УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ШЛЮЗОВ Общие сведения —
Электрооборудование судоходного шлюза, предназначенного для перевода судов из одного бьефа в другой (бьефы имеют разный уровень воды), работает в условиях высокой влажности (до 100 %) и значительных колебаний температур. Нагрузки, действующие в электроприводах, непостоянны по значению, а работа механизмов при шлюзовании судов характеризуется длительными перерывами во времени. Для обеспечения безаварийной работы механизмов электрооборудование следует выбирать в соответствии с перечисленными условиями.
В электроприводах шлюзов преимущественно применялись крановые двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором серий МТК и МТ специального исполнения, обладающие значительной перегрузочной способностью и механической прочностью. Обмотка статора этих двигателей при изготовлении подвергается вакуумной пропитке изоляционным влагостойким компаундом, а в подшипниковых щитах имеются вентиляционные отверстия для предотвращения появления конденсата внутри двигателя.
Вследствие дефицита крановых двигателей стали использовать двигатели общепромышленного исполнения. Эксплуатация этих двигателей показала их недостаточную надежность в условиях гидротехнических сооружений, а меньшая перегрузочная способность не всегда позволяет обеспечить требуемый режим работы.
Режим работы двигатетелей шлюзов кратковременный с ярко выраженной цикличностью. Продолжительность цикла в зависимости от вида сооружения и характера работы составляет 30 -60 мин, продолжительность работы двигателей в цикле 1 — 8 мин.
Системы управления электроприводами шлюзов по способу их осуществления операторами могут быть дистанционными и местными. Первые используют в качестве эксплуатационных, а вторые — для проверки работы механизмов, их наладки после ремонтоп.
Дистанционное управление может быть цикловым и раздельным и осуществляется с центрального пульта. При цикловом управлении подается команда лишь на совершение первой операции. Остальные технологические операции выполняются автоматически в строго определен ной последовательности. i 12
При раздельном управлении команды на выполнение каждой отдельной операции подаются оператором с помощью соответствующих устройств и аппаратуры управления (кнопки, ключ, командо- аппараты).
Для исключения возможности одновременного использовании различных видов управления и для соблюдения технологической последовательности операций в системах управления механизмами шлюзов широко применяются различные блокировки,
К технологическим основным блокировкам относятся: блокировка уровней воды, исключающая открытие ворот при разных уровнях воды камеры шлюза и бьефа; взаимная блокировка электроприводов ворот нижнего и верхнего бьефа, исключающая одновременную их работу и открывание, если открыты противоположные ворота; блокировка ворот нижней головы шлюза с затворами опорожнения камеры, допускающая открытие ворот лишь при открытых затворах; блокировки стопоров и ручного привода, исключающие возможность включения привода с любого из постов управления при наложении стопоров или работе ручным приводом. Для отключения блокировок при наладочных и ремонтных работах используют деблокировочные ключи, шунтирующие блокировочные контакты.
К электроприводам основных технологических механизмов судоходных гидротехнических сооружений относятся электроприводы: подъемно-опускных и двустворчатых ворот; затворов водопроводных галерей; механизмов судоподъемников и некоторые другие в зависимости от конструкции шлюза.
Успешная работа судоходных гидротехнических соружений зависит от совершенства электроприводов и соответствия предъявляемым к ним требованиям:
электроприводы должны обеспечивать заданный технологический режим работы судоходного объекта с постоянной готовностью к действию, т. е. устойчивое маневрирование технологическими механизмами во всем диапазоне изменения статического момента, обусловленного всеми возможными условиями работы. При этом отклонение установившейся скорости перемещения исполнительного органа от заданного значения не должно превышать ±5%;
электрифицированные механизмы должны быть работоспособны при относительной влажности воздуха 100%, колебаниях температуры окружающей среды от —40 до +40 °С при длительных перерывах в работе. Привод должен обеспечивать работу затворов в условиях продленной навигации при отрицательных температурах. Для этого необходимо выполнять комплекс мероприятий, предусмотренных нормативными документами;
электроприводы технологических механизмов должны иметь высокую надежность при работе, которая обеспечивается выбором высоконадежных схем узлов, комплектующих элементов при проектировании I! прогрессивной организацией технического обслуживания при эксплуатации; электроприводы должны обладать высокими динамическими показателями. Значения динамических нагрузок в механизмах при переходных режимах работы не должны превышать 120 % максимальной статической нагрузки в электрогидравлических и 140 % — в электромеханических приводах. Продолжительность разгона и торможения электроприводов должна быть не менее установленной нормы для каждого конкретного механизма; кроме того, электромеханический привод должен обеспечивать плавный выбор зазоров в передачах, значение динамических нагрузок в механизмах должно составлять при этом не более 25% максимальной статической нагрузки;
электроприводы должны быть высокоэкономичными. Выбирать тип электропривода необходимо на основании технико-экономического сравнения различных вариантов с учетом надежности работы в эксплуатационных и аварийных режимах. Для регулирования скорости перемещения исполнительных органов в электрогидравлических приводах следует применять, как правило, объемное регулирование подачи рабочей жидкости;
для регулирования частоты вращения электроприводов следует использовать бесконтактные полупроводниковые преобразователи, при выборе типов которых нужно учитывать влияние высших гармонических составляющих в кривой питающего напряжения на другие потребители электроэнергии;
при выборе двигателей и в расчетах узлов электрифицированных механизмов необходимо учитывать нагрузку и их сочетания для конкретных условий эксплуатации механизмов и гидротехнического сооружения в целом.
Главные нагрузки, действующие на электроприводы, создаются собственным весом перемещаемых устройств, воздействием воды и ветра; случайные нагрузки возникают в результате навала свободно плавающих предметов и шлюзуемых судов, обледенения, ледохода и т. п. Указанные нагрузки (кроме веса устройств) не постоянны в процессе работы. Сочетание нагрузок следует выбирать в соответствии с практической возможностью одновременного их воздействия как на привод в целом, так и на отдельные его элементы. Нагрузки определяют для статического и динамического режимов работы.
По действующим нагрузкам рассчитывают соответствующие им моменты и суммированием последних вычисляют результирующий момент сопротивления движению Мс. При этом сопротивление нагрузки от навала свободно плавающих предметов и шлюзуемых судов, а также от обледенения и ледоходов можно не учитывать, так как они являются случайными величинами.
Так, например, для двустворчатых ворот с тросовыми, цепными, шланговыми, шлангово-цепными передачами моменты, создаваемые действующими нагрузками, приближенно будут, Н • м: от веса системы (момент трения в пяте и гальсбанде)
Момент сопротивления движению подъемно-опускных ворот создается главным образом весом ворот и сопротивлением трения в опорно-ходовых и закладных частях.