Руднична трансформаторна підстанція

1. Руднична трансформаторна підстанція, що містить вибухозахищені оболонки з кабельними коробками, розподільні пристрої вищої й нижчої напруг, комутаційний апарат вищої напруги, силовий трансформатор, на активній частині якого закріплені температурні датчики, автоматичний вимикач із розчіплювачем мінімальної напруги й незалежним розчіплювачем, блоки живлення кіл 3 печних виробництв є неприпустимим. У процесі експлуатації підстанції її схема дозволяє змінити режим роботи теплового захисту тільки шляхом заміни датчиків температури заздалегідь відтарованими на різні температури датчиками, що спричиняє додаткові витрати. У підстанції, прийнятої за прототип, неможливо перевірити працездатність пристрою теплового захисту. Тим часом, в умовах вибухонебезпечних виробництв така перевірка має найважливіше значення поряд з перевіркою роботи апарата захисту від витоків струму на землю, що здійснюється один раз у зміну перед початком ведення робіт. В основу корисної моделі поставлене завдання запобігання ушкодження обмотки трансформатора у випадках його перевантаження понад номінального струму протягом заданого проміжку часу, а також здійснення контролю працездатності пристрою температурного захисту й сигналізації без порушення вибухозахисту оболонки підстанції. Рішення поставленого завдання досягнуте тим, що в рудничній трансформаторній підстанції, що містить, вибухозахищені оболонки з кабельними коробками, розподільні пристрої вищої й нижчої напруг, комутаційний апарат вищої напруги, силовий трансформатор на активній частині якого закріплені температурні датчики, автоматичний вимикач із розчіплювачем мінімальної напруги й незалежним розчіплювачем, блоки живлення кіл керування й захисти, максимального струмового захисту й захисту від витоку струму на землю, пристрій температурного захисту й сигналізації, виконавчі елементи якого уведені у кола живлення розчіплювача мінімальної напруги й незалежного розчіплювача, при цьому сигнали із пристрою теплового захисту й сигналізації подаються на уведений у кабельну коробку розподільного пристрою вищої напруги блок відключення високовольтного комутаційного апарата, що живить підстанцію, пропонується, пристрій температурного захисту й сигналізації виконати, щонайменше, з двохпозиційним регулюванням температури. Таким чином, новим у технічному рішенні, що заявляється, є те, що пристрій теплового захисту й сигналізації виконано, щонайменше, з двохпозиційним регулюванням температури. При цьому елементи керування й регулювання пристрою температурного захисту й сигналізації пропонується встановити поза/на вибухозахищеної оболонки трансформаторної підстанції. Перераховані ознаки, відмінні від прототипу, необхідні й достатні у всіх випадках, на яких поширюється обсяг правової охорони використовуваної корисної моделі. Запропоноване рішення поставленого завдання дозволяє запобігти виходу з ладу обмотки трансформатора у випадках: неприпустимої тривалості перевищення перевантажень понад номінальний струм протягом заданого проміжку часу; перевищення нагрівання, у випадку короткого замикання в системі електропостачання або силових відводів самої обмотки; робити оперативне регулювання припустимої температури нагрівання з урахуванням темпера 57937 4 тури навколишнього середовища; здійснювати періодичну перевірку працездатності пристрою температурного захисту й сигналізації в умовах вибухонебезпечної атмосфери без порушення вибухозахисту підстанції. