Выбор рациональной схемы электроснабжения горного участка в условиях ООО «Разрез Тулунуголь»

Основным недостатком этого масляного выключателя высокого напряжения является невозможность его диагностики в рабочем состоянии. Для проведения диагностики необходимо вначале отключить его от высокого напряжения, затем замерить переходное сопротивление высоковольтных контактов и по его величине вынести решение о состоянии высоковольтных контактов. Можно также применить визуальный осмотр, для чего необходимо также отключить высоковольтный контакт от высокого напряжения, частично разобрать его, а затем осмотреть высоковольтные контакты. Такая диагностика может осуществляться только периодически, что снижает надежность работы высоковольтного выключателя и уменьшает ресурс его работы.

К другим недостаткам можно отнести большой расход электроэнергии для подогрева масла в масляном баке в холодное время года до температуры не ниже заданной. Подогрев масла производится для исключения его загустевания.

При эксплуатации масляного выключателя высокого напряжения в холодное время года при включенных устройствах подогрева масла внутри масляных баков образуется конденсат, так как точка росы расположена на их внутренней поверхности. Образующийся конденсат скапливается в нижней части масляных баков и его необходимо периодически сливать, так как в противном случае при отключении подогрева и сохранении отрицательных температур окружающего воздуха накопившийся в масляном баке конденсат замерзает, всплывает на поверхность масла и при этом может повредить внутренние детали масляного выключателя высокого напряжения.

Диагностика проводится следующим образом. Управляющий контроллер  через информационные входы измеряет посредством термодатчиков текущую температуру поверхности масляного бака каждого полюса выключателя. Она соответствует температуре масла в масляном баке, на котором он установлен, так как теплопроводность его стенок многократно превышает теплопроводность теплоизоляционного материала. Информация о текущей температуре масла в масляных баках передается через информационный выход посредством канала штатной телемеханики в диспетчерский пункт, где обслуживающий персонал производит диагностику технического состояния высоковольтных контактов каждого.

При нормальном состоянии высоковольтных контактов тепловая мощность, рассеиваемая на переходном сопротивлении, невелика (единицы или десятки ватт) и не может заметным образом повлиять на температуру масла в масляном баке. При ухудшении состояния высоковольтных контактов увеличивается переходное сопротивление. Происходит разогрев высоковольтных контактов, рассеиваемая мощность увеличивается на порядок и более, что при наличии внешней термоизоляции масляного бака фиксируется термодатчиком по изменению температуры масла. В диспетчерском пункте обслуживающий персонал путем сравнительного анализа температуры масла в масляных бака осуществляет диагностику состояния высоковольтных контактов и выявляет неисправные. В необходимых случаях высоковольтный выключатель своевременно отключают посредством приводов от высокого напряжения, а затем производят ремонт высоковольтных контактов.

В холодное время года при снижении температуры масла ниже заданной (-20°С) управляющий контроллер через силовые управляющие выходы включает устройства подогрева масла, а при превышении запланированной температуры - выключает. Таким образом, температура масла в масляных баках поддерживается не ниже заданной. Затраты электроэнергии на подогрев масла снижаются пропорционально снижению коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала в 4-5 раз. Одновременно исключается интенсивное образование конденсата внутри масляных баков, так как точка росы для композиции: металлическая стенка масляного бака, слой теплоизоляционного материала и слой влагомаслостойкого и пожаростойкого покрытия будет находиться внутри слоя теплоизоляционного материала. Исключение образования конденсата внутри масляных баков предотвращает возможные механические повреждения внутренней конструкции масляного выключателя высокого напряжения, что снижает эксплуатационные расходы на его обслуживание.

При включенных устройствах подогрева масла диагностика состояния высоковольтных контактов осуществляется по сравнительной динамике (скважности) процесса их включения - отключения.

Теплоизоляционный материал масляных баков внешне защищен влагомаслостойким и пожаростойким покрытием, этим обеспечивается безопасность и долговечность его эксплуатации.

Следует отметить, что диагностика масляных выключателей требует измерения большего числа параметров и трудозатрат ввиду их конструктивных особенностей. Среди многочисленных технических параметров выключателей особое значение для их функционального назначения имеют временные параметры контактной системы и скоростные характеристики подвижных частей.

