Назад в библиотеку

---

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТЫ СКОЛЬЖЕНИЯ

Авторы: Петрушин Е.И., Дубинин С.В.
Источник: Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих – 2012 / Матерiали XII мiжнародної науково-технiчної конференцiї  аспiрантiв та  студентів – Донецьк, ДонНТУ – 2012,  с. 357–359.

Аннотация

Петрушин Е.И., Дубинин С.В. Система автоматического контроля и защиты электрической сети питания электромагнитной муфты скольжения. Рассмотрены недостатки современных устройств защиты комбинированных участковых электрических сетей. Проведены исследования и получена зависимость, позволяющая определить исходные данные для разработки новой системы контроля и защиты. 

Кабельная электрическая сеть питания электромагнитной муфты скольжения (ЭМС) привода горной машины является наиболее повреждаемым звеном в системе автоматизации. Повреждения кабеля могут вызвать такие аварийные ситуации, как короткое замыкание электрических цепей, утечку тока на землю, повреждение элементов системы автоматизации. Одним из эффективных методов предотвращения развития аварийной ситуации является автоматический контроль и защита от утечки тока на землю в цепях питания ЭМС. 

Электрическая сеть питания ЭМС привода горной машины является комбинированной сетью переменного и постоянного токов с использованием полупроводниковых преобразователей напряжения. Современные системы контроля и защиты подобных сетей (РКУ-Зар1М, БЗК и др. [1, 2]) имеют область применения, ограниченную общей протяженностью кабельной сети – 50–200 м. Тенденция увеличения длины современных лав угольных шахт до 300…350м обуславливает необходимость дополнительных исследований с целью обоснования эффективного способа и разработки новых систем контроля и защиты от утечки тока на землю в комбинированных сетях питания ЭМС. 

В результате критического анализа способов определения эквивалентного сопротивления изоляции комбинированной электрической сети относительно земли, был выбран метод вспомогательных проводимостей, подключаемых к полюсам преобразователя напряжения (полупроводникового управляемого выпрямителя) [3]. Суть метода заключается в поочерёдном подключении двух вспомогательных проводимостей к цепи постоянного тока с целью выявления возможной утечки на землю. Измеряя разность напряжения смещения искусственной нейтрали Uсм, при поочередных подключениях вспомогательных проводимостей к полюсам, можно однозначно судить о величине эквивалентного сопротивления утечки на землю Rэ. С целью определения уточненной зависимости Uсм = f (Rэ), проведено компьютерное моделирование с использованием пакета MULTISIM. Принципиальная схема исследуемого участка сети приведена на рисунке 1. 

Рисунок 1 – Схема исследуемого участка электрической сети

На схеме обозначены элементы: Uc – трёхфазная обмотка низшего напряжения силового трансформатора; R1–R7 – сопротивления образующие искусственную нейтраль; Ry1–Ry3 – сопротивления утечек; DC – трёхфазный управляемый выпрямитель по схеме Ларионова; ion – управляемые проводимости; EMS – электромагнитная муфта скольжения. Буквами A, B, C – обозначены места имитации утечек в сети; К1– управляемый ключ, с помощью которого к сети подключается ЭМС. 

В ходе моделирования были получены графики изменения напряжения смещения искусственной нейтрали, фрагменты которых представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Графики напряжения смещения искусственной нейтрали

На рисунке 2 представлены следующие графики изменения напряжения смещения искусственной нейтрали: 

а) напряжения смещения нейтрали без утечек тока; 

б) напряжения смещения нейтрали при однофазной утечке; 

в) напряжения смещения нейтрали при однополюсной утечке. 

Установлено, что амплитуда переменного напряжения смещения нейтрали однозначно соответствует эквивалентной проводимости электрической сети относительно земли при всех возможных комбинациях снижения проводимости (симметричных трехфазных, двухполюсных, однофазных, двухфазных и однополюсных). 

Аналитическая зависимость напряжения смещения нейтрали от эквивалентного сопротивления (1) была получена методом наименьших квадратов в пакете SigmaPlot при помощи аппроксимации зависимости, полученной при компьютерном эксперименте (рисунок 3).