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями: на фіг. 1 зображена структурна схема рудничної трансформаторної підстанції. Запропонована вибухобезпечна підстанція містить розміщені в оболонках 1 і 2 з кабельними коробками вищої напруги 3 і нижчої напруги 4, комутаційний апарат вищої напруги 5, силовий трансформатор 6, із установленими на його активній частині датчиками температури 7/7 і 8/8, розподільний пристрій нижчої напруги 4, що включає: автоматичний вимикач 9 із силовими контактами 10, розчіплювач мінімальної напруги 11 і незалежний розчіплювач 12. Розподільний пристрій нижчої напруги 4 містить: блок живлення 13 кіл керування, апарат захисту від витоку струму на землю 14. На активній частині трансформатора 6 установлені датчики 7/7 і 8/8. Датчики 7/7 і 8/8 включені в кола виконавчого реле (на малюнку не показано) додатково уведеного пристрою температурного захисту й сигналізації 15. Пристрій температурного захисту й сигналізації 15 живиться від блоку живлення 13. Датчики 7/7 і 8/8 за допомогою додатково уведеного пристрою температурного захисту й сигналізації 15 настроюються на два рівні - на припустиму для ізоляції температуру спрацьовування й меншу за припустиму для ізоляції температуру, у порівнянні з температурою спрацьовування датчиків 7/7 і 8/8, наприклад, на 5-20°С. Температура спрацьовування пристрою температурного захисту й сигналізації настроюється з урахуванням температури навколишнього середовища. Якщо температура навколишнього середовища менше 35°С, що обумовлено стандартами [2] або технічними умовами, то припустима температура спрацьовування пристрою температурного захисту й сигналізації може бути встановлена більше на різницю між 35 °С і температурою навколишнього середовища. Це дозволяє підвищити навантаження трансформатора підстанції. При температурі навколишнього середовища більше 35°С, навантаження на трансформатор можуть бути зменшені й це дозволить виключити перевантаження підстанції й забезпечити її надійність. Пристрій теплового захисту й сигналізації 15 зв'язано з уведеним у кабельну коробку розподільного пристрою вищої напруги 3 пристроєм відключення 16 високовольтного комутаційного апарата, що подає напругу на підстанцію. Запропонована руднична трансформаторна підстанція працює в такий спосіб. Напруга на активну частину трансформатора 6 з мережі вищої напруги подається за допомогою високовольтного комутаційного апарата 5. Із вторинної обмотки трансформатора напруга подається через силові контакти 10 автоматичного вимикача 10 у мережу нижчої напруги. Захист трансформаторної підстанції від витоку струму на землю здійснюється за допомогою апа 5 рата захисту 14, а захист від перевантаження й від дії струмів коротких замикань здійснюється за допомогою пристрою температурного захисту й сигналізації 15. У процесі роботи підстанції, у результаті протікання струму по обмотках трансформатора, відбувається нагрівання його активної частини. При температурі активної частини рівної меншої уставки спрацьовування пристрою температурного захисту й сигналізації 15, від датчиків температури 7/7 і 8/8 подається сигнал на пристрій температурного захисту й сигналізації 15. При цьому пристрій 15 подає звукові й світловий попереджувальні сигнали про неприпустимість подальшого перевантаження підстанції по струму й одночасно починає відпрацьовування витримки часу на відключення сигналізації. Протягом заданої витримки часу навантаження на підстанцію повинно бути знижено. Після закінчення витримки часу, звукова й світлова сигналізація відключається. При цьому можливі два варіанти подальшої роботи підстанції: - навантаження на підстанцію знижені; - навантаження на підстанцію не знижуються. У першому випадку навантаження на підстанцію вчасно знижується. Відбувається охолодження активної частини трансформатора до повернення у вихідний стан датчиків 7/7 і 8/8. Пристрій температурного захисту й сигналізації 15 разом з датчиками 7/7 і 8/8 переходить у режим контролю теплового стану активної частини трансформатора 6. У другому випадку підстанція працює в режимі перевантаження. При температурі активної частини, рівної уставки спрацьовування пристрою теплового захисту й сигналізації, заданої в залежності від прийнятого класу ізоляції пристрій теплового й струмового захисту 15 подає сигнали на розчіплювач мінімальної напруги 11 і на незалежний розчіплювач 12, що приведе до відключення автоматичного вимикача 9. Сигнал від пристрою температурного захисту й сигналізації 15 подається також у пристрій відключення 16 високовольтного комутаційного апарата, що живить підстанцію. Підстанція відключається. У випадку