По предмету: Автоматизация электрооборудования горных машин

Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом переменного тока:

• 
  КРУ - комплектное распределительное устройство высокого напряжения;
  
• 
  ТV - силовые понижающие трансформаторы;
  
• 
  МЛ, МН, МР, МП - электродвигатели соответственно лебедки, буровых насосов, ротора, регулятора подачи долота; 
  
• 
  ЭМТ - электромагнитный тормоз;
  
• 
  АВК - асинхронный вентильный каскад;
  
• 
  ТРС - тиристорный регулятор скольжения; 
  
• 
  ТПР, ТПП - силовые тиристорные преобразователи соответственно ротора и регулятора подачи;
  
• 
  ТВ - тиристорные возбудители; 
  
• 
  А2 - шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов
  

Типовая структура электропривода постоянного тока для установок с централизованным и автономным электроснабжением (рисунок) ориентирована на применение глубоко регулируемых электроприводов главных механизмов на базе электродвигателей постоянного тока и силовых тиристорных преобразователей.

Энергетический блок в неэлектрифицированных районах представляет набор дизель-электрических агрегатов переменного тока, а в электрифицированных - набор ячеек комплектного распределительного устройства и трансформаторов, понижающих напряжение сети до необходимого уровня.

Электрооборудование, входящее в состав электротехнического комплекса, является либо изделиями конкретного назначения, т. е. разработанными по индивидуальным техническим требованиям и имеющими один основной вариант применения, либо относится к продукции общепромышленного назначения. 

В каталоге, как правило, приводятся сведения только об электрооборудовании конкретного назначения.

Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом постоянного тока:
Д - дизель; G - генератор переменного тока; ФКУ - фильтрокомпенсирующее устройство; ТП - силовые тиристорные преобразователи в прямоугольнике (топкие линии); А1 - комплектное устройство с силовыми переключателями постоянного тока. (Остальные обозначения см. предыдущий рисунок)
Набор электротехнических средств, используемых на установках с дизельным приводом главных механизмов, полностью входит в комплект установок соответствующего класса с электроприводом и обычно относится к изделиям общепромышленного назначения, поэтому сведения об этом электрооборудовании в каталоге не приводятся.
Для питания электроприводов вспомогательных механизмов буровой установки с дизельным приводом последняя обычно комплектуется 2^мя дизель-электрическими агрегатами мощностью по 200 кВт каждый. 
Принципиальная схема электрооборудования предусматривает возможность использования полной мощности каждого агрегата в отдельности для питания всех потребителей электроэнергии, а также предусматривает параллельную работу дизель-генераторов. 
Этим обеспечивается резервирование электроснабжения при необходимости остановки 1 агрегата, а также распределение нагрузки на 2 дизель-генератора при подключении дополнительных потребителей.
Для резервного электроснабжения установок с централизованным электроснабжением устанавливается 1 дизель-электрический агрегат.

Выработанная электроэнергия с генератора поступает на панель управления, а затем передается в шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов. Питание потребителей осуществляется через автоматические выключатели, расположенные в шкафах управления

В каталоге не рассматривается электрооборудование установок индивидуального производства для специальных условий бурения (за исключением электрических машин для установок морского бурения), а также аппаратура, встраиваемая в комплектные устройства управления, и электрооборудование систем контроля процесса бурения.

