Вариант 10. Электроснабжение шахты

Автоматизированный комплекс электроснабжения шахты (см. рисунок 3.10) содержит выключатели 1, ключи управления выключателями 2, датчики тока 3, датчики напряжения 4, точки имитации коротких замыканий 5. Зеленый цвет выключателя соответствует состоянию «отключено», красный – «включено». Выключатели черного цвета всегда включены и контроллер ими не управляет (принято для уменьшения количества сигналов и упрощения алгоритма работы устройства управления).

Рисунок 3.10 – Электроснабжение шахты

Система электроснабжения шахты представляет собой главную понизительную подстанцию (ГПП) получающую питание от двух независимых источников через выключатели Q1 и Q2. Выключатель Q3 в нормальном режиме отключен.

От ГПП получают питание потребители напряжением 6 кВ, а также потребители с напряжением 380В, расположенные на поверхности шахты. Кроме того, от ГПП отходят две кабельных линии, запитывающие центральную подземную подстанцию (ЦПП) через выключатели Q7 и Q8. Выключатель Q6 в нормальном режиме отключен. ЦПП обеспечивает питание потребителей напряжением 380В или 660В, расположенных под землей.

Рассмотрим функции устройства автоматического управления электроснабжением шахты:

1) Дистанционное управление выключателями Q1, Q2, Q4, Q5, Q7 и Q8 по командам от соответствующих ключей управления выключателями. При получении сигнала от ключа управления, контроллер выдает сигнал на включение соответственного выключателя. При исчезновении сигнала от ключа управления, контроллер выдает сигнал на отключение соответственного выключателя;

2) Максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени для выключателей Q1, Q2, Q4, Q5, Q7 и Q8 при срабатывании датчиков тока KA1, KA2, KA3, KA4, KA6 и KA5 соответственно. Отключение выключателя производится с выдержкой времени в соответствии с требованиями селективности действия защит, а именно: защита Q7 Tсз=1с; защита Q8 Tсз=1с; защита Q5 Tсз=2с; защита Q2 Tсз=3с; защита Q4 Tсз=1с; защита Q1 Tсз=3с;

3) Автоматическое включение резерва (АВР) выключателя Q3. При отключении выключателя Q1 и наличии напряжения KV2 включается выключатель Q3. Если возникает ток КЗ КА2 выключатель Q3 отключается без выдержки времени (ускорение действия релейной защиты). При подаче команды на включение выключателя Q1 сначала отключается выключатель Q3, а затем включается выключатель Q1.

При отключении выключателя Q2 и наличии напряжения KV1 включается выключатель Q3. Если возникает ток КЗ КА1 выключатель Q3 отключается без выдержки времени (ускорение действия релейной защиты). При подаче команды на включение выключателя Q2 сначала отключается выключатель Q3, а затем включается выключатель Q2;

4) Автоматическое включение резерва (АВР) выключателя Q6. При отключении выключателя Q7 и наличии напряжения KV4 включается выключатель Q6. Также, при исчезновении напряжения KV3 отключается выключатель Q7 и включается выключатель Q6. Если возникает ток КЗ КА5 выключатель Q6 отключается без выдержки времени (ускорение действия релейной защиты). При подаче команды на включение выключателя Q7 сначала отключается выключатель Q6, а затем включается выключатель Q7.

При отключении выключателя Q8 и наличии напряжения KV3 включается выключатель Q6. Также, при исчезновении напряжения KV4 отключается выключатель Q8 и включается выключатель Q6. Если возникает ток КЗ КА6 выключатель Q6 отключается без выдержки времени (ускорение действия релейной защиты). При подаче команды на включение выключателя Q8 сначала отключается выключатель Q6, а затем включается выключатель Q8.

Для проверки алгоритма работы контроллера необходимо имитировать короткие замыкания в точках К1..К6 для проверки функций защиты и автоматики.

Перечень датчиков и сигналов управления представлен в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Перечень датчиков и сигналов управления

Номер бита (датчика) в ПК	Назначение датчика
0	Датчик тока КА1 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
1	Датчик тока КА2 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
2	Датчик тока КА3 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
3	Датчик тока КА4 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
4	Датчик тока КА5 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
5	Датчик тока КА6 (1 – если ток выше уставки, иначе 0)
6	Датчик напряжения KV1 (1 – напряжение есть, иначе 0)
7	Датчик напряжения KV2 (1 – напряжение есть, иначе 0)
8	Датчик напряжения KV3 (1 – напряжение есть, иначе 0)
9	Датчик напряжения KV4 (1 – напряжение есть, иначе 0)
10	Сигнал от ключа управления выключателем Q1
11	Сигнал от ключа управления выключателем Q2
12	Сигнал от ключа управления выключателем Q4
13	Сигнал от ключа управления выключателем Q5
14	Сигнал от ключа управления выключателем Q7
15	Сигнал от ключа управления выключателем Q8
Номер бита (команды) в ПК	Назначение команды управления
0	Управление выключателем Q1 (0 – откл., 1 – вкл.)
1	Управление выключателем Q2 (0 – откл., 1 – вкл.)
2	Управление выключателем Q3 (0 – откл., 1 – вкл.)
3	Управление выключателем Q4 (0 – откл., 1 – вкл.)
4	Управление выключателем Q5 (0 – откл., 1 – вкл.)
5	Управление выключателем Q6 (0 – откл., 1 – вкл.)
6	Управление выключателем Q7 (0 – откл., 1 – вкл.)
7	Управление выключателем Q8 (0 – откл., 1 – вкл.)