Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Понятие о комбинированной шахтной электрической сети с частотно-регулируемым электроприводом 10
1.2. Обзорный анализ основных методов и устройств защиты от утечек тока в шахтных комбинированных сетях. 17
1.2.1. Обзор основных принципов действия устройств защитного отключения 17
1.2.2. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях промышленной частоты 20
1.2.3. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях с выпрямителями 25
1.2.4. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях с преобразователями частоты 28
1.3. Обзорный анализ основных исследований токов утечки и условий работы устройств защитного отключения в шахтных комбинированных сетях 34
1.4. Постановка задач исследований 52
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО КОНТУРА УСТРОЙСТВА
ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ
В ШАХТНОЙ СЕТИ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
2.1. Исследование рабочего контура устройства защитного отключения в сети с участком переменного тока промышленной частоты и участком постоянного тока 54
2.2. Исследование рабочего контура УЗО на постоянном оперативном токе в сети с участком постоянного тока и участком переменного тока изменяемой частоты 72
2.2.1. Установление составляющих полных сопротивлений изоляции полюсов 72
2.2.2. Исследование оперативного тока в сети с инвертором напряжения 76
2.2.3. Определение и исследование среднего значения оперативного тока 99
2.2.4. Выводы 106
2.3. Исследование рабочего контура УЗО в сети с участком переменного тока промышленной частоты, участком постоянного тока и участком переменного тока изменяемой
частоты 108
2.4. Выводы 118
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ УЗО В СЕТИ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ
3.1. Методика экспериментального исследования условий работы УЗО 121
3.2. Результаты экспериментального исследования УЗО и их анализ '. 126
3.2.1. Исследование времени срабатывания УЗО 126
3.2.2. Исследование сопротивлений срабатывания УЗО 141
3.3. Выводы 148
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ СЕТИ С
ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
4.1. Исследование системы защитного отключения с асимметром для шахтных сетей с преобразователем частоты 150
4.2. Разработка функциональной и структурной схем УЗО 165
4.3. Аналитическое исследование рабочего контура корректора системы защитного отключения 173
4.4. Разработка принципиальной схемы корректора системы защитного отключения 187
4.5. Выводы 194
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО
ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ШАХТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Методика и стенд для экспериментального исследования системы защитного отключения 196
5.2. Результаты экспериментального исследования системы защитного отключения и их анализ 201
5.3. Реализация результатов исследования и разработок 228
5.4. Выводы 230
Заключение 232
Список использованных источников 235
Приложение 243
- Понятие о комбинированной шахтной электрической сети с частотно-регулируемым электроприводом
- Исследование рабочего контура устройства защитного отключения в сети с участком переменного тока промышленной частоты и участком постоянного тока
- Методика экспериментального исследования условий работы УЗО
- Исследование системы защитного отключения с асимметром для шахтных сетей с преобразователем частоты
- Методика и стенд для экспериментального исследования системы защитного отключения
Введение к работе
Актуальность работы. В промышленном производстве большинства стран все более укрепляется тенденция широкого использования регулируемых электроприводов технологических машин. Для специфических условий эксплуатации электрооборудования в горнодобывающей промышленности перспективным и наиболее подготовленным к внедрению на серийно выпускаемых комбайнах является частотно-регулируемый электропривод (ЧРЭП) - система "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" СПЧ-АД).
При разработке ЧРЭП подачи комбайна одной из главных задач является обеспечение электробезопасности при эксплуатации и в частности создание работоспособной защиты от утечек тока.
Сеть с тиристорным ПЧ, содержащим управляемый выпрямитель (УВ) и автономный инвертор напряжения (АМН), состоит из трех участков разного рода тока; участка переменного тока промышленной частоты (УПЧ), участка постоянного тока (УПТ) и участка переменного тока изменяющейся частоты (УИЧ). Токи утечки в такой сети имеют сложный гармонический состав. Они могут содержать постоянную составляющую и гармоники, частота которых изменяется при регулировании частоты напряжения ПЧ. Наложение токов утечки на оперативный ток серийных устройств защитного отключения (УЗО) отрицательно влияет на работу этих устройств. УЗО на постоянном оперативном токе подвержены влиянию постоянной составляющей токов утечки, а устройства на переменном оперативном токе - влиянию гармонических составляющих.
