Файл: Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 113
Скачиваний: 0
Предложенный метод был применен при исследовании пара метров изоляции карьерных распределительных сетей 6 кВ в условиях Северного горно-обогатительного комбината.
Рис. 5. Принципиальная схема устройства для автоматизации процесса съемки электромеханическим осциллографом:
ЭМ — электромагнитная муфта осциллографа, IPB — контакты переклю чающего устройства при съемке, 2РВ — контакты счетчика длины кадра, 1РВ
— пусковое реле, 2РВ — переключающее реле, РПВ — промежуточное реле включения осциллографа, К —кнопка пуска, ЭВ — соленоид включения мас ляного выключателя, В — блок-контакт масляного выключателя, П1—Пг — предохранители.
Северный Г О К является одним из крупнейших в Криворож ском бассейне. Большое количество потребителей электроэнергии обуславливает разветвленную и насыщенную сеть электроснаб жения.
Электроснабжение железорудных карьеров Северного ГОКа осуществляется от главной понизительной подстанции ГПП-1 и подстанции «Первомайская». Линии электропередачи напряже нием 35 и 6 кВ соединяют подстанции ГПП-1 и «Первомайская» с тремя трансформаторами (п/ст-4, п/ст-22, п/ст-25) и одной распределительной (п/ст-1) подстанциями карьера. От транс форматорных подстанций 35/6 кВ (п/ст-4, п/ст-22) электроэнер гия подается на шины, расположенные на бортах карьеров распределительных подстанций (п/ст-2, п/ст-3, п/ст-26, п/ст-29). От подстанций п/ст-2, п/ст-3 и п/ст-25 питаются установленные внутри карьеров комплектные распределительные устройства КРУН-1, КРУН-2, КРУН-3 и КРУН-4.
Распределение электроэнергии между экскаваторами и ком плектными трансформаторными подстанциями карьеров осу ществляется по внутрикарьерным ЛЭП напряжением 6 кВ. Воз
душная сеть выполнена проводами разного |
сечения (15— |
|
120 мм2) марки А и АС. В качестве кабельных |
переходов от |
|
подстанций к воздушным ЛЭП применяют |
в основном кабели |
|
марки СБ и АСБ. Экскаваторные кабели |
марки |
КШВГ имеют |
сечение 35—240 мм2 и достигают 20% от общей протяженности линий электропередачи.
Основными потребителями электрической энергии в карьерах являются экскаваторы (ЭКГ-4; ЭКГ-8 и ЭШ-5/45) и комплектные трансформаторные подстанции с установленной мощностью 25—• 400 кВа. Количество подключенного к одной линии электропере дачи оборудования различно и колеблется от 1 до 8—10.
Для характеристики распределения вероятностей параметров изоляции используется графическая форма выражения числовых данных — кривая плотности вероятностей. Кривая плотности вероятностей дает зависимость вероятности нахождения пара метров изоляции в пределах данного интервала от среднего зна чения параметра для этого интервала.
Устойчивые уровни кривой плотности вероятностей являются объективной оценкой реального состояния изоляции и могут быть приняты в первом приближении в качестве норм парамет ров изоляции.
Исходя из общего количества электрических сетей 6 кВ, эксплуатирующихся в условиях карьеров, а также учитывая воз можные предусмотренные практикой эксплуатации варианты резервирования сетей, объем выборки выбран 10, что вполне достаточно для получения достоверных выводов.
Для определения устойчивых уровней параметров изоляции линий электропередачи 6 кВ из находящихся в эксплуатации в условиях Анновского и Первомайского карьеров были отобраны и обследованы 23 линии электропередачи.
Одним из основных параметров изоляции карьерных распре делительных сетей 6 кВ и их элементов является полное сопро тивление изоляции.
Рассчитанные и построенные по данным расчетов кривые плот ности вероятностей полного сопротивления изоляции карьерных распределительных сетей и линий электропередачи 6 кВ приве дены на рис. 6.
Для параметров электрических сетей карьеров характерны широкие диапазоны изменения их величин. Полное сопротивле ние изоляции карьерных сетей находится в пределах 530— 3220 Ом. Максимальная плотность распределения этого сопро тивления. лежит в интервале 1000—1300 Ом и равна 0,4 (т. е. более 40% сетей имеет полное сопротивление изоляции от 1000
до 1300 Ом).
В обработке статистического материала не приняты во вни мание параметры электрической сети . подстанции-1, которые признаны не характерными для условий карьеров. На время исследований электроснабжение потребителей этой подстанции
7* |
99 |
|
осуществлялось от подстанции «Первомайская». Зарегистриро ванные токи замыкания на землю достигали 78 Л, что значи тельно превышает предел допустимых токов, регламентирован ных ПУЭ для сетей напряжением 6 кВ с изолированной нейтра лью. Полное сопротивление изоляции сети составило около 42 Ом при включенном вводе-3 подстанции-1 и 50 Ом при его отключении. Большая разветвленность кабельной сети подстан ции «Первомайская» способствует повышению опасности экс плуатации электрически связанных с ней карьерных потреби
телей.
