Proiectarea Unor Sisteme de Eficientizare a Utilajelor Miniere Prin Reglarea Automata a Proceselor Tehnologice

PROIECTAREA UNOR SISTEME DE EFICIENTIZARE A UTILAJELOR MINIERE PRIN REGLAREA AUTOMATĂ A PROCESELOR TEHNOLOGICE

Capitolul I

Descrierea carierei Roșia și a fluxului tehologic al carierei.

1.1. Introducere

1.2. Caracteristici generale ale zăcămintelor de lignit exploatat în bazinele din Oltenia

1.3. Caracteristici geografice , geologice , tectonice și hidrologice ale bazinelor miniere din Oltenia

1.4. Prezentarea generală a carierei Roșia

1.5. Fluxul tehnologic din cariera Roșia.

Capitolul II

Alimentarea cu energie electrică a carierei.

CAPITOLUL III

Modernizări impuse de noile metode de comandă, control și reglare.

3.1. Echiparea stațiilor și posturilor de transformare modernizate.

3.2. Modernizarea utilajelor de excavare și haldare utilizând metode noi de comandă, control și reglare.

3.3. Modernizarea utilajelor de transport utilizând metode noi de comandă, control și reglare.

3.3.1. Descrierea constructivă și funcțională a echipamentelor utilizate pentru modernizare

-Descrierea constructivă și funcțională a echipamentului CSF

-Descrierea constructivă și funcțională a CSR.

CAPITOLUL IV

Modernizarea acționării transportoarelor din carieră prin utilizarea de convertizoare alimentate direct la rețeaua de 6KV.

4.1. Generalități

4.2. Modernizarea instalației electrice a transportoarelor de mare capacitate ale liniilor de haldă din U M C Roșia.

4.2.1. Soluția de realizare a vitezei variabile;

4.2.2. Considerații suplimentare ;

4.3. Convertizorul static de frecvență pentru controlul motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit alimentate la 6 KV TIP: DCMA- 800K-VA06-100

4.3.1. Generalități.

4.3.2. Caracteristici principale ale convertizorului de frecvență.

4.3.3. Descrierea echipamentului.

1. Descriere constructivă.

2. Descriere funcțională.

4.4. Echiparea transportoarelor cu motoare electrice.

4.4.1. Reabilitare motoare electrice.

4.4.2. Acționarea cu motor MAB fără reductor.

4.5. Reabilitarea caselor electrice ale transportoarelor.

CAPITOLUL V

Studiu de caz al soluției propuse.

5.1. Concluzii.

5.2. Calculul energetic și economic al activității.

6. Bibliografie.

CAPITOLUL 1

1.1. Descrierea carierei Roșia și a fluxului tehnologic al carierei.

1.1.1. Introducere

În România, principalul consumator al cărbunelui este sectorul de producere a energiei electrice și termice pentru populație (pentru consumul casnic).

Tehnica minieră utilizată în România pentru extracția și valorificarea cărbunilor se caracterizează sintetic prin următoarele aspecte definitorii:

-tehnologiile de explotare sunt la nivelul celor utilizate pe plan european și mondial;

-utilajele și echipamentele folosite la extracție, preparare sau transport sunt în mare parte uzate fizic și moral;

-performanțele tehnice și economice ale tehnologiilor practicate sunt reduse datorită , atât condițiilor geologo – miniere de zăcăminte dificile, cât și fiabilității scăzute a utilajelor din dotare;

-insuficiența surselor de finanțare nu a permis in ultimul deceniu derularea unui program continuu și coerent de modernizare și retehnologizare.

Dezvoltarea tehnologică fără precedent din ultimele decenii au consacrat o serie de domenii și ramuri industriale de vârf, caracterizat prin utilizarea unor echipamente tehnologice deosebit de performante și de complexe, în contextul desfășurării unor procese tehnologice pretențioase.

Carierele de lignit din cadrul C. E. Oltenia sunt dotate cu utilaje tehnologice moderne de mare capacitate, cu funcționare în flux continuu. Din analiza componentelor fluxului tehnologic, s-a impus ca fiind prioritare modernizarea echipamentelor electrice care pot aduce o contribuție esențială în cadrul procesului de producție.

Pentru soluționarea problemelor ridicate de uzura fizică și morală a acestor utilaje, se impune modernizarea lor, proces care are ca scop atingerea următoarelor obiective:

creșterea productivității muncii prin creșterea capacității orare a excavatoarelor cu rotor;

reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea energetică;

reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea mecanică.

1.1.2. Caracteristici generale ale zăcămintelor de lignit exploatate în bazinele din Oltenia

Teritoriul României are o stuctură geologică complexă și conține în subsolul său bogate și variate resurse de substanțe minerale utile printre care cărbunii cu o importanță cu totul și cu totul deosebită, întrucât, pe lângă alte utizări, aceștia contribuie la producerea a aproximativ 40% din energia electrică a țării . Zăcămintele de lignit și cărbune brun din România sunt cantonate, teritorial, în trei zone(fig. 1.1.).

Zona I – aflată în depresiunea subcarpatică a Podișului Getic , intre Olt și Dunăre , cuprinde zăcămintele de lignit din bazinele Mehedinți, Motru, Jilț, Rovinari și Berbești – Alunu.

Zona II – situată în depresiunea Precarpatică, între râul Olt și Valea Buzăului, cuprinde zăcămintele de lignit de la Câmpulung, Sotanga, Filipeștii de Pădure și Ceptură. Această zonă se completează cu bazinele miniere din Carpații Orientali : Baraolt – Virghiu – lignit și Comănesti – Bacău – cărbune brun.

Zona III – este dezvoltată în depresiunea Panonică din nord-vestul Transilvaniei și cuprinde zăcămintele de cărbune brun și lignit de la Sarmașag, Voivozi, Surduc și Borod .

Zăcămintele de lignit din România reprezintă principala sursă de combustibil energetic, cu caracteristici inferioare celor exploatate în alte țări din Europa și din lume.

Din totalul rezervelor industriale de lignit cunoscute în România, peste 80% sunt exploatabile în mod rentabil la suprafață, în carieră, iar restul de 20% sunt exploatabile prin mine subterane.

In zona I de răspândire a zăcămintelor de lignit din România, în bazinele miniere din Oltenia, respectiv bazinele Mehedinți, Motru, Jilț, Rovinari și Berbești, sunt cantonate peste 95% din rezervele de lignit ale țării.

Figura 1.1. Zăcăminte de cărbuni în România

1.1.3. Caracteristici geografice , geologice , tectonice și hidrologice ale bazinelor miniere din Oltenia

Cele mai importante bazine miniere în care se exploatează lignit in cariere se situează în partea nord – vestică a Olteniei, într-o fâșie care face trecerea între Subcarpații Getici și Podișul Getic.

Toate unitățile miniere din exploatare a lignitului sunt grupate pe această fâșie, desfășurată pe aproximativ 120 km. din Valea Dunării pâna în Valea Bistriței – Vâlcea ( fig.1.2. ).

Figura 1.2. Perimetrele miniere din Oltenia.

Bazinul minier Mehedinți este situat în extremitatea vestică a bazinului carbonifer al Olteniei și se întinde și în apropierea Văii Dunării până în zăcămintele: Zegujani, Motru Vest, Husniciora Prunișor Vest, Prunișor Est și Livezile. În nord-vestul zăcământului Zegujani și în vestul zăcământului Husniciora lignitul poate fi extras in cărire.

Bazinul minier Motru (fig. nr.1.3.) cuprinde zăcămintele situate pe versantul stâng al râului Motru . Zăcămintele de lignit au fost cercetate la grad mare de detaliu prin rețeaua de foraje de 400X400 m și galerii de cercetare. În estul zăcământului Lupoaia și Roșiuța sunt îndeplinite condițiile extragerii cărbunelui în cariere.

Bazinul minier Jilț (fig nr.1.3.) este alcătuit din zăcăminte de lignit situate in zona mediană a interfluviului Motru – Jiu. În jumătatea nordică a bazinului sunt condiții de exploatare a lignitului în carieră. Zăcămintele din jumătatea sudică sunt extrase în subteran.

Figura 1.3. Bazinele miniere ale Olteniei.

Bazinul minier Rovinari ( fig. nr.1.4. ) este alcătuit din zăcămintele de lignit situate în lungul Văii Jiului. Zăcămintele din acest sector, fiind situate predominant în zona de luncă a râului Jiu și a râului Tismana, se exploatează în cea mai mare parte in cariere.

Aproape jumătate din rezervele de lignit exploatabile ale bazinului carbonifer din nord – vestul Olteniei aparțin bazinului minier Rovinari.

Figura 1.4. Bazinele miniere Rovinari și Roșia – Peșteana

1.1.4. Prezentarea generală a carierei Roșia

Cariera Roșia este amplasată în județul Gorj, pe teritoriul comunei Fărcășești, satele Roșia-Jiu și Fărcășești, în imediata apropiere a orașului Rovinari.

Această carieră face parte din bazinul carbonifer Rovinari ( fig.1.1) și are următoarele vecinătăți: -N- localitățile Pinoasa, Pundulei, Rogojelu; -E- localitățile Moi și Vlăduleni; -S- localitățile Bobonelu și Rosia de Jiu; -V-localitățile Mătăsari și Timișeni.

Accesul rutier în cariera Roșia se realizează pe drumul național DN 66 Tg-Jiu – Filiași cu legătură în Rovinari – Turceni – Fărcășești – Vlăduleni.

Accesul feroviar se realizează pe calea ferată Filiași -Turceni – Rovinari -Tg-Jiu ( traseul București – Simeria ) având stația de oprire Rovinari.

Condițiile de amplasare, structura geologică a zăcământului, numărul stratelor de cărbune ce pot fi exploatate, adâncimea de exploatare, prezența orizonturilor acvifere, fac din cariera Roșia una din carierele cu cele mai grele condiții de exploatare.

Din punct de vedere morfologic perimetrul carierei este situat în zona de luncă, pe malul drept al râului Jiu regularizat și în zona colinară, la sud-vest de orașul Rovinari, zona de luncă situată între râul Jiu și satul Fărcășești fiind în prezent ocupată integral de tranșee de deschidere, de construcțile și utilitățile carierei.

Figura 1.5. Perimetrul carierei Roșia de Jiu.

Respectând condițiile industriale care limitează posibilitatea exploatării prin carieră a stratelor de cărbune pentru perimetrul U.M.C. Roșia, prezintă o importanță economică deosebită rezervele cantonate în stratele 5 – 12.

Zăcământul cantonat în aceste strate prezintă o dezvoltare neuniformă în directă legătură cu condițiile de sedimentare după cum este prezentat în tabelul din anexa 1.

Rezervele industriale totale calculate în perimetrul carierei Roșia prezentate anterior, au următoarele caracteristici calitative: – cenușe anhidră – 41,25 % -putere calorifică inferioară -1670 /kg. -Umiditate totală – wref- 42,5 %.

Anexa 1. Zăcăminte cantonate în stratele carierei Roșia

Pentru deschiderea carierei și exploatări acesteia s-au efectuat mai multe studii tehnoeconomice de punere în valoare a zăcământului de lignit, de către instituțiile specializate stabilindu-se o capacitate profil de 7.000.000 t/an material excavat.

1.1.5.Fluxul tehnologic din cariera Roșia.

Fluxurile tehnologice moderne din carierele în funcțiune sunt mai simple sau mai complicate în funcție de morfologia terenului, grosimea copertei, numărul și grosimea stratelor de lignit exploatabil din perimetru, numărul și grosimea intercalaților de steril, capacitățile de excavare și dimensiunile funcționale ale utilajelor.

În carierele în care stratele de cărbune se individualizează bine, fluxul tehnologic a putut fi organizat simplu, în sensul că fiecare excavator lucrează numai în steril sau numai în cărbune, pe trepte ce constituie linii tehnologice separate.

Într-o serie de alte cariere stratele de cărbune sunt separate prin intercalații de steril, în mai multe bancuri, ducând astfel la dificultăți în procesul de exploatare cu repercursiuni negative asupra calității cărbunelui extras.

În multe cariere este organizată atât excavarea pe trepte separate de steril și cărbune, cât și excavarea selectiv-alternativă, cărbune-steril pe aceeași treaptă și cu același excavator.

În carierele în care s-a ajuns la deschiderea ultimului strat de cărbune din complexul cărbunos, s-a trecut la aplicarea cu bune rezultate economice, a metodei de exploatare combinate, cu transportul unei părți de steril la halde și cu transportarea celei de a doua părțiezervele cantonate în stratele 5 – 12.

Zăcământul cantonat în aceste strate prezintă o dezvoltare neuniformă în directă legătură cu condițiile de sedimentare după cum este prezentat în tabelul din anexa 1.

Rezervele industriale totale calculate în perimetrul carierei Roșia prezentate anterior, au următoarele caracteristici calitative: – cenușe anhidră – 41,25 % -putere calorifică inferioară -1670 /kg. -Umiditate totală – wref- 42,5 %.

