УДК1621.31-213.34
СОВЕТСКОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВО ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОМ И РУДНИЧНОМ ИСПОЛНЕНИИ НА ВЫСТАВКЕ «ЭЛЕКТРО-87»
А. И. ПАРХОМЕНКО, генеральный директор Донецкого НПО «Взрывозащищенное электрооборудование», канд. техн. наук
В развитии отраслей топливно-энергетического комплекса и горнодобывающей промышленности важное место занимает подотрасль электротехники по созданию и выпуску электрооборудования во взрывозащищенном и рудничном исполнении. Ядром этой подотрасли является Донецкое НПО «Взрывозащищенное электрооборудование», которое проводит широкие исследования и разработки взрывозащищенного электрооборудования в соответствии с требованиями отраслей-потребителей и экспортных поставок. Концентрация в рамках объединения научно-исследовательских, проектно-конструкторских, технологических и производственных мощностей позволила повысить технический уровень и сократить в 1,5—2 раза (а по ряду изделий в 2—3 раза) сроки создания и внедрения новой техники.
В годы 11-й пятилетки обновлена практически вся номенклатура электрооборудования, выпускаемого предприятиями объединения, в основном за счет разработки и освоения выпуска новых поколений изделий с улучшенными технико-экономическими характеристиками, на принципиально новой элементной базе и технологии. В экспозиции раздела «Взрывозащищенное электрооборудование» международной выставки «Электро-87» представлены новые изделия, созданные объединением в последние годы. В их числе — вакуумный контактор в рудничном исполнении типа КВТ-Р-10-400 на напряжение 10 кВ и ток 400 А и на его основе — комплектное устройство управления УКВ-6 (рис. 1), обеспечивающее уменьшение вдвое металлоемкости и трудоемкости изготовления и повышение в 2—4 раза показателей надежности и износостойкости по сравнению с применяемым в настоящее время для управления высоковольтными двигателями комплектным устройством КРУВ-6. На базе вакуумного контактора выпускается серийно высоковольтный реверсор типа РВВ-6/10-400 для управления мощными электродвигателями шахтного подъема. Серийно выпускаются безмасленные комплектные распределительные устройства КРУВ-6А и КРУРН-6 на напряжение 6 кВ, мощность отключения которых 100 МВ-А — вдвое больше, чем у прежних аналогов, а износостойкость возросла в 5 раз. При этом обеспечен более широкий диапазон функциональных возможностей, значительно снижены материалоемкость и трудоемкость изготовления.
В настоящее время разрабатывается комплектное распределительное устройство КРУРН-6/10 на напряжение 6/10 кВ на базе вакуумного выключателя, а также вакуумный высоковольтный пускатель на базе вакуумного контактора.
Низковольтный вакуумный контактор КТ12Р37 на напряжение 1140 В и ток 320 А создан ВНИИВЭ совместно с ВНИИэлектроаппарат. На базе этого контактора освоен выпуск взрывозащищенного пускателя ПВВ-320 (рис. 2) для управления электродвигателями угледобывающих комбайнов и стругов, работающих в тяжелых условиях. Использование вакуумных контакторов обеспечивает повышение износостойкости пускателей — механической в два раза, а коммутационной в 5—10 раз по сравнению с обычными пускателями, имеющими контакторы с воздушным дугогашением. Одновременно снижены металлоемкость и трудоемкость изготовления пускателей.
Высоковольтные и низковольтные аппараты на базе вакуумных контакторов являются представителями нового поколения рудничных аппаратов, с качественно более высокими техническим уровнем и показателями надежности и долговечности. Освоение производства высокоэффективных вакуумных контакторов, унифицированных электронных блоков управления и защиты, микропроцессорных устройств контроля и диагностики, а также использование взрывозащиты вида «е» открывают перспективы создания взрывозащищенных аппаратов высокой надежности и с ограниченным регламентом обслуживания.
