Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТР0БЕ30ПАСН0СТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШАХТНЫХ СЕТЕЙ б кВ И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Анализ однофазных замыканий и электротравматизма при эксплуатации шахтных сетей напряжением 6 кВ 9
1.2. Анализ способов защиты от однофазных замыканий в электрических сетях напряжением 6 кВ... II
1.3. Цель работы и задачи научного исследования 22
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УТЕЧЕК ТОКА, ПРЕДШЕСТВУЇЩХ ПРОБОЮ,УРОВНЯ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ И ОСТАТОЧ НОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОСЛЕ ШУНТИРОВАНИЯ 25
2.1. Обоснование условий экспериментальных исследований утечек тока 25
2.2. Результаты исследования сосредоточенных утечек 30
2.3. Методика экспериментальных исследований восстанавливающейся электрической прочности и переходного сопротивления изоляции в месте замыкания после шунтирования 37
2.4. Результаты исследований восстанавливающейся электрической прочности и остаточного сопротивления изоляции в месте замыкания после шунтирования. 39
2.5. Выводы 46
3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ Э&ШТИВ- НОСТИ ЗАЩШ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА КОРПУС В ОБМОТКАХ ЭЛЕК ТРИЧЕСКИХ МАШИН И ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В НАГРУЖЕННЫХ ЛИНИЯХ 48
3.1. Исследование режима шунтирования однофазных замыканий в обмотках электрических машин и разработка способов обеспечения электробезопасности при замыканиях на корпус 48
3.2. Разработка метода повышения эффективности шунтирования замыкания в нагруженных линиях, обеспечивающего повышение электробезопасности при двойных замыканиях после шунтирования 64
3.3. Выводы 80
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОСТРОЕНИЯ ЗА1ЩГЫ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ПО ХАРАКТЕРУ ЗАМЫКАНИЯ ДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАМЫКАНИЯ ПОСЛЕ ШУНТИРОВАНИЯ 82
4.1. Требования к чувствительности и быстродействию устройств контроля переходного сопротивления в месте замыкания после шунтирования 82
4.2. Анализ способов контроля сопротивления изоляции,токов утечки и замыкания .86
4.3. Способ выполнения быстродействующего контроля переходного сопротивления в месте о.з.после шунтирования 92
4.4. Принципы построения избирательной по характеру замыкания системы защиты от однофазных замыканий и поражения электротоком ЮЗ
4.5. Выводы 123
5. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ,ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ РЕАЛИЗАЦИЮ СПОСОБА ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ПО ХАРАКТЕРУ ЗАМЫКАНИЯ ЗАЩИТЫ ОТ 0.3. И ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОТОКОМ 125
5.1. Принципиальные схемы устройств защиты 125
5.2. Промышленные испытания системы защиты - 133
5.3. Выводы 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 143
ЛИТЕРАТУРА 145
ПРИЛОЖЕНИЯ 154
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" предусматривается дальнейшее развитие добычи угля на основе повышения её эффективности и улучшения условий труда и техники безопасности.
Поставленным задачам в вопросах электроснабжения шахт при возрастающей интенсификации технологических процессов добычи угля отвечает повышение бесперебойности электроснабжения и улучшение условий электробезопасности. В шахтных сетях напряжением б кВ 60-75$ повреждений, приводящих к перерывам электроснабжения, являются однофазными замыканиями на землю, а подавляющее число электротравм со смертельным и тяжелым исходом имеет место при однофазном прикосновении человека к токоведущим частям.
В этой связи защиту шахтных сетей напряжением б кВ от однофазных замыканий целесообразно выполнять в соответствии с перспективным направлением - защитным шунтированием, при котором на защиту от однофазных замыканий возлагается и функция защиты от поражения электротоком. В разработку принципов ;• защитного шунтирования, нормативных требований к нему и устройств внесен большой вклад советскими учеными П.Я.Стронгиным, Б.М.Ягудаевым, В.И.Микрюковым, В.И.Шуцким, В.О.Жидковым, Й.М.Сиротой, В.В.Назаровым и др. В результате их работ в принципе решен вопрос защиты от электропоражения в сетях напряжением 6-Ю кВ.