Anexa 1. Zăcăminte cantonate în stratele carierei Roșia

Pentru deschiderea carierei și exploatări acesteia s-au efectuat mai multe studii tehnoeconomice de punere în valoare a zăcământului de lignit, de către instituțiile specializate stabilindu-se o capacitate profil de 7.000.000 t/an material excavat.

1.1.5.Fluxul tehnologic din cariera Roșia.

Fluxurile tehnologice moderne din carierele în funcțiune sunt mai simple sau mai complicate în funcție de morfologia terenului, grosimea copertei, numărul și grosimea stratelor de lignit exploatabil din perimetru, numărul și grosimea intercalaților de steril, capacitățile de excavare și dimensiunile funcționale ale utilajelor.

În carierele în care stratele de cărbune se individualizează bine, fluxul tehnologic a putut fi organizat simplu, în sensul că fiecare excavator lucrează numai în steril sau numai în cărbune, pe trepte ce constituie linii tehnologice separate.

Într-o serie de alte cariere stratele de cărbune sunt separate prin intercalații de steril, în mai multe bancuri, ducând astfel la dificultăți în procesul de exploatare cu repercursiuni negative asupra calității cărbunelui extras.

În multe cariere este organizată atât excavarea pe trepte separate de steril și cărbune, cât și excavarea selectiv-alternativă, cărbune-steril pe aceeași treaptă și cu același excavator.

În carierele în care s-a ajuns la deschiderea ultimului strat de cărbune din complexul cărbunos, s-a trecut la aplicarea cu bune rezultate economice, a metodei de exploatare combinate, cu transportul unei părți de steril la halde și cu transportarea celei de a doua părți din steril în halde, folosind instalații de haldat cu braț de depunere de 90, 120, 170 m. Treptele de lucru din cariere au înălțimi de 15-25 m, unghiurile de taluz de 60-65 grade și lungimi care variază între 1000-2000 m. Unghiurile generale de taluz ale carierelor variază între 12 și 20 grade în funcție de natura rocilor din perimetrul de exploatare și de tehnologiile de lucru aplicate.

Sterilul rezultat din tranșeele de deschidere a fost transportat și depozitat în halde exterioare, amplasate la distanțe variabile față de perimetrul de exploatare, in funcție de condițiile de relief existente. În zonele de luncă, haldele au fost amplasate în imediata apropiere a conturului definitiv al carierei și au fost contruite pe verticală în mai multe trepte, înălțimea maximă de depunere în treaptă fiind de 15-20 m.

În funcție de caracteristiciile materialului haldat (umiditate, consistență, coeficient de afânare, granulometrie, etc.) precum și de înălțimile proiectate pentru haldele exterioare, acestea au fost contruite sub un unghi de taluz general cuprins între 6-9 grade. În zonele coliniare, haldele exterioare de steril au fost contruite prin umplerea văilor din apropierea carierelor, distanțele de transport a strerilului până la depunerea în haldă, ajungând în unele situații până la 10 km.

Activitatea de extragere a lignitului la suprafață se desfășoară în România în 18 cariere mari, dotate cu tehnologii în flux continuu, care au o capacitate totală de producție de aproape 40 milioane tone pe an. Din analiza situației economice a celor 18 cariere dotate cu tehnologii în flux continuu, rezultă o situație economică total favorabilă, numai pentru jumătate dintre ele. Situațiile economice mai puțin favorabile se întâlnesc la carierele care se mai află în faza de deschidere și la cele care nu au ajuns la capacitățile proiectate de producție.

Pentru realizarea excavării acestei importante cantităti de steril și cărbune cariera Roșia este dotată cu următoarele utilaje de mare capacitate:

-3 excavatoare cu rotor SRS 2000

-4 excavatoare cu rotor ERS 1400

-1 excavator cu rotor SRS 1300

-2 abzețere ARS 12500 * 95

-1 abzețer ARS 6500 * 90

-1 abzețer ARS 6300 * 90

-2 mașini încărcare KSS

-1 mașina depunere ASG

-48 benzi transportoare TMC

Figura 1.6. Excavatorul 1400 – 04 în frontul de lucru

Figura 1.7. Utilaje de carieră.

Exploatarea sterilului se face cu excavatoarele cu rotor E01…E12 cu depunere pe benzile transportoare de mare capacitate și deversat în haldă cu abzețerele (mașinile de haldat) A01….A05.

Cărbunele se extrage cu aceleași excavatoare cu rotor, transportat cu aceleași transportoare care au suferit în prealabil o schimbare de flux și se depozitează cu ajutorul utilajelor de depozit în depozitul de cărbune.

De aici cele două mașini de încărcat fac posibilă livrarea pe calea transportoarelor TMC, auto sau feroviara către:

C.T.E.

C.E.T.

populație.

La o privire mai amănunțită a carierei putem face câteva observații generale:

* un flux tehnologic se compune din :

Utilaje de excavare;

Transportor cu bandă;

Utilaje de depunere.

Figura 1.8. Fluxul tehnologic al carierei Roșia.

* operația de excavare a unui bloc tehnologic se realizează prin combinarea

continuă a funcționării simultane a rotorului cu pivotarea brațului rotoric și

periodic cu deplasarea excavatorului și cu ridicarea brațului rotoric;

* operația de haldare se realizează prin combinarea continuă a funcționării benzii de haldare și periodic cu deplasarea abzețerului;

* capacitatea unui excavator depinde de combinația dintre viteza rotorului, viteza pivotării și avansul excavatorului.

În cariera Roșia este realizată o dispunere a excavatoarelor pe treptele de lucru astfel:

-zona colinară – unde lucrează excavatoarele 2000-02 și 1400-12;

-treapta I – unde lucrează excavatorul 1400-11 și 2000-01 realizând deblocarea avansării carierei în zona vestică;

-treapta II – unde lucrează excavatorul 1400-09 realizând descopertarea și extragerea stratului X;

-treapta III – unde lucrează excavatorul 1300-05, în complex steril-cărbune, realizând descopertarea și extragerea straturilor IX-VIII;

-treapta IV – unde lucrează excavatorul 1400-04, realizând descopertarea straturilor VI-VII și excavarea cărbunelui;

-treapta V – unde lucrează excavatorul 2000-03, realizând în complex descopertarea straturilor VI-VII și excavarea cărbunelui;

-treapta VI – unde lucrează excavatorul 1400-06, realizând descopertarea stratului V și excavarea cărbunelui;

Transportul acestor unitați de masă minieră excavată se realizează cu cele 48 de transportoare de mare capacitate –T.M.C.– având lungimi între 200 m. și 2000 m. iar lățimea covorului de cauciuc între 1400 mm. și 2250 mm.

Zăcământul de lignit din perimetrul carierei Roșia se află în condiții hidrogeologice grele și foarte grele. Pentru a fi posibilă deschiderea și exploatarea straturilor de lignit se impune asecarea orizonturilor acvifere cantonate în nisipurile din intervalurile straturilor V-X de cărbune și detensionarea orizontului acvifer artezian principal, cantonat în nisipurile din culcușul stratului IV de cărbune.

Pe perimetrul carierei Roșia au fost executate 542 foraje de drenare, din care:

-360 foraje au drenat toate orizonturile acvifere superioare stratului V de cărbune;

-137 foraje au drenat orizontul acvifer din intervalul V-VI de cărbune;

– 45 foraje au detensionat orizontul acvifer artezian.

Apa provenită din precipitații, infiltrații și din forajele de drenare este dirijată prin conducte sau canale la jompurile celor 15 stații de pompe amplasate pe treptele carierei și pe vatra acesteia.

Din jompuri apa este evacuată cu pompe în canalele de gardă ale carierei prin coloanele de refulare. Sarcina acestei evacuări revine celor 29 de pompe în stare de funcționare amplasate după cum urmează:

– în jompul de pe vatra carierei-

*5 pompe RDP 400.

– în stațiile de pe treptele superioare-

*6 pompe RDP 400;

*2 pompe LNH;

*5 pompe NDS-12;

*4 pompe NDS-14;

*5 pompe NDS-8;

*2 pompe CERNA.

Figura 1.9. Stație de pompe pentru asecare.

Capitolul 2

2.1. Alimentarea cu energie electrică a carierei.

Alimentarea cu energie electrică se face din L.E.A.110KV prin stația 110/20 KV Roșia – Jiu, de curând modernizată, având o putere instalată de 2 x 40 MVA, amplasată în imediata apropiere a carierei (figura 1.3.).

Figura 2.1. Schema electrică de principiu a alimentării cu energie electrică a carierei Roșia.

Pentru asigurarea funcționării utilajelor tehnologice, cariera este dotată cu următorele utilități:

– 27 km de linii electrice de 20kV;

– 19 stații trafo de 20/6kV și de 20/0,4kV;

– 13 km de drumuri de acces și tehnologice;

– 3 dispecerate de carieră;

– 2 incinte secundare care cuprind grupuri sociale, atelier electromecanic, magazii pentru materiale și piese de schimb.

Figura 2.2. Stație de transformare 20/6 kV modernizată.

În (fig.2.1.) este prezentată schema electrică de alimentare cu energie electrică folosită în mod curent a unei cariere (de exemplu pentru cariera Roșia). Alimentarea ultilajelor, respectiv a celorlați consumatori electrici din carieră se realizează prin cabluri electrice de la stații de transformare de 20/6 kV(fig.2.4.), unde se află transformatoare de 4 sau 6,3 MVA. În (fig.2.3.) se indică schema electrică utilizată în mod frecvent la o stație de transformare de 20/6 kV, de la care sunt alimentați consumatorii de energie electrică din carieră.

Figura 2.3. Schema electrică a stației de transformare de 20/6 kV.

Întreg fluxul tehnologic, cu mici excepții, este alimentat cu energie electrica prin L.E.A.20KV și stațiile de transformare 20/6KV – S1…S13b,în număr de 14 (fig.2.4.) amplasate pe berma de sud-vest a carierei și pe berma de est în apropiere de utilajele ce le deservesc și de-a lungul benzilor transportoare magistrale.

Figura 2.4. Schema monofilară de alimentare cu energie electrică a carierei.

Distribuția energiei pe consumatori se face printr-o rețea de cabluri electrice de la stații de transformare de 20/6 kV, unde se află transformatoare de 4 sau 6,3 MVA, care rețea însumează aproximativ 70 Km.

Coordonarea întregii activități energetice a carierei Roșia se face cu ajutorul sistemului de dispecerizare energetică, pus în funcțiune pentru stația 110/20KV Roșia-Jiu, sub conducerea șefului departamentului energetic prin intermediul dispecerului central, unde există dispositive de urmărire și înregistrare a consumurilor energetice.

CAPITOLUL 3

Modernizări impuse de noile metode de comandă, control și reglare.

Modernizarea acționărilor electrice nu constituie un obiectiv în sine menit să rezolve problema uzurii morale și fizice ale acestora, ci are un scop mai larg, și anume, să contribuie la asigurarea competitivității în concurența la care este supus mineritul de suprafață din România.

La acest deziderat se poate ajunge și prin modernizările tratate în această lucrare, care urmăresc următoarele obiective:

Creșterea productivității muncii prin creșterea capacității orare a excavatoarelor cu rotor (optimizarea permanentă a capacității de excavare) prin asamblarea funcțională automată a roții cu cupe, mecanismului de pivotare și mecanismului de deplasare;

reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea energetică prin reducerea consumului specific de energie electrică și prin reducerea cheltuielilor cu întreținerea, revizia și reparația instalațiilor electrice folosind componente de fiabilitate ridicată;

reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea mecanică, prin asigurarea unor dispozitive de siguranță fiabile și a unor procedee de pornire, frânare și variație a parametrilor mecanici(moment, viteză) fără șocuri și în timp optim.

Modernizarea echipamentelor electrice este asimilată cu o reparație majoră ce cuprinde în principal înlocuirea tuturor componentelor cu fiabilitate redusă din instalațiile electrice, identificându-se soluții valabile pentru întregul complex de excavare, transport și haldare, astfel:

– reproiectarea, restructurarea și redimensionarea schemelor electrice ale dulapurilor de 0,4kV și 6kV;

– înlocuirea aparatajului de comutație dinamică, de comandă și medie tensiune cu aparataj de import;

– verificarea și înlocuirea cablurilor electrice de forță și comandă cu uzură avansată;

– reparația capitală a motoarelor electrice de acționare;

– revizia capitală a celulelor de medie și joasă tensiune;

– recondiționarea casei electrice interior și exterior prin curățare, etanșare și vopsire metalică;

– asigurarea microclimatului corespunzător în casa electrică prin montarea de ventilatoare, convectoare electrice, iluminat interior și dotare cu toate mijloacele de protecție, conform N.T.S.;

– montarea tuturor limitatorilor și dispozitivelor de protecție, conform documentației inițiale;

– înlocuirea întrerupătorului oromax indigen cu întrerupător de import.

