2784.Электроснабжение предприятий Верхнекамского калийного месторождени

Все присоединения проводников и перемычек к корпусам электроус­ тановок и к дополнительному контуру должны быть надежными и выпол­ няются сваркой или болтовыми соединениями. Общая схема заземления электрооборудования на участке приведена на рис.7.7; детали заземления КТП и АФВ с реле утечки - на рис.7.8 и 7.9. Дополнительное заземление (ДЗ, на рис.7.9) в виду отсутствия местных заземлителей разрешается вы­ полнить гибким медным проводником сечением не менее 10 мм2, который болтовым соединением присоединяется к дополнительному заземляющему контуру.

Передвижные машины и механизмы присоединены к общей сети за­ земления через заземляющие жилы гибких кабелей, сопротивление кото­ рых не должно превышать 1 Ом.

Для машин и механизмов с дистанционным управлением должен быть обеспечен непрерывный автоматический контроль заземления путем использования заземляющей жилы кабеля в цепи управления. При напря­ жении 660 В сопротивление заземляющей цепи должно быть не более 100 Ом, при напряжении 1140 В - не более 50 Ом. Такой контроль в магнитных пускателях осуществляется специальным реле -контроля заземления, а в автоматических выключателях - блоком дистанционного управления.

При обрыве заземляющей цепи или увеличении ее сопротивления выше указанных норм, устройства контроля отключают пускатель или вы­ ключатель.

7.4.2. Зануление

Зануление преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземлённой нейтра­ лью генератора или трансформатора (рис.7.10). Применяется в электроус­ тановках напряжением до 1000 В в сетях трёхфазного тока с глухозазем­ лённой нейтралью, с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока или с глухозаземлённой средней точкой источника в сетях постоянно­ го тока. В таких электроустановках применение заземления корпусов без их зануления не допускается [1,6,15].

Согласно ПУЭ, нейтраль генератора или трансформатора на стороне до 1000 В должна быть присоединена к заземлителю через заземляющий проводник. Использовать нулевой рабочий проводник, применяемый для питания электроприёмников и идущий от нейтрали генератора или транс­ форматора на щит распределительного устройства, в качестве заземляюще­ го проводника не разрешается. Заземлитель должен быть расположен непостредственно вблизи генератора или трансформатора.

Проводимость нулевого рабочего проводника, идущего от нейтрали генератора или трансформатора должна быть не менее 50% проводимости рабочих фаз.

Рис. 7.10. Схема зануления

электроустановок:

/ — корпус; 3 — аппараты защиты от токов к. э.; 3 — нулевой защитный проводник; 4 — нулевой рабочий проводник; / П — со­

противление повторного заземления нуле­ вого провода; / к — ток к. з.; Iff — часть

тока к. а.» проходящая через нулевой про* водник; / а — часть тока к. а., проходящая

через землю

Требуемое сопротивление заземляющего устройства (например, 4 Ом при линейном напряжении 380 В) обеспечивается нормированным сопро­ тивлением заземлителя нейтрали (не более 30 Ом при линейном напряже­ нии 380 В), использованием естественных заземлителей и повторными заземлителями нулевого провода.

В цепи заземляющих и нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей. В цепи нулевых рабочих проводников, если они одновременно служат для цепей зануления, допускается применение выключателей, которые одновременно с отключе­ нием нулевых рабочих проводников отключают все провода, находящиеся под напряжением.

Все меры по уменьшению сопротивления заземляющего устройства должны обеспечить достаточно большие значения тока короткого замыка­ ния между рабочей фазой и нулевым проводом для надежного отключения электроустановки средствами максимальной токовой защиты, основным фактором безопасности в этих системах является быстродействие токовой защиты.

В качестве защитных аппаратов в сетях напряжением до 1000 В при­ меняются автоматические выключатели и предохранители, для успешного срабатывания которых необходимо обеспечить протекание в цепи одно­ фазного замыкания достаточного по значению тока

где К - кратность тока однофазного замыкания к току уставки авто­ мата (1у) или номинальному току предохранителя (1н).

Значения К равны:

для предохранителей - 31„0м (41н - во взрывоопасной среде); для автоматических выключателей с электромагнитным расцепи­ телем (в любой среде) 1,4 при 1уст^100 А; 1,25 при 1уст>100 А.

Ток однофазного замыкания 1к протекает от трансформатора по пет­ ле “фазный-нулевой провод” и определяется но формуле

провод”)

Zj. - полное расчетное сопротивление трансформатора при замыкании на корпус. Для трансформаторов мощностью 100; 160; 250; 400 и 630 кВА

7.4.3.Защитное отключение

Всостав аппаратуры защитного отключения входят коммутационный аппарат (автоматический выключатель) и аппарат защиты от утечек тока (реле утечки). Реле утечки реагирует на снижение сопротивления изоляции сети ниже допустимой величины в случае прикосновения человека к токо­ ведущим частям, а также на появление тока утечки, опасного в отношении открытого искрения в условиях взрывоопасной подземной атмосферы.

Вэтих случаях реле утечки подает сигнал на отключение повреждён­ ного участка контролируемой сети, воздействуя на механизм автоматиче­ ского выключателя [1,13,15].

