Краткие сведения об аппаратуре УАВ

Назначение

Аппаратура унифицированная типа УАВ предназначена для автоматизации водоотливных установок, оборудованных насосными агрегатами (в количестве до 16 штук) с высоковольтными и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями.

Область применения

Аппаратура УАВ применяется в шахтах для автоматизации главных водоотливных установок.

Функции

Аппаратура УАВ обеспечивает:

- автоматическое управление насосными агрегатами по уровню воды в водосборнике;

- местное (ручное) управление отдельными агрегатами;

- перевод на ручное управление любого количества насосных агрегатов без нарушения работы остальных в автоматическом режиме;

- возможность пуска (при наличии одной свободной жилы кабеля) и остановки (при наличии двух свободных жил кабеля) насосных агрегатов от диспетчера, работающих в режиме автоматического управления (настроенных для работы от верхнего уровня), независимо от уровня воды в водосборнике;

- последовательность включения и отключения электродвигателей насосных агрегатов с выдержкой времени, что исключает их одновременное включение и отключение при параллельной работе;

- включение одного или нескольких насосных агрегатов при верхнем уровне воды в водосборнике;

- при повышении уровня воды дополнительное включение одного или нескольких насосных агрегатов;

- при аварийном уровне воды дополнительное включение одного или нескольких насосных агрегатов;

- при отключении за неисправностью одного из насосных агрегатов, работающего в автоматическом режиме, взамен него включается резервный, настроенный для работы от аварийного уровня;

- автоматическое отключение насоса при включении его с пульта диспетчера и достижении водой нижнего уровня, а также дистанционное отключение при уровне ниже верхнего;

- переход с автоматического управления на ручное;

- дозирование заливки (по времени);

- следующие виды защиты:

а) гидравлическую защиту по расходу воды;

б) защиту от перегрева подшипников;

в) заклинивания задвижки;

г) невозможность повторного включения неисправного насосного агрегата без вмешательства обслуживающего персонала;

- следующие виды сигнализации:

а) о питании табло сигнального – световая;

б) о работе насосов – обезличенная световая;

в) о неисправности насосных агрегатов - обезличенная световая и звуковая;

г) об аварийном уровне воды в водосборнике - звуковая и световая.

Состав

Комплект аппаратуры УАВ для автоматизации типовой главной водоотливной установки, оборудованной тремя насосными агрегатами, включает в свой состав (см. рис.1): общий блок насосов типа ОБН, два блока насосов типа БН, одно сигнальное табло СТВ, три реле производительности типа РПН, три реле давления типа РДВ, погружной заливочный насос типа ЗПН, электропривод задвижки типа ЭПЗ-1, четыре электродных датчика типа ЭД (НУ - нижний, ВУ- верхний, ПУ- повышенный уровень, АУ –аварийный), двенадцать термодатчиков типа ТДЛ-2, два заградительных фильтра типа ФНЧ-1, индикатор выхода типа ИВ-65, пускатель типа ПЭП-3 электропривода задвижки, пускатель ПЗ заливочного насоса.

При увеличении насосных агрегатов на водоотливной станции увеличивается соответственно количество блоков БН и датчиков.

Общий блок насосов типа ОБН предназначен для обработки сигналов, поступающих от датчиков и выдачи команд на исполнительные устройства и в блок насоса БН, а также для выдачи сигналов диспетчеру о состоянии насосных агрегатов.

Блок насоса типа БН предназначен для выбора режима работы насоса, обработки сигналов поступающих от насосов и общего блока ОБН с последующей выдачей команд на исполнительные устройства и в общий блок, а также для сигнализации о питании блока и неисправности насосного агрегата. Исполнение – рудничное нормальное «РН».

Табло сигнальное типа СТВ предназначено для воспроизведения сигналов о состоянии автоматизированной водоотливной установки. Исполнение – рудничное нормальное «РН».

Датчик электродный типа ЭД предназначен для замыкания цепи управления в схеме автоматизированной водоотливной установки при повышении уровня воды в водосборнике до отметки установки датчика верхнего уровня и размыкания этой цепи при понижении уровня воды относительно отметки установки датчика нижнего уровня. Исполнение – нормальное.

