia dynamicznego, zawierający stycznik z komo rami gaszeniw^mi i łączniki kierunkowe połączone ze stycznikimm hamow^ia dynamicznego, zasilane z prostownika połączonego z nastawnikiem obwodu sterowania urządzenia wyciągowego, połączonego z kolei z pomocniczymi stycznikami, znamienny tym, że w torze głównym za wyłącznikiem /WG/ i nadmiarów o-prądowym zαbizpieczeniea /Z/ ma włączony roboczy stycznik /SZK/ połączony z dwoma kierunkowymi łącznikami /1SG, 2SG*/ włączonymi na odpływach w tarze zasilania elektrycznego silnika asynchronicznego, natomiast po stronie ^sokiego napięcia przewody łączące roboczy stycznik /SZK/ z kierunkowymi łąc^ikimi /1SG, 2SG/ są połączone z napięcoowymi przekładnikami /PN/, których wtórne uzwooenia są połączone z blokiem pomianowym /V/ i blokiem sygnalizacji /WZ/ stanu izolacji wewwnęrznej komór roboczego stycznika /SZK/.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w obwody sterowania cewek roboczego stycznika /SZK/ i kierunkowych łączników /1SG, 2SG/, są włączone zapory dicdowe /D1, D2, D3/·

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że. blok sy^nadzac ji /WZ/ składa się z obwodu nastawczego złożonego z diod /D4, D5, D6, D7/ i rezystorów /R4, R5, R6/ połączonych z wzmmcniaczem /T1/, którego wyjście jest połączone poprzez człon czasowy /T2, T3/ z przerzutnikemm /T4, T5/ połączonym z kolei swoim wyjściem poprzez tranzystor /T6/ z przekaźnikiem /Pn/ mającym swój zestyk /Pn1/ włączony w obwód cewki wykonawczego stycznika /S/, którego zestyki włączone są w obwód sygnaaizacji alammowej /Ls/, względnie blokady pracy urządzenia wyciągowego.