Файл: Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции..pdf

АНАЛИЗ ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ НА НАЛОЖЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ

С. А. ВОЛОТКОВСКИИ, я. С. ГОРБУНОВ, В. И. ТЕСЛЕНКО, Ф. П. ШКРАБЕЦ, А. Н. ШЛОМИН (Днепропетровский горный институт)

ной нейтралью и не зависит от режима работы компенсирующих устройств.

Кроме того, при использовании устройств, работающих на на­ ложенном оперативном токе пониженной или повышенной час­ тоты, сравнительно просто обеспечивается селективность.

Все защитные устройства, реагирующие на наложенный опе­ ративный ток, можно разделить на три основные группы:

1 ) устройства, реагирующие на наложенный постоянный ток; 2 ) устройства, реагирующие на оперативный ток пониженной

частоты; 3) устройства, реагирующие на оперативный ток повышенной

частоты.

Прежде чем перейти к рассмотрению перечисленных защит­ ных устройств с точки зрения возможности их применения для защиты распределительных сетей 6 кВ горных предприятий, кратко остановимся на требованиях, предъявляемых к устрой­ ствам защиты от замыканий на землю в сетях горных пред­ приятий.

Необходимо, прежде всего, отметить, что защитные устрой­ ства должны срабатывать как при наличии в сети металличес­ кого замыкания на землю, так и при замыкании через переход­ ное сопротивление (порядка нескольких килоом) и при наличии в месте замыкания неустойчивой дуги. Требование селективности действия является одним из важнейших. Оно обеспечивает на­ дежность электроснабжения потребителей, а также значительно облегчает поиск повреждения. Учитывая, что сети горных пред­ приятий характеризуются повышенной электрической опаснос­ тью, чуствительность защитных устройств должна быть в преде­ лах безопасного тока (30 мА). Однако в настоящее время обес­ печение такой чувствительности и селективности одновременно, весьма затруднительно. Время срабатывания защитных уст­ ройств, естественно, должно быть по возможности минимальным, так как поражающее действие электрического тока характери­ зуется не только величиной, но и временем его действия.

Величина наложенного постоянного оперативного тока выра­ жается формулой:

260

марное сопротивление обмотки трансформатора, линии до места повреждения и грунта до источника питания. Величина этого сопротивления составляет от нескольких Ом до нескольких де­ сятков Ом; — переходное сопротивление в точке замыкания.

Характер изменения величины наложенного постоянного тока показан на рисунке (кривая 1). Из рисунка видно, что при ме­ таллическом замыкании на землю величина наложенного тока может достигнуть значительной величины, это увеличивает опас­ ность сети. Необходимо отметить, что указанный недостаток является общим для всех защитных устройств, реагирующих на наложенные токи.

ным быстродействием — 0,05 с. Эта разработка является пока единственной, обеспечивающей отключение при утечках^ в 30 мА. Недостатком устройства является неселективность дейст­ вия, устройство отключает питающий трансформатор.

Для устройств, реагирующих на наложенный ток непромыш­ ленной частоты, величина наложенного тока складывается из составляющих, определяемых величиной переходного сопротив­

где Z — величина полного сопротивления обмоток трансформа­ тора, линии и грунта для тока накладываемой частоты; х ц— емкостное сопротивление одной фазы всей сети для накладывае­ мой частоты.

261

Вторая составляющая наложенного тока существует незави­ симо от величины переходного сопротивления и возрастает с увеличением емкости сети и частоты оперативного источника. Эта составляющая распределяется по всем линиям пропорцио­ нально их емкостям. Общим недостатком для защит, реагирую­ щих на наложенный ток как пониженной, так и повышенной час­ тоты, является невозможность создания высокочувствительных устройств, так как необходимо отстраиваться от утечек оператив­ ного тока через емкость защищаемой линии. Характер изменения величины накладываемого тока при изменении переходного сопротивления показан на рисунке кривыми 2 и 3. Линии 2' и 3' показывают величину тока (оперативного) утечки через емкость защищаемой линии.

