Первоисточник материала: Повышение эффективности водоотливных установок: Учеб. пособие/ С. П. Шевчук-К: УМК ВО, 1990. – С.24–30.

Аппаратура автоматизации водоотлива

     В настоящее время к производству принята аппаратура взрывобезопасная для автоматизации водоотливных установок типа ВАВ.1М, которая представляет собой модернизированный вариант ранее выпускавшейся аппаратуры ВАВ, УАВ. Аппаратура ВАВ.1М предназначена для применения на действующих, реконструируемых и строящихся шахтах, опасных по газу и пыли, внезапным выбросам угля, газа, и обеспечивает автоматическое управление до трех насосов с двигателями высокого и низкого напряжения. Автоматическое управление насосными агрегатами осуществляется в функции уровня воды в водосборнике с коррекцией графика работы в соответствии с установленными периодами максимума энергосистемы. Она не предусматривает поддержание насосной установки в зоне промышленного использования.

     Аппаратура ВАВ.1М обеспечивает:

• автоматическое управление работой насосных агрегатов в функции уровня воды;
• дистанционное и местное ручное управление работой насосных агрегатов;
• в случае отказа рабочего насоса автоматическое включение резервного;
• очередность работы насосов;
• последовательность запуска и остановки насосов при их параллельной работе;
• запрет включения в работу неисправного насоса;
• коррекцию графика работ насоса с целью создания естественных условий его невключения на период максимума нагрузки энергосистемы;
• учет времени работ насосных агрегатов;
• отображение сигналов на табло диспетчера об уровне воды в водосборнике, работе насосов, отказе и виде неисправности в работе установки, времени периода максимума нагрузки энергосистемы.

     В комплект поставки аппаратуры ВАВ.1М входят:

• блок управления насосами БУН.1М – 1 шт;
• табло сигнальное водоотлива СТВ.1М – 1 шт;
• датчик электродный ЭД.1М – 8 шт;
• реле подачи насоса флажковое РПН.1М – 3 шт;
• реле давления РДВ.1М – 3 шт;
• термодатчик легкоплавкий ТДЛ.1М – 12 шт;
• насос заливочный погружной НЗП.1М – 1 шт;
• привод задвижки П3.1М – 3 шт;
• пускатель привода задвижки ПРА – 3 шт;
• блок развязки искробезопасных цепей БРЦ – 1 шт;
• блок питания БП.5.12 с уставкой 2.3 А – 1 шт;
• комплект запасных частей (вставка плавкая, субблоки, микровыключатель) – 1 шт.

     Структурная схема соединения основных блоков аппаратуры ВАВ.1М изображена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Структурная схема соединения основных блоков аппаратуры ВАВ.1М

     Рассмотрим назначение отдельных элементов данной аппаратуры. Термодатчик ТДЛ.1М предназначен для контроля температуры подшипников электродвигателей и насосов. При превышении температуры подшипников уставочной температуры датчик выдает сигнал в блок управления насосами БУН.1М

     Реле производительности насоса РПН.1М служит для контроля производительности насоса, устанавливается на всасывающем трубопроводе и при исчезновении потока воды подает сигнал в блок управления насосами.

     Реле давления РДВ.1М предназначено для контроля заполнения главного насоса водой перед пуском. Устанавливается на второй турбине насоса.

     Блок ревизии искробезопасных цепей БРЦ предназначен для гальванической развязки искробезопасных цепей блока БУН.1М с искробезопасными цепями управления высоковольтной ячейкой.

     Насос заливочный погружной НЗП.1М – для заливки главного насоса водой перед пуском.

     Привод задвижки ПЗ.1М – для открытия задвижки в нагнетательном трубопроводе насоса при вводе его в работу, и соответственно для закрытия задвижки при отключении насоса, что исключает возникновение гидравлического удара при нормальной работе насосного агрегата.

     Пускатель привода ПРА необходим для запуска двигателя привода задвижки ПЗ.1М.

     Ящики кабельные КЯ1.1М и ЯРВ.1М – служат для соединения функциональных блоков аппаратуры.

     Блок питания БП.5.12 предназначен для питания блока управления насосами постоянным стабилизированным напряжением 5В и 12В.

     Технологические датчики уровня воды, подачи, давления, температуры, положения задвижек подключаются к аппарату БУН.1М, установленному в насосной камере. Табло сигнальное водоотлива СТВ.1М устанавливается на поверхности в помещении диспетчера. Связь между этими двумя основными блоками аппаратуры осуществляется субблоками телемеханики и сигнализации через линию связи ЛС.

