книги из ГПНТБ / Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции

В настоящее время этому условию полностью не удовлетво­ ряют сети подстанции-1 (при подводе электроэнергии от под-

"станции «Первомайская»), подстанции-З и подстанции-4 (при параллельной работе I и II секций). Низкое сопротивление изо­ ляции резко ухудшает условия эксплуатации в сетях с изоли­ рованной нейтралью. Большое значение поэтому приобретает состояние изоляции. Методы контроля достаточно хорошо опи­ саны в технической и научной литературе. Однако следует признать их несовершенство на предмет практического исполь­ зования в производственных условиях. А те методы, которые доступны службам электрохозяйств и эксплуатируются в ка­ рьерных сетях, не дают полного представления об абсолютной величине сопротивления изоляции. Так, контроль состояния изоляции с помощью трех вольтметров указывает лишь на кесимметрию сопротивления изоляции электрической сети.

Взначительных пределах колеблется также емкость распре­ делительных сетей и отдельных линий электропередачи. Так, емкость сетей изменяется от 0,99 до 3,85 мкФ', а линий электро­

передачи, соответственно, 0,107—1.11 мкФ. Ма-ксвмум плотности распределения Р (С0) для сетей находится в пределах 2,41— 3,14 мкФ, Около 20% карьерных систем имеют емкость, превы­ шающую 3,14 мкФ. Значительная часть обследованных линий электропередачи (78,2%) имеет величину, превышающую

0,261 мкФ.

Величина емкости определяется, в основном, протяженностью

валы длин воздушных линий имеют пределы 0,28—3,17 км. Наибольшая плотность распределения Р (Ьв ) определяется величиной 0,7—1,0 км. Свыше 85% всех воздушных ЛЭП имеют протяженности менее 1,3 км. Излабельных линий электропере­ дачи часть (26%) охвачена устойчивым уровнем (0,5-4-0,6 км). Причем длины до 0,6 км имеют около 65% всех кабельных сетей.

В результате проведенных экспериментальных работ и обра­ ботки полученных данных установлены устойчивые величины ос­ новных параметров карьерных распределительных сетей и ли­ ний электропередачи 6 кВ:

1) для карьерных сетей Z 0 ^ 1000—1300 Ом;

Со <2,41—3,14 мкФ,

2) для линий электропередачи: Z 0; 45=4000—5000 Ом; Coi ==70,63-4-0,785 мкф;

Ьа — 0,7—1,0 км; LK= 0,5—0,6 км.

В эксплуатационной практике при необходимости определить

101

ёеличину тока замыкания на землю /0 Иногда применяют Метод аналитического расчета тока по известным параметрам сети.

Используется этот метод при невозможности или сложности измерений тока замыкания на землю /„, когда требуется ре­ шение целого ряда расчетных и эксплуатационных задач.

Рис. 7. Плотность распределения вероятностей протяженности воздушных (а} и кабельных (б) линий электропередачи напряжением 6 к В .

С достаточной для практических целей точностью ток замы­ кания на землю /0 можно определить по приближенной эмпири­ ческой формуле:

j _ЦНГ351К-г Le)

где U„— номинальное напряжение сети.

По данным ЦНИЭЛ при расчете тока замыкания на землю /0 рекомендуется принимать: 200 мА1км для кабельных ЛЭП, 15 m A I k m для воздушных ЛЭП.

102

Т а б л и ц а

Сравнительные данные вычисленных и измеренных величин токов замыкания на землю Л>

Втаблице приведены измеренные й вычисленные по формуле

(6)и по данным ЦНИЭЛ токи замыкания на землю /0.

Расчетные величины токов отличаются от опытных, которые можно принять как наиболее достоверные, в среднем в 3 раза при их расчете по формуле (6) и в 5 раз при их расчете по дан­ ным ЦНИЭЛ.

Такое расхождение результатов измерений и расчетов пока­ зывает неприемлемость существующих методов определения то­ ков для специфических условий карьеров.