Основным условием эффективности защиты такого функционального назначения является высокое быстродействие. Однако повышение быстродействия защиты вызывает её срабатывание при кратковременных самоустраняющихся замыканиях и несимметриях сети, что сопровождается перерывами питания электроустановок, а следовательно, снижением об щей надежности электроснабжения.
Поэтому исследования, связанные с разработкой способа защиты от однофазных замыканий на основе защитного щунтирования, обеспечивающего высокое быстродействие в целях защиты от поражения электротоком и непрерывности питания при неустойчивых замыканиях и кратковременных несимметриях сети, являются одной из важнейших и актуальных проблем техники безопасности.
Целью настоящей работы является разработка способа избирательной защиты от однофазных замыканий и поражения электротоком на основе защитного шунтирования и контроля переходного сопротивления замыкания после шунтирования, обеспечивающего необходимый уровень электробезопасности в шахтных сетях напряжением 6 кВ.
Идея работы заключается в обосновании возможности избирательного действия защиты от однофазных замыканий и поражения электротоком, основанного на различии переходных сопротивлений в месте погашенной дуги при замыкании на землю и при однофазном прикосновении человека.
Научные положения, разработанные лично соискателем и новизна. Разработан способ избирательной защиты от однофазных замыканий и поражения электротоком на основе защитного щунтирования и контроля переходного сопротивления замыкания после щунтирования, обеспечивающий быстродействие защиты от поражения, продольную селективность при устойчивых замыканиях и бесперебойность электроснабжения при неустойчивых замыканиях и кратковременных несимметриях сети.
Впервые обусловлена возможность определения характера замыкания после щунтирования уровнем восстанавливающейся в результате шунтирования электрической прочности изоляции элементов шахтной сети напряжением 6 кВ и величиной переходного сопротивления канала погашенной дуги.
Разработан способ быстродействующего контроля переходного со-5 противления в месте замыкания после шунтирования, основанный на введении избыточного заряда и контроле его стекания через переходное сопротивление.
Впервые установлено, что фазовые соотношения между остаточными напряжениями фаз сети, напряжением нулевой последовательности и током замыкания позволяют отличить однофазные замыкания в линии от замыканий на землю в обмотках электрических машин.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований сосредоточенных утечек, предшествующих пробою изоляции элементов шахтной электрической сети напряжением б кВ (достоверность 0,95, обработка результатов эксперимента производилась с использованием методов математической статистики); реализацией предложенного способа аппаратурой защиты KC3-I м и положительными результатами промышленных испытаний этой аппаратуры, рекомендованной к промышленному применению.
Значение работы. Научное значение работы заключается в том, что выявлена закономерность изменения численных характеристик переходного сопротивления и установлен уровень восстанавливающейся электрической прочности ослабленной изоляции элементов шахтной сети, использованные при разработке способа быстродействующего контроля величины переходного сопротивления в месте замыкания после шунтирования, положенного в основу избирательной защиты от однофазных замыканий и поражения человека.
Практическое значение работы заключается в разработке устройств определения поврежденной фазы и контроля переходного сопротивления после шунтирования, обеспечивающих избирательность действия в соответствии с характером замыкания и позволяющих получить высокое быстродействие при защите от поражения человека,бесперебой ность электроснабжения при неустойчивых замыканиях и кратковременных несимметриях сети и продольную селективность при устойчивых однофазных замыканиях Реализация выводов и рекомендаций работы. Требования к устройствам защиты в шахтных электрических сетях напряжением 6 кВ, вытекающие из диссертационной работы, включены в "Руководство по применению защитного щунтирования в шахтных сетях напряжением 6 кВ на базе защиты КСЗ-Ї", утвержденное Минуглепромом СССР.
Комплект защиты внедрен в промышленную эксплуатацию на шахте "Бутовская" п/о "Северокуэбассуголь".Годовой экономический эффект от внедрения избирательной по характеру замыкания защиты составляет 2420 руб. в год на один комплект.
Автор выражает глубокую благодарность зав. лабораторией отдела электрооборудования ВостНИИ канд.техн.наук Квдкову В.О. за ценные советы при выполнении диссертационной работы.
