Подземные проходы угольных шахт узкие, в окружающем воздухе присутствует газообразный метан и взвешенная взрывоопасная угольная пыль, условия высокой влажности и обильное скопление угольной пыли. Являясь сверхмощным мобильным оборудованием на гусеничном ходу, карьерные экскаваторы выдерживают сильные удары о камни и вибрацию всей машины во время копания ковшом, подъема-опускания стрелы, поворота кузова и перемещения гусеницы. Оснащенные системами частотно-регулируемого привода, экскаваторы создают мощные гармонические колебания и пусковые токи при резких изменениях нагрузки во время земляных работ. Длинные подземные кабели электроснабжения для горнодобывающих районов также приводят к падению напряжения и трехфазному дисбалансу. Промышленные трансформаторы и реакторы общего назначения не имеют взрывозащищенных конструкций. Без огнестойких и взрывозащищенных корпусов электрические дуги, образующиеся при внутреннем коротком замыкании, будут выходить наружу напрямую и легко воспламенять подземный газ и угольную пыль, что приведет к аварийным ситуациям по технике безопасности. Между тем, из-за отсутствия усилительной конструкции, защищающей от сильных вибраций и влаги и пыли, изделия общего назначения подвержены расшатыванию рулонов и быстрому старению изоляции под воздействием влаги в условиях длительной подземной ударной вибрации и могут выйти из строя в течение короткого периода времени, нарушая требования правил безопасности на угольных шахтах. Специально разработанные для условий подземной мобильной эксплуатации и требований взрывобезопасности карьерных экскаваторов, взрывозащищенные трансформаторы и реакторы для горных работ обеспечивают безопасное и стабильное питание трех приводных двигателей (землеройный, поворотный, передвижной), а также систем газоанализатора и мониторинга безопасности всей машины.

Применение трансформаторов и реакторов в условиях эксплуатации горных экскаваторов

1.1 Горно-взрывозащищенный трансформатор: взрывозащищенное преобразование напряжения, изоляция сильного тока от слабого и многоконтурное распределение источника питания.

Карьерные экскаваторы содержат высокомощные цепи и искробезопасные цепи управления безопасностью. Силовые цепи обеспечивают питание мощных приводов для копания, поворота и перемещения; цепи управления включают датчики газа, контроль температуры всей машины, защиту от аварийной остановки, рукоятки управления и другие компоненты для контроля безопасности. Существуют огромные различия в уровнях напряжения и степенях безопасности между двумя категориями цепей. Взрывозащищенные трансформаторы преобразуют входное напряжение подземных мобильных подстанций в номинальное напряжение для каждого модуля машины в сборе и обеспечивают гальваническую развязку между цепями высокой мощности и искробезопасными цепями управления низкого напряжения. Они блокируют гармонические сигналы и импульсные помехи от силовых цепей, препятствуя проникновению в контуры контроля безопасности, и предотвращают ложную тревогу и ложнозащитные действия газовых датчиков. Трансформаторы, имеющие взрывозащищенные корпуса, удерживают электрические дуги и высокотемпературную энергию, генерируемую при внутренних коротких замыканиях внутри корпусов, и предотвращают воспламенение внешнего газа и угольной пыли. Они также обладают способностью ограничивать ток перегрузки и короткого замыкания. В случае неисправностей нагрузки с одним ответвлением распространение тока короткого замыкания ограничивается, чтобы предотвратить распространение одноточечных неисправностей по всей системе электрического управления станком и гарантировать безопасность подземных операторов и оборудования. Предотвращая падение напряжения, вызванное длинными подземными кабелями электропитания, трансформаторы поддерживают стабильное выходное напряжение и предотвращают низкую мощность копания, вызванную недостаточным напряжением, и отключение оборудования при копании с большой нагрузкой.

1.2 Входной реактор инвертора: подавляет пусковой ток при включении и фильтрует гармоники на стороне сети.