Использование в УЗО переменного оперативного тока с частотой, изменяемой в зависимости от частоты напряжения ПЧ так, чтобы она не совпадала с частотой составляющих тока утечки, привело к созданию сложного устройства, которое практически обеспечивает защиту только УИЧ с ограниченной длиной, при наложении ограничений на параметры
УПЧ и УПТ.
Технические решения УЗО или систем защитного отключения (СЗО), которые обеспечивали бы эффективную защиту всех трех участков сети с преобразователем частоты, отсутствуют. Наиболее перспективным для защиты комбинированных сетей с ЧРЭП является создание СЗО от утечек тока на землю, включающее УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, измеряющий несимметрию токов утечки с полюсов УПТ. Условия функционирования СЗО в сетях с ПЧ недостаточно изучены. В связи с этим задача разработки системы защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающей безопасность эксплуатации электрооборудования путем учета влияния тока несимметричной утечки на УПТ, является актуальной научной задачей.
Актуальность настоящей работы подтверждается тем, что она выполнена в соответствии с отраслевой научно-технической программой Минтопэнерго России "Уголь России" (проект №0-12 "Создать новое оборудование и системы электроснабжения для шахт на базе современных средств коммутации и взрывозащиты, обеспечивающих повышение энерговооруженности и управляемости горных машин и рационального использования электроэнергии").
Целью работы является установление закономерностей формирования оперативного постоянного тока в зависимости от параметров шахтной электрической сети, включающей УПЧ, УПТ и УИЧ, для разработки специальной СЗО, обеспечивающей безопасность эксплуатации сетей с ЧРЭП.
Идея работы заключается в том, что повышение надежности функционирования СЗО и расширение области ее действия для шахтных электрических сетей с ЧРЭП может быть достигнуто путем определения несимметричной утечки тока на УПТ с помощью устройства, контролирующего возникновение токов утечки в звене постоянного тока преобразователя частоты, и устранения негативного действия этих токов на систему за- щиты.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
Метод расчета оперативного тока УЗО, работающего на постоянном оперативном токе в шахтной электрической сети, в которой в качестве вентильной нагрузки используется ПЧ, содержащий УВ, звено постоянного тока и АЙН, отличающийся тем, что он учитывает угол управления тиристорами выпрямителя и закон коммутации вентилей трехфазного инвертора напряжения.
Зависимости сопротивлений срабатывания СЗО на постоянном оперативном токе при симметричных и несимметричных утечках на различных участках сети с ЧРЭП от частоты напряжения на выходе ПЧ, угла управления УВ и параметров шахтной электрической сети, позволяющие определить функциональную надежность СЗО.
Метод защиты комбинированных сетей с частотно-регулируемым электроприводом, новизна которого заключается в том, что дополнительно на переменном оперативном токе контролируется несимметрия токов утечки с полюсов звена постоянного тока ПЧ, результат контроля сравнивается с заданной величиной несимметрии и при превышении фактической несимметрии над заданной производится отключение ПЧ от сети, что позволяет исключить негативное влияние этих токов на функциональную надежность СЗО.
Зависимости действующего значения переменного оперативного тока корректора, выявляющего режим несимметричной утечки на УПТ, от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки, позволяющие рассчитать и обосновать параметры СЗО.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются строгостью математических выкладок,корректным использованием положений теории электрических цепей; использованием апробированных методов измерения электрических параметров; удовлетворительным совпадением данных аналитических и эксперимен- тальных исследований (расхождение результатов не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9); положительными результатами лабораторных и промышленных испытаний разработанной системы защитного отключения и внедрением результатов работы.
