(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl.5: H02J 3/06 E21C 35/24 (54)Układ elektryczny zasilania i sterowania napędów maszyn górniczych (43)Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/90 (73) Uprawniony z patentu: Kopalnia Węgla Kamiennego Mysłowice, Mysłowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/92 (72)Twórcy wynalazku: Stefan Knet, Mysłowice, PL Henryk Pudełko, Mysłowice, PL Zbigniew Kowalski, Katowice, PL Ryszard Kaniak, Będzin, PL Janusz Słomiany, Będzin, PL Roman Baraniak, Mysłowice, PL Tadeusz Jędruś, Katowice, PL Wiesław Sarna, Jaworzno, PL Tadeusz Kosmala, Mysłowice, PL PL B1 (57)1. Układ elektryczny zasilania i sterowania napędów maszyn górniczych ze stacjami transformatorowymi, które mają w torach głównych po stronie górnego napięcia transformatora odłącznik a po stronie dolnego napięcia wyłącznik stycznikowy i zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe oraz z zestawami stycznikowymi, które mają w torach głównych odłącznik, ogranicznik prądowy, wyłącznik stycznikowy, zabezpieczenie nadmiarowoprądowe, znamienny tym, że jedna stacja transformatorowa (A) jest połączona z zestawem stycznikowym (C) jedną linią magistralną (D) oraz druga stacja transformatorowa (B) jest połączona z zestawem stycznikowym (C) drugą linią magistralną (E), przy czym w zestawie stycznikowym (C) linie magistralne (D) i (E) sę równolegle połączone zwiernikiem (F) a ponadto obwody sterowania wyłącznika (3.1) z zabezpieczeniem nadmiarowoprądowym (4.1) stacji transformatorowej (A) oraz obwody sterowania wyłącznika (3.2) z zabezpieczeniem nadmiarowo-prądowym (4.2) stacji transformatorowej (B) są połączone ze sterownikiem zdalnego łączenia (K) za pomocą iskrobezpieczne go urządzenia separującego (H) i przekaźnika czasowego (G). F i g.1

2 UKŁAD ELEKTRYCZNY ZASILANIA I STEROWANIA NAPĘDÓW MASZYN GÓRNICZYCH Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Układ elektryczny zasilania 1 sterowanie napędów maszyn górniczych ze stacjami transformatorowymi, które maję w torach głównych po s tronie górnego napięcia transformatora odłącznik, a po stronie dolnego napięcia wyła cznik stycznikowy 1 zabezpieczenie nad- mlarowo-prędowe oraz z zestawami stycznikowymi, które maję w torach głównych odłącznik, ogranicznik prądowy, wyłącznik stycznikowy, zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe, z n a m i e n n y t y m, te jedna stacja transformatorowa /A/ jest połączona z zestawem stycznikowym /C/ jedną linię megis tralną /D/ oraz druga stacja transformatorowa /B/ jes t połączona z zestawem stycznikowym /C/ drugą linię magis tralną /E/, przy czym w zestawie stycznikowym /C/ linie magistralne / D/ i /E/ są równolegle połączone zwiernikiem /F/, a ponadto obwody sterowania wyłącznika /3.1/ z zabezpieczeniem nadmiarowo-prądowym /4.1/ stacji transformatorowej /A/ oraz obwody sterowania wyłącznika /3.2/ z zabezpieczeniem nad- mia rowo-prądowym /4.2/ stacji transformatorowej /B/ są połączone ze sterownikiem zdalnego łą cznika /K/ za pomocą iskrobezpiecznego u r z ądzenia separującego /H/ i przekaźnika czasowego /G/. 2. Układ według zastrz.1, z n a m i e n n y t y m, że stacja transformatorowa /A/ ma po stronie dolnego napięcia szeregowo połaczone ogranicznik prądowy / 2.1/, wyłącznik stycznikowy / 3.1/ oraz zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe / 4.1/ a stacja transformatorowa / B / ma po stronie dolnego napięcia szeregowo połączone ogranicznik prądowy /2.2/, wyłącznlk stycznikowy /3.2/ oraz zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe / 4.2/. 3. Układ według zastrz.1, z n a m i e n n y t y m, że zestyk zwierny iskrobez- plecznego urządzenia separujęcego /H/ jes t połączony szeregowo z obwodem zawierającym przekaźnik czasowy /G/ z szeregowymi zestykami rozwiernyml wyłącznika stycznikowego /3.1/ stacji transformatorowej /A/ i wyłącznika stycznikowego /3.2/ stacji transformatorowej /B/ oraz z obwodem zawierającym zestyk zwierny przekaźnika czasowego /G/ zbocznikowany szeregowo połączonyml zestykami wyłącznika stycznikowego /3.1/ z zestykami rozwiernymi zabezpieczenia nadprędowego /4.1/ stacji transformatorowej /A/ 1 napędu wyłącznika stycznikowego /3.2/ z zestykami rozwiernymi zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego /4.2/ stacji transformatorowej /B/. * * * Przedmiotem wynalazku jest układ elektryczny zasilania i sterowania napędów maszyn górniczych, przeznaczony głównie dla oddziałów górniczych o dużej mocy zainstalowanej. W górniczych sieciach oddziałowych, z uwagi na parametry zwarciowe aparatury łączeniowej i zabezpieczeniowej, napędy elektryczne maszyn są najczęściej zasilane za pomocą transformatorów o mocy 400 kva zapewniajęcych ograniczoną moc zwarcia w obwodach niskonapięciowych. Wymaga to stosowania znacznej liczby stacji transformatorowych, a także powoduje, że moc znamionowa poszczególnych stacji nie jest w pełni wykorzystana. Znane są układy zasilania napędów maszyn górniczych ze stacjami transformatorowymi o mocach 630 kva kva. W układach tych wymaga się ograniczenia prądów zwarcia w sieciach niskonapięciowych za pomo cą kabli i przewodów oponowych lub stosowania aparatury o dużych wymiarach. Stacje transformatorowe dużej mocy mają znaczne wymiary skrajne, stwarzają poważne utrudnienie dla transportu szybowego i w eksploatacji. Wymagają także większych pomieszczeń