Alimentarea cu energie electrică la parametrii ceruți a utilajelor de excavare, transport și haldare a presupus următoarele reabilitări ale stațiilor și posturilor de transformare (figura 5 , 6 );

– demontarea vechilor stații de transformare 20/6kV;

– refacerea amplasamentului (vechi sau nou);

– revizuirea generală a celulelor de forță și a întregului aparataj din componența celulelor sau înlocuirea acestora cu altele mai fiabile;

– remontarea celulelor revizuite;

– reparația capitală a transformatoarelor de 20/6kV;

-împrejmuirea, închiderea și iluminatul exterior ale stației de transformare;

– dotarea cu mijloacele de protecție conform N.T.S.S.M.;

– înlocuirea cablurilor electrice de alimentare cu energie electrică indigene uzate cu import, având lungimea minimă de 1000m;

– refacerea îmbinărilor de cablu cu materiale de import.

3.1. Echiparea stațiilor și posturilor de transformare modernizate

Figura 3.1. Stație electrică modernizată de transformare 20/6 kV.

După modernizare stațiile și posturile de transformare sunt echipate după cum urmează : 

separator trifazat de extensie tip STEPMO 24KV 630 A;

trafo 20/6 4000 KVA,20/6 KV;

cablu CYHSA3Y 1X150 mm2;

celula de sosire 6 KV;

celula de linie 6 KV.

Figura 3.2.Schema electrică monofilară a stației de transformare.

Descrierea celulei de 20 KV :

Celula de sosire este compusa din:

– întrerupător 24 KV,630 A;

– separator de punere la pamânt;

– reductor de curent 24 KV,300/1 A.

Celula trafo servicii interne este compusa din:

– separator de sarcină 24 KV,630KV,630 A;

– siguranțe fuzibile tip SFHH 24KV/10A.

Are rolul de a asigura alimentarea și protecția transformatorului 20/0,4 KVA necesar pentru a asigura tensiunea pentru serviciile interne și auxiliare ale stației.

Celula de măsură curent si tensiune,este compusă din :

– reductor de tensiune 20/0,1 KV/0,1KV;

– reductor de curent 20/6005/5A.

Stația este prevăzuta cu 2 transformatoare, unul de 20/6 KV, 4000 KVA și un transformator de 20/0,4 ,40 KVA.

Figura 3.3. Bloc protecție

Celula de 6 KV

Celula ieșire trafo este compusă din:

– întrerupător 6 KV,630 KVA;

– separator de legare la pamânt;

– reductor de curent 6 KV/600/1A.

Celula de măsurare tensiune are în dotare 3 reductoare de tensiune 6/0,1/0.1KV.

Figura 3.4. Afișajul blocului de protecție

Celula de linie care este compusă din:

– separator de sarcină 6KV,630A;

– separator de legare la pamânt;

– reductor de curent 400/1A,3 bucati.

Celula de cuplă care este alcatuită din separator de sarcină 6KV,630A. are rolul de a asigura cuplarea în paralel a celor 2 transformatoare de 4000 KVA dacă îndeplinesc condițiile de cuplare în paralel.

DULAPUL DE AUTOMATIZARE

Are in componența următoarele echipamente electrice:

– automatul programabil;

– UPS;

– întrerupător automat tripolar 40 A;

– transformator 380/220V;

– siguranțe automate 4A,6A,10A,15A,25A.

Automatul programabil este compus din:

– sursă de alimentare;

– unitate centrală;

– module de intrări;

– module de ieșiri;

– modul consolă afișare date;

– procesor de comunicație;

– modem radio;

– sursă alimentare echipamente de comunicație.

Figura 3.5. Automat programabil

Componentele de extragere a informației sunt reprezentate prin traductoare de mărimi electrice și neelectrice care împreună cu circuitele de condiționare au rolul de a traduce mărimea măsurată în semnal unificat.

Subsistemul destinat achiziției de date reprezentat de echipamentele de culegere de date (ECD) care realizează:

– preluarea tuturor mărimilor (curenți, tensiuni, stări contacte, forțe de întindere, temperaturi) de la sistemele de acționare monitorizate – dispecerizate;

– prelucrarea primară a datelor achiziționate din acționări;

– transmiterea informațiilor de la nivelul echipamentelor locale la nivelul superior (dispecer) prin intermediul unei magistrale de comunicații date sau modem radio.

Componentele hardware oferă suportul de prelucrare, stocare, introducere, afișare grafică și imprimare a datelor, folosindu-se diverse echipamente, rolul fiecăruia fiind bine determinat.

Din considerente de sigurantă, există opțional posibilitatea dublării unor elemente pentru a preveni pierderea datelor sau întreruperea funcționării.

Unele componente hardware sunt de construcție specială sub aspectul gradului de protecție și al ecranării la mărimi perturbatoare, iar sistemul oferă disponibilitate totală și continuă, motiv pentru care toate componentele critice sunt de calitatea corespunzătoare acestei cerințe.

Componentele software oferă pe de o parte suport pentru prelucrare (sisteme de operare, medii de rulare a programelor și de dezvoltare), iar pe de altă parte asigură mijloace de urmărire, vizualizare, prelucrare a datelor. Tot aici trebuie menționate și programele de comunicații, care pe lângă suportul electronic de comunicare asigură legăturile între diferitele elemente ale sistemului.

Una dintre componentele cele mai importante ale sistemului de monitorizare – dispecerizare este sistemul de gestiune a bazelor de date, necesar înregistrării valorilor momentane, care asigură suportul unor prelucrări în timp real pe de o parte, iar pe de altă parte, aceste date se vor înregistra pentru analize ulterioare în baze de date convenționale. Sistemul de monitorizare – dispecerizare folosește software specializat, format din mai multe componente care rulează sub sistemul de operare Windows, instalat pe un calculator compatibil IBM PC.

Componentele de comunicații asigură mijloacele de legături dintre diferitele componente, care pot fi radio însă ținând seama de complexitate și cost, se apelează la canale fizice de legături.

În sistemul central de prelucrare, alcătuit din echipamente conectate între ele printr-o rețea locală (LAN- Local Area Network), în condițiile în care acestea sunt dispuse într-un sediu central, iar legătura dintre sistemul central de prelucrare și elementele amplasate la distanță (componente de măsurare, echipamente decizionale locale) se va face prin alte mijloace de comunicații: linii de comunicație serială tip RS 485 sau modem-uri radio.

3.2. Modernizarea utilajelor de excavare și haldare utilizând metode noi de comandă, control și reglare.

Carierele de lignit din România sunt dotate cu linii tehnologice moderne , prevăzute cu excavatoare cu rotor , transportoare cu bandă aproximativ 320 km , abzețere , și alte utilaje de depozitare și complementare acestora .

Figura 3.6. Utilaje de excavare și depunere.

La nivel național, din punct de vedere tehnologic și tehnic utilajele de mare complexitate se află la nivelul anilor 1985-1990, motiv pentru care necesitatea modernizării exploatărilor miniere de suprafață reprezintă un deziderat actual .

Modernizarea echipamentului electric de pe ERC 1400-2000 și implicit modernizarea comenzilor acestuia, s-a conceput având următoarele obiective principale:

– restructurarea dulapurilor de 6KV; se înlocuiește întreruptorul I0-10 cu un separator de sarcină de fabricație ABB;

– restructurarea dulapurilor de 0,4 KV; se introduc automate programabile OMRON (fabricație japoneză) la partea superioară și la partea de deversare, care asigură:

logica pornirii automate a fluxului principal;

corelarea funcționării următoarelor mecanisme:

mecanismul de rotire suprastructură,

roata cu cupe

mecanismul de deplasare;

preluarea temporizărilor majorității mecanismelor comandate din camerele electrice.

transmiterea de mesaje cu privire la starea unor parametrii de funcționare la un panou de afișare programabil pe pupitrul de comanda +F2 din cabina principală.

Pentru realizarea obiectivului urmărit și anume,îmbunătățirea comenzilor acționărilor electrice în carierele de lignit” se mai au în vedere următoarele:

1. Înlocuirea aparatelor electrice care nu corespund în exploatare (întreruptoare, contactoare, relee de timp, microîntrerupătoare din componența controlerelor de comandă) cu aparate de fabricație ABB, OMRON, KLOCHNER-MOELLER.

2. Restructurarea circuitelor de comandă și semnalizare, fără a se diminua funcțiile de protecție și siguranță;

3. Alimentarea prin convertoare statice de frecvență a motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit, ce înlocuiesc motoarele de curent continuu alimentate prin grup Ward-Leonard de la mecanismul de rotire;

4. Alimentarea prin convertoare statice de frecvență a motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit, ce înlocuiesc motoarele asincrone cu rotorul bobinat de la mecanismul de deplasare;

5. Înlocuirea sistemului de pornire cu rezistențe și contactoare rotorice de la mecanismul roții cu cupe cu chopper, precum și întocmirea schemelor electrice și de supraveghere a parametrilor noului reductor furnizat de KRUPP.

În figura 3.7. este prezentat excavatorul ERC 1400 evidențiindu-se părțile componente.

Figura 3.7. Părțile componente ale ERC 1400

1.-roata cu cupe; 2 – cablul de susținere a brațului roții port–cupe , 3 – troliul brațului roții port-cupe; 4 – turn pentru susținerea moletelor; 5 – brațul roții port-cupe; 6 – banda nr.1; 7 – banda de curățire; 8 – șenile; 9 – banda de curățire; 10 – banda nr.2; 11 – banda nr.3 ; 12 – banda de curățire; 13 – brațul cutiei pentru test; 14-cutia pentru test; 15-puntea de legatură; 16 – spărgători de bulgări; 17 – cărucior de sprijin; 18 – banda de curățire; 19 – brațul benzii nr.5; 20 – banda nr.4; 21 – troliul benzii nr.5.

In cadrul instalațiilor electrice, modernizarea acționarilor este un obiectiv

cu pondere în diminuarea personalului de supraveghere :

-eliminarea operatorului în activitatea de control;

-reducerea consumurilor specifice de materiale si energie;

-respectiv creșterea securității muncii și a utilajelor .

În cadrul excavatoarelor și abzețerelor s-au înlocuit grupurile Ward- Leonard, din instațatiile electrice ale sistemelor de rotire și a mecanismelor de deplasare, cu invertoare electronice și motoare asincrone cu rotorul în scurtcircuit. Astfel s-au proiectat, executat și experimentat convertizoare statice cu puteri cuprinse între 22 [kW] și 200 [kW] pentru acționarea instalației de rotire și de deplasare a excavatoarelor și abzețerelor precum și antrenarea benzilor transportoare care echipează aceste utilaje de mare capacitate.

O altă modernizare a instalațiilor electrice o constituie înlocuirea reostatelor cu lichid și a reductoarelor de tip ”METALLUK” din circuitul rotoric al motoarelor asincrone cu rotorul bobinat ce actioneaza roata cu cupe a excavatoarelor cu convertizoare statice rotorice tip CSR-630-P și reductoare cu cuplaj hidraulic .

In instalațiile de rotire ale excavatoarelor cu rotor se utilizează cu success convertizorul static de frecvență tip CSF-132 k. Pentru acționarea instalației de rotire a abzețerelor se utilizează convertizoare statice de frecventă tip CSF-22 K care înlocuiesc grupurile Wart – Leonard de 22 [ kW] și motoarele de c.c. de 7,5[kW] .

Pentru acționarea mecanismului de deplasare al abzețerelor cât și al excavatoarelor se utilizează convertoare statice de frecventă tip CSF-75 K care înlocuiesc cu succes instalațiile de pornire cu rezistențe lichide devenite tot mai costisitoare.

În cadrul acționărilor benzilor transportoare de pe excavatoare și abzețere se folosesc convertizoare statice de frecventă tip CSF-(110-250) K care alimentează motoare asincrone cu rotorul în scurtcircuit, înlocuind astfel sistemul clasic de acționare cu motoare asincrone cu rotorul bobinat.

3.3. Modernizarea utilajelor de transport utilizând metode noi de comandă, control și reglare.

Transportoarele de mare capacitate TMC existente în carierele de lignit constituie, după excavatoarele cu roată cu cupe ERC, o a doua infrastructură, buna lor funcționare influențând în bună măsură efectele economice scontate, respectiv consumul de energie electrică pe carieră, consum care reprezintă în general cca 80% din cel total pe lună(an) de către cariera respectivă.

Schema electrică de principiu la un TMC este indicată în fig.5.1.

Fig. 3.8. Schema electrică de principiu a unui transportor cu bandă.

În vederea reducerii consumului de energie și a optimizării sistemelor de acționare electrică, au fost elaborate soluții concrete sau parțiale referitoare la:

pornirea cu accelerație controlată simultan la toate benzile dintr-o linie tehnologică, indiferent de starea lor de încărcare. Soluția menționată prezintă avantajele protejării angrenajelor și covorului de cauciuc la șocuri mecanice și eliminării unor timpi de așteptare în secvența de pornire.

măsurarea productivității complexului de excavare – transport prin utilizarea de cântare de bandă sau prin urmărirea puterii active a motoarelor de acționare;

supravegherea patinării covorului de cauciuc pe tambur activ.

