Вентилятор главного проветривания ВЦД-47,5У с роторными тиристорными преобразователями частоты типа «ЭРАТОН-ФР(АТК)»

Главные вентиляционные установки (ГВУ) типа ВЦД-47 (ВЦД-47У-Р, ВЦД-47,5У и др.) эксплуатируются длительное время на многих шахтах и рудниках в РФ и соседних странах, приводное оборудование многих установок ГВУ сильно изношено и требует модернизации или замены. Также старый электропривод установки ВЦД-47,5У имеет ряд существенных недостатков, связанных с ступенчатым пуском вентилятора, который сопровождается переключением обмоток статора асинхронных электродвигателй с треугольника на звезду и обратно, а также с использованием устаревших преобразователй частоты типа «асинхронный вентильный каскад» (АВК) с аналоговыми системами управления роторными преобразователями. ЗАО «ЭРАСИБ» поставляет комплект модернизации для ГВУ ВЦД-47,5У, который устраняет недостатки устаревшего электропривода АВК и обеспечивает плавный пуск и регулирование скорости вентилятора без переключения обмоток электродвигателей, а также рекуперативное торможение вентилятора. Комплект модернизации включает роторные тиристорные преобразователи типа «ЭРАТОН-ФР(АТК)» (асинхронный тиристорный каскад) с современными цифровыми микропроцессорными системами управления и коммутационные аппараты, обеспечивающие резервирование электропривода ГВУ.

Электропривод вентилятора главного проветривания шахты (рудника) типа ВЦД-47,5У (далее по тексту электропривод) с высоковольтными асинхронными электродвигателями с фазным ротором (АДФР) и роторными тиристорными преобразователями типа «ЭРАТОН-ФР(АТК)» содержит:

  • два электродвигателя с фазным ротором АКН2-18-53-12УХЛ4 (М1, М2), соединенных с валом центробежного вентилятора;
  • две высоковольтные ячейки (ВЯ1, ВЯ4), подключающих обмотки статоров электродвигателей (М1, М2) и трансформаторы (Тр1, Тр2) к питающей сети напряжением 6 кВ;
  • две высоковольтные ячейки (ВЯ2, ВЯ3), подключающие обмотки статоров электродвигателей (М1, М2) последовательно в звезду, либо треугольник. При работе электродвигателей от преобразователей частоты обмотки статоров электродвигателей подключаются последовательно в треугольник и схема соединения обмоток статоров электродвигателей не изменяется во всем диапазоне регулирования скорости вентилятора;
  • два преобразователя частоты «Эратон-ФР(АТК)-2000-1050-1190» включенных в цепях роторов электродвигателей;
  • два дросселя 870 мкГн, 2000 А типа СРОС-2000 (L1, L2), сглаживающих пульсации тока;
  • два трансформатора ТСЗП 1000/10У (Тр1, Тр2), питающих силовые цепи преобразователей частоты;
  • два контактора–короткозамыкателя (К1, К2), обеспечивающих короткое замыкание обмоток роторов электродвигателей.

Структурная схема электропривода представлена на рисунке.

Структурная схема электропривода

  1. Элементы, отмеченные значком * в комплект поставки не входят
  2. АВК* – старая станция управления типа «асинхронный вентильный каскад»
  3. L1*, L2* – дроссели от существующей станции управления

Преобразователи частоты «Эратон-ФР(АТК)-2000-1050-1190» (далее по тексту ПЧ) представляют собой тиристорные преобразователи типа «асинхронный тиристорный каскад» (АТК). Каждый ПЧ состоит из следующих блоков:

  • силовая часть и цифровая система управления АТК - 1 шт;
  • шкаф коммутационной аппаратуры ШКА - 1 шт;

Электродвигатели с фазным ротором АКН2-18-53-12УХЛ4 при соединении обмоток статоров двух двигателей последовательно (питании обмотки статора напряжением 3000В) имеют следующие номинальные параметры:

  • номинальная мощность на валу 1740 кВт;
  • фазное напряжение статора 3000 В;
  • номинальный ток статора 237 А;
  • напряжение ротора 908 В;
  • номинальный ток ротора 1190 А;
  • номинальная частота вращения 495 об/мин;
  • коэффициент полезного действия 0,95;
  • коэффициент мощности 0,86.

Питание системы управления ПЧ осуществляется от сети 3 х 380 В +10%-15%, частотой 50 ±2% Гц с нулевым проводом.

Питание силовых цепей ПЧ осуществляется от вентильной обмотки трансформатора ТСЗП 1000/10У напряжением 3 х 415 В, частотой 50 Гц.