Рис. 1. Взрывозащищенное комплектное устройство на вакуумных контакторах
Рис. 2. Пускатель взрывозащищенный ПВВ-320 с вакуумным контактором
Наряду с освоением производства вакуумных аппаратов совершенствуются контакторы и выключатели с воздушным дугогашением. Проведена существенная унификация и модернизация аппаратов и их элементной базы. Созданы более надежные рудничные контакторы серий КТ2000У и КТ4000У на напряжение 660/1140 В, унифицированные электронные блоки управления и защиты (БДУ, БК.И, ПМЗ, ТЗП), составляющие костяк схемы любых рудничных аппаратов, в том числе шахтных пускателей ПВИ125БТ-ПВИ250БТ и автоматических выключателей АВ400Д02, представленных на выставке.
Созданы новые модели пускателей ПВИ32 для угольных шахт и ПМ32 для химических и нефтеперерабатывающих предприятий, обладающих высокой эффективностью и широкой областью применения. Новые аппараты имеют в 1,5—2,5 раза более высокие показатели коммутационной способности и износостойкости, надежности и долговечности по сравнению с серийно выпускаемыми и зарубежными аналогами.
Для дистанционного управления электроприводами машин и механизмов высокопроизводительных комплексов машин и механизмов объединением разработаны и выпускаются комплектные устройства управления — станции управления, заменяющие собой наборы отдельных аппаратов и обеспечивающие уменьшение в два раза размеров и массы распределительных пунктов, трудоемкости изготовления и обслуживания.
Для замены в ближайшей перспективе широкой номенклатуры станций управления узкоспециализированного назначения разработано комплектное унифицированное устройство КУУВ-350 (рис. 3). Оно состоит из двух стандартных модулей по току нагрузки на 63 и 350 А: первое предназначено для управления и защиты вспомогательными приводами (до пяти), второе — для дистанционного управления электроприводами угледобывающих комплексов напряжением 660/1140 В. Модули могут быть соединены в любых вариантах и количествах, в зависимости от назначения и типа комплекса.
На выставке представлены и другие комплектные устройства, например, типа К.УУВП-5 и КУУВП-10 для управления проходческими комбайнами, КУУВ- 63 — для управления вспомогательными приводами шахтного подземного подъема. Создание унифицированных комплектных устройств с широким диапазоном применения позволило повысить технический уровень, надежность и долговечность аппаратов, сократить их номенклатуру, уменьшить металлоемкость и трудоемкость изготовления, трудозатраты на монтаж и наладку.
В экспозиции выставки показан соединитель СНВ- 63М-Л, типопредставитель соединителей серии СНВМ, предназначенных для соединения гибких кабелей в трехфазных сетях угольных шахт. Они выпускаются девятиконтактными (три силовых, пять контрольных и один заземляющий контакты), все контакты разъемные. Обеспечивают высокую безопасность и удобства в эксплуатации кабельных сетей.
Для рудников черной и цветной металлургии и для негазовых угольных шахт, в которых нет взрывоопасной среды и требования взрывозащиты не обязательны, создан и серийно выпускается комплект электрооборудования на напряжение 380/660 В в рудничном нормальном исполнении.
Это электрооборудование не имеет средств взрывозащиты, однако обладает достаточной по условиям эксплуатации механической прочностью и защитой от проникновения в оболочки пыли и влаги. По своей элементной базе оно унифицировано со взрывозащищенным.
В комплект входят представленные на выставке комплектное распределительное устройство КРУРН-6, трансформатор ТСП-160/6, автоматические выключатели ВРН-200 и ВАРП-200, пускатель ПРИ-100, двигатель серии 4А 112РН. Показатели материалоемкости и трудоемкости изготовления этого электрооборудования в 2—3 раза меньше, чем взрывозащищенного. Поэтому применение более простого и дешевого комплекта электрооборудования в рудничном нормальном исполнении взамен дефицитного и дорогостоящего взрывозащищенного электрооборудования обеспечивает большую экономию ресурсов и экономическую эффективность.
Рис. 3. Комплектное унифицированное устройство управления КУУВ-350-1К (комбайновый вариант)
На выставке представлены малогабаритные посты управления ПВ-КУ и сигнализация ПВ-СС, выключатели путевые ВПВ-4М, предназначенные для работы в условиях угольной, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. Они широко используются для дистанционного и автоматизированного управления электроприводами машин и механизмов, обеспечивают высокую безопасность, надежность и долговечность.
