Засоби протиаварійного керування і діагностики для систем електропостачання кар"єрів - Автореферат

Специфічні умови відкритих гірничих робіт обумовлюють часте виникнення аварійних режимів роботи електроустаткування, що представляють небезпеку для здоровя і життя людей. У свою чергу збільшення кількісних показників розподільних мереж і устаткування приводять до росту інтенсивності та імовірності ушкоджень, до погіршення умов електробезпеки. Підвищення надійності електропостачання і поліпшення умов електробезпеки на карєрах залежать від успішного рішення комплексу питань, серед яких важливе місце займають питання створення комплексу засобів протиаварійного керування і діагностики для карєрних розподільних підстанцій. Значний внесок у рішення питань забезпечення надійності та електробезпеки систем електропостачання гірничих підприємств внесли вчені Бацежев Ю.Г., Волотковський С.А., Груба В.І., Гімоян Г.Г., Гладілін Л.Б., Кириленко О.В., Ковальов П.Ф., Колосюк В.П., Коптіков В.П., Кутін В.М., Меньшов Б.Г., Петров О.О., Півняк Г.Г., Праховник А.В., Разумний Ю.Т., Самойлович І.С., Сирота І.М., Цапенко Є.Ф., Шидловський А.К., Шкрабець Ф.П., Щуцький В.І., Ягудаєв Б.М. та інші. Ведуча роль у розробці і впровадженні методів і засобів підвищення надійності та електробезпеки систем електропостачання гірничих підприємств в Україні належить колективам науково-дослідних інститутів: ІЕД НАН України, НДІАЧЕРМЕТ, МАКНДІ, НДІБТГ, Донецького Національного технічного і Дніпропетровського Національного гірничого університетів та ін.У дисертаційній роботі в результаті теоретичних і експериментальних досліджень вирішена наукова задача, що полягає в розвитку методів діагностування технічного стану і розробці принципів і технічних засобів протиаварійного керування при експлуатації карєрних систем електропостачання, спрямованих на підвищення їхньої ефективності, експлуатаційній надійності й електробезпечності. На основі статистичних досліджень і огляду літературних джерел установлено, що найбільш розповсюдженими ушкодженнями в розподільних мережах напругою 6 КВ системи електропостачання карєрів є однофазні замикання на землю, у тому числі й обриви проводу повітряної ЛЕП, що у загальному випадку становлять небезпеку як для ізоляції електричних мереж і установок, так і для обслуговуючого персоналу. Розроблено математичні моделі, що дозволяють оцінити вплив параметрів мережі і заземлення нейтралі на складові аварійних струмів і параметри нульової послідовності при однофазних замиканнях на землю з боку електроприймача в результаті обриву проводу повітряної ЛЕП.Напряжение несимметрии в електрических сетях с изолированной нейтралью // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. рпаць / Ін-т геотехнічної механіки НАН України,-Дн-ськ, 2000. Составляющие тока замыкания на землю в электрических сетях в установившемся режиме // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. Состояние средств защиты и противоаварийного управления в системах электроснабжения карьеров // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. Функциональные характеристики автоматизированной системы диагностики и управления комплектными распределительными устройствами // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. рпаць / Ін-т геотехнічної механіки НАН України,-Дн-ськ, 2000.

Основний зміст дисертації опубліковано в роботах

У дисертаційній роботі в результаті теоретичних і експериментальних досліджень вирішена наукова задача, що полягає в розвитку методів діагностування технічного стану і розробці принципів і технічних засобів протиаварійного керування при експлуатації карєрних систем електропостачання, спрямованих на підвищення їхньої ефективності, експлуатаційній надійності й електробезпечності.

Основні наукові результати, висновки і практичні рекомендації дисертаційної роботи полягають у наступному: 1. На основі статистичних досліджень і огляду літературних джерел установлено, що найбільш розповсюдженими ушкодженнями в розподільних мережах напругою 6 КВ системи електропостачання карєрів є однофазні замикання на землю, у тому числі й обриви проводу повітряної ЛЕП, що у загальному випадку становлять небезпеку як для ізоляції електричних мереж і установок, так і для обслуговуючого персоналу.

2. Уперше запропонований інженерний метод визначення значень провідності ізоляції та її складових окремих фаз в трифазній електричній мережі з ізольованою нейтралью, заснований на штучному одержанні напруги зсуву нейтралі шляхом включення додаткових активних провідностей до фаз мережі. Метод є працездатним при будь-якій можливій нессиметрії фазних напруг, обумовленій нерівністю провідностей ізоляції.

3. Розроблено математичні моделі, що дозволяють оцінити вплив параметрів мережі і заземлення нейтралі на складові аварійних струмів і параметри нульової послідовності при однофазних замиканнях на землю з боку електроприймача в результаті обриву проводу повітряної ЛЕП. Установлено, що при обриві проводу однієї з фаз повітряної ЛЕП можливе однофазне замикання на землю з боку електроприймача, при якому значення аварійного струму, струми і напруги нульової послідовності зменшуються практично вдвічі в порівнянні з класичним однофазним замиканням, що може зявитися причиною неспрацьовування струмових і спрямованих пристроїв захисту.

4. Уперше запропоновано і розроблено пристрій захисного відключення при обриві проводу карєрних повітряних ЛЕП, який дозволяє відключити аварійну лінію до появи замикання на землю, що різко зменшує імовірність розвитку аварії за рахунок виключення дії внутрішніх перенапруг, що супроводжують замикання на землю.

5. Уперше для карєрних систем електропостачання з урахуванням вимог галузевих Правил, розроблені структура, алгоритм і на основі мікро - ЕОМ виконано синтез системи керування, захисту і діагностики карєрних розподільних підстанцій і мереж напругою 6 КВ. У рамках системи розроблено алгоритм, обґрунтовані основні технічні характеристики і реалізовано пристрій автоматичного повторного вмикання з випереджальним контролем напруги вибігу мережного електродвигуна й опору ізоляції відключеного приєднання для карєрних розподільних мереж напругою 6 КВ.

6. Реалізація і впровадження розроблених методу контролю ізоляції, системи діагностики, захисту і керування розподільними підстанціями напругою 6 КВ систем електропостачання карєрів і пристрою захисного відключення при обриві проводу повітряної ЛЕП дозволить підвищити умови електробезпечності і надійності систем електропостачання в цілому й одержати економічний ефект.