Înainte de modernizare, în carierele din România, acționarea benzilor transportoare TMC se face cu 14 motoare asincrone cu inele, de 630 kW, 6 kV, 71 A, 990 rot/min, pe unitate, pornire reostatică în trepte (fig. 5.2 a) sau continuu (reostat cu lichid).

Pornirea se face în funcție de timp, iar banda “i” din linia tehnologică pornește când banda “i+1” (din aval) a atins o viteză apropiată de viteza nominală, ordinea fiind inversă la oprire.

Figura 3.9. Transportor mecanic cu bandă.

În ceea ce privește transportoarele de mare capacitate, acțiunea de reabilitare și modernizare urmărește:

-asigurarea unei stări tehnice și a unei dispecerizări care să conducă la reducerea maximă a numărului de porniri și opriri;

-asigurarea unor porniri ușoare, fără șocuri, pentru protejarea reductoarelor și a covorului de cauciuc;

-folosirea la maxim a capacității de transport, numai astfel putând fi reduse costurile specifice (lei/m3+t);

-reducerea timpului de pornire prin pornirea aproape simultană a tuturor transportoarelor dintro linie tehnologică;

-pentru folosirea la capacitate, transportoarele de haldă care deservesc două excavatoare simultan să funcționeze cu două turații (pentru două excavatoare turație maximă, și pentru un excavator turație minimă);

-reducerea consumului specific de energie electrică;

-asigurarea posibilității de a scoate din funcționare un motor de acționare după pornirea transportorului.

3.3.1. Descrierea constructivă și funcțională a echipamentelor utilizate pentru modernizare

Descrierea constructivă și funcțională a echipamentului CSF

Convertizoarele statice de frecvență, tip CSF-22÷250K, alimentează cu tensiune și frecvență variabile, motoare asincrone cu rotorul în scurtcircuit de 22KW…250KW, utilizate în acționări reglabile, asigurându-se astfel modificarea turației între zero și turația nominală.

Figura 3.10. Convertizoarele statice de frecvență

Metoda de comandă bazată pe controlul vectorial face posibilă obținerea unor performanțe deosebite, cu costuri minime, pentru toate tipurile de acționări, de la servomecanisme până la acționári industriale de mare putere.

Comanda de reglare a turației (în trepte), se face de la distanță, din cabina de comandă.

Convertizoarele statice de frecvență tip CSF-22K…CSF-250K funcționează integrate în scheme electrice adecvate scopului pe care îl au în ansamblul acționării reglabile în care sunt integrate.

Simboluri

CSF : convertizor static de frecvență

22K … 250K : puterea de ieșire în KW

Mărimi de intrare

− tensiunea de alimentare : 3x380Vc.a. (+15%; -20%)

− frecvența de alimentare : 50Hz + 2%

Mărimi de ieșire

− puterea nominală de ieșire a convertizorului : 22KW÷250KW

− capacitate de suprasarcină : 1,5 Pn / 30 sec.

− curentul nominal de ieșire : 40÷450 Ac.a.

− tensiunea de ieșire : reglabilă 3 x (0… 380Vc.a)

− domeniul de variație a frecvenței de ieșire : 1,5Hz… 50Hz (100Hz)

− componente electronice de putere : IGBT

− timp de accelerare și decelerare : 5…180 sec, ajustabil

Mărimi de reacție : 0…10V sau 4… 20 mA

Sistem de răcire : ventilație forțată

Grad de protecție : IP20

Protecții

Convertizoarele statice de frecvențá tip CSF-22K…CSF-250K sunt protejate la apariția accidentală a următoarelor situații :

− scurtcircuit;

− supratensiune în circuitul intermediar;

− supratemperatură.

− blocare motor

La apariția oricărei situații de defect, convertizorul primește comanda "Stop", impulsurile de comandă la tranzistoarele IGBT fiind blocate.

Interfața minimală

a) Semnalizări pe unitatea de comandă electronică :

• ˜STOP˜ – led roșu – aprins cât timp sunt blocate pulsurile către IGBT-uri;

• ˜START˜ – led verde – aprins cât timp sunt active pulsurile către IGBT-uri;

•˜INTERBLOCARE˜- led roșu – aprins atât timp cât există contact de interblocare externă;

• ˜DESATURARE˜ – led roșu – aprins la apariția avariei ˜desaturare IGBT˜;

• ˜U intermediar˜ – led verde – aprins cât timp tensiunea din intermediar depășește U min setat;

• ˜AVARIE˜ – led roșu – aprins intermitent cât timp invertorul este în starea de avarie.

b) Semnalizări pe display-ul cu cristale lichide de pe panoul frontal al convertizorului:

Display-ul poate fi configurat să afișeze:

starea convertizorului;

frecvența de ieșire;

frecvența prescrisă;

curentul prin motor;

tipul avariei, etc.

c) Semnalizări la distanță

Ín regleta de comandă din convertizor sunt disponibile semnale (tip contact de releu) pentru:

– semnalizare funcționare invertor "Start";

– semnalizare nefuncționare invertor "Stop";

– semnalizare defect invertor "Avarie".

d) Comenzi de la distanță

– pornire/oprire invertor,

– schimbarea sensului de rotire,

– creșterea/scăderea turației motorului de acționare (în trepte).

Componența convertizoarelor statice de frecvență

Convertizoarele statice de frecvență tip CSF-22K … CSF-250K cuprind următoarele subansamble, conform schemei electrice prezentate în figura 3.11. :

• punte redresoare,

• filtru pentru circuitul intermediar,

• chopper de frânare,

• punte invertoare,

• bloc de comandă, reglare, protecție și semnalizare.

Figura 3.11. Schema bloc a convertizoarelor statice de frecvență

Descrierea funcționării convertizoarelor statice de frecvență pe subansamble

Puntea redresoare

Transformă tensiunea alternativă trifazată în tensiune continuă pentru circuitul intermediar.

Figura 3.12. Punte redresoare trifazată.

Filtrul pentru circuitul intermediar

Este dimensionat să corespundă frecvenței de comutație din chopper și invertor și asigură un factor de pulsație impus al tensiunii și curentului.

După cuplarea tensiunii de alimentare bateria de condensatoare CF se încarcă prin rezistența de încărcare RI, scurtcircuitată de contactorul K1 la atingerea tensiunii de 350V în circuitul intermediar. La decuplarea tensiunii de alimentare bateria de condensatoare se descarcă prin rezistența legată în paralel la bornele condensatoarelor.

Chopperul de frânare

Prin comanda corespunzătoare a tranzistorului IGBT din componența chopperului, acesta asigură supravegherea tensiunii din circuitul intermediar.

Figura 3.13.Circuit de protecție

Puntea invertor

Transformă tensiunea continuă din circuitul intermediar în tensiune alternativă trifazată de amplitudine și frecvență reglabile.

Tranzistoarele IGBT din componența invertorului sunt comandate de amplificatoare de impuls separate de partea de comandă prin optocuploare.

Figura 3.14. Tranzistoarele IGBT și amplificatoare de impuls

Fiecare amplificator de impuls are sursă proprie de alimentare.

Blocul de comandă electronică

Blocul de comandă electronică are următoarele funcții importante:

• comandă tranzistoarele IGBT din chopper și invertor,

• asigură protecția convertizorului în cazul apariției unor situații accidentale nedorite (scurtcircuit, supratensiune, supratemperatură, blocare motor, suprasarcină),

• semnalizează (prin led-uri sau display) mărimi caracteristice funcționării.

Blocul de comandă al invertorului (figura 3.15.) are implementat algoritmul de reglare vectorială, și este prevăzut cu un microprocesor de semnal cu capacități de memorare și viteză de calcul foarte mari, ceea ce face posibilă rezolvarea, practic în timp real, a modelului matematic al mașinii electrice.

Blocul de comandă permite stabilirea corespondenței dintre parametrii modelului matematic și parametrii modelului real al motorului, printr-un program test de identificare a parametrilor motorului electric a cărui turație trebuie reglată.

Figura 3.15. Blocul de comandă electronică

Programul test al unității de comandă asigură și stabilirea constantelor acționării (constantele regulatoarelor de curent și de viteză). Parametrii motorului electric folosiți în algoritmul de reglare vectorială (rezistența statorică, inductivitatea statorică, inductivitatea globală, fluxul de magnetizare) și constantele regulatoarelor sunt vizulalizați pe monitorul unui PC sau Laptop, pentru o identificare corectă, cât mai apropiată de valoarea lor din modelul matematic.

Blocul de comandă are configurate hardware un număr de:

16 intrări numerice optoizolate,

12 intrări analogice,

o intrare tacho (encoder) optoizolată,

16 semnale de ieșire PWM,

12 semnale de ieșire izolate galvanic (dintre care 4 ieșiri de releu).

Configurarea software a intrărilor și ieșirilor face posibilă realizarea unor structuri de comandă diversificate, complexe, dedicate fiecărui tip de aplicație în parte, în funcție de necesitățile acționării.

3.3.2. Descrierea constructivă și funcțională a echipamentului CSR

Echipamentul tip CSR-(100…630)-P este destinat pornirii motoarelor asincrone cu rotorul bobinat de putere 100 – 630 KW, la aplicații care necesită porniri repetate și cuplu mare de pornire.

Se folosesc următoarele simbolizări:

CSR – convertor static pentru reglarea curentului rotoric,

100…630 – puterea motorului asincron cu rotorul bobinat, [KW],

P – pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat.

În industria extractivă convertorul static tip CSR-630 , este folosit în mod curent pentru pornirea motoarelor ce antrenează benzile transportoare și pentru pornirea motoarelor ce acționează roata cu cupe de pe excavatoare.

Schema bloc a convertizorului CSR-630 care asigură acționarea transportoarelor cu bandă (figura 3.16.) funcționează după următorul principiu:

Figura 3.16. Schema bloc a convertor static pentru reglarea curentului rotoric

-se prescrie prin program una din cele două trepte de turație (825 rpm sau 900rpm). Până în momentul în care turația măsurată de tahogenerator nu egalează turația prescrisă, convertizorul funcționează la valoarea maximă a curentului rotoric (respectiv statoric). Această valoare maximă a curentului prescris este asigurată la ieșirea regulatorului de turație. Când valoarea măsurată a turației egalează pe cea prescrisă, ieșirea regulatorului de turație controlează curentul rotoric în sensul menținerii valorii prescrise a turației. Dacă în timpul acționării apar situații de suprasarcina, în sensul că curentul statoric depășește (1,2+ 1,5)In, regulatorul de curent statoric controlează valoarea prescrisă curentului rotoric în sensul scăderii acestuia preluând astfel funcția de patinare a transportorului.

Figura 3.17. Formele de undă ale principalelor mărimi ce caracterizează acționarea transportorului.

5.2.1. Descriere constructivă a CSR-630-P.

Echipamentul tip CSR-630-P are dimensiunile constructive reduse corespunzătoare spațiilor disponibile pentru amplasare și oferă posibilitatea conectării ușoare în schema electrică de ansamblu a acționării (fig 3.19).

Caracteristici tehnice

-Tensiunea de intrare (tensiunea rotorică) : max 3×1.000 Vc.a.

-Tensiunea de alimentare pentru unitatea de c-dă : 220Vc.a. (+20%)

-Curentul de fază rotoric : reglabil 100 ÷ 650 A c.a.

-Frecvența de lucru a chopperului : 1000÷2000 Hz

-Timpul de pornire : 13÷50 sec. funcție de sarcina motorului

-Protecții

Figura 3.18. Convertor static pentru reglarea curentului rotoric

Echipamentul CSR-(100…630)-P este protejat la apariția accidentală a următoarelor situații:

– depășirea curentului maxim în circuitul rotoric;

– lipsa curentului prin chopper timp de max. 5 secunde de la cuplarea statorului la 6KV.

– ieșirea din plaja de variație impusă a tensiunilor de alimentare a unității de comandă electronică și a traductorului de curent.

Apariția oricărei situații de defect, determină decuplarea contactorului statoric, defectul fiind semnalizat ca avarie pe unitatea de comandă electronică și pe ușa echipamentului, prin led-uri.

Mărimi de intrare logice (contacte de releu):

– acționare contactor statoric,

– acționare contactor rotoric,

– pornit/oprit

Mărimi de intrare analogice ( măsurate permanent):

– curentul rotoric,

– tensiunea din circuitul intermediar.

Mărimi de ieșire:

– comandă contactor statoric,

– comandă contactor rotoric,

– comandă ventilație,

– semnal de avarie.