На величину тока замыкания на землю /„ заметное влияние оказывает наличие заземляющего провода, так как карьерные воздушные линии электропередачи с заземляющим проводом на опорах имеют несколько большую емкость по отношению к земле, чем линии, где он не устраивается. Кроме этого, при ис­

ного электрооборудования. При сравнительно небольших длинах воздушных и кабельных ЛЭП в карьерах -величина емкостного тока энергоемкого карьерного оборудования становится соизме­ римой с величиной емкостного тока воздушных и кабельных ЛЭП.

Анализ данных таблицы показывает, что для практических целей в условиях данного месторождения определение токов замыкания на землю должно вестись с учетом емкостных коэф­ фициентов воздушных и кабельных ЛЭП, а также экскаваторов и трансформаторных подстанций 6/04 кВ.

ОЗАКОНАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В СЕТЯХ КАРЬЕРОВ

И. С. САМОЙЛОВИЧ (Криворожский ЦГОК)

Исследования надежности электроустановок требуют среди других вопросов детального изучения условий работы изоляции с математическим описанием интенсивности эксплуатационных воздействий, важнейшим из которых являются перенапряжения при однофазных замыканиях на землю.

Кратности внутренних перенапряжений представляют случай­ ные величины и могут быть оценены на основе вероятностно-ста­ тистической теории с учетом физики процессов, а параметры распределения — при обработкерезультатов длительной авто­ матической регистрации.

Можно видеть, по крайней мере, две задачи при оценке ха­ рактеристик внутренних перенапряжений в сетях карьеров: 1) определение характеристик перенапряжений с точки зрения координации изоляции по предельным соотношениям, для чего необходимо иметь плотность (и функцию) распределения наи­ больших значений кратностей перенапряжений; 2) определение

104

распределения перенапряжений как нагрузочных характеристик на изоляцию, для чего необходимо иметь информацию о повто­ ряемости воздействий той или иной кратности, т. е. распределе­ ние всех амплитуд перенапряжений.

При определении распределений перенапряжений в любом случае следует учитывать весь диапазон кратностей: при дуго­ вых и металлических замыканиях, при замыканиях через пере­ ходные сопротивления.

Распределение абсолютного максимума (максимума-макси-

морума) перенапряжений. В каждой реализации (однофазном замыкании) учитывается только наибольшее значение (абсолют­ ный максимум) кратности

max ; (/) — k ^ ., О < / < /JbW

В разных реализациях одного и того же процесса перенапря­ жений %(/) фиксированной длительности защитного отключе­ ния /:ащ значения k.iM. будут различными. Необходимо найти одномерную плотность вероятности для случайной величины £а.м., характеризующую распределение абсолютных максимумов в различных реализациях.

При прогнозировании предельных максимальных перенапря­ жений целесообразно применение статистики экстремальных значений и законов распределения крайних членов выборки.

С целью получения законов распределения кратности пере­

показала, что наиболее приемлемым аналитическим вьрпажением для плотности распределения <?(k)=f(k) абсолютных макси­ мумов является асимптотическое распределение максимальных значений типа 1 (двойное экспоненциальное распределение для максимумов), которое имеет удовлетворительную сходимость с опытными рядами:

а„— параметр, характеризующий рассеяние отдельных значе­ ний. k а.м.,

Для карьерных сетей в результате вычислений получены зна­ чения а„ =3,9; &„ = 1,90. Согласно [2] для двойного экспонен­ циального закона математическое ожидание абсолютного мак­ симума кратности перенапряжений

'•л

С учетом полученных параметров ка.м. = 2,048.

105

Максимумы, к также ДО НёкотОрой степени абсолютные Мини­ мумы. Первые — по причине влияния большого числа случайных факторов на параметры дуги, и следовательно, на кратность пе­ ренапряжения в первый полупериод после повторного зажигания, вторые — вследствие случайного характера кратностей в уста­ новившемся режиме (различные сопротивления _ в месте к. з. идр.).

