СТАНЦИИ КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМИ АГРЕГАТАМИ

Цель работы: Ознакомление с принципами конструирования и действия станций контакторного управления буровых установок типа УКБ.

I. Описательная часть.

Электропривод буровой установки включает в себя (см. рис.1) несколько электродвигателей, управляемых по схемам обычного или реверсивного контакторного управления, аппаратура которого размещается в едином шкафу, представляющем собой станцию контакторного управления. В этом шкафу, кроме аппаратуры контакторного управления (Р1, Р2, РЗ) размещается также аппаратура защиты (максимальное реле Р5) плавкие предохранители (FU), автоматические выключатели B1-B11, тепловые реле (F1-F6), аппаратура сигнализации (сирена 3В), трансформаторы напряжения для питания цепей освещения (TP1) и цепей управления (ТР2), трансформаторы тока (ТрЗ, Тр4) для питания измерительных приборов (ваттметр W).

Электрическая схеме агрегатов УКБ включает в себя электродвигатели станка (М1), бурового насоса (клеммы AIO-CIO), гидросистемы (М2), труборазворота (МЗ), которые защищаются от токов короткого замыкания автоматическими воздушными выключателями соответственно В2 - В5. Непосредственное включение и отключение электродвигателей станка, насоса, гидросистемы производятся контакторами P1, Р2, РЗ, а труборазворота (МЗ) - отдельным реверсивным магнитным пускателем (В-Н). В цепях управления, питаемых от трансформатора Тр2 (380/220 В), каждому двигателю соответствует своя цепочка управления. Например, станок управляется по цепочке: Р4, КнЗ, Kн6, B1,4, P₁H, P₁B (вперед) и по цепочке Р4, КнЗ, Кн6, В1,4, Р₁В, Р₁Н (назад). Реверсирование осуществляется переключением выключателя B14.

Насос управляется по цепочке Кн4, Кн7, Р2, а гидросистема- по цепочке Кн5, Кн8, РЗ.

В цепи управления имеются также электромагнит автоперехвата ЭМ, включаемый выключателем ВК2; сирена Зв, отключаемая при включении реле Р4,в цепь которого напряжением 24В включен концевой выключатель BK1.

В схеме установки предусмотрен также трансформатор Тр1 на напряжение 12 В для подключения освещения станции Л и переносного освещения Ш1.

Включение агрегатов производится следующим образом:

1) включается рубильник B10, подающий напряжение 380 В на общие шины, к которым подсоединены автоматические воздушные выключатели В2, ВЗ, В4, В5, В11 ;

2) включается автомат B11, посредством которого подается напряжение к трансформатору Тр2, питающему цепи управления (220 В) и сигнализации (24 В); 

3) включается цепь сигнализации выключателем В7, а затем цепи управления - выключателем В6. При этом сработает реле Р4, замкнет свой Н.0. контакт в цепи управления двигателем станка и разорвет Н.З. контакт в цепи сирены Зв;

4) включаются автоматы В2,ВЗ,В4,В5, подающие напряжение на ввод, контакторов Р1,Р2,РЗ ;

5) включение двигателей производится с помощью кнопочных постов управления Кн6, Кн7, Кн8, смонтированных с внешней стороны дверей станции, а отключение - соответственно кнопками Кн3, Кн4, Кн5.

Рассмотрим включение электродвигателя станка.

Рис.1. Схема контакторного управления и защиты установки УКБ-4.

После включения автоматов В10, В7, В6, В2, В11 сработает реле Р4, которое подготовит к включению цепь управления станком, замкнув Н.О. контакт Р4 и разорвет цепь питания сирены Зв, разомкнув Н.З. контакт Р4. После нажатия кнопки Кн6 сработает реле P₁B. (в положении переключателя B14, показанном на рисунке), замкнется комплект силовых контактов двигателя М1, замкнется Н.О. блок-контакт P₁B, шунтирующий кнопку Кн6, и разорвется Н.З. блок-контакт Р₁В в цепи катушки P₁H, исключив возможность её срабатывания. Двигатель станка может быть остановлен кнопкой «стоп» Кн3, при срабатывании максимального реле Р5 разрывом контакта, шунтирующего  кнопку Кн6 цепи, либо при срабатывании реле Р4 в случае переподъёма снаряда, а также при срабатывании теплового реле.

Аналогично запускается двигатель в другую сторону. При этом только выключатель B14 переводится вниз, а в результате нажатия кнопки Кн6 срабатывает катушка P₁H, которая замкнёт соответствующие силовые контакты.

Привода насоса и гидросистемы включаются подобным образом нажатием соответственно кнопок Кн7 и Кн8. Выключаются они кнопками Кн4 и Кн5 и при срабатывании тепловой защиты (F3-F5).

Труборазворот (МЗ) управляется отдельным реверсивным магнитным пускателем “В-Н” по “толчковой” схеме.

II. Практическая часть.

1. В обесточенном состоянии станции управления, пользуясь схемой, найти силовые цепи станка, насоса, гидросистемы.

