5.3.2. Электроустановки напряжением выше 1200 в

Для подземных электроустановок применение отдельных видов защиты предусмотрено отраслевыми правилами. В условиях угольных и сланцевых шахт для линий, подключенных к ши­нам ГПП и предназначенных для питания ЦПП и распредели­тельных подземных пунктов (РПП), защиту от многофазных к. з. рекомендуется выполнять посредством максимальной токо­вой защиты с ограниченно зависимой выдержкой времени и отсечкой мгновенного действия.

Защита от токов многофазных к. з. установленная со сто­роны питания, должна резервировать действие защиты смеж­ного с ним участка сети в направлении удаления от источника питания (например, защита вводной ячейки ЦПП должна ре­зервировать действие защиты каждого из отходящих присоеди­нений ЦПП).

Для кабельных линий, проложенных в подземных выработ­ках (в том числе по стволам и скважинам), защита от токов многофазных к. з. должна выполняться токовой отсечкой мгно­венного действия в двухфазном релейном исполнении, включае­мой по всей сети данного на- пряжения в одни и те же фазы для обеспечения селективности действия при двухфазных к. з. Для линий также обязательна защита от утечек (замыканий) мгновенного действия.

На угольных шахтах с обособленным питанием подземных электроприемников обособленные кабельные сети должны быть оснащены аппаратурой защиты от утечек на землю (АЗО-6). Аппаратура АЗО-6 может применяться в кабельных сетях, пи­тающихся через разделительные трансформаторы 6/3 или 6/6 кВ, а также от отдельных обмоток трансформаторов 35/6-6 или 110/6-6 кВ, при суммарной емкости сети до 2 мкФ на фазу и емкости отдельных отходящих линий до 1 мкФ на фазу.

Электрическая схема аппарата АЗО-6 (рис. 5.12) работает по принципу наложения постоянного оперативного тока на ра­бочую сеть и контроля его величины в цепи три фазы — земля. При появлении в сети тока утечки, не превышающего по вели­чине уставку срабатывания защиты, оперативный ток проте­кает по цепи: плюс источника V.D1—VD4 — обмотка реле К1 — диод VD12 — омметр PR — резистор R15 — дроссель L1 — рези­стор R20— нуль обмотки разделительного трансформатора 6/6 кВ (на рис. не показан)—рабочая сеть —минус источника VD1—VD4. Если утечка тока равна уставке срабатывания, реле /С/, включаясь, своими контактами замыкает цепь промежу­точного реле КЗ и подает импульс на открывание тиристора 3S3. Реле КЗ коммутирует своими контактами цепь катушки отключения высоковольтного выключателя. Тиристор VS3, от­крываясь, замыкает цепь сигнальной лампы Л2, сигнализирую­щей о срабатывании защиты. Снятие сигнала осуществляется кнопкой S1.

Отстройка реле К1 от ложных срабатываний при включе­нии кабельной линии обеспечивается тиристорами VS1 и VS2 и конденсаторами С10 и С11.

В момент включения емкости линии по цепи управляющий электрод—катод тиристора VS2 протекает импульс тока, обу­словленный зарядом емкости линии, который обеспечивает от­крывание тиристора. При этом разрядный ток конденсатора С9, воздействуя на управляющий электрод тиристора VS1, от­крывает его, в результате чего происходит суммирование амплитуд напряжения конденсатора С10, С11 и источника пи­тания. Благодаря этому зарядка кабельной линии осуществля­ется почти удвоенным напряжением источника и существенно сокращается во времени.

При исчезновении напряжения питания или оперативного по­стоянного тока обесточивается реле напряжения К2 и своим кон­тактом включает реле КЗ, которое воздействует на цепь отклю­чения высоковольтного выключателя. При снятии напряжения питания срабатывание реле КЗ обеспечивается зарядом кон­денсатора С5. Включение высоковольтного выключателя при от­сутствии оперативного тока невозможно, так как цепь его ди­станционного управления разорвана контактом реле К2.

Визуальный контроль сопротивления изоляции сети осуще­ствляется омметром. Исправность действия защиты проверяется созданием искусственной утечки через резистор R16 сопротив­лением 100 кОм и кнопку проверки S.

При оборудовании линий питания ЦПП защитой минималь­ного напряжения ее выдержка времени должна быть 10 с.