Значение работы. Научное значение заключается в разработке метода расчета мгновенного и среднего значений оперативного постоянного тока СЗО, выявлении закономерностей его формирования; разработке метода защиты комбинированных сетей с ЧРЭП, основанного на контроле несимметричной утечки с полюсов звена постоянного тока преобразователя частоты; установлении зависимостей сопротивлений срабатывания и действующего значения оперативного тока корректора от частоты ПЧ и параметров сети, что создало научные предпосылки для разработки системы защиты от утечек токов в шахтных сетях с ЧРЭП.
Практическое значение заключается в разработке структурной и принципиальной схем СЗО, позволяющей обеспечить защиту от утечек токов в комбинированных сетях с ЧРЭП и включающей в себя УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, с помощью которого контролируется несимметрия сопротивлений изоляции звена постоянного тока ПЧ; определении критического значения емкости защищаемой сети, при котором действующие значения токов утечки не превышают допустимых значений длительного и кратковременного токов утечки.
Реализация выводов и рекомендаций работы. На основе технических решений и рекомендаций, изложенных в диссертации, разработаны структурная и принципиальная схемы СЗО для шахтных электрических сетей с ЧРЭП, которая применена в экспериментальном образце механизма подачи комбайна КШ1КГУ, испытанном в условиях шахты 16-ая Липковская АО "Тулауголь", и принята в рабочем проекте механизма подачи комбайна K10IM.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и одобрены на Международном симпозиуме "Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности" (Санкт-Петербург, 1992), Международной межвузовской научно-практической конференции "Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации" (Москва, 1992), Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы повышения надежности, уровня безаварийности эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий" (Москва, 1993), Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1995), X Международной научно-технической конференции "Защита от поражений электрическим током'* (Польша, Вроцлав, 1995), Международном симпозиуме "Горная техника на пороге ХХГ века" (Москва, 1995), )0 Международной научной конференции "Электробезо-пасность'97м (Польша, Вроцлав, 1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков, 18 таблиц, список использованной литературы из 67 наименований и 1 приложение.
Автор выражает глубокую благодарность проф., докт.техн.наук Ба-бокину Г.И. за научно-методическую помощь при подготовке диссертации.
Понятие о комбинированной шахтной электрической сети с частотно-регулируемым электроприводом
Интенсификация работ в горнодобывающей промышленности возможна на основе увеличения энерговооруженности горных машин и механизмов при рациональном использовании их установленной мощности С39]. Основными потребителями электроэнергии на добычных участках угольных шахт являются очистные комбайны и скребковые забойные конвейеры механизированных комплексов, установленная мощность асинхронных электродвигателей (АД) которых составляет 320-450 кВт с перспективой дальнейшего повышения до 500-800 кВт. Суммарная мощность асинхронных приводов проходческих многодвигательных комбайнов на подготовительных участках уже сейчас доходит до 500 кВт.
Однако увеличение производительности машин за счет повышения установленной мощности электродвигателей имеет свои пределы, так как электродвигатели комбайнов имеют ограниченные габариты из-за стесненных условий работы горного оборудования в подъземных выработках. Кроме того, дальнейшее увеличение установленной мощности электропривода из-за "слабой" шахтной сети практически не приводит к увеличению производительности очистных комбайнов [28].
Одним из методов повышения мощности электродвигателя комбайна является питание АД переменным током, частота которого выше номинальной (50 Гц), от специального преобразователя частоты (ПЧ) [48]. В этом случае, изменяя частоту питающего АД напряжения до 100 Гц, можно увеличить отдаваемую им мощность в 1,5-2 раза. Однако применение этого метода требует разработки специальных электродвигателей.
Другим эффективным методом повышения производительности комбайна является автоматическое управление режимом его работы. В [39] по 11
казано, что наибольшую производительность комбайна при максимальном использовании габаритной мощности АД резания можно получить в том случае, если поддерживать постоянным ток электродвигателя резания комбайна путем изменения скорости перемещения комбайна с помощью регулируемого электропривода механизма подачи. }
Анализ известных систем регулируемого электропривода механизмов подачи очистных комбайнов [37] показал, что наиболее перспективными электроприводами следует считать системы "преобразователь частоты -асинхронный двигатель" (ЛЧ-АД) и вентильный электропривод, из которых система ПЧ-АД наиболее подготовлена к внедрению на серийно выпускаемых комбайнах.
