Руднична трансформаторна підстанція

1. Руднична трансформаторна підстанція, що містить розміщені у вибухонепроникних оболонках розподільні пристрої вищої напруги з високовольтним комутаційним апаратом і роз'єднувачем і нижчої напруги з автоматичним вимикачем, що має нульовий і незалежний розчіплювачі, а також силовий трансформатор з температурними датчиками, блоки живлення ланцюгів керування, сигналі 3 Особливість газового захисту по метану продиктована характерною його появою в гірському виробленні. Відомо, що поява газу метану в гірському виробленні найчастіше характеризується значною непередбачуваністю, від суфлярних виділень, при яких об'ємний процентний його зміст може регулюватися убік зниження за допомогою шахтного вентиляційного струменя, до неконтрольованого виділення - найчастіше супроводжується раптовими перевищеннями й викидами гірської маси. Аварії, що виникають на шахтах багатьох країн миру, що закінчуються значними людськими жертвами, найчастіше виникають через вибух газу метану при раптовому його надходженні в гірське вироблення й викидами гірської маси. Особливо ці явища тісно пов'язані з видобутком корисних копалин на більших глибинах, що перевищують кілометрові оцінки. Ця особливість спричиняється необхідністю безперервного багатобічного контролю й перевірки працездатності газового захисту в місці ведення гірських робіт. Існуючий газовий захист, зв'язок з яким забезпечується рудничною трансформаторною підстанцією, не дозволяє здійснювати перевірку її працездатності й захист по газу метану (газовий захист), спрацьовує тільки при досягненні заданого припустимого об'ємного змісту метану в місці установки датчика й веденні гірських робіт (2+0,2 %) [2, 3]. Суттєвим недоліком її є неможливість перевірки працездатності й здійснення безперервного контролю газового захисту в зоні вибухонебезпечних середовищ. В основу корисної моделі поставлено завдання створення рудничної трансформаторної підстанції, що забезпечує підвищену надійність роботи газового захисту по метану в експлуатації й загальній безпеці застосування електроенергії в шахтах, небезпечних по газу. Рішення поставленого завдання досягнуто тим, що в рудничну трансформаторну підстанцію, що містить розміщені у вибухонепроникних оболонках розподільні пристрої вищої напруги з високовольтним комутаційним апаратом і роз’єднувачем і нижчої напруги, з автоматичним вимикачем, що має нульовий і незалежний розчиплювачі, а також силовий трансформатор, з температурними датчиками, блок живлення ланцюгів керування, і сигналізації й захистів - максимальної струмової - від витоку струму на землю, і температурної, виконавчі елементи яких уведені в ланцюзі керування високовольтного комутаційного апарата, і нульового й незалежного розчиплювачів автоматичного вимикача, додатково уведений пристрій безперервного контролю й сигналізації датчика метану, що включає сигнали - що попереджає і на відключення підстанції, оснащений еталонним сигналом оперативної перевірки працездатності й індикатором безперервного спостереження об'ємного процентного вмісту метану й газового захисту. Уведений в електричну схему підстанції пристрій безперервного контролю й сигналізації датчика метану й відключення підстанції може бути виконаний у вигляді фрагмента з іншим пристроєм 59366 4 або блоком, або в комплексному блоці захистів, що включає всі види захистів підстанції. Запропонована руднична трансформаторна підстанція дозволяє підвищити надійність роботи газового захисту по метану проти вибуху в експлуатації й загальній безпеці застосування електроенергії в шахтах, небезпечних по газу метану. Запропонована корисна модель відповідає вимогам винахідницького рівня, тому що суттєві ознаки запропонованої рудничної трансформаторної підстанції, що відрізняють заявлене технічне рішення, у відомих пристроях не виявлені. Запропонована руднична трансформаторна підстанція дозволяє підвищити надійність газового захисту по метану в експлуатації в місцях з атмосферою, що містить вибухонебезпечний метан, а також загальну безпеку застосування електроенергії на підприємствах з вибухонебезпечними по газу метану умовами праці. Суть запропонованого технічного рішення представлена на фіг. 1, де зображена структурна схема рудничної трансформаторної підстанції. Запропонована руднична вибухобезпечна підстанція містить розміщені в оболонках 1 і 2 з кабельними коробками вищого 3 і нижчого 4 напруг, розподільні пристрої вищої напруги 5, з високовольтним комутаційним апаратом і роз'єднувачем, силовий трансформатор 6 із установленими на його активній частині датчиками температури 7/7 і 8/8, і нижчої напруги 4, що включає автоматичний вимикач 9 із силовими контактами 10, розчіплювачами мінімальної напруги 11 і незалежним - 12. Розподільний пристрій нижчої напруги 4 містить також блок живлення 13 ланцюгів керування, апарат захисту від витоку струму на землю 14. Пристрій теплового й струмового захисту й сигналізації 15 пов'язаний з уведеним у кабельну коробку розподільного пристрою вищої напруги 3 пристроєм відключення 16 високовольтного комутаційного апарата, що живить підстанцію. У ланцюзі захисту, керування й сигналізації підстанції додатково уведений пристрій безперервного контролю й сигналізації 17 датчика метану 18, зв'язаний прямими й зворотними зв'язками 19 безпосередньо з датчиком метану 18, що