     В блоке управления насосами БУН.1М обрабатываются входные сигналы датчиков и выдаются команды на исполнительные механизмы: заливочный насос НЗП.1М, привод задвижки П3.1М, привод главного насоса ПГН.1М и сигнализацию о состоянии водоотливной установки на табло СТВ.1М. Блок БУН.1М состоит из субблоков: управления режимами работы насосов, согласования и управления исполнительными механизмами, расшифровки неисправностей, управления связью и передачи информации, которые функционально объединены в субблоки управления и диагностики работы каждого из трех насосов, и субблока телесигнализации.

     На лицевую панель блока БУН.1M выведены: сигнализация о наличии питания, о работе, отказе и виде неисправности каждого из трех насосов; три кнопки расшифровки вида неисправности; переключатели режимов работы насосов («Автоматическое», «Местное» «1 насос в цикле», «2 насоса в параллель», «3 насоса в параллель»), переключатели выбора уровней, на который настраивается работа насосов («Верхний», «Повышенный», «Аварийный»).

     Табло сигнальное водоотлива СТВ.1М предназначено для приема и отображения информации о состоянии водоотливной установки, дистанционного управления и коррекции графика работы насосных агрегатов с учетом периодов максимума, учета рабочего времени по каждому насосному агрегату. Табло состоит из субблоков: приема информации и передачи управляющих сигналов, внепикового потребления энергии, учета рабочего времени. При этом диспетчеру передается следующая информация:

• о наличии питания – световая;
• о работе контроллера – световая;
• о работе каждого насосного агрегата – световая;
• о работе заливочного насоса – световая;
• о наличии неисправности на каждом насосном агрегате – световая и звуковая;
• о наличии связи с подземной частью – световая;
• о виде неисправности на каждом насосном агрегате – световая;
• об автоматическом запрете включения насосных агрегатов – световая;
• об уровне воды в водосборнике – световая;
• о наличии аварийного уровня в водосборнике - световая и звуковая;
• советы диспетчеру о включении насосных агрегатов – световая;
• об общем времени работы каждого насосного агрегата – визуальная;
• о режиме работы каждого насосного агрегата – световая;
• о текущем времени и о программе работы блока внепикового потребления электроэнергии – визуальная.

     Работа аппаратуры. По сигналу о наличия верхнего уровня воды в водосборнике через блок БУН.1М включается пускатель заливочного насоса НЗП.1М.

     Через 3...5 мин (время, необходимое для заливки рабочего насоса) срабатывает датчик давления заливки РДВ.1М, сигнал которого через БУН.1М воздействует на пусковую аппаратуру привода насосу ПГН.1М. Через промежуток времени, необходимый на включение пусковой аппаратуры (до 60 секунд для КРУВ-6, РВД-6), В БУН.1М поступает сигнал о включении насоса. Одновременно с блока БУН.1М подается сигнал для включения пускателя привода задвижки ПЗ.1М на открытие, который затем выключается концевым выключателем.

     Насос начинает откачивать воду, развивая необходимую подачу, которую контролирует реле РПН.1М через 160 секунд после момента пуска насоса.

     Если через промежуток времени, отведенный таймерами БУН.1М для заливки насоса (3...5 минут), включения пусковой аппаратуры (до 60 секунд) и достижения нормальной подачи (до 160 секунд), насос не выйдет на требуемый режим по контролируемым параметрам, происходит его аварийное отключение. Насос отключается аварийно также по причине неоткрытия задвижки или срабатывания датчика ТДЛ.1М при перегреве подшипников. При этом взамен неисправного насоса включается в работу насос, настроенный для работы от аварийного уровня.

     При откачке воды снимается сигнал датчика нижнего уровня, и через БУН.1М подается команда на закрытие задвижки. При полном закрытии задвижки срабатывает конечный выключатель и через БУН.1М поступает сигнал отключения привода насоса. В период закрытия задвижки сигнал РПН.1М блокируется.

     Дистанционное управление насосами осуществляет диспетчер с помощью кнопок «Пуск», «Стоп», расположенных на табло СТВ.1М.

     Если при работе одного насоса уровень воды не убывает, а растет в связи с внезапным увеличением притока, сигналом датчика повышенного уровня включается в работу второй насос, настроенный для работы от этого уровня.

     При необходимости постоянной параллельной работы нескольких насосов переключатель на панели БУН.1М переводится в соответствующее положение. На СТВ.1М и БУН.1М индицируют следующие виды неисправности: отсутствие заливки насоса, потеря подачи, перегрев подшипников, невключение пусковой аппаратуры, заклинивание задвижки.

     Субблок внепикового потребления энергии предназначен для реализации энергосберегающего управления водоотливной установкой.