Упрощенная электрическая схема шахтной электрической сети с очистным комбайном с частотно-регулируемым электроприводом механизма подачи представлена на рис.1.1.
Схема включает участковый трансформатор ТІ 6/0,66(1,14) кВ, от которого питаются п двигателей АДі,...,АДП различных потребителей (насосы, маслостанции, конвейеры и т.д.) и электропривод очистного комбайна (ЭП ОК). ЭП ОК включает преобразователь частоты ПЧ, питающий асинхронный электродвигатель подачи АДП и электродвигатель резания АДР. ПЧ состоит из последовательно соединенных понижающего трансформатора Т2, управляемого выпрямителя УВ, фильтра звена постоянного тока Ф, инвертора И и кабеля К, соединяющего ПЧ с электродвигателем подачи АДп- Очевидно, что устройство защитного отключения У301, присоединенное на выходе трансформатора ТІ, защищает от замыканий на землю кабельную сеть с электродвигателями АДі,...,АДп и АДР и не защищает гальванически не связанную с ней сеть "вторичная обмотка трансформатора Т2-УВ-Ф-И-К-АДП".
class2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО КОНТУРА УСТРОЙСТВА
ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ
В ШАХТНОЙ СЕТИ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ class2
Исследование рабочего контура устройства защитного отключения в сети с участком переменного тока промышленной частоты и участком постоянного тока
Обзорный анализ литературных источников, проведенный в главе 1, показал, что в настоящее время существуют методы расчета оперативного тока УЗО на постоянном оперативном токе для комбинированных сетей, содержащих УПЧ и УПТ. Однако в них не учитывается угол управления тиристорами управляемого выпрямителя. Для сети, содержащей УПЧ, УПТ и УИЧ, метод расчета оперативного постоянного тока отсутствует.
В связи с вышеизложенным и в соответствии с общей задачей исследования, поставленной в работе, в настоящей главе проведено аналитическое исследование УЗО, как элемента СЗО, в электрической сети, содержащей УПЧ, УПТ и УИЧ, что характерно для шахтной сети с ЧРЭП.
При выводе аналитических зависимостей будем пользоваться схемой замещения шахтной электрической сети (рис.1.2), полученной при следующих общепринятых допущениях [10,18,27,31,58]: параметры электрической сети относительно земли (емкости и активные сопротивления изоляции фаз и полюсов) являются не распределенными, а сосредоточенными; активные сопротивления и индуктивности фазных проводников этой сети, а также цепи заземления равны нулю.
Далее рассматривается УЗО, которое включено на выходе трансформатора Т2 (рис.1.1). Это УЗО контролирует сопротивление изоляции всех трех участков (УПЧ, УПТ и УИЧ), Рабочий ток УЗО имеет составляющие, протекающие по сопротивлениям изоляции каждого из трех участков. В связи со сложностью одновременного исследования влияния параметров всех трех участков, а именно сопротивлений изоляции и емкостей, напряжения и его частоты, на ток рабочего контура УЗО, целесообразно в качестве общего научного подхода к выполнению аналитического исследования принять метод индукции - от частного к общему. При этом был выбран следующий подход.
1. На первом этапе провести аналитическое исследование рабочего контура УЗО в комбинированной сети,содержащей только первые два участка (УПЧ и УПТ), рассматривая их взаимосвязь.
2. На втором этапе провести аналитическое исследование рабочего контура УЗО, рассматривая взаимосвязь УПТ и УИЧ.
3. На третьем этапе провести аналитическое исследование рабочего контура УЗО с учетом всех трех участков (УПЧ, УПТ и УИЧ) сети с ЧРЭП.
