17.5. Автоматизация подземных подстанции
Центральная подземная подстанция, как уже отмечалось ранее, состоит из КРУ. По функциональным возможностям КРУ в подземных системах электроснабжения могут быть осуществлены следующие виды автоматизации: автоматическое повторное включение; автоматическое включение резерва; дистанционное управление КРУ как в ЦПП или РПП—6 кВ. так и отдельно установленными; сигнализация о режиме работы КРУ.
Для угольных шахт, согласно ПБ (§432, 433), в подземных сетях напряжением выше 1000 В допускается применение устройств АПВ однократного действия, а также устройств АВР при условии применения аппаратуры с блокировками против подачи напряжения на линии и электроустановки при повреждении их изоляции относительно земли и коротком замыкании. При напряжении до 1000 В допускается однократное АПВ при условии применения аппаратуры с надежно действующими блокировками против подачи напряжения на линии и электроустановки с пониженным сопротивлением изоляции относительно земли и после срабатывания защиты максимального тока.
Для рудников, согласно ЕПБ (§ 545), разрешается АПВ и АВР фидеров, питающих рудничные подстанции на поверхности, а также АВР для центральных подземных подстанций. В подземных сетях или на питающих их линиях напряжением до 1000 В и выше допускается однократное АПВ при условии применения аппаратуры с надежно действующими блокировками против подачи напряжения на линии и электроустановки при повреждении их изоляции относительно земли и коротком замыкании.
В угольных шахтах запрет на действие автоматических устройств должен распространяться на:
АПВ, установленные на выключателях питающих линий, ЦПП при остановке главных вентиляторов;
АПВ, установленные на выключателях отходящих присоединений ЦПП и РПП,—при длительных (более 3 мин) перерывах питания;
АПВ, установленные на выключателях линий, проложенных в тупиковых выработках, и на исходящей струе из участка, очистного забоя или подготовительной выработки, опасной по газу, шахты при отключении выключателей устройствами контроля проветривания и газовой защиты, а также при длительных (более 3 мин) перерывах питания.
Во всех случаях запрещается действие АПВ после отключения выключателя защитой от токов к. з. Устройства АПВ и АВР должны срабатывать с выдержкой времени не менее 2 с. Если такая выдержка на включение выключателя обеспечивается другими устройствами, например самим приводом выключателя, то устройства АПВ и АВР могут срабатывать без выдержки времени.
При автоматизации центральных подземных подстанций, оборудованных КРУ типа КРУВ-6, могут осуществляться функции однократного АПВ линий и АВР секций шин, получающих питание по независимым линиям.
Устройством однократного АПВ снабжены распределительные устройства КРУВ-6 всех исполнений. Включение в работу устройств АПВ и его отключение осуществляется переключателем S10 (рис. 17.11). Схема работает следующим образом. При наличии напряжения в сети реле напряжения замыкает свой контакт К4.3 в цепи конденсатора Сб. С момента включения выключателя и замыкания его замыкающего блок-контакта Q2.15 через резистор R20 начинает заряжаться конденсатор Сб. Цепочкой R21 — С6 — контакт К4.3 обеспечивается контроль отсутствия напряжения в сети в течение 3 мин и блокировка АПВ при подаче напряжения на шины КРУ по истечении указанного времени.
При отключении выключателя его замыкающий блок-контакт Q2.15 и замыкающий контакт реле К4.3 размыкаются, а размыкающий блок-контакт Q2.17 замыкается, конденсатор С6 разряжается на резистор R21. Постоянная времени разряда цепи R21—С6 до напряжения срабатывания реле Кб составляет 3 мин. Если напряжение в сети появилось раньше этого времени, напряжение на конденсаторе С6 оказывается достаточным для срабатывания реле Кб, которое, сработав, удерживается во включенном положении контактом К6.2.
После включения выключателя и размыкания размыкающего блок-контакта Q2.17 в цепи реле Кб цикл АПВ заканчивается. Если перерыв в электроснабжении больше времени, заданного цепочкой R21—C6, АПВ не происходит, так как конденсатор успевает разрядиться до напряжения, недостаточного для срабатывания реле Кб.
При включении выключателя на короткое замыкание, с последующим отключением его от действия максимальной токовой защиты, АПВ не
происходит, так как конденсатор С6 не успевает зарядиться до напряжения срабатывания реле Кб. Время заряда конденсатора определяется резистором R20.
Однократность АПВ обеспечивается также тем, что при включении контакт реле К3.5 размыкается с выдержкой времени и вследствие того, что сопротивление R20 значительно превышает сопротивление резистора R23, шунтирующего конденсатор С6, при кратковременном включении выключателя напряжение на С6 оказывается недостаточным для срабатывания реле Кб.
Схема АПВ не срабатывает в следующих случаях:
при оперативном отключении выключателя кнопкой отключения непосредственно на КРУ или кнопкой на пульте дистанционного управления; при деблокировке аварийно отключившегося КРУ специальной кнопкой S9.3; при отключении КРУ защитой от перегрузок. Во всех перечисленных случаях происходит разряд конденсатора С6, включающего реле Кб, на резистор R22 с малым сопротивлением.
Устройство автоматического включения резерва КРУВ-б обеспечивает автоматическое включение секционных КРУ при отключении одного из вводных выключателей (рис. 17.12). Схема устройства позволяет осуществлять АВР подземных подстанций, имеющих два ввода. Пусковой орган, выполненный на основе блок-контактов вводных выключателей /—Q2.2, 2—Q2.2, 1 — Q2.13, 2—Q2.13, обеспечивает АВР только при отключении одного из вводов. Наличие в схеме реле времени К11 с регулируемой выдержкой позволяет осуществлять АВР только по завершении циклов АПВ вводных КРУ и КРУ отходящих присоединений. Схема устройства позволяет исключать запрет АВР при неселективных отключениях вводных выключателей при возникновении короткого замыкания на отходящих присоединениях и осуществить запрет АВР при коротком замыкании на шинах подстанции.
