Методи та засоби обмеження струмів витоку на землю в системах електропостачання залізорудних шахт

Abstract

Дисертація присвячена підвищенню ефективності функціонування пристроїв захисного відключення в напрямку мінімізації хибних відключень електроприймачів та забезпечення електробезпеки в комбінованих мережах напругою до 1000 В систем електропостачання залізорудних шахт (КЕМ). Доведено необхідність розроблення нових апаратів захисту від витоків струму на землю в КЕМ, що здійснюють контроль опору ізоляції мереж та витоків струму змінним оперативним струмом зниженої частоти. Представлено результати по розробленню прямопропорційної вимірювальної функції апаратів захисту, що працюють на змінному оперативному струмі в умовах КЕМ. Удосконалено метод та розроблено регулятор автоматичної компенсації ємнісних струмів витоку на землю шляхом застосування статичного компенсуючого дроселя та його налаштування на ємність середини встановлених інтервалів робочого діапазону ємності ізоляції КЕМ, що дозволяє обмежувати до нормованого рівня короткочасні струми витоку на землю. Розроблено новий метод для вимірювання ємності ізоляції фаз комбінованих електричних мереж під робочою напругою з прямопропорційною вимірювальною функцією «оперативний струм – ємність ізоляції» та виконано вибір оптимальної частоти змінного оперативного струму, що дозволяє виконувати з достатнім рівнем точності резонансне налаштування статичного компенсуючого дроселя у всьому робочому діапазоні ємності ізоляції КЕМ.

Диссертация посвящена повышению эффективности функционирования устройств защитного отключения в направлении минимизации ложных отключений электроприемников и обеспечения электробезопасности в сегментах комбинированных электрических сетей напряжением до 1000 В современных систем электроснабжения железорудных шахт (КЭС) путем разработки эффективной системы компенсации емкостных токов утечки на землю. Проанализированы особенности КЭС и установлено, что кратковременные токи утечки, возникающие на различных участках комбинированных электрических сетей, могут достигать значений, которые значительно превышают их нормированный ГОСТ 12.1.038-82 уровень, а существующие методы и средства их ограничения имеют ряд недостатков или являются совсем непригодными для использования в таких типах электрических сетей. Установлено, что решить на практике проблему электробезопасности и минимизации нештатных отключений электроприемников в КЭС «традиционным путем» невозможно, поскольку полупроводниковые преобразователи энергии, используемые для регулирования момента и скорости регулируемых электроприводов электротехнических комплексов горных машин и механизмов, создают дополнительное дестабилизирующее влияние на защитные характеристики существующих аппаратов защиты от утечек тока на землю.

The thesis is devoted to increase functioning efficiency of protection devices in the direction of minimize false shut-offs of electric consumers and improve electrical safety in combined electrical networks with voltage up to 1000 V power supply systems of iron ore mines (CEN). Proved necessity of the developing new protection devices against leakage current to ground in the CEN, which performs control of the impedance network isolation and leakage current by means of alternating operational current. Presents the results of development direct proportional measuring function of protection devices which working on alternating current in the operational conditions of the CEN. An improved method and designed automatic compensation controller of capacitive leakage currents by applying a static compensating reactor and its configuration on the capacity of the middle of the established intervals of the operating range isolation capacitance of the CEN which allows to limit short-time leakage currents to earth to normalized level. Developed a new method of measuring isolation capacitance of the CEN with direct proportional measuring function "operational current – isolation capacitance" and made the choice of the optimal frequency of the alternating operating current, which enables resonant tuning of the static compensating reactor with sufficient level of accuracy.