включає сигнали, що попереджає й на відключення підстанції по досягненні припустимого об'ємного змісту метану в місці розміщення датчика метану. Пристрій також оснащений еталонним сигналом оперативної перевірки працездатності газового захисту й індикатором візуального об'ємного процентного вмісту метану (на фіг. не показані). Сигнал, що попереджає, і сигнал на відключення підстанції повинні бути відрегульовані попередньо відповідно до норм, передбачених технічною документацією, опломбовані, і не піддаватися зміні (регулюванню в індивідуальному порядку) у процесі експлуатації . Пристрій безперервного контролю й сигналізації метану може бути пов'язаний із самим датчиком за допомогою кабелю або забезпечуватися іншими засобами зв'язку. Датчик метану 18 встановлюється в місці найбільшого його скупчення. Схемою передбачається також установка двох, а при необхідності й більше, 5 датчиків метану для контролю його змісту в інших точках найбільш імовірного його скупчення в гірському виробленні. Запропонована руднична трансфоматорна 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 6 напруга подається через силові контакти 9 автоматичного вимикача 10 у мережу нижчої напруги. У процесі роботи підстанції здійснюється безперервний контроль об'ємного змісту газу метану за допомогою індикатора. По досягненні заданого об'ємного змісту газу метану в місці установки датчика, спрацьовує перший ступінь пристрою сигналізації датчика метану й подає звуковий і світловий сигнали про попередній зміст газу метану в місці установки датчика. Ці сигнали надходять безпосередньому виконавцеві гірських робіт і в диспетчерський пункт шахти. При цьому передбачається прийняття технічних рішень по зниженню його змісту без відключення підстанції, наприклад, поліпшенням провітрювання за допомогою вентилятора місцевого провітрювання або загальношахтного вентиляційного струменя. По досягненні припустимого процентного рівня газу підстанція відключається й при цьому припиняється подача електроенергії у вироблений простір. Припустимий рівень газу метану в гірських виробленнях шахт, небезпечних по газу метану й пилу, передбачає його об'ємний зміст у гірському виробленні 2 %. Попередній ступінь вмісту метану в гірському виробленні повинний регламентуватися, бути менш припустимої величини й становити, наприклад, 1,1-1,8 %. Ці цифри повинні бути встановлені відповідними стандартами. Передбачений індикатор газу метану дозволяє здійснювати безперервний контроль його змісту. Оперативна перевірка працездатності газового захисту здійснюється виведеною за межі внутрішньої порожнини оболонки підстанції кнопкою перевірки працездатності датчика й пристрою безперервного контролю й сигналізації датчика метану. Перевірка працездатності газового захисту служить підставою для безпечного ведення гірських робіт протягом певного проміжку часу (як правило, однієї зміни). Запропоноване технічної рішення дозволяє підвищити надійність газового захисту по метану в експлуатації й загальній безпеці застосування електроенергії в умовах шахт небезпечних по газу метану. 59366 6 Безпека в експлуатації досягнута за рахунок: - застосування пристрою контролю й сигналізації датчика метану, настроєного на безперервний контроль і двоступінчасту сигналізацію, що передбачає одержання сигналу, що попереджає, і сигналу на відключення підстанції по досягненні припустимого об'ємного змісту метану в місці установки датчика; - забезпечення його еталонним сигналом оперативної перевірки працездатності газового захисту; - можливості безперервної перевірки наявності метану, процентний об'ємний вміст якого виведено на індикатор, що втримується в пристрої. - можливості оперативної перевірки протягом кожної зміни добового видобутку корисної копалини, що передбачається також іншими видами захистів (від витоку струму й тепловий). В існуючих дотепер підстанціях безперервний контроль наявності газу метану в гірському виробленні й оперативній перевірці працездатності газового захисту не здійснювався, що знижувало надійність газового контролю рудничної атмосфери, можливість перевірки процентного об'ємного змісту газу метану й працездатності датчика. Уведений в електричну схему підстанції пристрій сигналізації датчика метану й відключення підстанції може бути виконаний у вигляді фрагмента з іншим пристроєм або блоком, наприклад, теплового захисту трансформатора підстанції або в комплексному блоці захистів, що включає всі види захистів підстанції. Запропоноване ж технічне рішення дозволяє виключити зниження продуктивності праці за рахунок скорочення простоїв, викликаних несподіваним спрацьовуванням газового захисту. Запропонована трансформаторна підстанція практично не відрізняється по габаритних розмірах від існуючих типів і в цей час перебуває в стані розробки. Джерела інформації: 1. Пат. 2299506 Россия, МПК Н02В 13/00. Рудничная взрывобезопасная трансформаторная подстанция / М. А. Нагорный, Г. Л. Локтионов, И Я. Чернов, В. М. Грушко, А. П. Ковалѐв (Украина). - 8 с: ил. 2. Правила безопасности в угольных шахтах. М.: «Недра», 2003. - 238 с. 3. ГОСТ 24032-80. Приборы шахтные газоаналитические, общие технические требования. Методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1981 - 21 с. 7 Комп’ютерна верстка Мацело В. 59366 8 Підписне Тираж 24 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