Файл: Дубинский, И. М. Электроснабжение передвижного оборудования при открытой добыче угля [практ. пособие].pdf

фактическая загрузка машин зачастую оказывается ниже номи­ нальной, что приводит к снижению коэффициента мощности. К тем же результатам приводит неравномерный характер нагрз'зкн электроустановок разреза как в пределах рабочих цик­ лов машин, так и в течение рабочей смены.

Средние значения cos ф одиночных машин приведены

втабл. 5.

Мероприятия по повышению естественного значения cos tp под которыми понимается его повышение без специальных мер компенсации реактивной мощности, сводятся к созданию нор­ мальной загрузки асинхронных электродвигателей и трансфор­ маторов, отключению их во время простоев и перерывов в ра­ боте. Повышению естественного значения cos ф способствует так­ же упорядочение технологического процесса, при котором раз­ личными организационными мероприятиями добиваются умень­ шения времени работы электрооборудования с неполной загруз­ кой. Кроме того, для достижения требуемой величины cos ф наи­ более мощные потребители электроэнергии на разрезах осна­ щают приводами по системе Г—Д. При этом генераторы посто­ янного тока приводятся во вращение синхронными электродви­ гателями, регулированием тока возбуждения которых добива­ ются необходимой компенсации реактивной мощности.

При невозможности достижения требуемых значений cos ф за счет синхронных машин необходимо предусматривать уста­ новку косинусных конденсаторов, что является весьма эффектив­ ным способом повышения коэффициента мощности. Косинусные конденсаторы могут быть установлены как на карьерных под­ станциях, так и непосредственно вблизи электродвигателей. Последний вариант предпочтительней, так как от реактивной мощности разгружаются не только линии внешнего электро­ снабжения, но и внутрикарьерные сети и трансформаторные под­ станции. Однако это связано с дополнительными затратами и эксплуатационными расходами, поэтому место установки кон­ денсаторов выбирают исходя из соответствующих экономиче­ ских расчетов.

Уровень эксплуатации электрооборудования горных машин характеризуется также стоимостью 1 квт • ч электроэнергии,, оплачиваемой энергосистеме. Это связано с тем, что для расче­ та с такими крупными предприятиями, как угольные разрезы, предусматривается двухставочный тариф, в соответствии с кото­ рым оплата производится не только за каждый киловатт-час из­ расходованной энергии (цена определяется прейскурантом), но и за каждый киловатт максимальной получасовой мощности в часы суточного максимума нагрузки энергосистемы или за каждый киловольт-ампер присоединенной мощности. Кроме то­ го, с тарифа на электроэнергию предусматриваются скидки или надбавки, в зависимости от того, выше или ниже величина сред­ невзвешенного коэффициента мощности, установленной для

28

cos cp нейтральной зоны 0,9—0,92. Эти пределы в определенных

Таким образом, при хорошо организованном ведении элект­ рохозяйства, рациональных схемах электроснабжения, макси­ мальной загрузке трансформаторов и минимальном их числе, сдвиге максимума собственной нагрузки разреза по отношению к максимуму энергосистемы можно добиться снижения оплаты за израсходованную электроэнергию.

§ 6. Защита элементов и автоматика систем электроснабжения

Повреждения, возникающие в карьерных сетях электроснаб­ жения, в основном обусловлены тяжелыми условиями их эк­ сплуатации. При сильных ветрах и взрывных работах возникают схлестывания или обрывы проводов ЛЭП. Наезды на кабели транспортных средств и экскаваторов, удары кусками горной массы, а также другие механические и атмосферные воздействия приводят к обрыву жил и пробою изоляции. Нарушение изоля­ ции происходит и в результате загрязнений и механических раз­ рушений изоляторов. Большую опасность также представляют перенапряжения в высоковольтных сетях, возникающие при гро­ зовых явлениях и приводящие к электрическим пробоям.

Короткие, замыкания в сетях могут привести к дальнейшему развитию аварии и повреждению электрооборудования, а следо­ вательно, простоям технологических машин и большим затратам па проведение ремонтов. Однофазные замыкания на землю в карьерных сетях, хотя и не оказывают на электрооборудование разрушительного действия, создают опасность поражения элект­ рическим током обслуживающего персонала.