Электротехнические изделия для установок наземного бурения выпускаются в климатических исполнениях У (для макроклиматических районов с умеренным климатом) и УХЛ (для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом) с температурой воздуха при эксплуатации (при категориях размещения 1, 2 и 3) от +40 до -45 ?С и от +40 до -60 ^оС соответственно. 
Высота над уровнем моря - до 1000 м, относительная влажность воздуха 80% при температуре +20 ^оС. 
Окружающая среда не должна содержать взрыво- и пожароопасных, а также значительного количества агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы, изоляцию, покрытия.
Категории размещения оборудования (ГОСТ 15150-69) предусматривают эксплуатацию на открытом воздухе, в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, или под навесом, или в закрытых помещениях, с естественней вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.
Для обозначения степени защиты применяются латинские буквы 1Р и следующие за ними две цифры (ГОСТ 14254-80). 
Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями и с движущимися частями, находящимися внутри оболочки, а также степень защиты от попадания внутрь твердых посторонних тел. 
Вторая цифра обозначает степень защиты от попадания воды. "Прочерк" в табл. 35 означает, что данный параметр техническими условиями не регламентируется.
Буровые установки на электроприводе обычно используют в эксплуатационном бурении в электрифицированных районах, где имеется централизованное электроснабжение разбуривае­мых площадей.
Для подключения буровых установок к источникам электро­снабжения строят воздушные линии электропередач напряжени­ем ПО, 35 и 6 кВ и понизительные трансформаторные подстан­ции 110/35/6, 110/6, 35/6 кВ с трансформаторами мощностью 6300, 4000, 2500 кВ-А.
На месторождениях Западной Сибири широко применяются временные кабельные линии электропередач, выполненные ка­белем КШВГ-6, АВПГ-6, которые прокладываются по поверх­ности земли (болот). Соединение отдельных кабельных участ­ков выполняется в воздушных коробках, внутри которых дела­ется «сухая» разделка концов кабеля.
Схема электроснабжения буровых (рис. 87) выбирается в зависимости от места расположения и мощности источников электроэнергии, а также от ти­па буровых установок. Элект­роснабжение буровых устано­вок типаБУ-75БрЭ, БУ-80БрЭ, БУ-4Э-76, БУ-125Э осуществ­ляется от одной линии элект­ропередач ЛЭП-6 кВ, а буро­вых установок БУ-5000Э, БУ-6500Э — от двух ЛЭП-6 кВ.
Для отдельных буровых установок, имеющих установ­ленную мощность электрообо­рудования 3000 кВт и более (БУ-3000БЭ, БУ-5000Э, БУ-6500Э), удаленных более 5— 6 км от источника электро­энергии, целесообразно приме­нять схему глубокого ввода, т. е. подачу напряжения 110— 35 кВ осуществлять непосред­ственно к буровой установке. По схеме глубокого ввода при буровой установке сооружает­ся трансформаторная подстан­ция 110/6 или 35/6 кВ, при этом возможно использование распределительного устройства РУ-6 кВ буровой установки в ка­честве понизительной подстанции.
Подвод электроэнергии от источников электроснабжения до буровой относится к внешней системе. В систему внутреннего электроснабжения входит понизительная трансформаторная подстанция, снижающая напряжение до 6 кВ, и распредели­тельная высоковольтная электросеть с устройствами для пода­чи электроэнергии непосредственно на буровые.
Прием и распределение электроэнергии напряжением 6 кВ в современных буровых установках осуществляются через комплектные унифицированные распределительные устройства 6 кВ типа КРНБ-6М или КРНБ-6, состоящие из шести ячеек, и пусковые устройства типа ПБГ-6 наружной установки.
От воздушной линии 6 кВ в распределительное устройство напряжение подводится, как правило, отдельными ответвления­ми: к ячейке № 1 трансформатора приводов вспомогательных механизмов — непосредственно от линии, к ячейке ввода №3—-через установленный на концевой опоре воздушной линии разъ­единитель. В ячейке № 1 установлены счетчик электроэнергии, разъединитель и предохранители для включения и защиты трансформатора. В ячейке № 2 установлены разъединитель, измерительный трансформатор напряжения, контрольно-измери­тельная аппаратура и вентильный разрядник для защиты от грозовых разрядов. Защита измерительного трансформатора осуществляется предохранителями, а включение — разъедините­лем.
Благодаря наличию разъединителя перед ячейкой ввода №5 трансформатор привода вспомогательных механизмов и осве­щения и измерительные приборы могут получать питание при снятом с остальных ячеек напряжении, что создает удобство для обслуживания распределительного устройства при ремонт­ных работах.
В ячейке № 3 установлены счетчик энергии, разъединитель и масляный выключатель ввода, через который подается на­пряжение на шины ячеек № 4, 5 и 6 питания двигателей основ­ных механизмов. Ячейки № 4 и 5 служат для включения син­хронных двигателей буровых насосов и имеют разъединители и нереверсивные вакуумные контакторы напряжением 6 кВ.
Ячейка № 6 предназначена для включения приводного дви­гателя буровой лебедки. В ней установлены разъединитель и два вакуумных контактора высокого напряжения, включенные по реверсивной схеме. В буровых установках с двумя электро­двигателями привода лебедки для управления вторым двигате­лем в комплект оборудования включено пусковое устройство ПБГ-6, которое по схеме и конструкции идентично ячейке № 6 распределительного устройства К.РНБ-6У. Питание на пусковое устройство подается воздушной перемычкой с ячейки № 6 распределительного устройства.
Распределительные устройства КРНБ-6У для всех буровых установок с электроприводом идентичны по схеме и различа­ются только параметрами защитных элементов. Все разъедини­тели ячеек снабжены заземляющими ножами. Во всех ячейках, кроме ячейки № 1, и пусковых устройствах ПБГ-6 установлены трансформаторы тока, предназначенные для питания катушек реле максимального тока и электроизмерительных приборов. Реле максимального тока, установленное во вводной ячейке и в ячейках питания электродвигателей, настривается таким об­разом, чтобы при перегрузке двигателей отключался соответст­вующий контактор, а при коротких замыканиях — вводный мас­ляный выключатель.
Ячейки КРНБУ-6 и ПБГ-6 комплектуются аппаратурой вы­сокого напряжения.
В буровых установках с приводом лебедки от электродвига­телей напряжением 500 В применяют понижающие трансформа­торы, монтируемые на трансформаторной подстанции буровой вблизи от распределительного устройства 6 кВ. Трансформато­ры подключаются к ячейке № 6 КРНБУ-6У и к пусковому уст­ройству ПБГ-6 вместо приводных двигателей лебедки.
Двигатели и трансформаторы присоединяются к ячейкам распределительного устройства шланговыми кабелями.
Питание и управление электродвигателями вспомогательных механизмов осуществляются от станций управления, которые в свою очередь питаются от ячейки распределительного устрой­ства через силовой понижающий трансформатор 6/0,4 кВ.
Для питания электродвигателей вспомогательных механиз­мов буровых установок с дизельным приводом используют ди­зель-генераторные станции, входящие в комплект оборудования установок.
Энергия от дизель-генераторных станций подается на стан­ции управления, автоматические выключатели и магнитные пус­катели электродвигателей.
Напряжение на буровые установки подается после оконча­ния всех строительно-монтажных работ, оформления акта о вводе в эксплуатацию буровой установки и только в световое время суток.