2. Проследить по каждой цепи монтаж автоматических выключателей, контакторов, командоаппаратов.

3. Уяснить принцип монтажа трансформаторов, осветительных устройств, измерительных приборов, аппаратов защиты и сигнализации.

4. По разрешению преподавателя включить станцию управления и в указанной последовательности произвести включение и отключение каждого из приводов агрегата.  

III. Графическая часть.

Вычертить электрическую схему привода буровой установки, дав   краткое описание её работы.

IV. Контрольные вопросы.

1.Указать в магнитной станции клеммы подсоединения двигателей станка, насоса, гидросистемы, труборазворота (эл. схема установки приведена на двери станции).

2.Показать на схеме и в натуре силовые цепи и цепи управления потребителей.

3. Объяснить порядок включения потребителей.

4. Определить возможность подключения через магнитную станцию других потребителей, например, отопительных приборов.

5. Объяснить устройство заземления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ШАХТНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Цель работы: Практическое ознакомление с устройством, принципом действия и электрической схемой шахтных магнитных пускателей.

I. Описательная часть.

Электромагнитный шахтный пускатель представляет собой взрывобезопасный коммутационный аппарат для дистанционного пуска, остановки и защиты электродвигателей горных машин. Он состоит из контактора, аппаратов зашиты, блокировки и управления, помещенных во взрывонепроницаемый корпус. Причем, цепи управления, блокировки, зашиты и сигнализации выполнены на напряжение до 36В, т.е. исполнения РО (безопасные в любых условиях).

Различают нереверсивные и реверсивные пускатели. В реверсивных пускателях имеются два контактора.

В настоящее время выпускаются нереверсивные пускатели ПМВИ и ПВИ (пускатели взрывобезопасные с искробезопасными цепями управления), которые предназначены для эксплуатации в подземных условиях при температуре от -25 до +35° С и относительной влажности 97-98%. 

Типоразмеры наиболее совершенных пускателей серии ПВИ приведены в таблице.

Таблица.

Пускатели серии ПВИ обеспечивают механическую блокировку, нулевую и максимальную защиты, взрывобезопасность, контроль изоляция, ограничение числа включений, сигнализацию о срабатывании защиты.

Оболочка 27 пускателя ПВИ (рис. 1) представляет сварную конструкцию на салазках 12, состоящую из отсеков 15, 18, 21, 26, один из которых 18 - сетевая камера, а второй 21 - моторная. С помощью проходных зажимов 17 и 20 сетевая камера 18 связана с разъединителем 14, а моторная камера 21 - с контактором 13. Разъединитель, включаемый рукояткой 8, размещается в камере 15 совместно с трансформатором 16.

В контакторной камере 26 на выдвижном шасси размещены: контактор 13, понижающий трансформатор 25 и стабилизатор напряжения, блок управления 23, блок универсальной максимальной зашиты 24, блок предохранителей, переключатель, кнопка "Проверка". Стыковка контакторного блока в отсеке осуществляется с помощью контактов 19 и 22. Контакторный отсек 26 закрывается крышкой 3, имеющей клиновой затвор и элементы блокировки 7 и 9, привод замка 10, кнопку "Стоп" 11, глазок 4, таблички 1, 2. Кабели к пускателю проводятся через ввод 5, а контрольный кабель - через ввод 6. 

Рис.1.Магнитный пускатель серии ПВИ.

Рис.2. Электрическая схема ПВИ.

В электрической схеме ПВИ (рис. 2) можно выделить, следующие основные цепи:   

1) силовую (разъединитель Q , контактор К7, силовые клеммы Л1, Л2, ЛЗ, C1, C2, СЗ, первичная обмотка трансформатора Т);

2) универсальной максимальной защиты УМЗ (трансформаторы тока ТА, потенциометры R1_p , R2_p , выпрямители V1, V2, исполнительные реле KA1, КА2);

3) ограничения числа включения (нормально открытый (н.о.) контакт К5, диод VЗ, резистор R1 , конденсатор С2, реле КТ);

 4) контроль состояния изоляции (вторичная обмотка стабилизатора TV, переключатель S2 , выпрямитель V4, реле КА4, контакты реле КТ2, нормально закрытый (н.з.) блок-контакт К2, кнопка "Проверка", резисторы R2, R3, корпус);

5) управления (вторичная обмотка стабилизатора, реле КАЗ, контакты К1, КT1, К4 , КА4, переключатель S1, пост управления);

6) сигнализации (зажимы 8- 9, лампы HL1 и НL2);

7) блокировки других пускателей (контакты КЗ и К6).