* t
Рис. 6. Плотность распределения вероятностей полного сопротивления изоляции карьерных электрических сетей (а) и' линий электропередачи (б) напряжением 6 к В .
При величине сопротивления растеканию тока в землю |
R3 |
равном 4 Ом (величина регламентированная ПУЭ), величина напряжения прикосновения при замыкании фазы на землю не превысит 40 В, если емкость сети не будет превышать 3,25 мкФ, т. е. если сопротивление изоляции сети будет выше 1000 Ом.
В настоящее время этому условию полностью не удовлетво ряют сети подстанции-1 (при подводе электроэнергии от под-
"станции «Первомайская»), подстанции-З и подстанции-4 (при параллельной работе I и II секций). Низкое сопротивление изо ляции резко ухудшает условия эксплуатации в сетях с изоли рованной нейтралью. Большое значение поэтому приобретает состояние изоляции. Методы контроля достаточно хорошо опи саны в технической и научной литературе. Однако следует признать их несовершенство на предмет практического исполь зования в производственных условиях. А те методы, которые доступны службам электрохозяйств и эксплуатируются в ка рьерных сетях, не дают полного представления об абсолютной величине сопротивления изоляции. Так, контроль состояния изоляции с помощью трех вольтметров указывает лишь на кесимметрию сопротивления изоляции электрической сети.
Взначительных пределах колеблется также емкость распре делительных сетей и отдельных линий электропередачи. Так, емкость сетей изменяется от 0,99 до 3,85 мкФ', а линий электро
передачи, соответственно, 0,107—1.11 мкФ. Ма-ксвмум плотности распределения Р (С0) для сетей находится в пределах 2,41— 3,14 мкФ, Около 20% карьерных систем имеют емкость, превы шающую 3,14 мкФ. Значительная часть обследованных линий электропередачи (78,2%) имеет величину, превышающую
0,261 мкФ.
Величина емкости определяется, в основном, протяженностью
кабельных, в первую очередь, и воздушных ЛЭП. |
Из |
кривых |
распределения и плотности вероятностей протяженностей |
ЛЭП |
|
(рис. 7) видно, что протяженности как кабельных, так |
и воз |
|
душных ЛЭП имеют различные пределы изменения. |
Так, |
интер |
валы длин воздушных линий имеют пределы 0,28—3,17 км. Наибольшая плотность распределения Р (Ьв ) определяется величиной 0,7—1,0 км. Свыше 85% всех воздушных ЛЭП имеют протяженности менее 1,3 км. Излабельных линий электропере дачи часть (26%) охвачена устойчивым уровнем (0,5-4-0,6 км). Причем длины до 0,6 км имеют около 65% всех кабельных сетей.
В результате проведенных экспериментальных работ и обра ботки полученных данных установлены устойчивые величины ос новных параметров карьерных распределительных сетей и ли ний электропередачи 6 кВ:
1) для карьерных сетей Z 0 ^ 1000—1300 Ом;
Со <2,41—3,14 мкФ,
2) для линий электропередачи: Z 0; 45=4000—5000 Ом; Coi ==70,63-4-0,785 мкф;
Ьа — 0,7—1,0 км; LK= 0,5—0,6 км.
В эксплуатационной практике при необходимости определить
101
ёеличину тока замыкания на землю /0 Иногда применяют Метод аналитического расчета тока по известным параметрам сети.
Используется этот метод при невозможности или сложности измерений тока замыкания на землю /„, когда требуется ре шение целого ряда расчетных и эксплуатационных задач.
Рис. 7. Плотность распределения вероятностей протяженности воздушных (а} и кабельных (б) линий электропередачи напряжением 6 к В .
С достаточной для практических целей точностью ток замы кания на землю /0 можно определить по приближенной эмпири ческой формуле:
j _ЦНГ351К-г Le)
0 |
350 |
’ |
1 |
где U„— номинальное напряжение сети.
По данным ЦНИЭЛ при расчете тока замыкания на землю /0 рекомендуется принимать: 200 мА1км для кабельных ЛЭП, 15 m A I k m для воздушных ЛЭП.