В нормальном режиме работы оба вводных выключателя включены, секционный выключатель отключен, при этом замыкающие блок-контакты / — Q2.2 и 2 —Q2.2 замкнуты, а размыкающие блок-контакты 1 — Q2.13 и 2 — Q2.13 разомкнуты. В этом случае исключается питание схемы от двух трансформаторов / — 77 и 2 — Т1, так как реле КЮ, сработав, контактом КЮ.4 разомкнет вторичную обмотку трансформатора напряжения 2 — 77. При отключении одного из вводов также будут разомкнуты вторичные обмотки трансформаторов /—TJ или 2 — 77 соответственно блок-контактами / — Q2.2 или 2—Q2.2. В любом случае исключается параллельная работа трансформаторов напряжения.
При отключении вводного выключателя, например второго, блок-контакт 2 —02.2 разомкнется, а блок-контакт 2 — Q2.13 замкнется. Реле К11 получив питание от трансформатора 1 — T1, срабатывает, переключив свой контакт К11.2, осуществляя питание через резистор R42, и одновременно своим контактом К11.4 с заданной выдержкой времени замыкает цепь питания реле К6, на обмотку которого разряжается конденсатор С6, заряд которого происходит через замкнутый контакт K11.3 при отключенном реле К11.
Реле К6, сработав, включает реле К7 (на схеме не показано), которое своим контактом включает устройство управления, секционный выключатель включается. После включения секционного выключателя реле К6 отключается его блок-контактом Q2.17. Если после этого происходит кратковременное отключение ввода с последующим его включением, устройство АВР работает по циклу АПВ. Так как контакт К11.З остается •постоянно замкнутым, а контакт К11.4 — постоянно разомкнутым, реле однократности преобразуется в устройство АПВ с пуском от блок-контактов Q2.15 и Q2.17 секционного выключателя, принцип действия которого не отличается от ранее описанного принципа действия АПВ КРУВ-6. При отключении двух вводов блок-контактами 1 — Q2.2 и 2 — Q2.2 размыкаются цепи вторичных обмоток трансформаторов 1— Т1 и 2— T1, устройство АВР не срабатывает.
Рис. 17.13. Схема автоматизации центральной подземной подстанции с применением КРУВ-6:
1, 3—вводные выключатели секций шин ГПП; 2—секционный выключатель; 5—10—фидерные выключатели электроприемников поверхности; 11—26—выключатели
Автоматизация тяговых преобразовательных подстанций обеспечивает выполнение следующих операций:
дистанционное управление, предусматривающее автоматический режим работы, осуществляемое со щита дистанционного управления, установленного у диспетчера шахты или диспетчера внутришахтного транспорта;
дистанционная и местная сигнализация и контроль режима работы агрегата;
автоматическая защита блока выпрямителей от коротких замыканий, перегрева и коммутационных перенапряжений.
На рис. 17.13 показана схема автоматизации центральной подземной подстанции, имеющей две секции шин.
От выключателей 4 и 11 напряжение 6 кВ по двум вводам подается к вводным выключателям 12 и 21 центральной подземной подстанции. От группового выключателя 13 отходящего присоединения получает питание высоковольтный распределительный пункт РПП-6 кВ, от которого получают питание одиночные КРУ. В нормальном режиме работы секционный выклю-чатель 17 отключен. Он снабжен устройством однократного АВР и блокировкой против включения секции, отключенной защитой при коротком замыкании на шинах этой секции. Подобной блокировкой снабжены все КРУ. Остальные выключатели, за исключением 16 и 18, питающих электродвигатели главного водоотлива, снабжены устройствами АПВ. Выключателями 16 и 18 управляют устройства автоматизации водоотливных установок. Все КРУ отходящих присоединений снабжены БРУ.
При исчезновении напряжения на одном из вводов (например, 21), защитой минимального напряжения отключаются выключатели 18 — 21. От отключенного выключателя 21 подается команда на действие устройства АВР секционного выключателя 17, имеющего регулируемую выдержку времени 0—20 с. При появлении напряжения на отключенном вводе по истечении установленной выдержки времени устройство АПВ включит выключатель 21, при этом включение секционного выключателя 17 устройством АВР не произойдет.
Если по истечении выдержки времени на отключенный ввод не будет подано напряжение, включится секционный выключатель 17 и с помощью устройств АПВ включатся выключатели 19 и 20, восстановив питание электроприемников отключившейся секции. При появлении напряжения на вводе 21 секционный выключатель 17 отключается и подстанция автоматически переходит в нормальный режим работы.
При коротких замыканиях на шинах ЦПП или в отходящих присоединениях подача напряжения на аварийно отключенные участки исключается. Например, при возникновении к. з. в точке К1 выключатели 20 и 21 отключаются защитой от токов к. з., а выключатели 18 и 19 соответственно защитой минимального напряжения. После отключения секции происходит АПВ вводного выключателя 21 и неселективно отключившегося выключателя 19. Выключатель 20 блокируется специаль-ным устройством, воспринимающим сигнал защиты от токов к. з., а при недопустимом снижении сопротивления изоляции блокируется также и БРУ.
В режиме к. з. в точке К2 отключаются выключатели 12 — 16 и 22 — 26, затем автоматически включается вводной выключатель 12 и после предварительного контроля изоляции БРУ включаются все выключатели отходящих присоединений, за исключением выключателя 26, о блокировке которого сигнализирует лампа «Авария».
Автоматика КРУ действует аналогично при неселективных отключениях, вызванных, например, срабатыванием защит от замыканий (утечек) на землю.