ПОДЗЕМНЫЙ УЧАСТКОВЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ (УРП)

Цель работы: Практическое ознакомление с устройством УРП, его назначением и конструктивными особенностями составляющего рудничного оборудования.

I. Описательная часть

1) Назначение и размещение УРП

Подземный участковый распределительный пункт УРП вместе с присоединенными к нему электрическими кабелями является частью системы электроснабжения участка работ и в то же время представляет собой электрооборудование электроприводов различных рабочих механизмов и освещения. Он предназначен для приема электроэнергии напряжением 380-660В от участковой трансформаторной подстанции (УТП), распределения ее потребителям участка и управления рабочими механизмами и осветительными приборами.

С целью уменьшения потерь напряжения в распределительных сетях УРП и УТП стремятся расположить как можно ближе к забоям, которые постоянно перемещаются, предопределяя переодическое перемещение и УРП и УТП примерно через 50 м. Электрооборудование УРП устанавливают в специальных нишах на деревянных подставках или металлических тележках.

   2) Состав и схема УРП

Подземный УРП может включать в себя следующее оборудование в рудничном исполнении:

– автоматические фидерные выключатели (АФВ, АВ)

– реле утечки (УАКИ, РУВ, РУ, АЗАК)

– магнитные пускатели (ПВИ, ПМВИ, ПВИр, ППВ)

– пусковые агрегаты (АП, АК, АПШ, АБК)

– ручные пускатели (ПРВ, ПРШ)

– осветительные трансформаторы (ТСШ)

– осветительные приборы (РН, РП, РВП, РНП)

и др. оборудование.

Количество и типы аппаратов и устройств УРП определяются количеством рабочих машин и механизмов участка, типом и мощностью их приводов.

Аппараты и устройства УРП соединяют между собой, а также с рабочими машинами, механизмами и осветительными приборами отрезками гибкого кабеля.

На вводе УРП устанавливают автоматический фидерный выключатель (автомат) в комплекте с реле утечки. Автомат соединяют магистральным кабелем с УТП. Магнитные пускатели располагают в ряд в порядке убывания мощности управляемых ими электродвигателей. В конце ряда устанавливают аппараты для питания электроинструментов и осветительных приборов.

На рис.1 изображена схема внешних подключений электрооборудования лабораторного УРП, а на рис.2 – однолинейная схема коммутации его силовых цепей.

Рис.1.Схема внешних подключений электрооборудования лабораторного участкового распределительного пункта (УРП): АФВ-3 – автоматический фидерный выключатель; РУ-380 – реле утечки; ППВ-2, ПВИ-63Б – магнитные пускатели; АПШ – пусковой агрегат; ПВМ – привод винтовой моторный; РВЛ-15 – светильник; ТМ-6 – тройниковая муфта.

Рис.2.Схема коммутации силовых цепей лабораторного УРП

Q1 – выключатель; QF - автоматический выключатель; КМ – контактор (силовые контакты); Т – трансформатор; Q2 – переключатель.

3)Назначение и устройство составных частей УРП

а) Автоматический фидерный выключатель

Фидерные автоматы типа АФВ (см. лаб. работу №2) предназначены для подключения потребителей участка к магистральному кабелю (фидеру), защиты от коротких замыканий и от токов утечки. АФВ могут быть использованы и для нечастых оперативных включений потребителей. Сечения токоведущих жил присоединяемых силовых кабелей по условиям монтажа и эксплуатации не должно превышать 95 мм². Фидерный автомат представляет собой автоматический воздушный включатель, встроенный во взрывонепроницаемую оболочку. Он снабжен максимальными расцепителями, независимым расцепителем с отключающей катушкой, механизмом свободного расцепления (МСР), коммутатором, дугогасительными камерами, катушками проверки максимальных расцепителей.

Максимальный и независимый расцепители не имеют собственных контактов, но их якори связаны с МСР. В свою очередь МСР жестко связан с контактной системой автоматического воздушного выключателя и с рукояткой его управления.

    При коротких замыканиях максимальный расцепитель воздействует своим якорем на МСР, который отключает автомат. При утечках автомат будет аналогично отключен с помощью независимого расцепителя и МСР. АФВ предусматривает возможность регулирования токов уставки (срабатывания) максимальных расцепителей путем изменения натяжения регулировочной пружины и проверки этих расцепителей.

Оболочка АФВ состоит из корпуса, крышки и вводного устройства для ввода кабелей. Крышка АФВ, как и других аппаратов УРП, сблокирована с рукояткой их управления таким образом, что при включенном положении рукоятки крышку нельзя снять, а при снятой крышке нельзя установить рукоядку в положение “включено”.

б) Реле утечки (РУ)

Реле утечки (УАКИ, АЗАК, РУВ) предназначено для защиты людей от поражения электрическим током. При понижении сопротивления изоляции защищаемой электрической сети оно срабатывает и тем самым обеспечивает отключение сети другим аппаратом (например АФВ).

Реле УАКИ (рис. 3) содержит чувствительную часть в виде асимметра (R₄–R₆) и выпрямителя (VD1–VD3), электрически связанных с фазами сети, исполнительное реле (K), обмотка которого включена между выпрямителем и асимметром и связана с заземленным корпусом, а также – контрольную сеть.

При нормальной величине изоляции сети по обмоткам I и II реле K протекают вспомогательные пульсирующие токи I_b1 и I_b2 благодаря тому, что между точкой О₂ асимметра R₄R₅R₆ и точкой О₁ выпрямителя VD1, VD2, VD3 существует напряжение. Поскольку обмотки I и II включены встречно, то результирующий магнитный поток в реле K равен нулю и это реле не срабатывает.