Преобразователи частоты «ЭРАТОН-ФР(АТК)» обеспечивают:

  • плавный разгон, регулирование и поддержание частоты вращения роторов электродвигателей на заданном уровне (вниз от номинальной);
  • короткое замыкание обмоток роторов путем включения короткозамыкателей (К1, К2) при выходе на частоту вращения, близкую к номинальной (определяется при наладке);
  • обратный перевод работы электродвигателей с короткозамыкателей на ПЧ (время обратного перехода и скорость вращения, при которой ПЧ «подхватывают» электродвигатели определяются при наладке);
  • выравнивание моментов двух электродвигателей, работающих на общую нагрузку;
  • режим работы электродвигателей S1 без перегрузки;
  • торможение вентилятора с рекуперацией энергии скольжения электродвигателей в питающую сеть;
  • следующие виды защит: максимально-токовую, время-токовую, от перегрева силовых модулей ПЧ и от обрыва фазы электродвигателя.

С целью повышения надежности работы электропривода коммутационная аппаратура ПЧ обеспечивает возможность переключения электродвигателей на существующую систему управления (старый АВК). Коммутационные аппараты ПЧ выдают сигналы в виде «сухих контактов» (блок-контактов), сигнализирующих о текущем положении переключателей.

Управление ПЧ осуществляется как с пульта местного управления (ПМУ), установленного на двери шкафа АТК, так и дистанционно.

ПМУ осуществляет индикацию состояния ПЧ и также отображает следующую информацию:

  • текущее значение тока ротора;
  • текущее значение напряжения ротора;
  • частоту вращения;
  • код аварии (защиты).

Дистанционно ПЧ управляется следующими командами:

  • Пуск/Стоп;
  • Аварийный стоп;
  • Сброс защит;
  • Задание частоты вращения (аналоговый сигнал 4…20 мА или комбинация дискретных сигналов).

ПЧ выдает ответные сигналы в виде «сухих контактов»:

  • Готов / Авария (ПЧ готов к пуску / сработала какая-либо из защит ПЧ);
  • Включение короткозамыкателя;
  • Короткозамыкатель включен (от блок-контактов контакторов К1, К2).

А также в виде унифицированных токовых сигналов 4…20 мА:

  • Частота вращения;
  • Текущее значение тока ротора.

В ПЧ предусмотрена связь с компьютером (или контроллером верхнего уровня) по последовательному каналу связи RS-485 с протоколом Modbus RTU для передачи информации о состоянии электропривода.

Вид климатического исполнения ПЧ – УХЛ 3.1 по ГОСТ 15150:

  • высота над уровнем моря не более 1000 м;
  • температура окружающего воздуха от минус 5 °С до плюс 40 °С;
  • относительная влажность воздуха 80% при температуре плюс 25 °С;
  • окружающая среда не должна содержать взрывоопасных и агрессивных газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, и не должна быть насыщена токопроводящей пылью.

Блоки ПЧ конструктивно выполнены в шкафах одностороннего обслуживания. Степень защиты шкафов ПЧ от воздействия окружающей среды IP31 по ГОСТ 14254. Габаритные размеры шкафов АТК и ШКА (без подставок, высота подставки 300 мм) не более (ВхШхГ) 2200х800х800 мм, масса АТК не более 400 кг, масса ШКА не более 280 кг.

Группа условий эксплуатации ПЧ в части воздействия механических факторов – М1 по ГОСТ 17516.1.

В комплект поставки входить следующая эксплуатационная документация:

  • паспорт;
  • руководство по эксплуатации (с электрическими схемами и габаритным чертежом электрооборудования).

ПЧ соответствуют ТУ 3416-009-04747397-2008.

Гарантийный срок эксплуатации ПЧ – 12 месяцев с даты ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев с даты поставки.

В 2014 г. ЗАО «ЭРАСИБ» выполнило поставку комплекта модернизации электропривода ГВУ типа ВЦД-47,5У с преобразователями «ЭРАТОН-ФР(АТК)-2000-1050-1190» на шахту «Осинниковская» ОАО ОУК «Южкузбассуголь».

В результате модернизации ГВУ с применением преобразователей «ЭРАТОН-ФР(АТК)» на шахте «Осинниковская» существенно повышена надежность работы вентилятора главного проветривания шахты.

В 2016 году заключен договор на поставку комплекта модернизации электропривода ГВУ ВЦД-47,5У в рудник «Малеевский» ТОО «Казцинк» (Казахстан). Поставка запланирована на 2017 год.


Галерея


Товары