короткого замикання в електричній мережі, що живиться від підстанції сигнали від датчиків 7/7 і 8/8 надходять на пристрій температурного захисту й сигналізації 15. У цьому випадку, залежно від струму короткого замикання, може спрацювати пристрій температурного захисту й сигналізації 15. Такий випадок може бути при виникненні віддаленого короткого замикання, коли максимальний струмовий захист не спрацює через недостатню величину струму в електричній мережі для відключення підстанції, при швидкому зростанні навантаження або при тривалому перевантаженні, якщо оператор не знизить по сигналі її навантаження. Відключення підстанції здійснюється автоматично, без оперативного втручання персоналу. Пристрій теплового захисту й сигналізації 15 впливає на розчіплювач мінімальної напруги 11 і незалежний розчіплювач 12 автоматичного вимикача 10. Його сигнали подаються також на уведений пристрій відключення 16 високовольтного комутаційного апарата, що живить підстанцію. 57937 6 Підстанція при цьому повністю знеструмлюється. У випадку, навіть, якщо причиною її відключення з'явиться коротке замикання, обмотка активної частини трансформатора не ушкоджується. Регулювання уставок спрацьовування пристрою температурного захисту й сигналізації здійснюється без порушення вибухозахисту оболонки підстанції за рахунок виведених за її межі елементів регулювання температури спрацьовування й попередження про неприпустиму температуру нагрівання. Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити надійність і безпеку експлуатації підстанції за рахунок зменшення погрішності виміру температури шляхом установки кожного температурного датчика в одній точці активної частини трансформатора. Електрична схема підстанції спрощується за рахунок зменшення кількості температурних датчиків і застосування пристрою 15, що дозволяє знімати з того самого датчика дві (або більше) регульовані позиції контролю температури активної частини трансформатора. При цьому можна застосувати однотипні датчики температури, здійснювати оперативну установку температурного й струмового захисту. Безпека в експлуатації досягнута за рахунок можливості оперативної перевірки працездатності за допомогою пристрою температурного захисту й сигналізації, не порушуючи вибухозахисту підстанції. Для цього за допомогою пристрою температурного захисту й сигналізації встановлюється досягнута обмоткою температура, при якій пристрій 15 спрацьовує й відключає автоматичний вимикач і знеструмлює підстанцію. Після цього необхідний рівень температурного захисту відновлюють на пристрої 15. Контроль температури нагрівання здійснюється в робочому режимі. Це є важливим чинником підвищення надійності й безпеки застосування в експлуатації, де є вибухонебезпечна атмосфера, тому що дозволяє на початку кожної робочої зміни (за аналогією з реле витоку) здійснювати перевірку працездатності пристрою. В існуючих підстанціях оперативна перевірка працездатності й регулювання температури активної частини відсутня, що є їхнім істотним недоліком. Виконання рудничної вибухобезпечної трансформаторної підстанції відповідно до прийнятого технічного рішення, дозволяє за рахунок виключення неприпустимого перегріву активної частини трансформатора продовжити строк її експлуатації. Запропоноване технічне рішення дозволяє також виключити зниження продуктивності праці за рахунок скорочення простоїв, викликаних спрацьовуванням теплового захисту. Запропонований пристрій не складний в конструктивному виконанні, виготовленні й обслуговуванні, а також не приводить до збільшення габаритних розмірів підстанції. Руднична підстанція в цей час перебуває в стані впровадження. Джерела інформації: 1. Патент 2299506 РФ, «Рудничная взрывобезопасная трансформаторная подстанция». 7 57937 2. ГОСТ 15542-70. Трансформаторы шахтные силовые взрывобезопасные. Общие технические требования. Государственный комитет стандартов Комп’ютерна верстка А. Крулевський 8 Совета Министров СССР. М.: 1970 г., 11 с. (п.п.2.3, с.2). Підписне Тираж 23 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