Рудникова вибухобезпечна трансформаторна підстанція

1. Рудникова вибухобезпечна трансформаторна підстанція, що містить розміщені у вибухонепроникних оболонках з кабельними коробками комутаційний апарат вищої напруги, силовий трансформатор із закріпленими на його активній частині дискретними датчиками температури, розподільний пристрій нижчої напруги, що включає в себе силові шини, автоматичний вимикач із розчеплювачем мінімальної напруги й незалежним розчеплювачем, блок живлення кіл керування й захистів, блок максимального струмового захисту, апарат захисту від витоку струму на землю, яка відрізняється тим, що на активній частині силового трансформатора в місці розташування датчиків температури встановлені додаткові дискретні датчики температури, температура спрацьовування яких менша від температури спрацьовування згаданих датчиків, додаткові датчики разом зі згаданими датчиками температури з'єднані з додатково уведеним пристроєм теплового захисту й сигналізації, виконавчі елементи якого включені в кола U 2 (11) 1 3 11624 4 ся за допомогою контролюючого елемента, у якоспідстанції, узятої нами за прототип, є те, що внаті якого використовується термоопір. Термоопір слідок великої інерцїйности охолодження активної закріплений на відводі однієї з фаз обмотки силочастини трансформатора підстанції її не вдається вого трансформатора й підключений до блоку теувімкнути тривалий час (1,5-2 години) після спраплового захисту, що містить реле з нормально цьовування теплового захисту. Установка дифевідкритими контактами, уведеними в коло незалеренціальних датчиків температури не призводить жного розчеплювача автоматичного вимикача. до істотного скорочення часу простою. Особливо Недоліки цієї підстанції полягають у тому, що в цей недолік характерний для підстанцій потужнісїї електричній схемі задіяний тільки незалежний тю 630 кВ.А і більше. Це призводить до виникненрозчеплювач автоматичного вимикача. Однак, при ня небезпеки перебування людей у робочому пронесправності незалежного розчеплювача (непрасторі з вибухонебезпечною атмосферою через вильне регулювання, обрив кола й т.і.) у випадку неможливість вмикання вентиляторів місцевого виникнення аварійної ситуації через коротке замипровітрювання. Забезпечення незалежного вмикання або перевантаження, підстанція сама стає кання останніх від додатково встановленої підстаджерелом аварії. Це особливо небезпечно при нції приводить до перевитрачання коштів на сисексплуатації її у вибухонебезпечній атмосфері. тему електропостачання. Неможливість вмикання Застосування термоопору для контролю теплового підстанції безпосередньо після її відключення й стану й розташування його на відводі однієї з фаз відсутність електроенергії на дільниці спричиняє не дозволяє з необхідною точністю визначити теприпинення основних робіт, пов'язаних з видобутмпературу нагрівання обмоток активної частини. ком корисної копалини. До недоліків варто віднесКрім того, застосування термоопору у свою чергу ти також те, що схема керування, захисту й сигнаутрудняє об'єктивний контроль теплового стану лізації підстанції виконана таким чином, що активної частини трансформатора через недоліки, датчики температури впливають тільки на розчепвластиві самому термоопору - нелінійності його лювач мінімальної напруги автоматичного вимикахарактеристики, необхідності додатково вводити ча й, наприклад, при неправильному його регулюперетворювач, розкиду параметрів, низької межі ванні автоматичний вимикач може не контрольованої температури. Останній недолік відключитися при спрацьовуванні датчиків. обумовлює необхідність установки термоопору на В основу корисної моделі поставлене завданвідводі активної частини. Істотна різниця темпераня створити рудникову вибухобезпечну трансфортур найбільш нагрітої точки обмотки й відводів маторну підстанцію підвищеної надійності й безпепризводить до значної похибки при визначенні ки при експлуатації, що дозволяє практично контрольованого параметра. Установка тільки одуникнути її відключення на тривалий час у резульного термоопору також знижує надійність контротаті впливу перевантаження. лю нагрівання активної частини трансформатора. Розв'язання поставленого завдання досягнуте Дія реле блоку теплового захисту тільки на автотим, що в рудниковій вибухобезпечній трансформатичний вимикач дозволяє відключити мережу маторній підстанції, що містить розміщені у вибунижчої напруги, але не запобігає розвитку аварії в хонепроникних оболонках з кабельними коробками трансформаторі підстанції. Наприклад, при виткокомутаційний апарат вищої напруги, силовий травому короткому замиканні через невелике підвинсформатор із закріпленими на його активній часщення струму у високовольтній мережі високовотині дискретними датчиками температури, розпольтний комутаційний апарат, що живить дільчий пристрій нижчої напруги, що включає в підстанцію, її не відключає. себе силові шини, автоматичний