Для управления технологическими механизмами морских плавучих буровых установок нефтедобывающей промышленности объединением впервые разработаны и выпускаются взрывозащищенные пульты управления. Они предназначены для контроля и управления системой коммутации главных приводов буровой установки при бурении нефтяных скважин на шельфе моря, выполнены в унифицированных взрывозащищенных оболочках, обеспечивают высокую безопасность и удобства в эксплуатации.
Объединением созданы и выпускаются комплекты взрывозащищенных аппаратов управления и электродвигателей для козловых, мостовых и подвесных кранов, применяемых на предприятиях всех отраслей промышленности со взрывоопасными условиями производства. В экспозиции выставки представлен крановый электродвигатель.
Рис. 4. Электродвигатель комбайновый ЭКВЖ4-315
Рис. 5. Взрывозащищенная трансформаторная подстанция ТСВПЭ-400/6 типа «Энергопоезд»
В 11-й пятилетке существенно обновлена номенклатура взрывозащищенных электродвигателей для всех отраслей промышленности, а также созданы новые, более эффективные. Взамен серии двигателей В, ВР серийно выпускаются модернизированные двигатели серии 2В 2ВР мощностью до 110 кВ. Типопредставителями этой серии на выставке являются двигатели 2B132L4, 2BP280S4. В двигателях этой серии реализованы новые достижения в части конструкции и технологии изготовления, использованы вновь разработанные конструкционные и изоляционные материалы с более высокими технико-экономическими показателями, усовершенствованы системы охлаждения. Это позволило повысить уровень энергетических и потребительских характеристик, снизить на 7—17 % материалоемкость. На этой же основе модернизированы также двигатели серии ВАО: низковольтные в диапазоне мощностей 55— 315 кВт и высоковольтные — 200—2000 кВт. Модернизированные двигатели выпускаются серийно с индексом ВА02. На выставке представлены двигатели этой серии — BAO2-280L4 низкого напряжения и ВА02- 450LB4 — высокого.
Впервые созданы и выпускаются двигатели ВА02 на напряжение 10 кВ, а также серии ВАОУ для привода мощных углесосов.
Двигатели второго поколения серий 2В, 2ВР, ВА02 выгодно отличаются от своих предшественников улучшенными энергетическими показателями, повышенными надежностью и ресурсом в эксплуатации, существенно меньшими (на одну-две ступени) габаритными размерами. Они имеют высокий уровень унификации и стандартизации (на 90 %) и средний технический ресурс 30— 40 тыс. ч машинного времени для двигателей низкого напряжения и 60—80 тыс. ч — для двигателей высокого напряжения.
В 11-й пятилетке ВНИИВЭ совместно с ИГД им. А. А. Скочинского (Минуглепром СССР) созданы комбайновые электродвигатели повышенной мощности новой серии ЭКВЖ (мощностью 250 и 315 кВт) (рис. 4), имеющие принципиально новую систему охлаждения обмоток. Кроме имеющегося водяного охлаждения корпуса статора в новых двигателях предусмотрено заполнение полости между статором и ротором диэлектрической теплопроводящей жидкостью, что обеспечивает интенсификацию теплоотвода от обмоток ротора и увеличение мощности в тех же габаритах почти вдвое по сравнению с серийно выпускаемыми электродвигателями с водяным охлаждением и более чем втрое — с воздушным охлаждением. Кроме того, внедрение новой технологии изготовления роторов с литой медной глубокопазной клеткой взамен алюминиевой беличьей клетки и применение особонадежной термореактивной изоляции монолит-2, обладающей высокой электрической и механической прочностью, влаго-, масло- и вибростойкостью, позволяет существенно повысить моментные характеристики и ресурс и на 25—30 % увеличить мощность комбайновых и струговых электродвигателей, работающих в тяжелых условиях. Создание электродвигателей новой серии ЭКВЖ позволяет решить проблему повышения энерговооруженности угледобывающей техники.