В соответствии с этими методическими приемами для выполнения работы, проведем исследование рабочего контура УЗО" в комбинированной сети, содержащей только два участка (УПЧ и УПТ), гальванически связанных УВ и являющейся составной частью тиристорного ПЧ со звеном постоянного тока. В ПЧ со звеном постоянного тока, рассматриваемым в работе, как правило, применяется трехфазный мостовой выпрямитель [442. При исследовании условий функционирования УЗО в такой сети не учитывался угол управления выпрямителем [16]. Рассмотрим процессы в рабочем контуре УЗО с учетом угла управления.
Расчетной схеме замещения электрической шахтной сети с УВ соответствует часть схемы рис.1.2, содержащая УПЧ, УВ и УПТ. Нагрузкой для данной системы является АИН. На рис.2.1 показана упрощенная принципиальная схема трехфазного мостового выпрямителя на тиристорах VS1-VS6. Далее при исследованиях принимаем допущения [34]:
Методика экспериментального исследования условий работы УЗО
В главе 1 было высказано положение о том, что возможность возникновения утечек постоянного тока в комбинированных сетях с преобразователями частоты должна оказывать отрицательное влияние на работоспособность серийных аппаратов защиты от утечек, действующих на постоянном оперативном токе В главе 2 показано, что в сетях с ПЧ со звеном постоянного тока при наличии утечки на УПТ в рабочем контуре ИОТ УЗО, т.е. в цепи контроля сопротивления изоляции, на оперативный ток накладывается постоянная составляющая тока утечки, что может привести к неработоспособности УЗО. На УПЧ и УИЧ постоянных составляющих в токах утечки нет. В связи с этим представляет интерес выявить, в какой степени это обстоятельство сказывается на работоспособности серийных аппаратов защиты от утечек тока.
Для испытаний использовался серийно выпускаемый аппарат защиты унифицированный рудничный АЗУР [Ц]. Характеристики АЗУР практически совпадают с характеристиками УЗО типа АЗАК, БЗП, АЗШ, АЗПБ С 58]. Он широко применяется, сохраняя свою работоспособность в отличие от УЗО типа АЗШ не только в условиях умеренного климата, но и в условиях холодного (районы Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера) и тропического климата при температуре окружающей среды от +65 до -40С и даже ниже СИ].
АЗУР предназначен для защиты персонала от поражения электрическим током и других опасных последствий утечек тока на землю в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной нейтралью трансформатора.
Экспериментальные исследования условий работы УЗО проведены на полноразмерном стенде, представляющем участок шахтной сети (рис.3.1), включающий последовательно соединенные силовой трансформатор TV, преобразовательную станцию ПС-1 L38] UF, содержащую управляемый выпрямитель UD с LC-филътром и автономный инвертор напряжения U2, и асинхронный электродвигатель М. Электродвигатель механически связан с генератором постоянного тока G, якорь которого нагружен переменным сопротивлением RH- Параметры силового оборудования представлены в табл. 3.1 и соответствуют ЧРЭП механизма подачи комбайна КШ1КГУЭ. Моделирование параметров изоляции кабельной сети между TV и UF, UF и М осуществлялось с помощью дискретного набора сопротивлений и емкостей. Наборы конденсаторов Cai, Сві, Ссі и Са2, Св2» СС2 с максимальной емкостью 1 мкФ/фазу имитировали соответственно емкости отдельных фаз УПЧ и УИЧ относительно земли, а наборы резисторов гаі, Гвь Гсі, г+, г-, Га2» гБ2, ГС2 с максимальным сопротивлением 1 МОм/фазу - соответственно активное сопротивление изоляции фаз и полюсов на УПЧ, УПТ и УИЧ.
Для проверки сопротивления срабатывания реле утечки подключалось в соответствии со своим назначением на участке сети частотой 50 Гц (рис.ЗЛ).
Для регистрации электрических процессов в исследуемой сети были использованы: светолучевой осциллограф Р61 типа Н145, электроннолучевой осциллограф PG2 типа С1-69 и магазин шунтов и добавочных сопротивлений типа Р157.
class4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ СЕТИ С
ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ class4
Исследование системы защитного отключения с асимметром для шахтных сетей с преобразователем частоты
В главах 2 и 3 установлено, что использованию УЗО на постоянном оперативном токе в сетях с УВ или с ПЧ со звеном постоянного тока препятствует отрицательное влияние выпрямленного напряжения УПТ сети на работу УЗО при несимметричной утечке с этого участка. Для исключения влияния несимметричной утечки на УПТ на работу аппарата защиты предложено [29] применить дополнительное устройство - асимметр, который контролировал бы возникновение такой утечки.
