Исследование и разработка аппаратуры защиты от утечек тока для тиристорного электропривода горных машин

• Автор: Киампо, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 194 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗАБОЙНЫХ МАШИН КАК ОБЪЕКТА

ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ II

1.1. Особенности схем электроснабжения забойных

машин с тиристорным электроприводом II

1.2. Анализ напряжений в электрической сети забойной машины, создающих токи утечки на землю

1.3. Существующие методы контроля и средства защиты

от токов утечки в шахтных участковых сетях .

1.4. Задачи и методы исследований . .

1.5. Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВ УТЕЧКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ЗАБОЙНОЙ ШШйНЫ В СТАЦИОНАРНОМ РЕШМЕ РАБОТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2.1. Аналитические исследования токов утечки
в электрической сети забойной машины с тиристорным приводом постоянного тока
2.2. Экспериментальные исследования токов утечки
на участке сети выпрямленного напряжения
2.3. Экспериментальные исследования токов утечки
на участке сети переменного тока
2.4. Частотный, корреляционный и спектральный анализ
токов утечки в комбинированной сети.
2.5. Выводы.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВ УТЕЧКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ЗАБОЙНОЙ МАШИНЫ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
3.1. Аналитические исследования токов утечки на участке сети выпрямленного напряжения в переходных
режимах работы преобразователя .
3.2. Влияние асимметрии каналов управления преобразователя на токи утечки
3.3. Влияние динамики процесса управления на токи
утечки в сети выпрямленного напряжения .
3.4. Экспериментальные исследования токов утечки при асимметрии каналов управления тиристорного преобразователя
3.5. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ, ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ И БЫСТРОДЕЙСТВИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ . .
4.1. Методика расчета токов утечки в электрической сети забойной машины с тиристорным приводом постоянного тока .
4.1.1. Общие положения и основные параметры
средств защиты от токов утечки
4.1.2. Определение основной составляющей тока утечки .
4.1.3. Определение дополнительных составляющих
тока утечки.
4.1.4. Оценка опасности электропоражения и расчет
времени срабатывания устройства защиты
4.1.5. Расчет собственного времени срабатывания
аппарата защиты
4.2. Анализ методов контроля сопротивления изоляции . .
4.2.1. Исследование метода контроля сопротивления . . . изоляции с компенсацией емкостной составляющей
тока утечки.
4.2.2. Исследование амплитуднофазового метода
контроля сопротивления изоляции
4.3. Помехозащищенность средств защиты от токов утечки
в комбинированной электрической сети .
4.4. Быстродействие средств защиты от токов утечки . .
4.5. Выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТА ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ
В КОМБИНИРОВАННОЙ СЕТИ С ТИРИСТОРНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ .
5.1. Критерий оптимальности параметров аппарата защиты
5.2. Граничные значения коэффициента нагрузки
и частоты оперативного напряжения
5.3. Исследование алгоритма измерения сопротивления изоляции по принятому критерию оптимальности . . .
5.4. Параметры аппарата защиты от токов утечки . .
5.5. Выводы.
б. РАЗРАБОТКА АППАРАТА ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ ДЛЯ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗАБОЙНЫХ МАШИН И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ВЫБОРА ЕЕ ПАРАМЕТРОВ .
6.1. йнненерная методика выбора параметров аппарата . защиты от токов утечки
6.2. Разработка функциональной и принципиальной схем аппарата защиты .
6.3. Стендовые и госконтрольные испытания экспериментальных образцов аппарата .
6.4. Промышленные испытания экспериментальных
образцов аппарата защиты от токов утечки
6.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ток утечки в электрической сети переменного тока, в этом случае, не отличается от тока в сети с асинх ронным электроприводом,и защита от тока утечки этой сети обеспечивается существующими аппаратами. Контроль изоляции сети постоянного тока осуществляется при помощи реле утечки, встроенного в преобразователь. При установке разделительного трансформатора и преобразователя на распределительном пункте участка, т. Суммарная емкость комбинированной сети составляет 0,,3 мкФ на фазу. Б этом слу чае влияние тиристорного преобразователя на общую сеть переменного тока увеличивается и изменяются условия работы аппарата защиты от токов утечки. Защита от токов утечки в этой комбини рованной сети осуществляется отдельным аппаратом. ИГД им. А.А. Скочинского и Гипроуглемашем разработан и испытан в промышленных условиях очистной комплекс комбайнконвейер с взаимосвязанным регулируемым тиристорным электроприводом основных механизмов , , , принципиальная схема электроснабжения комплекса приведена на рис. Каждый регулируемый двигатель комплекса получает питание по индивидуальному силовому каналу, содержащему трансформаторную подстанцию, преобразователь и кабельную линию. Кабельная линия каждого механизма состоит из трех участков. Первый от участковой передвижной подстанции до тиристорного преобразователя. Длина его составляет до 0 м. Второй участок от преобразователя до распредпункта РП и третий от РП до двигателей исполнительных механизмов. Общая длина кабельной линии трех участков составляет м, V а емкость сети ,5 мкФ на фазу. Защита кабельной линии осуществляется индивидуальными аппаратами, так как силовые каналы отдельных механизмов комплекса являются независимыми и связаны между собой только через систему управления. Электроснабжение механизмов участка с асинхронным электро
приводом такихкак насосные станции крепи, станции орошения, лебедки, конвейеры осуществляется от трансформаторной подстанции с общественной защитой от токов утечки. УПП цчасткооя зобагеяьна. Рис Л. Первая для одиночных машин или механизмов с тиристорным электроприводом, емкость контролируемой сети которых до 0,5 мкФ на фазу. Вторая для очистных комплексов комбайнконвейер, в кото рых регулируемый привод применяется на основных механизмах, а нерегулируемый асинхронный на вспомогательных. Третий для участков угольных шахт, где все механизмы оснащены регулируемым электроприводом. Общим для второй и третьей групп схем электроснабжения является значительная длина комбинированной кабельной линии до м с общей емкостью до I мкФ на фазу. Режим работы электроприводов забойных машин характеризуется наличием непрерывных переходных процессов с резкими колеба ниями нагрузки и скорости. Диапазон регулирования частоты вра щения электродвигателей исполнительных органов машин и механизмов может быть принят в пределах от 1 до 1 Формирование необходимых законов изменения моментов и частоты вращения двигателя обеспечивается управлением режимами работы преобразователя. Величина и форма выходного напряжения зависят от режима работы преобразователя, асимметрии каналов управления, переходных процессов при коммутации тиристоров и динамики про цесса управления. С . ГГ коэффициент импульсности аЛ коэффициенты косинусного и синусного составляющих ряда фурье. М 4 ск. Кт 7 Ш при т6. При работе трехфазного тиристорного преобразователя каждый из вентилей может пропускать ток в течение одной трети периода. Включение очередного вентиля осуществляется через время . Гц. Частоты гармонических составляющих определяются равенством
При изменении режима работы преобразователя ток утечки в сети создается напряжением источников 1. Ь1уМ. Тиристор преобразователя является коммутирующим устройст вом, способным возбуждать переходные процессы в схеме преобра зователя и в силовой сети. При лавинообразном нарастании тока в распределенной индуктивности и емкости сети наводится ЭДС,и между силовой и заземляющей жилами кабеля возникает напряжение, являющееся источником тока утечки. М коэффициент взаимной индукции, величина постоянная для данного типа кабеля
ргг скорость нарастания тока нагрузки. При постоянном угле открывания тиристора величина будет изменяться за счет величины тока в кабеле и времени его нарастания.