Echipamente electronice de putere:

Semnalizări prin led-uri, pe unitatea de comandă electronică cu automat programabil:

– depășire curent maxim : I MAX (led roșu)

– protecție la 5 secunde : P 5s (led roșu)

– surse de alim. pt. traductorul de curent defecte:SURSE TRAD(led roșu)

– surse de alim. a unității de comandă defecte:SURSE C-DA (led roșu)

– tensiune alimentare relee c-dă RI13 : V c.c.(24V) (led verde)

– tensiune alim. relee de pe placa de c-dă și led-uri: +24Vc.c.(led verde)

– tensiune alim. comandă : VDD (+15V) (led verde)

– tensiune alimentare comandă : VSS (-15V) (led verde)

– tensiune alimentare traductor : VDDT (+24V) (led verde)

– tensiune alimentare traductor : VSST (-24V) (led verde)

Semnalizări prin led-uri pe ușa echipamentului:

– statorul motorului conectat la 6 KV : CONTACTOR STATORIC (led verde)

– contactor rotoric cuplat : CONTACTOR ROTORIC (led verde)

– avarie : AVARIE (led roșu)

Conexiunile între componentele electronice de forță ale acestora și bornele de intrare-ieșire sunt executate din bare sau cabluri de cupru de secțiune corespunzătoare .

Figura 3.19. Încadrarea în schema de pornire a convertor static pentru reglarea curentului rotoric

Construcția redresorului, a chopperului și a unității de comandă permite accesul ușor pentru măsurarea inpulsurilor de comandă.

Unitatea de comandă electronică este construită sub forma unui sertar cu două plăci electronice ce grupează funcțiuni apropiate ce decurg din desfășrarea logică a acționării și un automat programabil (fig.3.19).

Automatul programabil semnalizează starea de funcționare sau de defect. Legătura între unitatea de comandă electronică și instalația electrică a sistemului de acționare se realizează prin pIăci de borne plasate în poziții accesibile executării conexiunilor.

Echipamentul complet pentru pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat ce acționează benzile transportoare din exploatările miniere de suprafață cuprinde următoarele subansamble(figura 3.20):

Figura 3.20. Blocuri funcționale ale acționării T.M.C.

-supresoarele pentru tensiunile de comutație;

-redresorul trifazat necomandat;

chopperul;

rezistenta de balast;

tiristorul.

unitatea de comandă electronică.

Elementele supresoare pentru tensiunile de comutație.

Elimină supratensiuniIe care pot apărea la cuplarea și decuplarea motorului asincron la rețeaua de 6 kV. Acest etaj este capabil, ca pentru momente tranzitorii scurte să scurtcircuiteze curenți de ordinul zecilor de kA.

Redresorul trifazat.

Figura 3.21. Redresorul trifazat.

Redresorul trifazat este realizat cu diode redresoare de tensiune mare, conectate în punte trifazata și are rolul de a permite o încărcare simetrica pe fazele rotorice.

În acest etaj sunt eliminate cuplurile parazite și pendulatorii care, în timp, duc la defectarea motorului electric și a reductorului mecanic.

Chopperul

Chopperul asigură reglajul curentului rotoric în procesul de pornire, prin comanda corespunzătoare a componentelor electronice de forță. Comanda acestora se face prin amplificatoare de impuls care separă galvanic partea de comandă.

a. Schema funcțională

Figura 3.22. Chopper

b.tranzistoare I.G.B.T utilizate

Chopperul de curent continuu modelează rezistenta circuitului rotoric, astfel încât, să se mențină pe fazele rotorice, curentul prescris pe întreaga durată a pornirii.

Tiristorul.

Pentru evitarea unei tensiuni mari la intrarea în conducție a tranzistorului din chopper, este comandat tiristorul care scurtcircuitează o parte din rezistența de balast. Rezistenta scurtcircuitată reprezintă circa o treime din rezistenta de balast.

Utilizarea tiristorului în schema de fortă, permite o valoare mai mare în momentul pornirii a rezistenței de balast, care implică un curent mai mic de pornire, ceea ce duce la o pornire mai lină a benzii transportoare, eliminându-se eventuaIele șocuri de pornire în reductoarele mecanice din cadrul acționării.

Unitatea de comandă electronică.

Componenta unității de comandă electronică este:

placa electronică ca sursă de alimentare;

placa electronică de comandă;

automat programabil;

interfața – placă electronică de comandă ~ automat programabil;

Aceasta are următoarele funcțiuni importante:

asigură interfata între elementele de execuție din partea de forță și circuitele de comandă;

menține curentul rotoric la valoarea prescrisă;

supraveghează și ia decizii în cazul următoarelor semnale:

tensiunile care alimentează blocul de comandă,

Amplificatotul de impulsuri pentru IGBT,

curentul rotoric,

traductorul de curent,

ieșirea regulatorului de curent,

timpul de comandă pentru tiristor și tranzistor,

tirnpul de pornire.

asigură limitarea vârfului de curent la pornire (cuplarea contactorului statoric) la max. 1,1IN,

Figura 3.23. Placa electronică de comandă;

asigură posibilitatea adaptării puterii convertorului la tipul motorului și sarcina pe care o antrenează acesta.

limitarea timpului de pornire la o durată prescrisă (max.1min);

reglarea timpului de pauză între două porniri succesive (min.2min);

temporizarea intrării în conducție a tiristorului (funcție de aplicație 1÷10 secunde de la cuplarea contactorului statoric);

temporizarea comenzii ˜START˜ a chopperului (timp reglabil);

temporizarea cuplării contactorului rotoric după ce tranzistorul din chopper are comanda totală;

urmărirea continuă a intrărilor și ieșirilor din automatul programabil;

adaptarea programului și la alte cerințe particulare.

Automatul programabil (AP 500)

Conexiuni externe:

1. +12V 22. Intrare I3

2. GND 23. Intrare I4

3. -12V 24. Intrare I5

4+5. Contact releu Q1 25. Intrare I6

6+7. Contact releu Q2 26. Intrare I7

8+9. Contact releu Q3 27. Intrare I8

10+11.Contact releu Q4 28.Intr.I9

12+13.Contact releu Q5 29.Intr.I10

14+15.Contact releu Q6 30.Intr.I11

Fig.3.24. Automat programabil

16+17. Contact releu Q7 31. Intrare I12

18. GND analogic 32. Intrare I13

19. Intrare analogicá 0÷10V 33. Intrare I14

20. Intrare I1 34. Intrare I15

21. Intrare I2 35. Intrare I16

Funcții logice:

Fiecare din cele 7 relee de ieșire este condiționat logic de un număr de intrări (între 0 și 16 intrări) sau de stările ieșirilor.

Fiecărei ieșiri i se mai poate atașa o constantă de timp,cuprinsă între 2 și 255 secunde, cu temporizare la închiderea sau deschiderea releului.

De asemeni, fiecare ieșire poate fi condiționată de un nivel de tensiune (setabil între 0.1 V si 10.2 V), la care intrarea analogică se comportă ca o intrare digitală (sub valoarea setata= 0 logic, peste

valoarea setata = 1 logic). Valoarea tensiunii este afișată permanent pe display (în varianta cu display).

Funcția logică pentru fiecare ieșire este:

Qi = (Ai + Bi + Ci + Di) & dti

Unde:

Ai = (I1 & I2 &…& I16) & (Q1 &…& Q7)

Bi = (I1 & I2 &…& I16) & (Q1 &…& Q7)

Ci = (I1 & I2 &…& I16) & (Q1 &…& Q7)

Di = (I1 & I2 &…& I16) & (Q1 &…& Q7) & ANi

i = 1, 2, 3, 4, 5, 6 sau 7

& = echivalentul funcției AND

+ = echivalentul funcției OR

ANi = intrarea analogică, care se poate seta la diferite valori pentru fiecare din cele 7 ieșiri.

Fiecare interval de timp "dti" se poate seta:

– disable (nu are nici un efect)

– temporizare la cuplare

– temporizare la decuplare

Fiecare intrare sau ieșire care intră în aceste funcții se poate seta:

– disable (nu are nici un efect)

– logic 1 (activ in nivel logic 1)

– negat sau logic 0 (activ in nivel logic 0)

Programul (funcțiile logice pentru toate ieșirile) este memorat într-o memorie nevolatilă EEPROM, care se poate înscrie de către producător (conform necesitățior tehnice ale produsului în care se montează programatorul, sau conform specificației tehnice a beneficiarului) de la tastatură, consolă, PC/Laptop, funcție de varianta constructivă adoptată.

Având funcțiile de baza (AND, OR si N), se pot realiza toate funcțiile logice (AND, NAND, OR, NOR, N, XOR), astfel încât programatorul este echivalent cu o arie programabilă PLL, PAL, etc, având însa avantajul că acesta se poate reprograma rapid, fără să fie necesare dispozitive și programe speciale.

min.;

Rezistența de balast

Figura 3.25. Rezistența de balast.

Rezistența de balast este astfel dimensionată încât să îndeplinească următoarele funcții:

-protecție pentru echipamentul chopper;

-asigurarea unei ponderi rezistive suficiente în momentul inițial al pornirii;

Este astfel dimensionată încât să asigure cuplul maxim la pornire, respectiv o pondere L/R optimă pentru sarcina chopperului;

Descriere functională.

Echipamentul functionează integrat într-o schema electrică adecvată, potrivită scopului pe care îl are în ansamblul acționării.

Echipamentul de acționare realizează variația pe cale electronică a rezistenței circuitului rotoric în procesul de pornire a motoarelor asincrone cu rotorul bobinat, și îndeplinește următoarele funcții:

– prescrierea curentului rotoric în procesul de pornire;

– cuplarea-decuplarea alimentării cu tensiunea de comandă fără a periclita integritatea produsului;

– validează posibilitatea de conectare a contactorului statoric după stabilirea tensiunilor de comandă și după realizarea intercondiționărilor interne și externe;

– scurtcircuitarea circuitului rotoric după terminarea procesului de pornire, respectiv intrarea motorului în turația nominală;

– asigură un interval de timp prestabilit între două porniri succesive;

– se autoprotejează la necuplarea contactorului rotoric;

– după apariția unei avarii, echipamentul trebuie să se autoreseteze și să repornească dacă motivul avariei a dispărut.

Schema electrică simplificată a circuitelor de forță ale acționării conține următoarele subansamble(figura 4.):

sistemul de conectare la tensiunea de 6kV;

motorul de acționare;

contactorul rotoric;

convertizorul static rotoric.

Benzile transportoare sunt antrenate de motoare asincrone cu rotoruI bobinat de 630 kW, ale căror rotoare sunt conectate direct la echipamentul electronic tip CSR-630-P care realizează pornirea și reglarea vitezei. Acționarea motoarelor de antrenare este independentă.

După cuplarea statorului la tensiunea de 6 kV, contactorul rotoric fiind deschis, echipamentul CSR-630-P primește pe la bornele de intrare tensiunea maximă de 1000 V c.a. și începe să regleze rezistența circuitului rotoric până când tensiunea rotorică scade la minim.

Figura 3.26. Rampa de creștere a curentului rotoric

În acest moment se dă comanda de închidere a contactorului rotoric, procesul tranzitoriu de pornire este încheiat iar motorul funcționează la turația nominală. Simultan cuplării motorului asincron, la rețeaua de 6 k V, începe să crească și curentul prin chopper până la valoarea prescrisă, curent care se va suprapune peste cel rezistiv și împreună vor asigura cuplul de pornire total. Rampa de creștere a curentului rotoric este lentă (figura 3.26.), astfel încât motorul pornește fără șocuri mecanice pe care să Ie transmită acționării (reductoare, bandă transportoare, etc). Pe toată durata pornirii se măsoară curentul rotoric care constituie mărimea de reacție pentru chopper.

Utilizarea echipamentelor tip CSR-(200+1000)-P, pentru pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat ce acționează benzile transportoare din exploatările miniere de suprafață prezintă următoarele avantaje:

asigurarea unor încărcări simetrice pe fazele motorului și eliminarea fenomenelor pendulării;

evitarea creșterii necontrolate a curentului prin motor și implicit distrugerea acestuia;

reglarea timpului de pornire funcție de încărcarea benzilor transportoare;

asigurarea aceluiași regim de pornire indiferent de condițiile climatice;

economie de energie în procesul pornirii;

evitarea oricăror șocuri mecanice și implicit protecția reductorului și a covorului de cauciuc ;

eliminarea timpilor de staționare din cauza întreținerii.

CAPITOLUL 4

Modernizarea acționării transportoarelor din carieră prin utilizarea de convertizoare alimentate direct la rețeaua de 6 kV

4.1. Generalități

Se știe că producția eficientă se desfășoară cu tehnologii moderne și nepoluante ce consumă minim de resurse.

Problemele de bază ale pornirii motorului asincron sunt puse în valoarea cuplului de pornire și de valoarea șocului de current la pornire. Pentru ca motorul sa poată accelera trebuie sa dezvolte un cuplu de pornire mai mare decât cuplul rezistent de la arborele motorului, uneori chiar mai mare decât cuplul nominal.