Система защиты комбинированной сети с ПЧ в этом случае (рис.4.1) организуется следующим образом. Кроме серийного УЗО предусмотрено дополнительное устройство, названное асимметром AS-1, которое подключается к положительному и отрицательному полюсам УПТ контролируемой сети. На однофазные и трехфазные утечки на УПЧ и УИЧ, а также на симметричную утечку в звене постоянного тока должно реагировать серийное УЗО, которое отключает автомат QF. Как показано в в главах 2 и 3 реакция серийного УЗО на эти виды утечки удовлетворительная. При возникновении несимметричной утечки на УПТ должно срабатывать устройство AS-1, которое своим контактом 3 замыкает накоротко цепь оперативного тока УЗО, что приводит к срабатыванию последнего и отключению автомата QF. Таким образом, устройство AS-1 контролирует возникновение несимметричной утечки на УПТ и предотвращает возможность неправильного действия УЗО вследствие возникновения такой утечки
class5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО
ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ШАХТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ class5
Методика и стенд для экспериментального исследования системы защитного отключения
Система защитного отключения (СЗО), разработанная для шахтной электрической сети с преобразователем частоты, должна удовлетворять специальным техническим требованиям [42,43], предъявляемым к устройствам защиты, работающим в сетях с частотно-регулируемым электроприводом.
В связи с этим, в состав целей экспериментального исследования разработанной СЗО входили определение соответствия ее параметров требуемым нормативным документам и установление области ее применения. Для проведения экспериментального исследования СЗО бала разработана соответствующая методика, а также разработан и изготовлен стенд для исследования.
Предлагаемая методика разработана для проведения экспериментального исследования СЗО для шахтных сетей с преобразователем частоты, содержащим звено постоянного тока, работающих в режиме изолированной нейтрали питающего трансформатора.
Методика экспериментального исследования СЗО включает определение следующих основных параметров:
1. сопротивления срабатывания при симметричной трехфазной утечке на УПЧ;
2. сопротивления срабатывания при симметричной трехфазной утечке на УИЧ;
3. сопротивления срабатывания при симметричной двухполюсной утечке на УПТ (между УВ и АИН ПЧ);
4. сопротивления срабатывания при несимметричной утечке на УПЧ;
5. сопротивления срабатывания при несимметричной утечке на УЙЧ;
6. сопротивления срабатывания при несимметричной однополюсной утечке на УПТ; J
7. длительного тока утечки при однофазной утечке по п.4;
8. длительного тока утечки при однофазной утечке по п. 5;
9. длительного тока утечки при несимметричной однополюсной утечке по п.З;
10. кратковременного тока утечки (1кр 0,1 А) или количества электричества (Q 50 мА с) на УПЧ при однофазной утечке 1 кОм;
11. кратковременного тока утечки (1кр 0,1 А) или количества электричества (QC50 мА с) на УИЧ при однофазной утечке 1 кОм;
12. кратковременного тока утечки (1кр 0,1 А) или количества электричества CQC50 мА с) на УПТ при однополюсной утечке 1 кОм;
13. времени срабатывания СЗО при сопротивлении однофазной утечки 1 кОм по п.10;
14. времени срабатывания СЗО при сопротивлении однофазной утечки 1 кОм по п.11;
15. времени срабатывания СЗО при сопротивлении однополюсной утечки 1 кОм по п.12.
Испытание корректора в режиме предупредительного контроля симметрии сопротивлений изоляции полюсов УПТ и блокировки работы ЧРЭП предусматривает измерение значения напряжения холостого хода ИОТ корректора, измерение значения оперативного тока при сопротивлении однофазной (однополюсной) утечки 1 кОм.