Для предотвращения последствий нарушений нормальных режимов работы служит релейная защита, основным назначе­ нием которой является автоматическое отключение поврежден­ ного элемента с сохранением питания на остальном электрообо­ рудовании.

В системах электроснабжения карьеров в основном приме­ няют защиту от междуфазных коротких замыканий, однофазных замыканий на землю, перегрузок и перенапряжений, а также от снижения сопротивления изоляции ниже допустимого уровня. Аппаратура защиты должна обеспечивать селективность и бы­ стродействие, быть чувствительной и надежной. Кроме того, при­

29

меняемые схемы должны быть простыми, с наименьшим коли­ чеством реле, цепей и контактов. При выполнении защиты не следует учитывать маловероятные случаи повреждений. Выби­ рать конкретные типы аппаратуры надо в зависимости от мощ­ ности и ответственности присоединения, а также с учетом тех­ нико-экономических показателей.

Для защиты низковольтных потребителей электроэнергии ис­ пользуют предохранители или автоматические выключатели, вы­

ккоторой подключено устройство, токи в обеих обмотках реле

Рпротекают в сторону трехфазного выпрямителя. Так как об­ мотки включены встречно, то результирующий магнитный поток близок к нулю. По мере снижения сопротивления изоляции ток утечки увеличивается, вследствие чего увеличивается величина тока, протекающего через обмотку II. Если появится опасная утечка на землю или к токоведущей части прикоснется человек,

то разность магнитных потоков станет такой, при кото­ рой реле Р включится и своим контактом воздействует на от­ ключающее устройство.

Для компенсации емкостных токов утечки применен ком­ пенсатор из трех конденсаторов С2, Со и С4, позволяющий зна­ чительно уменьшить длительные и кратковременные токи через прикоснувшегося к сети человека. Кнопка КП служит для про­ верки исправности устройства.

30

Для защиты одиночных линий электропередач 3—10 кв карьерных сетей от междуфазных замыканий применяют макси­ мальную токовую защиту в двухфазном исполнении. Максималь­ ная токовая защита выполняется на встроенных в привод высо­ ковольтного выключателя реле тока с зависимой выдержкой времени РТВ, которые включаются на фазные токи.

На подстанциях для всех отходящих фидеров напряжением выше 1000 в, подающих электроэнергию к передвижному обо­ рудованию, предусматривают защиту от замыкания на землю. Если линия питает два и более экскаваторов, то эту защиту целесообразно предусматривать, кроме того, и в каждом прнключателыюм пункте.

Оснащение электрических сетей защитой от однофазных за­ мыканий на землю, отвечающей всем предъявляемым к ней тре­ бованиям, является очень важным вопросом, так как замыка­ ния на землю составляют большую часть повреждений в сетях и при каждом из них возникает угроза жизни эксплуатацион­ ному персоналу. По созданию быстродействующей селективной аппаратуры ведется большая работа, по достичь полностью от­ вечающего необходимым требованиям решения еще не удалось. Трудность создания защиты заключается в том, что токи замы­ кания на землю в карьерных сетях находятся в пределах от де­ сятых долей ампера до нескольких ампер.

В настоящее время в системах электроснабжения разрезов применяют защитные устройства различных исполнений,, отклю­ чающие отходящие линии при замыкании на землю одной из фаз в сети 6 кв. Основными типами защитных устройств яв­ ляются следующие:

РЗН-6 и РЗН-6у, разработанные кафедрой электроснабжения горных предприятий Ленинградского горного института;

РЗН и РЗН-М, предложенные институтом электродинамики Академии наук УССР;

ЗЗП-1, разработанное институтом ВНИИЭМ и серийно выпу­ скаемое Чебоксарским заводом электротехнической промыш­ ленности;

ЗЗКС, являющееся усовершенствованием института ВостНИИ защиты ЗЗП-1.

Работа защиты РЗН-6 основана на использовании направ­ ления мощности нулевой последовательности. Фазные соотноше­ ния между током и напряжением нулевой последовательности определяются фазосравнивающим устройством. Сигнал на его выходе появляется только тогда, когда указанные ток и напря­ жения совпадают по фазе. Выходная часть выполнена бескон­ тактной на управляемом диоде. Селективное отключение повреж­ денного участка происходит при токе замыкания 0,1—3 а и дей­ ствует многократно в течение всего периода протекания одно­ фазного замыкания.

3L