3 w podziemiach kopalń. Wydłużenie linii magistralnych dla ograniczenia mocy zwarcia, powoduje zużycia dodatkowych znacznych ilości kabli i przewodów oponowych. Stosowanie aparatury dobranej do dużych wartości prądów zwarcia wymaga najczęściej nowej technologii i produkcji aparatury łączeniowej. Znane są układy zasilania maszyn górniczych za pomocą dwóch stacji transformatorowych połączonych równolegle na zaciskach uzwojeń dolnego napięcia z wyłącznikami po stronie górnego napięcia transformatorów. Linie magistralne tych odpływów wymagaj? odrębnych zabezpieczeń dla zapewnienia równomierności obciążeń torów odpływowych. Ponadto wszystkie wyłączenia prądów, w tym zabezpieczeniowe są dokonywane po stronie wysokiego napięcia. Przy długotrwałych wyłączeniach powoduje to zawilgocenie uzwojeń i obniżenie stanu izolacji. Poza tym układ ten ma wady wynikające z konieczności ograniczania prądów zwarcia lub zastosowania aparatury o dużych wymiarach skrajnych dostosowanej do warunków zwiększonej mocy zwarcia. Istota układu elektrycznego według wynalazku polega na tym, że jedna stacja transformatorowa jest połączona z zestawem stycznikowym jedną linię magistralną oraz druga stacja transformatorowa jest połączona z zestawem stycznikowym drugą linię magistralną, przy czym obie linie magistralne są połączone równolegle zwiernikiem na końcu w zestawie stycznikowym. Obwody sterowania wyłączników stycznikowych stacji transformatorowych są połączone ze sterownika zdalnego łączenia za pomocą iskrobezpiecznego urządzenia separującego i przekaźnika czasowego. Stacje transformatorowe maję w torach głównych po stronie górnego napięcia trans foncatora odłącznik, a po stronie dolnego napięcia szeregowo połączone ogranicznik prądowy, wyłącznik stycznikowy i zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe. Przekaźnik czasowy jest załączany s tykiem zwiernym iskrobezpiocznego urządzenia separującego. Styk ten połączony Jest z szeregowymi zestykami rozwiernymi wyłączników stycznikowych obu stacji transformatorowych oraz z obwodem zawierającym zestyk zwierny przekaźnika czasowego zbocznikowany szeregowo połączonymi zestykami wyłączników stycznikowych z zestykami rozwiernymi zabezpieczeń nadmiarowo-prędowych, Zaletą układu elektrycznego według wynalazku Je9t to, że zasilania maszyn górniczych niezależnie od wielkości mocy zainstalowanej, koncentracji wydobycia jest realizowane za pomocą skojarzonych elektrycznie stacji transformatorowych jednej wielkości o optymalnych wymiarach skrajnych dla warunków podziemi kopalń, łatwość transportu 1 instalacji tych stacji przy wykorzystaniu istniejącej aparatury o niewielkich masach i wymiarach bez potrzeby produkcji nowych technologicznie aparatów łączeniowych. Stacje transformatorowe obciążają się równomiernie mocą cząstkową zainstalowanych maszyn, co umożliwia maksymalne ich wykorzystanie. Linie magistralne stacji transformatorowych nie wymagają odrębnych zabezpieczeń i n nych niż dla ochrony transformatora. Stacje są zdalnie sterowane układem iskrobezpiecznym. Układ charakteryzuje się dużą trwałością łączeniową i zabezpieczeniową dzięki koordynacji zabezpieczeń za pomocą ogranie ników prądowych, wyłączników stycznikowych, zabezpieczeń nadmiarowo-prędowych w każdej stacji oraz długością linii magistrelnej wystarczającą do zasilania maszyn w odległych od stacji transformatorowych wyrobiskach. Przesyłanie dużej mocy do zainstalowanych odbiorników w tym układzie połączeń stacji transformato rowych nie- wymaga ograniczania mocy zwarcia w liniach magistralnych i odcinkach końcowych, co daje duże oszczędności kabli i przewodów oponowych. Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunkach, na których fig.1 przedstawia schemat ideowy połączeń stacji transformatorowych i linii magistralnych z dobezpieczonym zestawem stycznikowym, a fig.2 schemat ideowy połączeń obwodów sterowania wyłączników stycznikowych w tych stacjach. Układ według wynalazku fig.1 zawiera stację transformatorową A, która po stronie górnego napięcia ma odłącznik 1.1, transformator a, a po stronie dolnego napięcia szeregowo połączone ogranicznik prądowy 2.1, wyłącznik stycznikowy 3.1, zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe 4,1, stację transformatorową B, która po stronie górnego napięcia ma odłącz-