вимикач із розчеВідома також рудникова вибухобезпечна траплювачем мінімальної напруги й незалежним рознсформаторна підстанція, узята нами за прототип, чеплювачем, блок живлення кіл керування й захищо містить розміщені у вибухонепроникних оболостів, блок максимального струмового захисту, нках з кабельними коробками комутаційний апарат апарат захисту від витоку струму на землю, провищої напруги, силовий трансформатор із закріппонується на активній частині силового трансфорленими на його активній частині дискретними датматора в місці розташування датчиків температучиками температури, розподільчий пристрій нижри встановити додаткові дискретні датчики чої напруги, що включає в себе силові шини, температури, температура спрацьовування яких автоматичний вимикач із розчеплювачем мінімаменше температури спрацьовування згаданих льної напруги й незалежним розчеплювачем, блок датчиків, додаткові датчики разом зі згаданими живлення кіл керування й захисту, блок максимадатчиками температури з'єднані з додатково увельного струмового захисту, апарат захисту від деним пристроєм теплового захисту й сигналізавитоку струму на землю, [2]. цію, виконавчі елементи якого включені в кола У цій трансформаторній підстанції частково живлення розчеплювача мінімальної напруги й усунуті недоліки, властивому аналогу. Надійність незалежного розчеплювача автоматичного вимитрансформаторної підстанції підвищена за рахукача, а також у коло додатково уведеного принок того, що в коло захисту уведений розчеплювач строю відключення високовольтного комутаційного мінімальної напруги й незалежний розчеплювач апарата, що живить підстанцію, у пристрій теплоавтоматичного вимикача, застосовані диференцівого захисту й сигналізацію увести елементи світальні датчики температури, які встановлені на лової та звукової сигналізації про тепловий стан активній частині двох фаз трансформатора. Це активної частини трансформатора підстанції. дозволило підвищити безпеку її застосування у Перераховані вище ознаки, що відрізняються вибухонебезпечних середовищах. від прототипу, необхідні й достатні у всіх випадках, Недоліком вибухобезпечної трансформаторної на які поширюється обсяг правової охорони корис 5 11624 6 ної моделі. трансформаторна підстанція працює в такий споПропонується пристрій відключення високовосіб. льтного комутаційного апарата, що живить підстаНапруга на активну частину трансформатора 6 нцію, розмістити в кабельній коробці розподільноз мережі вищої напруги подається за допомогою го пристрою вищої напруги. високовольтного комутаційного апарата 5. Із втоПропонуються також додаткові датчики темринної обмотки трансформатора напруга подаєтьператури установити в кількості, рівній кількості ся через шини 9 і силові контакти 11 автоматичнозгаданих датчиків. го вимикача 10 у мережу нижчої напруги. Пропонується установити додаткові датчики з Захист трансформаторної підстанції від витоку температурою спрацьовування менше температуструму на землю здійснюється за допомогою апарата захисту 15, а захист від перевантаження й від ри спрацьовування згаданих датчиків на 10-20 С. дії струмів короткого замикання здійснюється за Пропонується у пристрій теплового захисту допомогою пристрою максимального струмового ввести блок затримки відключення сигналізації, захисту 16. настроєний на заданий проміжок часу. У процесі роботи підстанції в результаті протіКрім того пропонується елементи світлової й кання струму по обмотках відбувається нагрівання звукової сигналізації пристрою теплового захисту й її активної частини. При температурі активної чассигналізації виконати у вибухозахищеному викотини, що дорівнює уставці спрацьовування датчинанні й розмістити за межами корпуса підстанції. ків 17, від них подається сигнал на пристрій теплоЗапропонована рудникова вибухобезпечна вого захисту й сигналізації 18. При цьому пристрій трансформаторна підстанція дозволяє: теплового захисту подає звукові й світловий попе- попередити відключення підстанції при її переджувальні сигнали про неприпустимість її подаревантаженні шляхом подачі попереднього сигнальшого перевантаження по струму. лу про необхідність зниження навантаження; При цьому можливі два варіанти подальшої - підвищити безпеку проведення робіт у вибуроботи підстанції: хонебезпечному просторі за рахунок виключення - навантаження на підстанцію знижене; тривалого знаходження підстанції й відповідно - навантаження на підстанцію не знижується. вентиляторів місцевого провітрювання в відклюУ першому випадку навантаження на підстанченому стані; цію вчасно знижується. Відбувається охолодження - виключити припинення робіт на дільниці чеактивної частини трансформатора до повернення рез відключення підстанції в результаті спрацьоу вихідний стан датчиків 17. Пристрій теплового вування датчиків теплового захисту. захисту й сигналізації 18 разом з датчиками 17 Сутність запропонованого технічного рішення переходить у режим