102
Т а б л и ц а
Сравнительные данные вычисленных и измеренных величин токов замыкания на землю Л>
|
Длина линии |
|
|
электропередачи |
|
Объект исследования |
воздушной |
кабельной |
|
||
|
Ь ъ ( к м ) |
L K ( к м ) |
Подстанция-1
Ток замыка ния, полу ченный экс перимен тальным путем
/о ( Л )
Величина тока замыания на землю по
формуле (6)
Л( А )
ЛЭП-1 - |
0,93 |
0,48 |
0,544 |
0,177 |
ЛЭП-3 |
1,15 |
0,65 |
0,665 |
0,233 |
ЛЭП-5 |
0,74 |
0,78 |
0,96 |
0,280 |
ЛЭП-6 |
0,97 |
0,60 |
0,6 |
0,223 |
ЛЭП-9 |
0,48 |
0,08 |
0 113 |
0,039 |
ЛЭП-22 |
0,44 |
0,35 |
0,362 |
0,127 |
Подстанция-2 |
0,80 |
0,56 |
0,694 |
0,204 |
ЛЭП-10 |
||||
ЛЭП-11 |
0,28 |
0,23 |
0,15 |
0,083 |
ЛЭП-13 |
0,50 |
0,95 |
1,31 |
0,337 |
Подстанция-3 |
1,00 |
0,52 |
0,363 |
0 192 |
ЛЭП-1 |
||||
ЛЭП-2 |
2,00 |
0,83 |
0,97 |
0,310 |
ЛЭП-4 |
0,80 |
0,53 |
0,42 |
0,193 |
ЛЭП-6 |
0,90 |
0,7 |
0,96 |
0,254 |
ЛЭП-7 |
0,49 |
0,15 |
0,119 |
0,060 |
ЛЭП-251 |
0 35 |
1,12 |
1,22 |
0,396 |
Отношение
измеренной
величины
тока к расчетной
Величина |
Отношение |
тока замы |
|
кания на |
измеренной |
землю |
величины |
по данным |
тока к рас |
ЦНИЭЛ |
четной |
Л М ) |
|
3,07 |
0,110 |
4,94 |
2,85 |
0,147 |
4,52 |
3,43 |
0,167 |
5,75 |
2,69 |
0,137 |
4 37 |
2,90 |
0,018 |
6,28 |
2,85 |
0,077 |
4,70 |
3,40 |
0,130 |
5,34 |
1,81 |
0,050 |
3,00 |
3,89 |
9,197 |
6,65 |
1,89 |
0,119 |
3,05 |
3,13 |
0,196 |
4,94 |
2,17 |
0,118 |
3,55 |
3,78 |
0,153 |
6,26 |
1 99 |
0,037 |
3,22 |
3,08 |
0,229 |
|
Втаблице приведены измеренные й вычисленные по формуле
(6)и по данным ЦНИЭЛ токи замыкания на землю /0.
Расчетные величины токов отличаются от опытных, которые можно принять как наиболее достоверные, в среднем в 3 раза при их расчете по формуле (6) и в 5 раз при их расчете по дан ным ЦНИЭЛ.
Такое расхождение результатов измерений и расчетов пока зывает неприемлемость существующих методов определения то ков для специфических условий карьеров.
На величину тока замыкания на землю /„ заметное влияние оказывает наличие заземляющего провода, так как карьерные воздушные линии электропередачи с заземляющим проводом на опорах имеют несколько большую емкость по отношению к земле, чем линии, где он не устраивается. Кроме этого, при ис
пользовании |
существующих методов |
расчета тока замыкания |
на землю /о |
не учитывается влияние |
на его величину карьер |
ного электрооборудования. При сравнительно небольших длинах воздушных и кабельных ЛЭП в карьерах -величина емкостного тока энергоемкого карьерного оборудования становится соизме римой с величиной емкостного тока воздушных и кабельных ЛЭП.
Анализ данных таблицы показывает, что для практических целей в условиях данного месторождения определение токов замыкания на землю должно вестись с учетом емкостных коэф фициентов воздушных и кабельных ЛЭП, а также экскаваторов и трансформаторных подстанций 6/04 кВ.
ОЗАКОНАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В СЕТЯХ КАРЬЕРОВ
И. С. САМОЙЛОВИЧ (Криворожский ЦГОК)
Исследования надежности электроустановок требуют среди других вопросов детального изучения условий работы изоляции с математическим описанием интенсивности эксплуатационных воздействий, важнейшим из которых являются перенапряжения при однофазных замыканиях на землю.
Кратности внутренних перенапряжений представляют случай ные величины и могут быть оценены на основе вероятностно-ста тистической теории с учетом физики процессов, а параметры распределения — при обработкерезультатов длительной авто матической регистрации.
Можно видеть, по крайней мере, две задачи при оценке ха рактеристик внутренних перенапряжений в сетях карьеров: 1) определение характеристик перенапряжений с точки зрения координации изоляции по предельным соотношениям, для чего необходимо иметь плотность (и функцию) распределения наи больших значений кратностей перенапряжений; 2) определение
104