4 nik 1.2, transformator b, a po stronie dolnego napięcia szeregowo połączone ogranicznik prądowy 2.2, wyłącznik stycznikowy 3.2, zabezpieczenie nedmiarowo-prądowe 4.2 oraz zestaw stycznikowy C z dobezpieczonymi odpływami zawierającymi odłączniki , ograniczniki prądowe , wyłączniki stycznikowe , zabezpieczenia nadmia rowo-prędowe , przy czym stacja transformatorowa A Jest połączona z zestawem stycznikowym C Jedną linię magistralną O oraz druga stacja transformatorowa B Jest połączona z zestawem stycznikowym C drugą linią magistralną E, przy czym w zestawie stycznikowym C linie magistralne D i E są równolegle połączone zwiernikiem F, a ponadto obwody sterowania wyłącznika 3.1 z zabezpieczeniem nedmiarowo-prądowym 4.1 stacji transformatorowej A oraz obwody sterowania wyłącznika 3.2 z zabezpieczeniem nadm iarowo-prądowym 4.2 stacji transformatorowej B są połączone ze sterownikiem zdalnego łączenia K za pomocą iskrobezpiecznego urządzenia separującego H i przekaźnika czasowego G. Układ według wynalazku przedstawiony na fig.2 zawiera zestyk zwierny iskrobezpiecznego urządzenia separującego H połączony szeregowo z obwodem zawierającym przekaźnik czasowy G z szeregowymi zestykami rozwiernymi wyłącznika stycznikowego 3.1 3tacjl transformatorowej A i wyłącznika stycznikowego 3.2 stacji transformatorowej B oraz z obwodem zwierającym zestyk zwierny przekaźnika czasowego G zbocznikowany szeregowo połączonymi zestykami wyłącznika stycznikowego 3.1 z zestykami rozwiernyni zabezpieczenia nadprądowego 4.1 stacji transformatorowej A i napędu wyłącznika stycznikowego 3.2 z zestykami rozwiernymi zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego 4.2 stacji transformatorowej B. Zasada działania układu przedstawionego na fig.l polega na tym, że w przypadku zwarcia w liniach magistralnych D lub E, miejsce zwarcia jest zasilane za pomocą stacji transformatorowych A i B, przy czym w odcinkach linii magistralnych D i E do miejsca zwarcia prądy są ograniczone impedancją stacji transformatorowych A i B oraz odcinków linii magistralnych D i E i wyłączone przez wyłączniki stycznikowe 3.1 i 3.2 lub ograniczniki prądowe 2.1 i 2.2 w stacjach transformatorowych A i B. Natomiast w przypadku zwarcia w odcinkach końcowych zestawu stycznikowego C działają wyłączniki stycznikowa lub ograniczniki prądowe , przy czym prądy zwarcia wynikają z impedancji stacji transformatorowej A i linii magistralnej D oraz stacji transformatorowej B i linii magistralnej E połączonych równolegle. Działanie zabezpieczeń nadprądowych ograniczników prądowych w stacja transformatorowych A i B będzie sporadyczne, zależne od wartości prądów zwarcia. W normalnych warunkach eksploatacji obie stacje transformatorowe A i B są obciążo ne równomiernie za pomocą zwiernika F w zestawie stycznikowym C. Zwiernik F łączy równole gle linie magistralne D i E stacji transformatorowych A i B. Zasada działania układu przedstawionego na fig.2 polega na tym, że w przypadku zadziałania zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych wyłącznika stycznikowego 3.1 lub ogranicznika prądowego 2.1 stacji transformatorowej A oraz zabezpieczeń nadmiarowo-prędowych 4.2 i wyłącznika stycznikowego 3.2 lub ogranicznika prądowego 2.2 stacji transformatorowej B, blokowane są obwody sterowania wyłącznikami stycznikowymi w obu stacjach transformatorowych A i B. Sterowanie wyłącznikami stycznikowymi 3.1 i 3.2 w stacjach transformatorowych A i B za pomocą sterownika zdalnego łączenia K, iskrobezpiecznego urządzenia separującego H i przekaźnika czasowego G, w tych warunkach Jest niemożliwe i wymaga odblokowania mechanicznego stanu zadziałania zabezpieczeń nadmlarowo-prądowych w obu stacjach transformatorowych lub wymianę przepalonych ograniczników prądowych.

5 Fig. 2

6 Fig. 1 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.