Реле давления РДВ предназначено для контроля заливки главного насоса по давлению. Исполнение – рудничное нормальное «РН».

Реле производительности РПН предназначено для контроля производительности насоса. Реле устанавливается на всасывающем трубопроводе. Реле можно настроить на срабатывание при определенной скорости потока жидкости в трубопроводе, но не менее 1, 0 м/с. Исполнение – рудничное нормальное «РН».

Термодатчики ТДЛ-2 предназначены для контроля температуры подшипников насоса и приводного электродвигателя.

Индикатор выхода ИВ-65 является контрольным прибором и используется для определения величины выходного сигнала генератора на каждой фиксированной частоте 14; 20; 26; 32 кГц. Для определения наличия частоты от генераторов, индикатор подключается к зажимам линии и переключателем «частота кГц» проверяют на каждом пределе величину высокочастотного сигнала.

Фильтр заградительный ФНЧ-1 предназначен для запирания каналов связи от токов частотой выше 3, 5 кГц. Один фильтр на входе диспетчерского усилителя в рассечку телефонной линии у коммутатора, а другой устанавливается перед телефоном.

Принцип действия

Схемой аппаратуры УАВ предусмотрен «ручной» и автоматический режимы работы насосов водоотливной установки. Аппаратура выполнена по блочному принципу. Для управления каждым насосом предусмотрен индивидуальный блок управления. Общие элементы расположены в общем агрегатном блоке ОБН. В каждом блоке установлено реле времени (моторный коммутатор с профильными дисками).

Принцип действия аппаратуры основан на обработке поступающих электрических сигналов от датчиков контроля и выдаче соответствующих электрических сигналов на исполнительные механизмы и сигнальные устройства в функциональной зависимости от времени (обеспечивается использованием моторного реле времени).

Рисунок 1 – Структурная схема аппаратуры УАВ

Автоматическая работа насоса. Для работы насоса в автоматическом режиме необходимо универсальный переключатель 3 (см. рис.3) поставить в одно из положений автоматической работы (например, автоматическая работа от верхнего уровня).

При повышении уровня воды в водосборнике до верхнего уровня начинается вращение профильных дисков моторного реле времени, включается погружной заливочный насос, который осуществляет заливку водой главного насоса. Заливка происходит по времени (в пределах от 306 до 116 секунд – устанавливается в зависимости от необходимого времени заливки), по истечении которого проверяется состояние реле контроля заливки РДВ. При срабатывании реле РДВ включается главный насос (включается коммутационная высоковольтная ячейка его электродвигателя) и открывается задвижка на нагнетательном трубопроводе насоса (включается её привод).

При полном открытии задвижки сработает концевой выключатель, и двигатель задвижки остановится. Через 57 секунд после включения главного насоса разомкнется контакт в цепи пускателя заливочного насоса и последний остановится. Через 70 секунд после включения главного насоса выключается моторное реле времени, и профильные диски останавливаются на все время работы главного насоса в нормальном (безаварийном) режиме. В таком состоянии насос продолжает работать до понижения уровня воды в водосборнике до нижней отметки. При снижении уровня воды ниже установки датчика НУ задвижка на нагнетательном трубопроводе начинает закрываться. При полном закрытии задвижки отключается высоковольтная ячейка, и профильные диски реле времени провернутся в исходное положение. При повторном повышении уровня воды до отметки верхнего уровня описанный цикл повторяется. Работа насоса в автоматическом режиме от повышенного и аварийного уровня происходит аналогично работе насоса от верхнего уровня.

Аппаратура обеспечивает автоматическое включение на параллельную работу любое число насосов при верхнем, повышенном и аварийном уровнях воды в водосборнике (в зависимости от настройки переключателем 3 (см. рис.3) включения насоса от соответствующего уровня).

В случае выключения и последующего включения питающего напряжения, пуск работавшего насоса не происходит. При появлении напряжения контактные диски моторного реле будут поставлены в исходное положение. Пуск насоса произойдет после достижения водой соответствующегоуровня.

