В последние годы в Навоийском горно-металлургическом комбинате при разработке урановых месторождений способом подземного выщелачивания получили широкое применение буровые установки типа УРБ-3А3 с использованием насоса НБ-32. По техническим параметрам данные насосы наиболее соответствуют горнотехническим условиям данного производства.

С целью продления срока службы данных насосов, фирмой производителем были разработаны и внедрены множество типов защит от ненормальных режимов работы насоса, основными и применяемые из которых, в насосах этой фирмы, работающих в НГМК, являются следующие:

1. Защита от токов перегрузки;
2. Защита от токов короткого замыкания;
3. Защита от понижения сопротивления изоляции;
4. Защита от нулевого напряжения и от перенапряжения;
5. Защита от холостой работы (сухого хода).

Анализ эксплуатации данных насосов в условиях месторождений «РУ-5» (Рудоуправления № 5) типа показало, что из-за частого срабатывания защиты от холостой работы приходится часто перезапускать данный насос находящийся внутри скважины, это в свою очередь ведет к засорению насоса илом, поднимающийся при каждом перезапуске насоса, а также из-за пускового тока электродвигателя в 4–7 раз превышающий номинальный ток нагрузки, сеть электроснабжения на короткое время подвергается существенной пиковой нагрузке.

В свою очередь, применение регулируемого электропривода и правильный выбор оптимальных режимов работы насоса НБ-32 позволило бы существенно снизить потребление электроэнергии и решить ряд проблем связанных с эксплуатацией насосов, что ведет к повышению срока службы насосов [1].

Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя бурового насоса НБ-32 вусловиях РУ-5 Навоийского ГМК.

Для расчета необходимо определить следующие номинальные параметры насосной установки:

− паспортная подача и напор–=7 л/с; =60, м.;

− паспортный КПД насоса — =0,72.

Паспортные данные по приводному электродвигателю:

− номинальная мощность и напряжения — =9.2, кВт; =380, В;

− номинальное скольжение и число пар полюсов — =0,05; =1;

− синхронная частота вращения магнитного поля статора — =3000, об./мин и номинальная частота вращения — =2840, об./мин.;

− номинальный КПД двигателя — ;

− номинальный коэффициент мощности — =0,85;

− перегрузочная способность двигателя — =2;

− момент инерции двигателя — =0.044, кг^.м².

Дополнительные данные, необходимые для расчета:

− плотность перекачиваемой жидкости — =1010, кг/м³;

− высота подъема жидкости (глубина опускания насоса) — =150, м

− ожидаемый приток жидкости в скважину (дебит скважины) =9, м³/с [2].

Расчет параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя при частотном регулировании.

Для расчета модели частотно-регулируемого электропривода определяются параметры схемы замещения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Схема замещения фазы асинхронного электродвигателя при частотном управлении приведена на рис 1. На схеме замещения приняты следующие обозначения:

— активное сопротивление обмотки фазы статора;

— приведенное к обмотке статора активное сопротивление обмотки фазы;

— индуктивное сопротивление обмотки фазы статора;

— приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление обмотки фазы ротора.

Рис. 1. Схема замещения фазы асинхронного электродвигателя: — индуктивное сопротивление намагничивающей цепи; — номинальное напряжение фазы статорной обмотки; — ЭДС фазы статорной обмотки; — приведенная к статорной обмотке ЭДС фазы роторной обмотки; — ток фазы статорной обмотки; — приведенный к статорной обмотке ток фазы роторной обмотки; — ток намагничивающей цепи; — относительное напряжение статора; — относительная частота тока статора

Схема замещения приведена для фазы асинхронного двигателя, поэтому расчетные значения токов и напряжений являются фазными.

Номинальный ток фазы статора:

А.

Активное сопротивление фазы статора:

Ом.

Номинальная угловая скорость магнитного поля статора двигателя:

с^-1, с^-1.

Номинальный и максимальный моменты двигателя:

Н м, Н м.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Ом.

Индуктивные сопротивления статора и приведенное ротора:

Ом.

Приведенное к обмотке статора активное сопротивление фазы ротора:

Ом.

Номинальный приведенный ток ротора:

А.

Номинальный коэффициент мощности роторной цепи:

тогда .

Номинальный ток намагничивающей цепи:

А.

Номинальная ЭДС фазы статора:

В.

Индуктивное сопротивление намагничивающей цепи:

Ом. [3]

Для установления оптимальных режимов работы насоса НБ-32 буровой установки УРБ-3А3 нами предлагается частотный преобразователь марки «KEB COMBIVERT».

При использование, нерегулируемых электродвигателей бурового насоса НБ-32 возрастали потери электроэнергии. Это способствовало к увеличению затрат на бурения геотехнологических скважин в условиях РУ-5 Навоийского ГМК. Применения частотного преобразователя для буровых насосов типа НБ-32 приведет к значительную экономию затрат на электроэнергию при бурении геотехнологических скважин в условиях РУ-5 Навоийского ГМК [3].

Основными параметрам определяющими экономию электроэнергии в данном расчете являются «наименьшая за расчетный период подача насоса» и «фактическая высота поднятия глинистого раствора».

Чем меньше эти значения от номинальных, тем больше потери электроэнергии при использование не регулируемого электропривода, соответственно тем больше становится экономически целесообразным применение буровых насосов с регулируемым электроприводом.

Литература:

1. Б. Н. Абрамович. Электропривод и электроснабжение горных предприятий. Санк-Петербург,2004.
2. Холин Д. С., Сидоров А. В. Способ управления трехфазным асинхронным электродвигателем погружного насоса и система управления электродвигателем погружного насоса. — Ижевск: МПК, 2005.
3. Плеханов С. Н. Увеличение максимальной частоты вращения двигателей переменного тока с помощью переключения их обмоток электронными ключами. — М.: Электропривод, 2007.