Лекція № 18

Тема лекції: Локомотивний транспорт

(тягова мережа та тягові батареї електровозів)

План лекції

1) Тягова мережа контактних електровозів.

2) Тягові та зарядні підстанції.

3) Приладдя для обслуговування акумуляторних батарей.

Література [2] с. 169– 178

1) Тягова мережа контактних електровозів.

Питание контактных электровозов осуществляется по III катего­рии бесперебойности электроснабжения (резервное питание не тре­буется). К тяговой сети (рис. 51, а)относится контактный провод 2,рельсовый путь 3,питающие 1и отсасывающие 4линии, оборудование для защиты и коммутации, вспомогательная арматура и др. Места при­соединения питающих кабелей к контактному проводу и отсасываю­щих к рельсовому пути получили соответственно названия питающих и отсасывающих. Для каждой шахты разрабатывается схема контакт­ной сети и наносится на план горных работ. При большой длине откат­ки и значительной тяговой нагрузке возможно падение напряжения до недопустимых значений, вследствие чего снижается скорость дви­жения и производительность откатки. Появление значительных раз­ностей потенциалов в отдельных точках рельсовой цепи приводит к воз­растанию блуждающих токов.

Выбор схемы питания тяговой сети определяется расчетом в зависимости от допустимых норм падения напряжения. В случае падения напряженияболее 10-12% (∆ U_ср = 30 ÷ 36 В) при большом грузопотоке и более 20% (∆ U _ср = 50 ÷ 60 В) при малом грузопотоке реко­мендуется применять подпитывающие кабели. Их прокладывают от тяговой подстанции параллельно питающим кабелям и контактной сети на расстояние до 2/3 длины откаточного участка и подсоединяют через каждые 200—300 м. Для удобства обслуживания и надежной работы Контактной сети при большой длине откаткиконтактный провод сек­ционируют с помощью участковых выключателей, располагаемых через каждые 500 м.

Контактный провод применяется фасонного сечения с площадью сечения 65, 85 и 100 мм² из твердотянутой чистой меди. Контактный провод в горных выработках крепят в специальных эластичных под­весках, расстояние между которыми на прямолинейных участках не превышает 5 м, при криволинейных — 3 м.

Высота подвески контактного провода 2должна быть не менее 2м от головки рельса (допускается 1,8 м, если для перемещения людей имеются отдельные выработки). Подвеска провода в околоствольном дворе на высоте не менее 2,2 м, в местах подвески расстояние провода до верхняка должно быть не менее 0,2 м.

Подвеска (рис. 51, а—в)состоит из стальной оцинкованной прово­локи 4,тролледержателя 1,двух изоляторов 3,размещаемых по разным сторонам тролледержателя 1.Для натяжения проволочных оттяжек ставится натяжная муфта 5с ходом 100 мм и устройства 6для креп­ления подвески к креплению горной выработки. Расстояние от держа­теля контактного провода до каждого изолятора должно быть не более 0,3 м, удельная нагрузка на оттяжку не должна превышать 250 Н/мм², а на контактный провод - 80 Н/мм², который относительно оси рель­сового пути подвешивается зигзагообразно, чтобы рабочая часть дуги бы­ла по возможности шире и изнашивалась равномерно.

Для изоляции провода от натяжной муфты в сухих выработках ставят два пряжковых изолятора, в обводненных - фарфоровые ореш­ковые.

В местах перехода через вентиляционные и противопожарные двери контактный провод должен прерываться или надежно изолироваться, непрерывность электрической цепи должна осуществляться перемыч­кой из гибкого негорючего кабеля с сечением жил не менее сечения контактного провода.

Рельсовый путь для откатки контактными электровозами являет­ся обратным проводом (—), поэтому он должен иметь высокую проводимость. Для уменьшения сопротивления рельсовых путей и, следовательно, снижения блуждающих токов ставят электричес­кие перемычки: стыковые — на каждом стыке рельсов; обход­ные — на стрелочных переводах, съездах; междурельсовые — между нитками рельсового пути на расстоянии не менее 50 м; между­путевые - между отдельными рельсовыми путями не реже чем через каждые 100 мм, а также в начале и конце пути.

Так как рельсы не изолированы от почвы, то часть тока ответвляетсяв почву и протекает по ней в направлении тяговой подстанции. Это блуждающие токи, которые тем больше, чем больше сопротивление рельсового пути и проводимость почвы и чем меньше переходное со­противление от рельса к почве. В отдельных случаях блуждающие токи достигают 50—60% значения тока в сети. В местах прохождения блуждающих токов происходит разъединение металлических сооружений,

трубопроводов и оболочек кабеля. Главная опасность от блуждающих токов в шахте — преждевременные взрывы детонаторов при электри­ческом взрывании. Поэтому необходимо следить за надежностью электрических соединений, исправностью стыковых соединений рельсов, стрелок, крестовин, съездов и остальных рельсовых путей, а также прокладывать дополнительно отсасывающие кабели и тщательно выпол­нять крепление узлов рельсов.