Pe de altă parte mărimea curentului de pornire absorbit din rețeaua de alimentare este limitat de unele condiții impuse de rețeaua electrică sau de motor.

Tinând seama de regimul tranzitoriu, valoarea instantanee a curentului statornic poate atinge 10÷12 ori valoarea curentului nominal. Pe măsură ce motorul accelereaza și alunecarea scade, scade și curentul absorbit de la rețea în mod automat până la limitele impuse de cuplul rezistent.

Electronica de putere actuală oferă soluții moderne de pornire și reglare a turației motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit și anume convertoarele statice de frecvență care asigură reglarea în limite largi a tensiunii și frecvenței de alimentare a motorului.

Figura 4.1.Transportor minier cu banda de cauciuc.

Componentele electronice de putere sunt tranzistoarele IGBT cărora de la apariție și până în prezent le-au crescut foarte mult performanțele.

Se urmărește de asemenea și îmbunătățirea următorilor parametrii de funcționare:

-folosirea extensivă a utilajelor;

-productivitatea orară și utilizarea intensivă;

-reducerea întreruperilor accidentale de funcționare;

-reducera întreruperilor programate pentru lucrări tehnologice;

-reducerea staționărilor pentru revizii și reparații planificate și a întreruperilor accidentale.

O altă preocupare constantă o reprezintă înlocuirea contactoarelor și a releelor electromagnetice cu contacte dinamice cu contactoare statice și automate programabile.

Automatele de protectie si comanda sunt cele mai utilizate de acest fel. Ele sunt destinate comenzii de la distanta a porniri/opriri unor motoare electrice precum si supravegherea in timpul functionarii motorului . In cazul unor avarii de natura electrica: scurt circuite, scaderea inadmisibila sau disparitia tensiuni de alimentare, suprasarcina de durata etc . motorul este deconectat de sub tensiune.

4.2. Modernizarea instalației electrice a transportoarelor de mare capacitate ale liniilor de haldă din U M C Roșia

Prezenta propunere de retehnologizare se referă la modernizarea unei linii tehnologice de haldă de a U M C Roșia prin implementarea de acționări cu viteză variabilă a transportoarelor de mare capacitate din componența liniei.

Fluxul tehnologic al hălzii nr.1 Roșia are în componență următoarele utilaje (vezi fig.1):

Mașina de haldat A2RsB 12.500-01, Pinst.- 4000 kW.

Transportorul T 101H; Pinst=4×630 kW; lungime 1495 ml; lățime covor 2250 mm.

Transportorul T 103H; Pinst=1×630 kW; lungime 254 ml; lățime covor 2000 mm .

Transportorul T 104H; Pinst=4×630 kW; lungime 970 ml; lățime covor 2000 mm.

Transportorul T 105H; Pinst= 1×630 kW; lungime 245 ml; lățime covor 2000 mm.

Transportorul T 306, Pinst=2×630 kW; lungime 255 ml lățime covor 2000 mm (pe acest transportor se montează convertizor static de frecvență și motor tip MAB, 6kV, 630kW , 83rot/min).

Figura 4.2. Fluxul tehnologic al hălzii nr.1 Roșia.

Halda nr.1, Cariera Roșia preia sterilul de la transportoarele T 201, T 202, T 203, T 204. Sterilul este deversat pe transportorul T 306.

Circuitul de transportoare care va fi modernizat cu convertizoare de frecvența va fi urmatorul:

T 101 H cu 3 acționari

T 104 H cu 3 acționari

T 105 H cu 1 acționare

Pentru acționarea transportoarelor se utilizează motoarele existente cu modificarea acestora în sensul adăugării unui circuit de răcire cu aer suplimentar și scurcircuitarea rotoarelor.

DCMA – urile se vor monta în casele electrice existente după recondiționarea acestora. Convertizoarele se integrează în instalația electrică de comandă a transportoarelor preluând semnalele de comandă de la instalația de automatizare cu AP a transportorului și generând semnale de comandă către aceasta astfel încat să fie asigurate toate facilitațile existente în automatizarea transportorului.

Conducerea întregului flux tehnologic va fi comandată de un AP MASTER montat în casa electrică a transportorului T306 pe baza informațiilor preluate, prin inermediul unor modemuri radio, de la senzorii de volum montați pe benzile T201, T202, T203,T204 care deversează pe T 306. Informațiile de la AP-ul MASTER se vor transmite prin intermediul unei legături radio cu modemuri Ethernet la AP SLAVE montate pe casele electrice ale transportoarelor componente ale liniei de haldă.

Convertizoarele de frecvența montate pe transportoare vor asigura:

– Controlul cuplului pe acționările de medie tensiune:

– Pentru transportorul de mare capacitate echipat cu o singură acționare programul implementat în convertizor asigură menținerea unui cuplu constant la axul motorului la valoarea prestabilită de utilizator. Convertizorul este de tip control vectorial și unul din modurile de lucru, care pot fi alese de utilizator, este modul-cuplu constant.

– Pentru transportoarele care sunt echipate cu 3 motoare de acționare menținerea unui cuplu constant la axul motoarelor, la o valoare prestabilită de utilizator, se face prin intermediul unui echipament specializat livrat împreună cu convertizoarele. Acesta este echipat cu PLC și comunică în permanență cu un număr de 2… . max.16 convertizoare pe magistrala serială de comunicație date. In orice moment echipamentul, funcție de valoarea prescrisă a cuplului și a frecvenței de ieșire precum și funcție de mărimile de reacție citite de la fiecare din convertizoarele conduse, calculează mărimile de comandă necesare și le transmite către convertizoare de așa natură încât cuplul obținut la axul fiecăruia din motoarele acționate să fie la o valoare cât mai apropiată de valoarea prescrisă.

4.2.1. Soluția de realizare a vitezei variabile:

Pentru fiecare din transportoarele de pe linia de haldă se va monta un echipament specializat care este capabil să determine debitul instantaneu de material transportat pe acesta. Echipamentul este dotat cu senzori de distanță ultrasonici în acest mod eliminându-se erorile de măsurare datorate calității mediului (ceata, ploaie, praf, etc.) erori care apar la echipamente similare care folosesc senzori cu raza laser. Semnalul unificat (4..20mA) de la ieșirea echipamentului constituie întotdeauna mărime de referință (prescriere frecvența de ieșire) pentru convertizoarele care acționează transportorul următor.

Pentru primul transportor de pe linia de haldă (T306) funcția principială pe care convertizorul o implementează este de tip :

N=f(n, debit de material de pe transportoarele din amonte)

unde:

N – turația la ieșirea motorului (frecvența de ieșire a convertizorului) și este o mărime care poate varia (în funcționare) în limitele 10..50 Hz ceea ce ar corespunde unei viteze de deplasare a covorului între 20…100% din viteza nominală.

n – numărul de linii de excavare (maxim 4) care depun material la un moment dat pe linia de haldă modernizată

Prin ecuația implementată la nivelul echipamentului pentru controlul cuplului și prin software-ul aferent se asigură variația continuă a vitezei de deplasare a transportorului de așa natură încât încărcarea benzii să fie cât mai aproape de debitul nominal.

In principiu dacă n = 1 (unul din excavatoare nu funcționează sau funcționează pe circuitul de cărbune) atunci viteza de deplasare pentru întreg lanțul de benzi de haldă incluzând și abzețerul va fi de tip N=f(debit de material de pe transportorul din amonte) și prin program va fi în domeniul (care va fi determinat experimental) 20…50% din viteza nominală funcție de debitul de material transportat pe transportorul din amonte. In cazul în care n = 2..4 atunci viteza de deplasare a transportorului va fi între 20…100% din viteza nominală funcție de suma debitelor primite de la echipamentele de estimare debit montate pe transportoarele care depun pe primul transportor din linie.

Pentru celelalte transportoare de pe linia de haldă funcția principială pe care fiecare din convertizoare o implementează este de tip :

N=f(turație transportor amonte, debit material transportat pe transportor amonte)

Implementarea soluției aduce automat reduceri de consumuri energetice dacă ținem cont de faptul că puterea activă consumată este o funcție direct proporțională cu turația motorului. Din estimări (și dacă ținem cont și de condițiile specifice din minerit în care o mare parte din timp cele 4 linii de excavații nu depun pe linia de haldă la capacitate nominală din motive tehnologice – revizii, decopertări, funcționare cu un excavator pe linia de cărbune, etc) economiile se vor situa între 35..50% din energia activă consumată la ora actuală. Pe de alta parte utilizarea convertizoarelor duce la eliminarea consumurilor de energie reactivă ceea ce duce la alte economii. Pe lângă acestea trebuiesc avute în vedere aspectele legate de pornirea transportoarelor în condiții grele care se rezolvă prin implementarea unor echipamente performante care asigură un cuplu constant în întreg domeniu de variație al turației motoarelor utilizate. Nu în ultimul rând soluția duce la economii prin utilizarea unor cabluri electrice cu secțiune diminuata datorita curenților vehiculați pe acestea în procesul de pornire (până la 20 de ori mai mici decât în cazul pornirii clasice cu CSR).

Implementarea soluției de comandă a motoarelor de acționare prin intermediul convertizoarelor de frecventa va permite reducerea numărului de motoare de acționare fată de soluția clasică de acționare. Comanda convertizoarelor prin control vectorial asigură un cuplu nominal pentru motorul de acționare de la turație minimă până la turația nominală a acestuia. Soluția deja implementată pe transportorul T306 care era echipat cu 2 motoare de 630 KW pentru a asigura cuplul de pornire în situații dificile, atunci cand transportorul se oprește din funcționare cu volum mare de material pe acesta, a demonstrat că acționarea transportorului cu un singur motor este suficientă pentru pornirea acestuia în deplină siguranță indiferent de condițiile în care a fost oprit. Implementarea soluției va permite reducerea numărului de motoare de la 4 la 3 pentru transportoarele T101 respectiv T104 ceea ce are implicații directe în reducerea pe de-o parte a consumurilor energetice iar pe de alta parte economii suplimentare în exploatare și întreținere (număr mai mic de motoare și reductoare – costuri mai mici legate de întreținere).

4.2.2. Considerații suplimentare:

Pornirea circuitului se va face în timp minim respectând următorul algoritm:

– Se dă avertizare sonoră pentru întreg circuitul;

– Se pornește abzețerul și după pornirea acestuia se dă comanda de centralizat pentru banda următoare;

– Banda din amonte pleacă cu viteza prescrisă de 20% din viteza nominală;

– După aprox. 5sec, la atingerea turației prescrise, se dă semnalul de centralizare pentru transportorul din amonte;

– Procesul se repetă pentru toate benzile de haldă;

– La transmiterea centralizării către liniile de excavație se comută automat întreg ansamblu pe modul de conducere funcție de debitul de material de pe banda din amonte.

Prin implementarea algoritmului apreciem scurtarea timpului de pornire pentru întreaga linie de halda la aproximativ 25..30 sec.

Implementarea modului de conducere descris mai sus se bazează pe comunicația de date dintre PLC-uri prin intermediul modemurilor radio aferente fiecărui utilaj din flux. Fiecare PLC trebuie să preia de la transportorul din amonte informații legate de debitul materialului excavat și turația transportorului. In cazul întreruperii accidentale a suportului de comunicație atunci PLC-ul va da comandă la convertizoare pentru turație nominală nemaifiind disponibile datele de reacție de la transportorul din amonte;

Figura 4.2. Schema bloc a protocolului de comunicație.

Pentru funcționarea sistemului după modul descris mai sus este nevoie de transmiterea de date către și dinspre AP-ul din dulapul de automatizare al transportorului.

Comunicația de date se face prin protocol de comunicație ETHERNET și presupune:

– Semnale de comandă dinspre AP

START – pornire convertizor/convertizoare. Lipsa semnalului duce automat la oprirea convertizorului. Semnalul este dat după logica clasică de funcționare a transportorului ținând cont de toate semnalele de siguranța.

– Semnale de reacție transmise către AP

Convertizor/convertizoare READY

Avarie convertizor

Atingerea frecvenței prescrise (comanda de centralizare pentru transportorul din amonte)

Curentul la intrare

Curentul prin motor

Frecvența (turația) la ieșire

– Alte semnale la cerere

Întreaga funcționare a linie de haldă se face respectând un algoritm conform diagramei prezentate în Anexa 1 la prezenta propunere de retehnologizare.

4.3. CONVERTIZOR STATIC DE FRECVENTA PENTRU CONTROLUL MOTOARELOR ASINCRONE CU ROTOR IN SCURTCIRCUIT ALIMENTATE LA 6 KV TIP: DCMA-800K-VA06-100

4.3.1. Generalități

Echipamentul tip DCMA-800K-VA06-100 este destinat pornirii și controlului cu turație variabilă al motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit cu putere de maxim 1250 KW, la aplicații care necesită porniri repetate și cuplu mare de pornire. Domeniile cu astfel de aplicații sunt: industria extractivă, industria energetică, siderurgie, transport material vrac, stații de pomparea a apei, industria cimentului, etc.

