Реферат | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальное задание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НИЗКОВОЛЬТНОЙ УЧАСТКОВОЙ СЕТИ КАК ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

Потапенко А.В.

Студенческая научная работа на тему «Математическое моделирование процесса короткого замыкания в участковой электросети с учетом совокупности воздействующих факторов».

     Комбинированная низковольтная электрическая сеть участка шахты представляет комплекс электромеханических установок, таких как комбайн, конвейера, стационарные установки в их составе работают электродвигатели, которых необходимо питать электроэнергией, для этого предусматриваются системы электроснабжения, которые в совокупности с электроприводами составляют низковольтный электротехнический комплекс. Схема низковольтного электротехнического комплекса шахты представлена на (рис. 1.).

Рисунок 1 - Схема низковольтного электротехнического комплекса шахты

     Таким образом, в состав каждого электротехнического комплекса входит:

• участковая трансформаторная подстанция ТСВП, применяется для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты;
• автоматический выключатель АВ, предназначен для включения и отключения электрических цепей при номинальной нагрузке;
• совокупность пускателей ПВИ по числу электрических потребителей;
• электродвигатели потребителя ЭД;
• разветвленная кабельная сеть, соединяющая пускатели распределительного пункта с двигателями потребителя.

     В шахтной участковой сети имеет место наибольшее число повреждений по сравнению с другими участками электроснабжения шахты.

     Ограниченность пространства в горных выработках при недостаточной освещенности значительно усложняет монтаж, обслуживание и профилактический ремонт электрооборудования. Из-за несвоевременного устранения возникших неисправностей в электрическом оборудовании, а также в результате ошибочных действий обслуживающего персонала в рудничном электрическом оборудовании возникают короткие замыкания (КЗ).

     Рудничное электрическое оборудование подвергается влиянию влажной атмосферы и угольной пыли. В условиях эксплуатации угольная пыль и влага оседает на поверхности электроизоляционных деталей электрического оборудования, в результате чего появляются токи утечки, которые при определенных условиях перерастают в токи короткого замыкания. При периодических нагреве и охлаждении рудничного электрического оборудования может образовываться роса, которая также будет создавать условия для возникновения КЗ. В результате проведенных наблюдений установлено, что отказы автоматических выключателей АВ из-за нарушения изоляции между фазами составляют 17,6% от общего числа отказов [1].

     Основной причиной возникновения КЗ в подземных электрических установках являются механические воздействия. Рудничная электрическая аппаратура и электрические двигатели имеют механически прочные оболочки, защищающие их активную часть от внешних воздействий. В тоже время в подземных выработках шахт эксплуатируются многие километры бронированных и гибких кабелей, оболочки которых имеют недостаточную механическую прочность. При этом наибольшую аварийность имеют гибкие кабели, прокладываемые непосредственно в забоях. При повреждении кабелей, кроме однофазных, возможно появление междуфазных утечек, перерастающих в токи КЗ. кроме того, КЗ может возникнуть в результате повреждения кабеля обрушившейся породой или пачкой угля, а также перемещающимся забойным оборудованием или транспортными средствами. В условиях подземных выработок шахт имеется достаточно высокая вероятность возникновения КЗ, которые при определенных условиях могут привести к опасным последствиям.

     При КЗ могут возникать разные небезопасные последствия [2]:

• недопустимое нагревание электрооборудования и его термическое повреждение из-за значительного роста токов (в 10…15 раз и более);
• возникновение больших механических усилий между токоведущими частями, которые приводят к их повреждению или разрушению;
• снижение напряжения и искажение ее фазной симметрии, что негативно влияет на работу потребителей энергии. Так, при снижении напряжения на 30…40% в течение не менее секунды начинается процесс торможения электродвигателей, вследствие чего возможны нарушения технологического цикла на шахтах;
• наведение при несимметричных КЗ в соседних линиях связи и сигнализации ЭДС, небезопасных для обслуживающего перcонала и аппаратуры;
• нарушение устойчивости работы отдельных элементов и режима систем электропотребления в целом, что приводит к аварийным ситуациям с отключением значительного количества потребителей электрической энергии;
• воспламенение электроустановок.

     Наиболее опасные последствия оказываются обычно в силовых элементах, которые примыкают к месту возникновения КЗ. Если КЗ на значительном электрическом расстоянии от источника питания, то увеличение тока воспринимается генераторами как некоторое повышение нагрузки. Существенное снижение напряжения происходит лишь возле места трехфазного КЗ.

     Чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение всех потребителей, необходимо проектировать и сооружать системы электроснабжения с учетом возможных КЗ, сурово следуя правилам эксплуатации электроустановок, беспрерывно повышая технической уровень и качество изготовления электрооборудования. У систем электропотребления для выявления опасных последствий от КЗ и обеспечения стойкости режима работы нагрузки вводят быстродействующие релейные защиты важных элементов, применяют специальные схемы автоматического включения резерва источников питания, предусматривают распределение во времени процессов самозапуска разных групп двигателей, устанавливают регулировочные устройства возбуждения синхронных машин.

     Внедрение угледобывающих комплексов с механизированными крепями, применение в подземных электрических сетях аппаратуры защитного отключения и экранированных кабелей, использование в рудничном электрическом оборудовании электроизоляционных материалов с высокими физико-механическими свойствами привели к уменьшению токов утечек в рудничном электрическом оборудовании и к снижению числа КЗ в шахтных участковых сетях.

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