Устройства защиты, реагирующие на наложенный ток пони­ женной (25 Гп) частоты [2, 3], имеют -большее собственное время срабатывания по сравнению с устройствами, реагирую­ щими на токи промышленной или повышенной частоты. Время срабатывания устройства состоит из двух частей [6 ]: времени, прошедшего с момента включения катушки до начала движения подвижной части, и времени движения подвижной части, до замыкания контактов:

нарастания магнитного потока в реле до значения, необходимого для срабатывания реле и зависит от частоты оперативного тока:

где Гн — период оперативного тока; / н— его частота.

Здесь необходимо отметить, что с увеличением времени сра­ батывания защитных устройств опасность сети возрастает, так как в этом случае значительно уменьшается величина допусти­ мого безопасного тока [5].

Кроме отмеченных выше недостатков защитных устройств, реагирующих на наложенные токи повышенной (100 Гц, 300 Гц) частоты [4, 7] следует отметить возможность ложной работы устройств при переходных процессах, так как в токах переход­ ного процесса возможно наличие составляющих повышенной частоты.

Необходимо также отметить, что защитные устройства, реа­ гирующие на наложенные токи повышенной или пониженной частоты, требуют установки фильтров частот на, каждом присо­ единении, что значительно усложняет схему защиты и повышает их стоимость.

262

л и т е р а т у р а

1. К. А. Гринь , В. А. Г а в р и л к о . Устройство для защиты от токой утечки на землю в кабельных сетях. Авт. свид. № 426282. Бюллетень № i6,

1974.

тей с изолированной нейтралью. Авт. свид. № 180238. Бюллетень № 7, 1966. 4. И. М. С и р о т а . Способ защиты компенсированных сетей от замыканий

на землю .Авт. свид. № 123232. Бюллетень № 20, 1959.

устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование.

Изд-во «Высшая школа», М., 1968.

7. В. Н. А р д а с е н о в и др. Устройства защиты от замыканий на землю в кабельных сетях. М, 1971.

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 6 кВ КАРЬЕРОВ МИХАЙЛОВСКОГО ГОКа

Г. М. ВОРОБЬЕВ, В. М. КОСОЛАПОВ (Михайловский ГОК)

А. Б. ЧУМАК, А. Н. ШЛОМИН (Днепропетровский горный институт)

Н. И. ПРОКОФЬЕВ

(Днепропетровский проектный конструкторскотехнологический институт)

В статье обработан статистический материал по аварийным отключениям карьерных линий 6 кВ Михайловского ГОКа, а также данные о работе релейной защиты от однофазных замыка­ ний на землю и максимальной токовой защиты, установленной на этих линиях за период с июня 1973 года по май 1974 года, т. е. за год.

Карьер Михайловского ГОКа характеризуется большой на­ сыщенностью горными машинами и механизмами. Здесь эксплу­ атируется большое количество стационарного и передвижного оборудования — экскаваторы, мощные ленточные конвейеры, буровые станки, водоотливные и компрессорные установки и т. п. Одних только экскаваторов здесь более 50 единиц. Тяжелые условия работы этого оборудования и электрических сетей ка­ рьеров, а также недостаточно надежная защита от аварийных режимов усложняют эксплуатацию электрохозяйства карьеров и являются причиной частых повреждений электрических сетей.

Куски железной руды, по которым перетягиваются питающие кабели, а также отсутствие передвижных кабельных барабанов, так называемых кабеленамотчи-ками, являются причиной уско­ ренного износа кабеля и выхода его из строя.

263

Таблица 1

Анализ отключений фидеров карьерных подстанций МГОКа показывает, что наибольший процент отключений имеет место при пробое кабеля (до 40%), при кратковременных самоустра­ нившихся замыканиях (до 25%).

Недостаточная стойкость оболочки кабеля при частом воло­ чении кабеля в связи с передвижением экскаватора, а также переездах его другими транспортными средствами, способствует снижению электрической прочности изоляции, появлению тре­ щин. Недостаточная устойчивость к воздействию окружающей среды является причиной значительных колебаний сопротивле­ ния изоляции кабельных сетей, что приводит к повышению опас­ ности электропоражений обслуживающего персонала.

Большой процент (до 25%) кратковременных самоустранив­ шихся замыканий вызывается случаями коммутационных пере­ напряжений, захлестом проводов и т. д.

Значительный процент отключений происходит также по причине ложных срабатываний защиты — около четверти.

Из рассмотрения таблицы 2, показывающей среднюю дли­ тельность одного отключения, видно, что наибольшая длитель-

264