4.3.2. Caracteristici principale ale convertizoarelor de frecvență:

– Convertizoarele de frecvența care se vor monta pe transportoarele cu bandă din componența liniei de haldă asigură:

– Alimentarea motoarelor de 6 kV cu asigurarea turației în limitele 20..100% din turația nominală;

– Cuplu maxim la arborele motor în întreg domeniul de frecvența 0..50Hz;

– Separarea galvanică față de tensiunea de alimentare de 6 kV;

– Posibilitatea utilizării motoarelor existente pe acționări prin intervenții minime asupra acestora (scurcircuitare inele rotorice, montarea unui ventilator electric pentru asigurarea răcirii motorului la turații scăzute);

– Folosirea de cabluri normale de alimentare pentru convertizor și pentru motoare;

– Pornirea sigură a motoarelor de acționare în sarcina maximă indiferent de condițiile mecano/climatice;

– Sincronizare perfectă între motoarele transportorului (pentru transportoarele cu 3 acționări) de așa natură încât să asigure comanda acestora funcție de cuplul necesar;

– Asigurarea unei tensiuni de alimentare pentru motoare cu distorsiuni mai mici de 5%;

– Asigurarea protecției la suprasarcină și scurtcircuit pe motor;

– Acordarea automată a parametrilor de funcționare funcție de caracteristicile motorului montat la ieșire;

– Afișarea parametrilor de lucru;

– Selectarea modului automat/manual;

– Conducerea motorului funcție de un semnal extern de referință;

– Posibilitatea funcționării în regim de master-slave;

– Transmiterea și recepția de date către AP-ul din dulapul de automatizare și control al transportorului;

– Asigurarea unei capacități de suprasarcină pe perioada de timp determinată pentru preluarea variațiilor de sarcină în situații grele de funcționare fără a decupla acționarea;

Convertizoarele asigură parametri tehnici conform datelor prezentate în fișa tehnică a transportoarelor la prezenta propunere de retehnologizare.

4.3.3. Descrierea echipamentului

1. Descriere constructivă

Echipamentul tip DCMA-800K-VA06-100 se compune din:

Dulapul pentru control premagnetizare transformator

Dulapul transformatorului de putere în contrucție specială

Dulapul cu electronică de putere

Dulapul cu electronica de comandă

Figura 4.3. Dulapuri echipament DCMA-800K-VA06-100

Blocurile enumerate mai sus sunt amplasate optim din punct de vedere funcțional, astfel încât conexiunile de forță să se realizeze cu bare sau cabluri de dimensiuni minime.

Prescrierile și vizualizarea continuă a mărimilor electrice, se realizează pe un display industrial cu ecran tactil amplasat pe panoul frontal al dulapului cu electronica de comanda.

Stările de funcționare / nefuncționare, sunt semnalizate pe display-ul incorporat.

Sursele de alimentare, primesc la intrare tensiunea de 220Vca / 50Hz și acceptă o variație de ± 20% a acesteia, situații întâlnite frecvent în exploatările industriale.

2. Descriere funcțională

Echipamentul DCMA-800K-VA06-100 realizează pornirea și controlul frecvenței și cuplului pentru motoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit.

Pentru a asigura un cuplu optim la pornire dar și pe perioada funcționării, software-ul de comandă realizează controlul vectorial al curentului.

Convertizoarele tip DCMA-800K-VA06-100, alimentează cu tensiune și frecventă variabile, motoarele electrice de acționare ale transportoarelor de mare capacitate montate la CEO pe linia de halda 1 si halda 2 de la U M C Roșia .

Alimentarea motorului electric cu tensiune și frecventă variabile, conduce la obținerea turației variabile conform relației, n=60*f/p (unde f este frecvența de alimentare, p este numărul de perechi de poli), și, implicit, la menținerea constantă a unui debit de material pe fiecare din benzile transportoare din cadrul circuitului.

In continuare sunt prezentate schema bloc a echipamentului DCMA-800K-VA06-100 în figura 4.3. și schema electronica unitate de forța în figura 4.5.

Figura 4.4. Schema bloc DCMA-800K-VA06-100

De asemena, desenele de gabarit si conexiunile de forță și comandă sunt prezentate în figura 4.6. si figura 4.3.

Schema bloc a convertizorului de frecventă cuprinde:

Circuitele de intrare pentru cuplarea la linia de 6kV;

Transformatorul de intrare, în construcție specială;

Celulele redresoare și invertoarele monofazate;

Unitatea de comandă.

Figura 4.5. Schema electronica unitate de forta

Fiecare din cele 18 celule ale convertizorului se compun din urmatoarele subansamble:

Blocul redresor trifazat: are la intrare tensiunea trifazată de la iesirea transformatorului. Este realizat cu module de diode redresoare cu talpă izolată;

Invertorul monofazat: este realizat în tehnologie IGBT și transformă tensiunea continuă Ui de la ieșirea filtrului, într-o tensiune alternativă monofazată, modulată PWM prin comanda corespunzatoare a tranzistoarelor IGBT ce compun invertorul. Prin inserierea ieșirilor celor șase celule ale fiecarei faze, se obține o tensiune sinusoidală, cu conținut minim de armonici;

Circuitul bypass al fiecarei celule: permite funcționarea la putere limitată a convertizorului de frecvența, în cazul unui defect al celulei respective.

Principalele funcțiuni pe care le îndeplinește echipamentul DCMA-800K-VA06-100 sunt:

interpretarea corectă a comenzilor din schema electrică;

autodiagnoză în vederea asigurării disponibilității;

controlul vectorial al curentului prin motor;

controlul cuplului motorului;

controlul debitului transportorului în funcție de mărimile primite de la senzorul de cântărire;

controlul timpului de accelerare / decelerare;

afișarea tensiunii de alimentare, a tensiunii de ieșire, a curentului prin motor și starea componentelor de putere;

protecția la depășirea mărimilor prescrise: curent prin motor, timp de pornire, tensiune motor, cuplu maxim admis.

La comanda START, echipamentul DCMA-800K-VA06-100 începe să modifice tensiunea și frecvența la bornele motorului de la 0V/0Hz și până la valorile prescrise. Controlul marimilor se realizează vectorial pentru optimizarea cuplului dezvoltat de motor.

Datorită modului de construcție și software-ului implementat, echipamentul DCMA-800KVA-06-100, furnizează la ieșire tensiune sinusoidală protejând astfel izolația motorului și minimizând pierderile.

Scopul alimentării motorului electric cu convertizor de frecvență este de a asigura o turație variabilă a transportorului de așa natură încât încărcarea cu material a benzii să fie optimă. Ca urmare, până la frecvența nominală, f1N, motorul funcționează la cuplul maxim necesar acționării, și este valabilă relația U1/U1N=f1/f1N. Este de dorit să se limiteze frecvența de iesire a invertorului la frecvența nominală a motorului electric, deoarece cuplul rezistent în cazul actionării, este proporțional cu pătratul turației și ar fi posibilă depășirea puterii nominale a motorului în cazul creșterii frecvenței peste frecvența nominală.

De asemenea, se pleacă de la premiza că în cazul acționării existente, motorul este dimensionat pentru viteza maximă a transportorului, de 6m/sec, ceea ce corespunde la turația nominală a motorului, deci, la frecvența de ieșire a convertizorului de frecvența, de 50Hz respectiv de 16,6 Hz pentru acționarea transportorului.

Avantajele utilizării echipamentului DCMA-800K-VA06-100 sunt următoarele:

Pornirea motorului asincron în condiții de sarcină variabilă;

Alimentarea echipamentului direct din linia de 6KV;

Evitarea depășirii curentului maxim prescris;

Alimentarea motorului cu tensiune sinusoidală protejând astfel izolația acestuia;

Economie de energie prin variația continuă a vitezei transportorului în funcție de mărimile primite de la senzorii de nivel montați pe benzile transportoare din nodurile de distribuție;

Protejarea angrenajelor mecanice prin controlul cuplului maxim dezvoltat de motor;

Eliminarea șocurilor din angrenajele mecanice;

Scăderea cheltuielilor de întreținere;

Evitarea staționărilor cu durată mare, datorate lucrărilor de reparații.

Unitatea de comandă cu microprocesor are următoarele funcții:

Furnizează impulsurile de comanda pentru tranzistoarele IGBT, utilizând controlul vectorial;

asigură interfața între elementele de execuție din forță și circuitele de comandă,

controlează digital curentul prin motor ,

selectează modul de pornire al motorului pentru a asigura o pornire lină în orice condiții și asigurarea cuplului de pornire necesar,

asigură protecția echipamentului și a motorului prin monitorizarea permanentă a următoarelor mărimi: tensiunile de alimentare, componente electronice de putere, traductoare de curent și tensiune, curentul prin motor, tensiune motor;

urmărirea continuă a intrărilor și ieșirilor;

asigură modificarea parametrilor de funcționare prin intermediul display-ului cu ecran tactil,

posibilitatea de adaptare a software-ului la cerințele speciale ale fiecărui client.

3. Simboluri

DCMA – Dispozitiv pentru Controlul Motoarelor Asincrone cu rotor în scurtcircuit,

800K – puterea motorului asincron, [KW],

6 – tensiunea de alimentare, [KV],

100 – curentul nominal al echipamentului. [A]

4. Condiții de mediu

zonă cu climat normal (N), conform STAS 6535-83;

presiune atmosferică : 860-1060 mBarr

precipitații medii anuale : 700 l/m2

altitudinea maximă : 1.000 m

temperatura de funcționare : -5OC ÷ +50OC; umiditate 95% fără condens

umiditate relativă : max.95%

gradul de poluare : 4 (cf. CEI 947/1-92)

gradul de agresivitate al atmosferei : normal (cf. STAS 7222-90)

gradul de protecție asigurat prin carcasă : IP44

5. Caracteristici tehnice

Tensiunea de intrare :3×6.000 Vc.a.(+15%)

Frecvența tensiunii de intrare : 50 Hz (+5%)

Factor de putere la intrarea în convertizor: :min.0,97(pentru sarcină de min.20% )

Nivelul distorsiunilor armonice induse în alimentare: max. 2%

Nivelul de distorsiuni armonice pe ieșire: : max. 3%

Tensiunea de alimentare pentru unitatea de c-dă : 220Vc.a. (+20%)

Frecventa tensiunii de alimentare : 50 Hz (+5%)

Puterea nominala de iesire a convertizorului : 800 kW

Capacitatea de suprasarcină :1,5In/300sec.; 2In/60sec.

Curentul nominal de ieșire : 100 A c.a.

Tensiunea de ieșire : reglabilă 3 x (0… 6000Vc.a.)

Domeniul de variație a frecvenței de ieșire : 0Hz… 120Hz

Timp de accelerare și decelerare : 0…3200 sec, ajustabil

Mărimi de reacție : 0…10V sau 4… 20 mA

Comunicație : RS232, RS485, etherne,t etc.

Nivel de zgomot : max. 76 dB

Funcții de control : – Reglaj frecvență de ieșire – Reglaj de cuplu de pornire și cuplu stationar

– Autorestart după revenirea tensiunii

– Salt de frecvențe de rezonanță

– Autotestare

– Autocalibrare pe tip de motor

– Funcție de comandă master-slave

– Funcție de bypass

Mod de lucru :

buclă închisă/ buclă deschisă

regulator PID

local/distanță;

Mod de control:

control vectorial

Comenzi de la distanță :

– prescriere frecvență

– pornit / oprit

– schimbare sens

Semnalizări la distanță :

frecvență de ieșire

pornit/oprit

terminare regim pornire

funcționare / avarie

Sistem de răcire: – ventilație forțată cu aer.

6. Protecții

Echipamentul DCMA-800K-VA06-100 este protejat la apariția următoarelor situații:

Scurtcircuit la ieșire;

supratensiune în circuitul intermediar;

subtensiune de alimentare;

lipsă fază tensiune de alimentare;

punere la pământ;

supratemperatură;

blocare motor;

supracurent;

supratensiune la ieșire;

ieșire din plaja de frecvență;

Apariția oricărei situații de defect, determină oprirea convertizorului, defectul fiind semnalizat ca avarie pe unitatea de comandă electronică prin intermediul unui display și pe ușa echipamentului, prin lămpi.

7. Mărimi de intrare logice (contacte de releu):

START,

STOP,

STOP URGENTA,

RESET Avarie,

alte condiții.

8. Mărimi de intrare analogice ( măsurate permanent):

curentul pe fiecare fază,

curentul pe fiecare unitate electronică de putere,

tensiunea din circuitul intermediar,

tensiune de intrare,

tensiunea de ieșire,

prescrierea de frecvență.

9. Mărimi digitale de ieșire

DCMA stand-by,

DCMA pornit,

Avarie usoară (convertizorul continuă să funcționeze activând o alarmă),

Avarie grea (convertizorul primește STOP),

Stare bypass,

Comenzi către bypass,

10 . Mărimi analogice de ieșire

Frecvență de ieșire,

Curentul prin motor.

