СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РУДНИЧНЫХ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Ковалёв А.П., Лужнев А.И.
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.