Институт — участник международной программы по созданию единой унифицированной в рамках СЭВ серии взрывозащищенных двигателей АИУ, АИМ с высотой оси вращения от 63 до 355 мм. Эта серия разработана коллективно со странами—членами Интерэлектро на базе стандартов СЭВ и норм СЕНЕДЕК и по своим техникоэкономическим характеристикам соответствует международным стандартам и мировому техническому уровню. Из этой серии на выставке демонстрируются двигатели АИМ63, АИУ71, АИМ80, АИМ90 и АИМА90.
На основе использования созданных ВНИИВЭ высокоэффективных видов кремнийорганической изоляции и типа монолит с улучшенными характеристиками, новой элементной базы, а также вновь разработанных устройств внутренней разгрузки давления взрыва модернизированы шахтные трансформаторы ТСВ и трансформаторные подстанции ТСВП. Модернизированные изделия имеют более совершенную конструкцию, повышенную надежность и вдвое больший срок службы, а также сниженные на 7—9 % показатели материалоемкости и трудоемкости изготовления по сравнению с предшественниками.
Созданы шахтные трансформатор и подстанция мощностью 1000 кВ-A, в которых применена эффективная система охлаждения на базе тепловых трубок.
В настоящее время осваивается выпуск комплектной трансформаторной подстанции типа «энергопоезд» мощностью 400 и 630 кВ-А (рис. 5). Это по сути энергокомплекс, совмещающий в себе источники питания, высоковольтную и низковольтную аппаратуру, а также средства компенсации реактивной энергии. Агрегатное исполнение позволяет резко сократить номенклатуру и количество поставляемых в комплекте с горными машинами изделий, обеспечить экономию металла, кабелей и трудозатрат по доставке, монтажу и наладке.
В экспозиции выставки представлены комплектные электроприводы в общепромышленном и взрывозащищенном исполнении. Для управления асинхронными двигателями шахтных подъемных установок осваивается выпуск разработанных совместно с ВНИИэлектропривод и Тираспольским ПО «Электромаш» тиристорных частотно-управляемых электроприводов серии ЭЧМП мощностью 315—1250 кВт в общепромышленном исполнении. Разрабатываются электроприводы серии ЭКЧВ мощностью 90—400 кВт во взрывозащищенном исполнении.
Для регулируемого электропривода подачи выемочных комбайнов унифицированного ряда ВНИИВЭ разработал преобразовательную подстанцию, силовая часть которой выполнена на малогабаритных оптотиристорных модулях. Подстанция обеспечивает регулирование скорости подачи комбайна в зависимости от нагрузки его главного электропривода, автоматическую остановку и реверс подачи при перегрузке.
Усовершенствованы малогабаритные посты дистанционного и автоматического управления ПВ и выключатели путевые ВПВ. Они обеспечивают высокую безопасность, надежность и долговечность в сложных условиях эксплуатации при повышенных влажности и запыленности. Модернизированы с улучшением характеристик соединители низковольтные СНВ, блоки БКС и др.
Подводя итог обзору экспозиции взрывозащищенного и рудничного электрооборудования, следует отметить, что в настоящее время объединение подготавливает к выпуску комплектные трансформаторные подстанции типа «энергопоезд», высоковольтные и низковольтные рудничные аппараты на основе вакуумной техники, унифицированных блоков управления и защиты с использованием электроники и микропроцессоров, комбайновых электродвигателей повышенной мощности и др. Эти новые поколения изделий, созданные на принципиально новой технической основе и элементной базе, обеспечат качественно более высокий уровень техникоэкономических характеристик, существенное повышение энерговооруженности и производительности машин и механизмов, надежности и долговечности взрывозащищенного электрооборудования, снижение его материалоемкости и трудоемкости изготовления. Неуклонно растет качество выпускаемой объединением продукции. К концу 1986 г. более 63,5 % взрывозащищенных изделий изготавливалось с государственным Знаком качества, а к 1990 г. по высшей категории качества планируется выпускать практически все изделия, подлежащие аттестации.