11 . Semnalizări pe display cu ecran tactil:

Avarii ușoare: : “UPS nealimentat”

: “Lipsă tensiune DC”

: “Supratensiune circ. intermediar”

: “Subtensiune circ. intermediar”

: “Eroare driver IGBT”

: ”Temperatură ridicată celule”

: “Temperatură ridicată transformator”

: “Lipsă semnal analogic”

: “ deschisă”

Avarii grele : “Supratemperatură transformator”

: “Suprasarcină motor”

: “Supracurent motor”

: “Eroare comunicație”

: “Supratemperatură celule”

: “Supracurent celule”

: “Desaturare”

Figura 4.6. Schema conexiunilor de forță și comandă.

4.4. Echiparea transportoarelor cu motoare electrice.

Circuitul de transportoare care va fi modernizat cu convertizoare de frecvență va fi echipat după cum urmează:

-T101 H cu 3 motoare tip MIB VF 120-6,de 630 kW/1000 rot/min – reabilitate;

-T104 H cu 3 motoare tip MIB VF 120-6,de 630 kW/1000 rot/min – reabilitate;

-T105 H cu 1 motoare tip MAB 630 kW/83 rot/min – fără reductor

-T 306 cu 1 motor tip MIB VF 120-6,de 630 kW/1000 rot/min – reabilitat.

Pentru acționarea transportoarelor se utilizează motoarele existente cu modificarea acestora în sensul adăugării unui circuit de răcire cu aer suplimentar și scurcircuitarea rotoarelor.

Figura 4.7. Grup de acționare benzi transportoare

4.4.1 Reabilitare motoare electrice.

In cadrul lucrărilor de modernizare aferente prezentei propuneri de retehnologizare, motoarele de 6 kV/ 630 kW/ 1000 rot/min SZURE 136 r. care vor fi utilizate pentru acționările transportoarelor liniei de haldă vor fi supuse unor lucrări de verificare și modernizare:

– Verificarea circuitelor statorice și rotorice a rezistenței de izolație și remedierea eventualelor defecte;

– Scurtarea axului motor și eliminarea ventilatorului de răcire montat pe ax;

– Scurcircuitarea inelelor colectoare ale rotorului.

– Montarea unui nou capac pentru rotor prevăzut cu ventilator acționat de motor electric care să asigure ventilația forțată a motorului indiferent de turația la care funcționează acesta;

– Vopsirea motoarelor;

– Refacerea casetelor și a bornelor de legături;

4.4.2. Acționarea cu motor MAB fără reductor.

Generalitați

Motorul descris în cele ce urmează este destinat înlocuirii grupurilor de acționare benzii transportoare GAB 630.

Motorul este de tip asincron cu rotorul în scurtcircuit destinat acționarii directe a benzilor transportoare, eliminând reductorul si înlocuind motorul asincron cu rotorul bobinat de 630 kW/1000 rot/min și elementele de pornire și reglaj de turație asociate acestuia.

Soluția de acționare directă, eliminând reductorul (după caz multiplicatorul) de turație este din ce în ce mai răspândită dată fiind dezvoltarea electronicii de putere. Un caz reprezentativ este cel al centralelor eoliene unde tendința este de trecere de la multiplicator mecanic si generator asincron cu rotor bobinat la generator sincron cu magneți permanenți cuplat direct cu motorul eolian.

Descrierea tehnică

Motorul este de tip asincron cu rotor in scurtcircuit.

Alimentarea se face prin intermediul unui convertizor de frecvență care asigură obținerea cuplului nominal echivalent cu cel de la arborele de cuplare al reductorului 2 KC-P-630.M, respectiv 75800 Nm la turația de 80 rot/min, respectiv la frecvența de 16,6 Hz, motorul fiind executat cu un numar de 24 poli.

Înălțimea axei de rotație este de 950 mm.

Motorul are forma constructivă IMB.3 (orizontal, cu fixare pe tălpi). Este fixat pe o placă de bază în execuție chesonată . Placa are prindere oscilantă pe structura sistemului de acționare a benzii transportoare, fiind autoadaptivă la centrarea cu axul tamburului conducător.

Bobinajul stator este realizat cu materiale de izolație clasa H.

Sunt luate măsuri de izolare suplimentară a spirelor în vederea suportării vârfurilor de tensiune cauzate de actionarea cu invertor.

Motorul este echipat cu lagăre pe rulmenți. Lagărul dinspre partea cuplării cu tamburul benzii transportoare este prevăzut cu un rulment de tip splitat cu role cilindrice, tip Cooper.

Alegerea acestei solutii tehnice este impusa de constructia arborelui. Lagarul de la partea opusa actionarii este echipat cu un rulment cu role sferice, tip 22264 /W33, montat pe axul motorului prin intermediul unei bucse conice de adaptare.

Lagarul de la partea opusa actionarii va fi izolat pentru intreruperea buclei de circulatie a curentilor prin lagare, curenti ce apar in timpul actionarii cu invertor.

Lagarele motorului pot fi gresate si in timpul functionarii, acestea fiind echipate cu conducte de ungere accesibile pe ambele parti ale motorului.

Arborele motorului este executat din otel forjat de inalta calitate. Arborele este de tip solid, cu doua capete de arbore; cel de la partea actionarii este prevazut cu flansa, pentru cuplarea cu axul tamburului condus, iar cel de la partea opusa este destinat montarii discului de frana. In acest scop pe acest cap de arbore sunt prevazute canale pentru montarea penelor tangentiale de fixare a discului de frana.

Motorul este ventilat fortat, grupul motoventilator fiind amplasat pe motor, pe partea superioara a carcasei.

Motorul este prevazut cu 2 cutii de borne principale, montate pe partile laterale, creindu-se posibilitatea alimentarii stanga/dreapta si o cutie de borne pentru accesorii, motata la partea superioara, prevazuta cu intrari pentru cablurile de semnal si alimentare stanga/dreapta.

Avantaje la utilizarea acestui tip de motor :

Reducerea consumului de energie – reglarea continua prin intermediul

actionarii cu convertizor de frecventa elimina pierderile de energie pe perioadele de reglaj de turatie. Pierderile de energie apar pe reostatele legate in circuitul electric si au ca efect generarea de caldura.

Fiabilitate crescuta. Rotorul in scurtcircuit este extreme de fiabil in

raport cu solutia rotorului bobinat unde prezenta elementelor de control (ansamblu inele colectoare-perii) este un element cu posibilitati crescute de defectare. De asemenea, dispare infasurarea izolata a rotorului la care apare riscul deteriorarii izolatiei si al strapungerilor.

Se elimina complet reductorul ca element care ar putea reduce

disponibilitatea agregatului.

Mentenanta redusa.

Practic in afara de gresarea periodica si verificarea circuitelor de

ventilatie nu sunt necesare alte lucrari de mentenanta.

4.5. Reabilitarea caselor electrice ale transportoarelor:

In cadrul execuției lucrărilor se vor reabilita casele electrice existente ale transportoarelor astfel încât să asigure:

– Dimensiunile de gabarit și structura de rezistență pentru montarea convertizoarelor de frecvență și a dulapurilor de joasă și medie tensiune în conformitate cu cele prezentate în figura 4.2. .

– Structura metalică de rezistență este proiectată astfel încât să poată prelua greutatea echipamentelor electronice din interior și să nu permită deformarea casei la manipularea acesteia cu macaraua.

– Casele electrice sunt prevăzute cu echipamentele necesare pentru asigurarea ventilației forțate cu aer din exterior a convertizoarelor, capabile să asigure condițiile mecano-climatice necesare funcționării acestora în plaja de temperaturi specificate în fișa tehnica a produselor.

– La proiectarea și execuția acestora s-a ținut cont de asigurarea debitului nominal de aer funcție de debitele fiecărui convertizor în parte. Pentru asigurarea unui regim normal de funcționare instalația de ventilație trebuie să asigure evacuarea unui debit de 3 x 10.000 mc aer/ora pentru casele electrice cu trei acționări. De asemenea grilele de admisie aer din exterior sunt prevăzute cu filtre suplimentare pentru a împiedica pătrunderea prafului din exterior.

– Instalația de ventilație este prevăzută cu echipamentele aferente de automatizare care asigură pornirea automată a acesteia atunci când temperatura din interiorul casei atinge 250C.

– Pentru situațiile în care temperatura exterioară este negativă, pentru asigurarea temperaturii minime de funcționare a convertizoarelor, în special după perioade de staționare îndelungată, casele electrice sunt prevăzute cu convectoare de căldură care asigură o temperatură minimă de 50C pe perioada iernii. După pornirea convertizoarelor intră în funcțiune și sistemul de ventilare forțată cu aer din exterior.

– Casele sunt construite pe schelet metalic și sunt îmbrăcate cu panouri sandwich tip isopan care asigură pe de-o parte izolarea termică a acestora iar pe de altă parte asigură diminuarea greutății totale a casei.

– Casele sunt prevăzute în capete cu 2 uși de acces pentru asigurarea condițiilor de siguranță în exploatare.

– Amplasarea echipamentelor în interiorul caselor electrice este conformă cu reglementările cerute da normele S.S.M.

Capitolul 5

5.1. Concluzii

Trecerea de la tehnologii orientate hardware spre tehnologii orientate software reprezintă o soluție de rentabilizare a proceselor tehnologice ca urmare a creșterii fiabilității, reducerii costului utilajelor și folosirea eficientă a personalului.

Orice activitate economică sau tehnică pentru a se desfășura eficient și viabil are nevoie de patru categorii de resurse:

materiale

financiare

umane

manageriale

Toate resursele sunt importante și necesare, baza însă o reprezintă resursele materiale.

Resursele de materii prime minerale se obțin prin activități miniere. Aceste resurse permit să se realizeze toate lucrările de artă (construcții și amenajări) să se asigure combustibilii pentru termocentrale, să se dezvolte celelalte industrii pe oriontală și vericală, de la transporturi si energetică până la industria de calculatoare și informatică.

Obținerea de materii prime se face greu deoarece se desfășoară prin activități de “luptă contra naturii”, necesitând multă manoperă, efort fizic, costuri mari și de multe ori stres și pericole.

Activitatea de minerit este în acelaș timp o meserie și o artă dintre cele mai vechi și a contribuit din plin la progresul societății omenești și la dezvoltarea civilizației. Mineritul a fost cel care la noi în , a cotribuit la dezvoltarea de activități productive, la menținerea eficientă a sistemuluienergetic național,la realizarea de orașe noi.

Acum mineritul este în recensiune și la noi în , ca de altfel și în alte țări.

Țările bogate cumpără resurse, păstrându-și-le pe cele proprii pentru “zile negre” și de aceea investesc relativ putin în industria minieră. În ceea ce ne privește, există argumente care pledează pentru menținerea și eficientizarea activităților miniere si anume:

țările în tranziție sau cele sărace au mare nevoie de materii prime, neavând altă cale de a le procura;

subvenționarea activităților miniere aflate la baza proceselor tehnologice înseamnă de fapt susținerea “întăririlor” în toate celelate activități conexe mineritului și este de fapt o investiție în alte produse ce asigură rentabilitatea altor sectoare și implicit stabilitatea macroeconomică;

există și o obligație morală de a sprijini mineritul ca poducător de materii prime, iar acolo unde trebuie oprit, creearea de activități alternative, obligație ce derivă din “serviciu” pe care l-a făcut mineritul atâția ani tuturor celorlalte activități

Ultimele două argumente au stat la baza restructurării mineritului din țările Uniunii Europene și Americii de Nord.

5.2.Calculul energetic și economic al activității.

În această lucrare am prezentat din aceste tehnologii:

modernizarea activităților electrice ale TMC 2000 – 2250 prin folosirea echipamentului DCMA-800KVA-06-100 cu electronică de putere și comnadă optimală, rezultă o soluție de reducere a consumului de enrgie electrică;

trecerea de la tehnologii orientate harware la tenologii orientate software, rezultă o soluție de reducere a numărului de echipamente și de o mare siguranță în funcționare.

Experiența utilizarii acestor sisteme de acționări arată conform anexelor prezentate că pentru fiecare acționare:

costul investiției crește cu 1,5% față de soluția clasică în cazul folosirii convertoarelor statice pentru circuite rotorice și cu 2% în cazul folosirii convertorului static DCMA 800kVA;

cheltuielile anuale cu reviziile și reparațiile sunt mai mici cu 42% decât soluția clasică în cazul folosirii convertoarelor statice pentru circuite rotorice și cu 63% în cazul folosirii convertorului static DCMA 800kVA;

cheltuielile anuale cu energia electrică pierdută în procesul de pornire sunt mai mici cu 64% față de soluția clasică în cazul folosirii convertoarelor statice pentru circuite rotorice și cu 88% în cazul folosirii convertorului static DCMA 800kVA;

în 5 ani noua soluție de acționare a transportoarelor cu convertor static se amortizează.