В момент, когда ковши врезаются в породу и порожистую породу, инверторы карьерных экскаваторов генерируют скачки напряжения, в несколько раз превышающие номинальный ток. Мгновенные сильные токи могут непосредственно повредить силовые модули IGBT инверторов и привести к отключению оборудования. Подключенные со стороны входа инвертора, взрывозащищенные входные реакторы полагаются на индуктивные характеристики для замедления скорости нарастания тока, подавления пусковых токов при рытье и повороте старт-стоп и защиты основных силовых компонентов инверторов. гармоники 5-го и 7-го порядка, создаваемые при работе с переменной частотой, поступают обратно в подземные мобильные сети электроснабжения, вызывая перегрев другого подземного механико-электрического оборудования и ложное срабатывание защитных устройств в угольных шахтах. Входные реакторы эффективно фильтруют гармоники, улучшают качество электроэнергии в подземных сетях, уменьшают гармонические помехи для другого горного оборудования, находящегося на той же дороге, и уменьшают нагрев инвертора, чтобы улучшить возможности непрерывной работы систем электрического управления.

1.3 Выходной преобразователь инвертора: поглощает скачки напряжения PWM и защищает двигатели землеройного привода.

Высокочастотные ШИМ-импульсы, вырабатываемые инверторами горных экскаваторов, проходят по относительно длинным кабелям от взрывозащищенных электрических шкафов к двигателям передвижных экскаваторов и создают эффекты отражения напряжения, формируя импульсы высокого напряжения. Повторяющиеся удары со временем ухудшают изоляцию обмотки двигателя, приводя к неисправностям при утечке электричества и даже к образованию внутренней электрической дуги внутри двигателя, что создает угрозу взрывозащищенности. Взрывозащищенные выходные реакторы поглощают скачки напряжения dv / dt, сглаживают колебания выходного напряжения и смягчают эффекты отражения напряжения, вызванные кабелем. Они снижают нагрузку от перенапряжения на обмотки двигателей, продлевают срок службы изоляции приводных двигателей и снижают риски утечки электроэнергии из двигателя и образования внутренней дуги. Они также подавляют высокочастотные токи утечки со стороны двигателя, уменьшают электрокоррозию подшипников двигателя и сокращают частоту капитальных ремонтов подземного оборудования.

Основные преимущества взрывозащищенных изделий для горнодобывающей промышленности по сравнению с промышленными изделиями общего назначения

2.1 Взрывозащищенный корпус плюс конструкция, сертифицированная по безопасности в угольных шахтах, соответствует стандартам взрывозащищенной безопасности в угольных шахтах класса I.

Промышленные трансформаторы и реакторы общего назначения предназначены для использования в обычных помещениях без взрывозащищенных корпусов. Электрические дуги и высокотемпературная энергия при внутренних неисправностях будут высвобождаться непосредственно наружу. В нашей серии продукции используются утолщенные взрывозащищенные корпуса с точно обработанными поверхностями соединений и строго контролируемыми зазорами между взрывозащищенными элементами. В случае внутренних взрывов внутри корпусов пламя и высокотемпературный газ охлаждаются через взрывозащищенные каналы перед утечкой наружу и не могут воспламенить газ и угольную пыль за пределами корпусов. Имея знаки безопасности горной продукции, они полностью соответствуют обязательным требованиям безопасности к подземному передвижному электрооборудованию, указанным в Правилах безопасности на угольных шахтах.

2.2 Сверхпрочная антивибрационная усиленная конструкция, Адаптированная к длительным ударным нагрузкам экскаваторов

Карьерные экскаваторы выдерживают постоянную ударную вибрацию во время движения гусеницы и работы ковша для выкапывания породы. В изделиях используются многоточечные конструкции, усиленные сжатием. Железные сердечники и катушки надежно закреплены высокопрочными болтами, снабженными предохраняющими от расшатывания гайками и амортизирующими прокладками. Это исключает смещение катушки, истирание изоляции и ослабление крепежа, вызванное длительной ударной вибрацией. Промышленные изделия общего назначения, не обладающие противоударным усилением, легко подвергаются внутреннему расшатыванию при длительной вибрации и вызывают локальный перегрев и короткое замыкание.

2.3 Усиленная изоляция с вакуумной пропиткой под давлением для защиты от влаги, пыли и коррозии, вызванной угольной пылью.

Подземные условия в угольных шахтах характеризуются высокой влажностью и большим количеством угольной пыли. Изоляция из изделий общего назначения легко впитывает влагу и накапливает пыль, что приводит к быстрому ухудшению изоляционных характеристик. В рулонах нашей продукции используются процессы вакуумно-напорной пропитки VPI специальными термостойкими и влагостойкими изоляционными материалами горнодобывающего назначения. Общие характеристики изоляции повышаются благодаря влагостойкости, защите от плесени и пыли. Угольная пыль не проникает внутрь змеевика, и характеристики изоляции остаются неизменными при длительной эксплуатации в условиях высокой влажности и запыленности под землей.