Защита от утечек на землю в сетях до 1140 В должна отвечать сле­ дующим требованиям:

1) осуществлять непрерывный контроль значений токов утечки через изоляцию;

2) реагировать только на снижение активной составляющей изоляции

сети;

3) реагировать как на симметричное, так и на несимметричное сни­ жение изоляции сети;

4)обладать достаточной чувствительностью и надежностью;

5)не реагировать на переходные процессы в сети, вызванные вклю­ чением или отключением силовых потребителей;

6)суммарное время срабатывания реле утечки и коммутационного отключающего аппарата не должно превышать 0,2 с, в сетях напряжением Н40 В -0,125 с;

7)осуществлять самоконтроль исправности аппарата.

Устройства защиты от утечек, применяемые в низковольтных сетях, являются неселективными, т.е. при любой утечке в защищаемой сети про­ исходит отключение автоматического выключателя.

Поиск повреждённого участка сета, защищаемого автоматическим выключателем, облегчает встроенное во все современные магнитные пус-

его контакта в цепи независимого расцепителя ОК автоматического вы­ ключателя. В результате сеть с поврежденной изоляцией отключается.

Для уменьшения ёмкостных токов утечки в аппаратах УАКИ-380 и УАКИ-660 применен компенсатор ёмкости в виде дросселя Др с воздушным зазором в магнитопроводе. Дроссель Др зажимом 1 присоединен к нулевой точке звезды, образованной конденсаторами С2 и С4 по 1 мкФ каждый, создающими искусственную нейтраль сети и служат для предотвращения замыкания на землю оперативного выпрямленного тока. Вторым своим за­ жимом дроссель Др присоединён через конденсатор С=20 мкФ к земле. Дроссель Др имеет обмотку с двумя отпайками 2 и 3, позволяющими регу­ лировать значение индуктивности в зависимости от суммарной протяжен­ ности защищаемой сети. Отпайка 3 используется при емкости сети до 0,5 мкФ/фаза, отпайка 2 - при емкости в пределах 0,5-1 мкФ/фаза.

Кнопка S служит для проверки исправности защиты включением ме­ жду сетью и землей проверочного резистора R4. Для того, чтобы кроме ис­ правности аппарата при проверки можно было убедиться в наличии соеди­ нения схемы аппарата с землей (при нарушении которого прекращается действие защиты от утечек), кнопка S присоединяется к специальному до­ полнительному заземлению Дз, которое должно быть расположено на рас­ стоянии не менее 5 м от местного заземления.

Для условий шахт и рудников, опасных по газу и пыли, предназначе­ ны аппараты защиты АЗЛК,позволяющие осуществлять автоматическую компенсацию емкостной составляющей токов утечки в подземных элек­ трических сетях переменного тока напряжением 380 и 660 В [13,14,15]

На рис.7.12 приведена принципиальная электрическая схема аппара­ та АЗЛК, состоящая из устройств защиты от токов утечки I и автоматиче­ ской компенсации емкостных токов утечки П.

Устройство автоматической компенсации состоит из компенсирую­ щего дросселя ДрЗ; трехфазного дросселя-трансформатора TV4; усилителя переменного тока, собранного на транзисторе VT2-VT4, измерительного генератора; источника питания, включающего в себя диоды VD1-VD6, конденсатор С1, резисторы R13, R29 и стабилитроны VD8, VD10. Компен­ сирующий дроссель ДрЗ представляет собой дроссель насыщения с поло­ жительной обратной связью. Его магнитопровод собран из Ш-образных пластин. На крайних стержнях магнитопровода дросселя помещаются об­ мотки переменного тока 1 и 2 имеющие одинаковое число витков и соеди­ ненные согласно. Поэтому при отсутствии тока в обмотке управления, по­ мещенной на среднем стержне магнитопровода, магнитный поток в этом стержне и, следовательно, переменное напряжение на обмотке управления дросселя отсутствует. Компенсирующий дроссель ДрЗ с помощью дроссе­ ля-трансформатора TV4 и разделительных конденсаторов С11-С14 присое­ диняется между фазами сети и земли, т.е. параллельно емкостям фаз сети относительно земли.

Изменяя величину индуктивности дросселя ДрЗ, можно настроить параллельный колебательный контур, образованный емкостями фаз сети относительно земли и индуктивностью самого дросселя, на резонансную частоту 50 Гц. При этом емкостная составляющая тока утечки будет ском­ пенсирована. Изменение индуктивности компенсирующего дросселя ДрЗ производится постоянным током управления, протекающим в его обмотке Wy. При этом на переменный магнитный поток в крайних стержнях магнитопровода дросселя накладывается постоянный магнитный поток. В ре­ зультате в одном из крайних стержней эти потоки складываются и при оп­ ределённой величине суммарного потока этот стержень насыщается, что приводит к изменению индуктивности дросселя. Регулирование тока управления дросселя производится двухкаскадным усилителем, собранным на транзисторах VT2-VT4. В цепь нагрузки выходного каскада усилителя через выпрямительный мост включена обмотка управления дросселем, ко­ торый настраивается в резонанс с фактической ёмкостью сети.