контролю теплового стану представлена на наведеному кресленні (фіг.1), де активної частини трансформатора 6. зображена структурна схема рудникової вибухоУ другому випадку підстанція працює в режимі безпечної трансформаторної підстанції. з перевантаженням. При температурі активної Запропонована рудникова вибухобезпечна пічастини, що дорівнює уставці спрацьовування дадстанція містить розміщені в оболонках 1 й 2 з тчиків 7 пристрій теплового захисту 18 подає сигкабельними коробками вищої 3 і нижчої 4 напруги, нали на розчеплювач мінімальної напруги 12 і некомутаційний апарат вищої напруги 5, силовий залежний розчеплювач 13, що призведе до трансформатор 6 із установленими на його активвідключення автоматичного вимикача 10. Сигнал ній частині дискретними датчиками температури 7 від пристрою теплового захисту 18 подається таі розподільчий пристрій нижчої напруги 8, що кож у пристрій відключення 19 високовольтного включає силові шини 9, автоматичний вимикач 10 комутаційного апарата, що живить підстанцію. із силовими контактами 11, розчеплювачем мініПідстанція відключається. Такий випадок може мальної напруги 12 і незалежним розчеплювачем бути при короткому замиканні в електричній мере13. Розподільчий пристрій нижчої напруги 8 місжі, при швидкому зростанні навантаження й при тить також блок живлення 14 кіл керування, апатривалому перевантаженні, коли оператор не знират захисту від витоку струму на землю 15 і призить по сигналу навантаження підстанції. стрій максимального струмового захисту 16. Пристрій теплового захисту й сигналізації 18 На активній частині трансформатора 6 у місці діє на розчеплювач мінімальної напруги 12 і незарозміщення датчиків 7 встановлені додаткові дислежний розчеплювач 13. Його сигнал подається кретні датчики температури 17, кількість яких дорітакож на уведений пристрій відключення 19 висовнює, наприклад, кількості датчиків 7. Датчики 17 ковольтного комутаційного апарата, що живить включені в коло керування виконавчого елемента підстанцію. Підстанція при цьому повністю знест(на фіг. 1 не показано) додатково уведеного прирумлюється. У випадку, якщо причиною її відклюстрою теплового захисту та сигналізації 18. Причення є коротке замикання, обмотка активної часстрій теплового захисту живиться від блоку живтини трансформатора не ушкоджується. лення 14. Датчики 17 настроєні на температуру У прототипі ж, при впливі теплового захисту спрацьовування, меншу в порівнянні з температутільки на розчеплювач мінімальної напруги, активрою спрацьовування датчиків 7, наприклад, на 10на частина трансформатора залишається підклю20 С. Пристрій теплового захисту й сигналізацію ченою до мережі вищої напруги і при короткому 18 пов'язаний з уведеним у кабельну коробку роззамиканні обмотка трансформатора може бути подільчого пристрою вищої напруги 3 пристроєм ушкоджена, причому, аварійна ситуація може одевідключення 19 високовольтного комутаційного ржати подальший розвиток і привести до більш апарата, що живить підстанцію. небезпечних наслідків пов'язаних з особливістю Запропонована рудникова вибухобезпечна 7 11624 8 експлуатації вибухобезпечного електроустаткутехнічного рішення дозволяє за рахунок виклювання. чення неприпустимого перегріву активної частини Передбачається у пристрій теплового захисту трансформатора продовжити строк служби ізоляввести блок затримки відключення сигналізації, ції трансформатора підстанції та її експлуатації. який відключає сигналізацію через заданий проміЗапропоноване технічне рішення дозволяє вижок часу після спрацьовування датчиків 17. ключити зниження продуктивності праці за рахунок Запропонована рудникова вибухобезпечна скорочення простоїв, викликаних спрацьовувантрансформаторна підстанція дозволяє практично ням теплового захисту. уникнути її відключення через неприпустиме переЗапропонований пристрій не складний в консвищення температури. Це є важливою умовою труктивному виконанні, виготовленні й технічному безпечної експлуатації підстанції з особливо небеобслуговуванні. зпечними умовами праці - наявністю вибухонебезДжерела інформації: печної атмосфери, скрутністю робочого простору й 1. Подстанции трансформаторные взрывобенеобхідністю безперебійного електропостачання зопасные ТСШВП. Техническое описание и инстдеяких електроприймачів, таких, наприклад, як рукция по эксплуатации ОАШ.140.324. Донецк, вентилятори місцевого провітрювання. 1977, 31 с. (с. 11). Запропонована трансформаторна підстанція 2. Справочник энергетика угольной шахты. Т. дозволяє також уникнути тривалих простоїв, що є 2 (главы 22 - 44). Изд. 2-е дополненное и перераодним з вимог до електропостачання високопроботанное в двух томах. Донецк, Юго-Восток, 2001, дуктивних вуглевидобувних дільниць. 886с. (рис.30.4 - с. 634, рис. 30.5 и 30.6 - с. 636, Виконання рудникової вибухобезпечної тран637). сформаторної підстанції відповідно до прийнятого Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601