Между этими двумя крайними значениями остальные ампли­ туды можно рассматривать как изменяющиеся в соответствии с кривой детерминированного переходного процесса в сети, т. е. случайными являются лишь начальные условия и установившие­ ся значения.

Кривая переходного процесса имеет колебательный характер. Изменение кратности амплитуд свободных колебаний от периода к периоду будет происходить в соответствии с формулой

что, как известно, для возникновения максимального перенапря­ жения достаточен один цикл «гашение-зажигание»); Т — период свободных колебаний; 3 — коэффициент затухания; А — слу­ чайная величина, зависящая от начальных условий и

Если интегральный закон распределения абсолютных макси­ мумов подчиняется выражению (2), то для последующих ампли­ туд законы распределения можно получить, подставляя в (2) кй.ы.—к , выраженное через kv kn с учетом начальных условий A = k —kусх . Тогда

где £уст — случайная величина, наименьшее значение которой равно 1, наибольшее Y 3 ; k — случайная величина абсолютно­ го максимума.

Рассматривая выборку всех амплитуд, как совокупность вы­ борок абсолютных максимумов (амплитуд нулевых колебаний), амплитуд первого периода колебаний, второго и т. д. периодов и абсолютных минимумов можно составить выражение для зако­ на распределения всех амплитуд. Распределения абсолютных

107

Максимумов плюс все остальные амплитуды, тяготеющие к аб­ солютным максимумам (обозначая для удобства записи

в-п — с>(кп = Ь)

П

где к — все значения кратности из генеральной совокупности, тяготеющие к абсолютным максимумам.

Распределение абсолютных минимумов подчняется двойному экспоненциальному закону типа II

Связь между амплитудами, расположенными вблизи миниму­ ма, осуществляется также в соответствии с кривой переходного процесса

Распределение совокупности амплитуд, близких к минималь­ ным, можно представить в виде ряда’

( 10)

где k — все значения кратностей из генеральной совокупности, тяготеющие к абсолютным минимумам.

Таким образом, генеральная совокупность, состоящая из всех амплитуд перенапряжений, имеет закон распределения вида (в интегральной форме)

П

j - m + n

( И )

В соответствии с полученным уравнением (11) была состав­ лена программа вычислений на ЭЦВМ и по данным осциллографической регистрации выполнены расчеты для закона распреде­ ления всех амплитуд. Параметры распределений (13) и (14) Ci= 3,0; в! = 2,02; с2— 10,0; в2 = 1,35; а=1,2; п=3; т = 0 , мате-

108

распределений практически синхронно дотягиваются к наиболь­ шему абсолютному максимуму.

Выводы

1. На основе данных проведенной впервые длительной авто­ матической регистрации и в соотношении со статистикой экст­ ремальных значений распределение максимальной кратности (абсолютного максимума) перенапряжений в карьерных сетях может быть выражено с помощью двойного показательного за­ кона — первого предельного распределения вероятностей макси­ мальных членов вариационного ряда (наибольших значений слу­ чайной величины).

2. Распределение всех амплитуд внутренних перенапряжений на неповрежденных фазах подчиняется полученному в работе композиционному распределению (II).

ЛИТЕРАТУРА

1. С а м о й л о в и ч И. С. О кратности перенапряжений при однофазных замыканиях на землю в карьерных сетях 6 кВ с изолированной нейтралью. Сб. «Горная электромеханика и автоматика», вып. 20. Изд-во ХГУ, Харьков

ВОПРОСЫ КООРДИНАЦИИ изоляции

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ КАРЬЕРОВ

И. С. САМОЙЛОВИЧ (Криворожский ЦГОК)

При решении вопросов повышения надежности карьерного электроснабжения и оборудования необходимо уделять перво­ степенное внимание координации изоляции как всей электро­ системы, так и ее элементов, которая заключается в согласова­ нии уровня изоляции электроустановок с возможными эксплуа­ тационными перенапряжениями. Координация изоляции должна базироваться на информации о перенапряжениях и уровнях изоляции с учетом статистического характера распределения указанных факторов.

109