Схема управления ПВИ работает следующим образом. Промежуточное реле КАЗ не реагирует на переменный ток. При нажатии кнопки "пуск" выносного поста управления (ВП) ток проходит по цепи: зажим 6 обмотки стабилизатора ТV, размыкающий контакт КА4, кнопка "стоп" (SB) на корпусе пускателя, контакты переключателя управления S1 , зажим 1 в штепсельной муфте, жила дистанционного управления в кабеле, кнопки "пуск" и "стоп" и диод поста управления, заземляющая жила, корпус пускателя, зажим 3 штепселя, зажим 4 стабилизатора. В первый полупериод, когда диод будет открыт, обмотка реле КАЗ не получит питания. Во время второго полупериода, когда диод будет закрыт, ток пойдет по цепи: зажим 4 обмотки ТV, катушка КАЗ, переключающий контакт реле КА4, зажим 6 стабилизатора.

При срабатывании реле КА3 замкнет контакт катушки контактора К и пускатель включится. При отпускании кнопки "пуск" цепь управления замыкается через блок-контакт К4 зажима или при двухпроводной схеме управления - через резистор R, встроенный в пост управления. В исходное положение схема возвращается при срабатывании защиты или при нажатии на любую кнопку "стоп" цепи управления. Так, при срабатывании УМЗ разрывается контакт КА1,2 в цепи контакторной катушки, выключается К, размыкается контакт К4 в цепи управления, осуществляя тем самым и нулевую защиту.

Защита УМ3 состоит из двух одинаковых цепей, питающихся от отдельных трансформаторов тока. В цепях находятся потенциометры R1_р, и R2_р, с помощью которых регулируются их токи уставки. Исполнительные электромагнитные реле KA1 и КА2, имеющие общий размыкающий контакт в цепи катушки К, питаются через выпрямители V1 и V2. При возникновении короткого замыкания реле срабатывает и разрывает цепь питания катушки К. Резисторы R5 и R4 нормально включены и отключаются кнопками П1 и П2 при проверке исправности защиты.

Магнитные пускатели выбирают по номинальному напряжению и номинальному рабочему току подключаемой сети, а также по мощности двигателей (см. таблицу).

Пускатель необходимо проверить на соответствие его разрывной способности по току короткого замыкания. Выбрав пускатель, определяют величину тока уставок максимального реле.

 Блокировочное реле утечки работает следующим образом. При включении разъединителя Q напряжение поступает на трансформатор Т и стабилизатор ТV. При малом сопротивлении изоляции создается, замкнутая цепь катушки КА4: зажим 5, переключатель S2 , выпрямитель V4, катушка КА4, контакт KT2, н.з. блок-контакт К2 контактора, кнопка "Проверка", клемма С3, обмотка статора, точка с ухудшенной изоляцией, земля, земля выпрямителя V4, зажим 7 стабилизатора ТV. Реле КА4 переключающим контактом разрывает цепь управления, а замыкающим контактом создает цепь для питания лампы HL2, сигнализирующей о срабатывании КА4. При включенном пускателе реле не принимает участия в контроле изоляции и его функции должно выполнять реле УАКИ (с аппаратом АФВ). Исправность реле КА4 устанавливается нажатием кнопки "Проверка". Резистор R2 включается при напряжении 660 В, а R3- при 380 В.

Блок ограничения включения применяется с целью увеличения срока службы контакторной системы. Часто повторность включений контактных групп так велика, что происходит наложение одной дуги на другую, а это приводит к быстрому выводу аппарата из строя. В пускателе ПВИ частота включения ограничивается 1200 циклами в 1 ч.

При включении пускателя контакт К5 замкнется, и катушка КТ получит питание через однополупериодный выпрямитель V3. Одновременно зарядится конденсатор C2. Реле КT контактом КТ2 разорвет цепь КА4, а контактом KT1 подготовит цепь шунтирования катушки реле КАЗ. При отключении пускателя включить его сразу же повторно не удается, так как после его отключения реле КT некоторое время питается за счет заряда конденсатора С2 и удерживает свой контакт KT1 замкнутым. В той же цепи контакт K1 остается замкнутым, что создает цепочку, шунтирующую катушку реле КАЗ, предотвращая прохождение по ней тока до полного разряда конденсатора C2. Пускатель 2-3 секунды не может быть включён, а этого достаточно для погашения дуги. Контакт КТ2 предназначен для отключения катушки KА4 и ошибочного срабатывания реле в случае повторных включений от э.д.с. продолжающего вращаться двигателя.

II. Практическая часть.

1. Найти составные узлы пускателя на натурном образце и соответствие их схематическому изображению.

2.  Объяснить электрическую схему пускателя ПВИ.

3. Объяснить на натурном образце систему монтажа пускателя в

схеме дистанционного управления.

4. Произвести регулировку тока уставки.

5. Произвести включение управляемого двигателя. 

III. Графическое оформление.

Вычертить электрическую схему пускателя ПВИ.

IV. Контрольные вопросы.

1. Отличие шахтных пускателей от общепромышленных.

2. Объяснить систему включения, принцип работы защит (максимальной, от утечек, от частых включений).

3. Объяснить устройство пускателя на натурном образце.

4. По аналогии с пускателем ПВИ объяснить конструкцию пускателя другой серии, используя специальный образец.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8