Лужнев А.И.,Ковалёв А.П.
Предложенная рудничная взрывобезопасная подстанция (рисунок 1) содержит размещенные в оболочках 1 и 2 с кабельными коробками высшего 3 и низшего 4 напряжений, коммутационный аппарат высшего напряжения 5, силовой трансформатор 6 с установленными на его активной части дискретными датчиками температуры 7 и распределительное устройство низшего напряжения 8, включающее силовые шины 9, автоматический выключатель 10 с силовыми контактами 11, расцепителем минимального напряжения 12 и независимым расцепителем 13. Распределительное устройство низшего напряжения 8 содержит также блок питания 14 цепей управления, аппарат защиты от утечки тока на землю 15 и устройство максимальной токовой защиты 16.
На активной части трансформатора 6 в месте размещения датчиков 7 установлены дополнительные дискретные датчики температуры 17, количество которых равно количеству датчиков 7. Датчики 17 включены в цепь питания исполнительного реле (на рисунке не показано) дополнительно введенного устройства тепловой защиты и сигнализации 18. Устройство тепловой защиты питается от блока питания 14. Датчики 17 настроены на температуру срабатывания, меньшую по сравнению с температурой срабатывания датчиков 7 на 5 – 10 оС. Устройство тепловой защиты и сигнализации 17 содержит исполнительные элементы, введенные в цепи питания расцепителя минимального напряжения, нулевого расцепителя и аппаратов защиты от утечки тока на землю и максимальной токовой защиты, а также связанные с введенным в кабельную коробку распределительного устройства высшего напряжения 3 элементом отключения 19 высоковольтного коммутационного аппарата, питающею подстанцию.
В процессе работы трансформатора напряжение на его активную часть 6 подаётся из сети при помощи высоковольтного коммутационного аппарата 5. С вторичной обмотки трансформатора напряжение подаётся через шины 9 и силовые контакты 11 автоматического выключателя 10 в сеть низшего напряжения.
Защита трансформаторной подстанции от утечки тока на землю осуществляется при помощи аппарата защиты 15, а защита oт перегрузки и от действия токов коротких замыканий осуществляется при помощи устройства максимальной токовой защиты 16.
При работе подстанции в результате протекания тока по обмоткам происходит нагрев её активной части трансформатора 6. При температуре активной части равной уставке срабатывания датчиков 17, от них подаётся сигнал на устройство тепловой защиты и сигнализации 18. При этом устройство тепловой защиты подаёт звуковой и световой предупредительные сигналы о недопустимости её дальнейшей перегрузки по току и одновременно начинает отработку выдержки времени на отключение сигнализации.
В течение заданной выдержки времени нагрузка на подстанцию должна быть снижена. По истечении выдержки времени, звуковая и световая сигнализация отключается. При этом возможны два варианта дальнейшей работы подстанции:
- нагрузка на подстанцию не снижается.
- нагрузка на подстанцию снижается.
В первом случае нагрузка на подстанцию своевременно снижается. Происходит охлаждение активной части трансформатора до возврата в исходное состояние датчиков 17. Устройство тепловой защиты и сигнализации 18 совместно с датчиками 17 переходит в режим контроля теплового состояния активной части трансформатора 6.
Во втором случае подстанция работает в режиме с перегрузкой. При температуре активной части равной уставке срабатывания датчиков 7 устройство тепловой защиты 18 подаёт сигналы на расцепитель минимального напряжения 12 и независимый расцеиитель 13, что приведёт к отключению автоматического выключателя 10. Сигнал от устройства тепловой защиты 18 подаётся также в устройство отключения 19 высоковольтного коммутационного аппарата, питающего подстанцию. Подстанция отключается. Такой случай может быть при коротком замыкании в электрической сети, при быстром возрастании нагрузки или при длительной перегрузке, когда оператор не снизит по сигналу нагрузку подстанции.
Устройство тепловой защиты и сигнализации 18 воздействует на расцепитель минимального напряжения 12 и независимый расцепитель 13. Его сигнал подаётся также на введенный блок отключения 19 высоковольтного коммутационного аппарата, питающего подстанцию. Подстанция при этом полностью обесточивается. В случае, если причиной её отключения явится короткое замыкание, обмотка активной части трансформатора не повреждается.
Выполнение рудничной взрывобезопасной трансформаторной подстанции в соответствии с предложенным техническим решением позволит за счет исключения недопустимого перегрева активной части трансформатора продлить сроки службы её изоляции, а значит и самого трансформатора.
Перечень ссылок
1. Деклараційний патент № 11624 Україна. Рудникова вибухобезпечна трансформаторна підстанція: / М.О. Нагорний, Г.Л. Локтіонов, І.Я. Чернов, В.М. Грушко, О.П. Ковальов. Приоритет от 03.02.2005г., г. Киев, опубл. в Бюл. №1, 16.01.2006.