Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий - Электрооборудование добычных, транспортных и вспомогательных установок

Г л а в а IV
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДОБЫЧНЫХ, ТРАНСПОРТНЫХ
И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

На открытых горных разработках для вскрышных работ, добычи и транспортирования полезных ископаемых применяют различного рода экскаваторы, бурильные машины, транспортно-отвальные мосты, конвейеры и т. д.
Для прохождения подземных горных выработок, добычи и транспортирования полезных ископаемых применяют проходческие комбайны и погрузочные машины, механизированные комплексы, конвейеры, бурильные машины, электровозы.
Все машины и механизмы оснащены большим количеством разнообразного электрооборудования, в которое входят: электродвигатели, генераторы, силовые трансформаторы, распределительные устройства напряжением выше 1000 В, пусковая аппаратура напряжением ниже 1000 В, аппаратура сигнализации, телефонной и громкоговорящей связи, радиосвязи, установки промышленного телевидения, осветительные приборы.
На открытых разработках эксплуатируют установки с одновременным применением привода переменного и постоянного тока, несколькими ступенями применяемого напряжения, значительным количеством одновременно работающих электрических машин, различными режимами работы.
В подземных горных выработках в основном применяется привод переменного тока, отсутствуют вращающиеся преобразовательные установки, многодвигательный привод машин исчисляется единицами.
В зависимости от назначения и типа установки может быть ручное, дистанционное или автоматическое управление электрооборудованием.

§ 2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ

Экскаваторы с ковшом вместимостью 0,25—2 м³ имеют однодвигательный асинхронный электропривод с короткозамкнутым ротором. Экскаваторы с ковшами вместимостью более 2 м³ оснащены большим количеством разнообразного электрооборудования, в которое входят: электродвигатели переменного и постоянного тока, генераторы постоянного тока, осветительные и силовые трансформаторы собственных нужд, пускозащитная аппаратура напряжением до 1000 В и выше 1000 В, станции и пульты управления, аппаратура сигнализации и связи.
Характерные особенности электрооборудования: концентрация значительного его количества на небольшой поворотной платформе экскаватора; наличие нескольких ступеней напряжения — от 12 В для переносных ламп до 6—10 кВ для подвода электроэнергии к силовому трансформатору; широкий диапазон используемых мощностей электродвигателей — от 1 кВт для привода вспомогательных механизмов до 1000 кВт и более для привода главных механизмов; применение кольцевых токоприемников, е помощью которых производится передача электроэнергий От неподвижных к вращающимся или поворачивающимся механизмам; одновременная эксплуатация электрических машин переменного и постоянного тока.
У одноковшовых экскаваторов на гусеничном ходу и шагающих экскаваторов для главных приводов (механизмы хода, подъема, напора и поворота) применяют электродвигатели постоянного тока специального исполнения с повышенной перегрузочной способностью, механической прочностью и независимой вентиляцией. В настоящее время на всех крупных экскаваторах используют компенсированные двигатели постоянного тока.
Для питания двигателей устанавливают три генератора, из которых первый питает двигатели механизмов подъема, второй — механизмов напора и третий — двигатели механизмов поворота и хода.
Для привода вспомогательных механизмов (компрессоров, вентиляторов, насосов, лебедок) применяют асинхронные электродвигатели, которые получают питание от трансформатора собственных нужд.

Таблица 13

Технические данные двигателей главных приводов и питающих их генераторов одноковшовых экскаваторов на гусеничном ходу приведены в табл. 13, шагающих экскаваторов — в табл. 14.
Для управления и защиты двигателей переменного и постоянного тока на экскаваторах устанавливают станцию управления, состоящую из двух панелей, на которых отдельно смонтирована аппаратура постоянного и переменного тока. Напряжение контакторов постоянного тока 110, 220 В переменного —220, 380, 660 В. На станции располагают блоки магнитных усилителей, которые питают обмотки возбуждения генераторов постоянного тока. Для переключения цепей контакторов в кабине машиниста устанавливают командоконтроллеры с ручным приводом для управления механизмами напора и подъема и с ножным приводом — для управления механизмами поворота и хода. Аппаратуру управления двигателями вспомогательных механизмов монтируют в отдельном блоке, а на некоторых экскаваторах устанавливают отдельную станцию управления и щит управления вспомогательными приводами.
Расположение электромеханического оборудования экскаватора ЭШ-10/60 приведено на рис. 30.
Специализированные подземные экскаваторы Э-6514, Э-7515, &П-1 и ЭПГ-1, применяемые для работы на рудных шахтах, оборудованы электроприводом переменного тока суммарной, мощностью от 48 до 85 кВт в зависимости от типа экскаватора, Аппаратура управления, защиты и сигнализации сосредоточена в кабине машиниста.
При добыче полезных ископаемых открытым способом применяют также многоковшовые цепные и роторные экскаваторы непрерывного действия на железнодорожном или гусеничном ходу.
Главным электроприводом является привод ковшовой цепи или роторного колеса. Для привода роторного колеса экскаватора ЭРШР-1600 используют электродвигатель постоянного тока ПСЭ 174-7К мощностью 1150 кВт. У экскаватора ЭРШРД-5000 два двигателя мощностью по 860 кВт каждый. Двигатели устанавливают открыто под навесом на площадке роторного колеса на роторной стреле.

Таблица 14

Рис. 30. Расположение электрооборудования на поворотной платформе экскаватора ЭШ-10/60:
1 — преобразовательный агрегат; 2 — силовой трансформатор; 3 — комплектное распределительное устройство; 4 — электропневматический вентиль; 5 — двигатели привода подъема; 6 — ящики пусковых резисторов: 7 — станция управления вспомогательными приводами; 8 — станция управления главными приводами; 9 — электромашинный усилитель; 10 — двигатели привода тяги; 11 — кольцевой токоприемник; 12 — двигатель шагания; 13 — двигатели поворота; 14 — пульт управления; 15 — двигатель маслонасоса; 16 — двигатель компрессора; 17 — двигатель станции густой смазки; 18 — возбудительный агрегат

К основному электроприводу относятся также двигатели лебедки для подъема и опускания ковшовой или роторной стрелы экскаваторов, двигатели ходовых и поворотного механизмов, двигатели конвейеров. Кроме того, на многоковшовых экскаваторах установлено значительное количество двигателей для привода вспомогательных механизмов (компрессоров, вентиляторов, питателей, маслонасосов, кабельных барабанов и других механизмов).
В зависимости от типа экскаватора суммарная установленная мощность электропривода колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч кВт при количестве от десятков до сотен единиц вращающихся электрических машин.
Пульт управления двигателями экскаваторов устанавливают в кабине машиниста. На высокопроизводительных многоковшовых экскаваторах могут быть установлены два идентичных пульта управления, взаимосблокированных и используемых поочередно в зависимости от направления движения экскаватора. Двигателями поворота и подъема отвальных конвейеров можно управлять также с пульта управления отвалообразователя или с подвесной станции управления моториста отвального конвейера. В качестве аппаратов управления применяют станции управления с контакторами.