Рис.3.Принципиальная электрическая схема реле утечки УАКИ-380:

Q - выключатель; VD1-VD3- выпрямитель; R1-R6 - делитель напряжения; R4-R6 - асимметр (фильтр напряжения нулевой последовательности); К – двухобмоточное реле постоянного тока; конденсаторы С1-С4 и дроссель L - устройство для компенсации емкостных токов утечки и повышения чувствительности реле утечки; РR – килоомметр; R_c - активные сопротивления фаз электрической сети относительно земли; С_с – емкости фаз электрической сети относительно земли.

При симметричном снижении сопротивления изоляции фаз сети в РУ возникает пульсирующий выпрямленный ток утечки I_yc, который протекает по цепи: фазы сети, сопротивления изоляции сети, земля, обмотка II реле K, выпрямитель, резисторы R₁–R₃ . При критическом сопротивлении изоляции возникающий магнитный поток вызывает срабатывание реле K , что обеспечивает выдачу сигнала о неисправности изоляции сети с вывода РУ “OK” в автоматический воздушный выключатель, который отключит сеть.

При появлении однофазной утечки возникает напряжение нулевой последовательности и разности потенциалов: между точкой О₂  и землей. Вследствие этого возникает ток утечки I_ун. В один полупериод он протекает, минуя обмотки реле K по цепи: сеть, резисторы R₁–R₃, асимметр, точка О₂, диод VD4, земля, сопротивление утечки, сеть. В другой полупериод ток I_ун протекает по цепи: сеть, сопротивление утечки, земля, обмотка II реле K, выпрямитель, резисторы R₁–R₃. При этом он суммируется с током I_yc и увеличивает результирующий магнитный поток реле K , приводя к его срабатыванию. При нажатии кнопки “Проверка” имитируется однофазная утечка и срабатывание реле. Применение двухобмоточного реле (K) со встречным включением обмоток обеспечивает нечувствительность реле утечки к колебаниям напряжения сети.

в) Магнитный пускатель

Рудничные магнитные пускатели серий ПВИ и ПМВИ предназначены для управления асинхронными электродвигателями горных машин и механизмов и защиты этих двигателей и питающих их кабелей от токов коротких замыканий, утечки и других недопустимых ситуаций.

Рудничный магнитный пускатель представляет собой аппаратуру управления, защиты, блокировки и сигнализации, соединенную по определенной схеме и заключенную во взрывонепроницаемую оболочку (см. пускатель ПВИ в лабораторной работе №7).

Конструкция и схема пускателей позволяет осуществлять дистанционный пуск и остановку электродвигателей, реверсирование, защиту от коротких замыканий, утечек, частоты включения, обрыва заземляющей жилы, нулевую защиту, блокировку между последовательно включенными пускателями и пр.

г) Пусковой агрегат

Пусковые агрегаты АП, АК, АБК предназначены для питания двух горных электросверл (напряжением 127 В), осветительной (как в нашем случае) или иной аппаратуры. Пусковые агрегаты обеспечивают защиту от к.з. в силовой цепи и цепи управления, снижения напряжения, от утечки тока на землю и от обрыва цепи заземления. Схемы пусковых агрегатов различных типов незначительно отличаются от схемы агрегата АП-3,5м, мощность которого 3,5 кВА, напряжение на вторичной обмотке – 127 В, а в цепи управления – 36 В (см. рис.4).

Остальными частями агрегата являются: силовой трансформатор Т, автоматический выключатель QF, два контактора КМ1 и КМ2, два реле К1 и К2, реле утечки (типа УАКИ-127), два максимальных расцепителя КА1 и КА2 и однофазный понижающий трансформатор Т1.

При включении автомата QF, взведении расцепителей КА1 и КА2 и нажатии на выносную кнопку SB4 и SB5 по обмотке реле К1 или К2 начнет протекать однополупериодной выпрямленный ток. Соответственно срабатывает реле К1 и контактор КМ1 или реле К2 и контактор КМ2. В результате подается напряжение 127 В потребителю. При нажатии на кнопку SB1 на корпусе агрегата имитируется ток утечки, срабатывает реле утечки УАКИ, замыкает свой контакт К, срабатывают независимый расцепитель КV и МСР, отключается автомат QF.

При нажатии на кнопку SB2 или SB3 поворотом специальной рукоятки на корпусе агрегата срабатывает расцепитель КА1 или КА2.

На лабораторном стенде УРП через пусковой агрегат включает освещение, представленное люминесцентными лампами типа РВЛ.

Рис.4.Принципиальная электрическая схема пускового агрегата АП-3,5М.

II. Практическая часть

1. Найти на стенде основные узлы УРП и уметь объяснить принцип их монтажа.

2. Произвести включение потребителей в определенной последовательности.

3. Отключить УРП вручную и имитируя утечку с помощью УАКИ

III. Графическое оформление

Вычертите схемы: внешних подключений электрооборудования, коммутации силовых цепей, УАКИ, пускового агрегата.

IV. Контрольные вопросы

1. Объяснить назначение, область применения, порядок включения узлов УРП.

2. Объяснить принцип действия аппаратуры УРП: АФВ, ПВИ, ППВ-2, УАКИ, АП-3.5.

3. Какие виды защит обеспечиваются в системе УРП?

4. Особенности электрооборудования рудничного исполнения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТД № 9