Местное управление. Местное («ручное») управление осуществляется кнопками соответствующих магнитных пускателей и высоковольтных ячеек при постановке универсального переключателя 3 (см. рис.3) в положение «Ручное». Любой из насосных агрегатов, при необходимости, возможно перевести в режим ручного управления с помощью переключателей режимов работы (см. поз.3 на рис.3).

Контроль и защита насосного агрегата. Производительность насоса контролируется с помощью реле РПН (гидравлическая защита). Если при пуске главного насоса через 375 секунд (или 182 секунды при минимальном времени заливки) насос не разовьет производительность или уменьшит по какой-либо причине во время работы, то контакт реле РПН разомкнет цепь реле защиты, которое обесточится и высоковольтная ячейка насоса выключится. При этом на табло СТВ загорится красная лампа и включится звонок, сигнализирующий о неисправности насоса. В работу включится резервный насос. Резервным считается тот насос, который настроен для работы от аварийного уровня. Аппаратура осуществляет также защиту от перегрева подшипников, температура которых контролируется термодатчиками типа ТДЛ-2, и защиту от неисправности задвижки. Защита от неисправности задвижки осуществляется при помощи тепловых реле, включенных параллельно катушке контактора задвижки. Контакты датчиков включены последовательно в цепь реле защиты. При срабатывании датчика его контакт размыкается, реле защиты обесточивается, и схема будет работать аналогично описанному выше.

Дистанционное управление. Дистанционное управление осуществляется по одной (для дистанционного пуска) и по двум (для дистанционного пуска и остановки) свободным жилам линии связи. Дистанционный пуск производится путем нажатия на кнопку «Пуск» на табло сигнальном СТВ, а останов соответственно кнопкой «Стоп».

Сигнализация. Сигнализация осуществляется по занятой двухпроводной телефонной линии при помощи трех генераторов частоты: Г—14 кГц; Г—20 кГц; Г—26 кГц, установленных в блоке ОБН, и трех приемников, установленных в табло сигнальном СТВ. В системе телеуправления использовано частотное разделение сигналов. В цепь питания каждого генератора последовательно включены контакты различных датчиков и реле аппаратуры, с помощью которых и производится подключение и отключение генераторов.

Так при аварийном уровне воды замыкается контакт реле аварийного уровня цепи питания генератора 14 кГц. Приемник сигналов возбуждается и включает через промежуточное реле красную лампу 3 (см. рис.4) и звонок на СТВ. Диспетчер выключает звонок переводом тумблера 6 (см. рис.4) в положение «Аварийный уровень», а красная лампа продолжает гореть. Выключение этой лампы происходит при понижении уровня воды в водосборнике ниже установки электродного датчика АУ – аварийного уровня. При этом вновь включается звонок. Диспетчер переводит тумблер 6 в положение «Нормально» и этим самым выключает звонок.

Работу насосов контролирует генератор 20 кГц, на входе которого включены параллельно контакты реле производительности РПН насосных агрегатов. При замыкании одного из реле РПН возбуждается генератор 20 кГц, работает приемник 20 кГц и включает желтую лампу 1 (см. рис.4), свидетельствующую о нормальной работе насосов.

Сигнализация о срабатывании защит насосного агрегата осуществляется на частоте 26 кГц. При выходе из строя одного из насосов или потере питания в одном из блоков, к.з. или обрыве сигнальных цепей, выключается генератор на 26 кГц, выключается приемник сигналов и через промежуточное реле загорается красная лампа 2 «Неиспр. насос» (см. рис.4) и включается звонок на СТВ. Переводом тумблера 5 (см. рис.4) в положение «Неиспр. насос» диспетчер выключает звонок, а лампа продолжает гореть. При устранении неисправности или переводе блока насоса на местное управление снова включается звонок. Диспетчер переводит тумблеры 5 в положение «Нормально» и звонок выключается.

На частоте 26 кГц также проверяется целостность линии связи. Для этого необходимо тумблер 5 (см. рис.4) перевести в положение «Неиспр. насоса». Звучание звонка свидетельствует о целостности линии связи.

Электропитание ОБН и БН аппаратуры осуществляется напряжением 380/660 В, а СТВ - 127 / 220В.