2.4 Добыча полезных ископаемых-выемка грунта-ориентированные на ударную нагрузку Индивидуально настроенные электромагнитные параметры Противостоят магнитному насыщению при больших токах

Карьерные экскаваторы рассчитаны на кратковременные сверхтяжелые ударные нагрузки с резкими скачками тока в моменты выемки ковша. Параметры индуктивности и воздушного зазора реакторов подбираются с учетом характеристик ударной нагрузки при выемке грунта. Сердечники устойчивы к магнитному насыщению при кратковременных сильных скачках тока и обеспечивают стабильные характеристики ограничения тока и подавления гармоник. Реакторы общего назначения рассчитаны на устойчивые нагрузки и быстро насыщаются при кратковременных сильных токах, вызванных выемкой грунта, теряя защитные функции.

2.5 Изготовленные на заказ Компактные взрывозащищенные корпуса Подходят для ограниченного пространства для установки электрокабин экскаваторов

Электрические кабины карьерных экскаваторов ограничены по монтажному пространству, в то время как взрывозащищенные корпуса занимают определенные объемы. Мы настраиваем габаритные размеры электрических кабин в соответствии с чертежами производителей и оптимизируем компоновку корпусов. Объем и вес изделия контролируются в условиях, отвечающих требованиям взрывозащиты и прочности, что облегчает интеграцию-сборку всего оборудования и снижает нагрузку на модификацию конструкций всего оборудования.

Решенные отраслевые проблемы и прикладные ценности

3.1 Устранить угрозы безопасности, связанные со взрывом газа, вызванные опасностью возникновения подземной электрической дуги

Трансформаторы и реакторы общего назначения не могут исключить риск утечки электрической дуги наружу при внутреннем коротком замыкании, которое легко воспламеняет подземный газ и угольную пыль. Взрывозащищенные корпуса наших изделий предотвращают возникновение электрической дуги, вызванной неисправностью, внутри корпусов и исключают риск утечки электрической дуги с точки зрения оборудования. Они отвечают жестким требованиям взрывобезопасности для подземных работ в угольных шахтах и являются незаменимыми компонентами, обеспечивающими безопасность подземного мобильного горного оборудования.

3.2 Снизить риск высокой частоты отказов систем электрического управления, вызванных ударными нагрузками при выемке грунта

Резкие колебания нагрузки во время копания и поворота карьерных экскаваторов вызывают пусковые токи и скачки напряжения PWM, которые легко повреждают инверторы и разрушают изоляцию двигателя. Комбинированные решения из взрывозащищенных трансформаторов и реакторов типа "ввод-вывод" решают проблемы с качеством электроэнергии в источнике и значительно снижают частоту отказов инверторов и приводных двигателей, сокращая время простоя и ремонта подземного оборудования. Подземные ремонтные помещения узки, и операции сопряжены с рисками; снижение частоты отказов снижает нагрузку на персонал, связанный с подземным обслуживанием.

3.3 Устранение проблем с отказом компонентов на ранней стадии, вызванных подземной вибрацией, влажностью и высокой запыленностью

Когда промышленные изделия общего назначения устанавливаются под землей, совокупное воздействие вибрации, угольной пыли и влаги приводит к ухудшению изоляции и повреждениям при ослаблении рулона в течение годичного цикла эксплуатации. Усиленные антивибрационные конструкции плюс технологии изоляции вакуумной пропиткой под давлением значительно продлевают срок службы компонентов, сокращают затраты на закупку запасных частей и эксплуатацию-техническое обслуживание на протяжении всего жизненного цикла карьерных экскаваторов и гарантируют непрерывные работы по прокладке подземных туннелей и перегрузке пустой породы.

Разработанная в строгом соответствии со стандартами взрывозащиты угольных шахт, наша серия специальных взрывозащищенных трансформаторов и реакторов для горнодобывающей промышленности прошла испытания на вибрацию, высокую и низкую температуру, а также на взрывозащищенность и получила соответствующие сертификаты безопасности угольных шахт. Они сочетаются с несколькими моделями подземных электрических карьерных экскаваторов и обеспечивают безопасные и надежные решения для электроснабжения подземного горно-выемочного оборудования, обеспечивая баланс между взрывозащищенностью, стабильностью оборудования и экономичностью при подземной эксплуатации и техническом обслуживании.