Измерение ёмкости фаз сети относительно земли производится изме­ рительным генератором, собранном на транзисторе VT1. Измерительная ёмкость сети через конденсаторы С7, С9, СЮ, С15-С17 и дроссель Др2 подключена параллельно резистору R12 отрицательной обратной связи по переменному току измерительного генератора. Измерение емкости сети вызывает соответствующее изменение напряжения на колебательном кон­ туре, образованном емкостью конденсатора С5 и индуктивностью обмотки трансформатора TV1. Напряжение, определяемое величиной емкости сети, усиливается и подается на обмотку управления компенсирующего дроссе­ ля, устанавливая необходимую индуктивность последнего.

Влияние напряжения смещения нейтрали на работу измерительного генератора практически исключается применением дросселя Др1, который для частоты 50 Гц практически представляет короткозамкнутую цепь. По­ этому все напряжение смещения нейтрали прикладывается к конденсато­ рам С7, СЮ, а на сопротивлении обратной связи R12 генератора напряже­ ния промышленной частоты близко к нулю.

Для подземных электрических сетей напряжением 380 и 660 В шахт горно-химической промышленности (калийных рудников), имеющих свои особенности (высокий уровень активного сопротивления изоляции сети, высокое сопротивление растеканию тока в земле и т.д.), предназначены аппараты защиты АЗТС [13,14].

Аппарат а ЗТС п о конструкции идентичен аппарату АЗЛК. Электри­ ческая схема усовершенствована, собрана на транзисторах и состоит из блоков защитного отключения и автоматической компенсации емкостных токов утечки. Электрическая схема блока защитного отключения измеряет посредством постоянного тока активное сопротивление фаз сети относи­ тельно земли и при снижении его до заданной величины вызывает сраба­ тывание промежуточного маломощного контактора (типа ПМЕ) и отклю­ чение сети автоматическим выключателем. Компенсация емкостных токов

утечек осуществляется дросселями насыщения, подключенными между фазами сети и землей. Индуктивность дросселей регулируется, как и в схе­ ме аппарата АЗЛК, подмагничиванием их постоянным током. При измене­ нии ёмкости сети в пределах 0-1 мкФ/фаза аппарат АЗТС обеспечивает непревышение длительного тока утечки 10 мА (для АЗЛК - 25 мА) и отклю­ чающее сопротивление трехфазной утечки в пределах 70-120 кОм/фаза (для АЗАК - 10,5-30 кОм/фаза).

Аппараты контроля изоляции и компенсации ёмкостных токов раз­ личных типов и модификаций встраиваются в РУНН передвижных транс­ форматорных подстанций.

В настоящее время взамен блоков АЗПБ и АЗШ-1 подстанций типа ТСВП используются аппараты защиты АЗУР-1, а в подстанциях ТСШВП и ТКШВП - вместо БЗП-1А и АЗШ-2 - аппараты защиты АЗУР-2 с блоком тепловой защиты. Модификация АЗУР-З выполнена в виде отдельного устройства и используется как самостоятельный аппарат контроля и защи­ ты, заменяя аппараты АЗАК и АЗШ-З.

Аппараты АЗУР (аппарат защит унифицированный рудный) предна­ значен для эксплуатации в сетях напряжением 380 и 660 В и обеспечивает не превышение длительного тока утечки величиной 25 мА при емкости се­ ти до 1 мкФ/фаза. Сопротивление срабатывания при напряжении 380 и 660 В составляют соответственно: при симметричной трёхфазной утечке - не менее 10 и 30 кОм на фазу, а при однофазной утечке - не более 12 и 20 кОм на фазу [14,15].

Сопротивление срабатывания в режиме РУ (реле утечки) и в режиме БРУ (блокирование реле утечки) - одинаковое.

Сопротивление срабатывания тепловой защиты (только для АЗУР-2) 1,3±0,3 кОм. Модификация АЗУР-З не имеет БРУ Собственное время

срабатывания аппарата АЗУР составляет <0,1 с.

Общие виды аппаратов АЗУР и их принципиальная схема приведены на рис.7.13 и 7.14.

Аппарат АЗУР-1 (рис.7.13, а) представляет собой выемную часть, за­ ключенную в металлический корпус. На лицевой панели установлены штепсельные разъемы для подключения аппарата к подстанции.

В состав АЗУР-1 входят устройство контроля сопротивления изоля­ ции и устройство автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки.

Устройство контроля сопротивления изоляции состоит из источников питания эталонного и оперативного напряжения, генератора повышенной частоты, измерительной схемы, исполнительного реле К3.1 (рис.7.14).

Источником питания служит трансформатор TV1 (обмотка W1) диод VD4 и конденсатор С5.

Источник эталонного напряжения состоит из трансформатора TV1 (обмотка W2), диода VD5, конденсатора С6 и формирователя прямоуголь-

320*2

Рис. 7.13. Аппарат зашиты АЗУР:

а - АЗУР-1; б - АЗУР-2; в - выемная часть АЗУР-З; г - АЗУР-З