2) Тягові та зарядні підстанції.

Для питания тяговых двигателей как контактных, так и аккумуля­торных электровозов требуется постоянный ток. В первом случае пре­образование переменного тока в постоянный производится выпрямите­лями тяговых подстанций, от которых питается тяговая сеть, во втором случае преобразователи используются для заряда тяговых батарей. За­рядные устройства устанавливают в камере преобразовательной подстан­ции электровозного гаража.

Преобразовательные устройства для питания тяговой сети в дальней­шем будем называть тяговыми подстанциями. В их комплект входят: высоковольтная ячейка, питающая силовой трансформатор; выпрями­тельный агрегат; аппаратура коммутации и защиты преобразователь­ных подстанций и тяговых сетей. Питание преобразовательных подстан­ций осуществляется от высоковольтных трансформаторов напряжением 3-6 кВ, мощностью 180 и 320 кВ. Тяговые подстанции имеют обозначе­ния АТП-500/275 и АТПР-320/275 м (АТП - автоматическая тяговая подстанция в рудничном нормальном исполнении). Устройства для за­рядки тяговых батарей называются зарядными.

Для питания контактной сети и зарядки тяговых батарей исполь­зуются преобразовательные устройства переменного тока в постоянный. Они обеспечивают процесс зарядки при постоянном стабилизированном (или ступенчатом) зарядном токе или при стабилизированном напряже­нии. Существуют устройства, выполняющие зарядку в комбинации этих двух режимов.

Для щелочных батарей при нормальной зарядке в течение 6 ч при­нимают зарядный ток I₃ =0,25 С. Емкость С,сообщаемая при этом ак­кумулятору, равна 1,5 С.При пятичасовом режиме разрядки отдача по емкости равна 0,66, а по энергии - 0,47. Наибольшее распространение по­лучила индивидуальная зарядка (однозарядное устройство на одну ба­тарею).

Тип зарядных устройств для зарядки тяговых батарей выбирают в зависимости от типа тяговой батареи (табл. 9, 10) или новые тиристорные РЗУ.

Для ускоренных режимов зарядов рекомендуется применять тиристорные зарядные устройства.

В последнее время выпущены новые тиристорные устройства типа РЗУ, обеспечивающие автоматическую зарядку тяговых аккумулятор­ных батарей ступенчатым током в трех режимах, а также разрядку ба­тарей с отдачей электроэнергии в сеть (рекуперацией).

Техническая характеристика разрядно-зарядного устройства РЗУ

Напряжение питающей сети, В........................................................ 380/660

Вид охлаждения................................................................................... Естественное

Номинальное выпрямленное напряжение, В............................... 230

Максимальный выпрямленный ток, А........................................... 200

Регулировка тока................................................................................. Ступенчатая

Диапазон регулирования тока, А.................................................... 20-200

Номинальная выходная мощность, кВт........................................ 46

Коэффициент мощности..................................................................... 0,8

Исполнение............................................................................................ РП

3) Приладдя для обслуговування акумуляторних батарей.

Для обслуживания тяговых батарей применяют:

ареометр — прибор для измерения плотности электролита. Стек­лянную трубку диаметром 5-6 мм с метками на конце для измерения высоты уровня в аккумуляторе над пластинами опускают в аккумуля­тор до соприкосновения с пластинами, верхний конец трубки закрывают пальцем и вынимают ее из аккумулятора. Уровень электролита в трубке должен быть в пределах 15-30 мм;

термометр для определения температуры электролита во время за­рядки. Замер производят в нескольких аккумуляторах. Температура но время заряда не должна превышать 45°, если электролит NaOH, и 30° если КОН;

нагрузочная вилка для измерения степени заряженности каждого аккумулятора. Продолжительность включения вилки не должна пре­вышать 5 с во избежание перегрева сопротивления;

резиновая груша с наконечником из стеклянной трубки для до­ливки или отсоса электролита из аккумулятора;

индикатор работы батареи (НРБ) для определения степени за­рядки (разрядки) батареи;

очки, фартуки, перчатки — средства, предохраняющие от попада­ния щелочи;

заливочные устройства для заливки щелочи в аккумуляторы;

разрядные устройства для разрядки батарей во время трениро­вочного цикла зарядки новой батареи;

домкраты для установки зарядных столов и регулирования их от­носительно верхней грани головок рельсового пути;

подъемные краны- типа КОД для установки заряженных тяговых батарей и снятия их.

Контрольні питання:

1) Тягові батареї.

2) Прилади для обслуговування акумуляторних батарей.

3) Пристрої для обслуговування акумуляторних батарей.