Для электродвигателей должны применяться защиты, обяза­тельные для кабельных линий, и дополнительно защиты:

от перегрузки с действием на отключение. Достаточным яв­ляется выполнение этой защиты в однофазном исполнении с вы­держкой времени в независимой части характеристики не ме­нее 10 с;

от понижения или исчезновения напряжения с действием на отключение; для двигателей с короткозамкнутым ротором и прямым пуском от сети достаточно применения нулевой защиты без выдержки времени с уставкой напряжения срабатывания на уровне 40—60 %.

ПТЭУ рекомендуют применять для двигателей фильтровую защиту, обеспечивающую отключение с выдержкой времени при симметричных и несимметричных перегрузках и мгновен­ную отсечку при токах к. з.

Для защиты высоковольтного электрооборудования шахтных стационарных установок (вентиляторы, водоотлив) применя­ется аппарат фильтровой защиты типа АФЗ (рис. 5.13).

Схема защиты АФЗ состоит из двух трансформаторов тока ТА1 и ТА2, сдвоенного фильтра токов прямой и обратной после­довательности, разделительного трансформатора TV, исполни­тельного органа с двухобмоточным реле и схемы сравнения токов со встречно включенными выпрямителями. Напряжение, пропорциональное системе токов прямой последовательности, с зажимов тп сдвоенного фильтра подается через промежуточ­ный трансформатор TV и выпрямительный мост UZ1 на испол­нительное реле К. На это же реле с зажимов kl сдвоенного фильтра через выпрямительный мост UZ2 подается напряжение, пропорциональное системе токов обратной последовательности. Благодаря встречному включению выпрямителей в схеме осу­ществляется сравнение сигналов, пропорциональных токам прямой и обратной последовательности. При этом параметры эле­ментов сдвоенного фильтра выбраны такими, что его чувстви­тельность к токам обратной последовательности примерно в 3,6 раза выше чувствительности к токам прямой последова­тельности.

Необходимо отметить, что трансформатор тока опережаю­щей фазы (в нашем случае фазы 2, см. рис. 5.13) подключа­ется к плечу фильтра с меньшим углом полного сопротивления, а трансформатор отстающей фазы (фаза 1)—к плечу с боль­шим углом этого сопротивления. Если это условие не будет выполнено, фильтр тока обратной последовательности превра­тится в фильтр тока прямой последовательности и с зажимов kl на реле будет подано напряжение, намного превышающее на­пряжение срабатывания реле, и оно мгновенно срабатывает. Это свойство схемы может быть использовано для периоди­ческой проверки исправности защиты. Переключение фаз осу­ществляется специальным переключателем фаз Пф.

В качестве исполнительного органа в схеме применено по­ляризованное реле К с рабочей W_p и встречно с ней вклю­ченной тормозной W_T обмотками. В цепь тормозной обмотки включен конденсатор С_т, для снижения тока через обмотки реле в начальный период пуска электродвигателя и увеличения выдержки времени при небольших перегрузках в схеме преду­смотрен конденсатор Со. При этом чем больше ток нагрузки, тем меньше создаваемая схемой выдержка времени. Особен­ностью схемы исполнительного органа является получение во времязадающей цепи RC резко выраженной отсечки. В зависи­мости от присоединяемого к цепи с помощью переключателя П резистора ( R₀₁ или R₀₂) устанавливается отсечка при четырех-или семикратном токе уставки номинального тока защиты. При токах к. з. из-за наличия отсечки защита АФЗ срабаты­вает за время не более 50 мс. Таким образом, аппарат за­щиты АФЗ имеет характеристику срабатывания с ограниченно зависимой выдержкой времени.

В распределительных устройствах ВН (ячейках) в качестве средств защиты от токов к. з. применяются вторичные макси­мальные токовые реле косвенного действия. Для защиты дви­гателей допускается применение устройства автоматического частичного шунтирования обмоток токовых реле на период пуска. При этом должно обеспечиваться автоматическое ограни­чение шунтирования, а ток срабатывания максимальной токовой защиты при зашунтированных обмотках не должен превышать 7,5-кратный номинальный ток ячейки [30].

Помимо своей основной функции максимальная токовая за­щита может применяться (хотя и ограниченно) для косвенного контроля теплового состояния обмоток двигателей [29].

На присоединениях силовых трансформаторов, устанавли­ваемых в подземных выработках, защита от токов внешних к. з. и повреждений внутри трансформатора должна выполняться

максимальной токовой отсечкой мгновенного действия в двух­фазном релейном исполнении на стороне ВН.

Защита минимального напряжения (нулевая) для транс­форматоров, кроме специальных, питающих электрифицирован­ный транспорт, на стороне ВН необязательна, так как она обес­печивается надежно действующей нулевой защитой магнитных пускателей в распределительных сетях низшего напряжения.