Качество работы контактной системы выключателей определяет в первую очередь совокупность следующих основных временных параметров: время включения и отключения, разновременность включения фаз, длительность и характер дребезга контактов. Эти параметры должны строго контролироваться в условиях эксплуатации на соответствие допустимым (нормируемым) значениям. Заметим, что работа выключателя зависит от состояния его механических частей, правильности регулировок, настроек, степени износа, наличия развивающихся дефектов, точности изготовления деталей и качества сборки на заводе-изготовителе.

Так, в режиме отключения чёткая одновременность разрыва дугогасительных контактов в каждой фазе высоковольтного выключателя обеспечивает равномерное распределение энергии дуги на разные плечи контактной системы и быстрое её гашение, что в свою очередь снижает степень износа и гарантирует длительный ресурс работы выключателя. Сокращение времени дребезга контактов также уменьшает их эрозию и увеличивает ресурс контактной системы. Одновременно замыкающиеся главные контакты выключателей обеспечивают предсказуемость и регулярность бросков тока намагничивания фаз трансформатора, а также исключают неполнофазные режимы электроустановок, что важно для правильной работы пусковых измерительных органов устройств РЗА. Сверхнормативное значение разновременности работы контактов выключателей может приводить также к перенапряжениям. 
Традиционные методы и устройства для измерения параметров и характеристик высоковольтного выключателя, как правило, трудоёмки, результаты измерений фиксируются вручную, а точность определения тех или иных параметров зависит от субъективных факторов, а также от совершенства технических средств измерения.

Так, разновременность замыкания подвижных контактов с неподвижными контактами обычно осуществляется косвенно, по разнице линейных перемещений подвижных контактов в разных фазах в камере выключателя, и производится медленно, ручным включением выключателя с помощью рычага или домкрата. Фиксация касания контактов в каждой фазе осуществляется оператором по загоранию соответствующих ламп в специальной схеме электрической цепи и поэтапной отметкой карандашом положений направляющей трубы на изолирующей штанге. Затем линейкой вручную производятся измерения положений подвижных контактов.

Для определения разновременности касания контактов выключателя с помощью данной методики необходим предварительный слив трансформаторного масла из его бака и ручное производство измерений. Процесс измерения не автоматизирован и не позволяет определять собственное время включения и отключения выключателя в рабочем режиме, а также выявить при этом дребезг контактов. В эксплуатационной практике нередки случаи, когда необходимо оперативно и без слива трансформаторного масла оценить разновременность касания контактов высоковольтного выключателя, например после аварийного отключения.

Если подвижные контакты выключателя всех трёх фаз при включении одновременно касаются неподвижных контактов, а при выключении одновременно размыкаются и если отсутствует обрыв шунтирующих сопротивлений, то в ряде случаев отпадает необходимость традиционной методики вскрытия выключателя со сливом диэлектрической жидкости. Известно, например, что в выключателях типов У-110 и МКП-110 кВ в баке одной фазы находится 2.7 т трансформаторного масла. Поэтому слив трансформаторного масла из баков выключателя и последующая его заливка после ремонта требуют больших трудозатрат, наличия дополнительных механизмов, ёмкости для слива масла, маслонасоса, шланга для перекачки диэлектрической жидкости и т. д. При этом возникает угроза загрязнения окружающей среды из-за неосторожных действий персонала.

Для измерения скорости контактов в нашей стране наиболее распространён метод, основанный на формировании периодического колебательного процесса с помощью вибрографа с пишущим узлом и штанги с диаграммной лентой, которая кинематически связана с подвижным контактом коммутационного аппарата. Этот метод также требует большого объёма подготовительных и восстановительных работ.

Существующий способ для измерения времени собственного включения и отключения высоковольтного выключателя предполагает применение источника постоянного и переменного напряжения, миллисекундомера и трёхполюсного автоматического выключателя. Временные параметры по этому способу определяются для каждой фазы отдельно. Очевидно, данным способом невозможно оценить разновременность включения и отключения разных фаз выключателя, а также выявить отскоки и дребезг контактов. Общим недостатком вышеназванных способов является ручное производство измерений, отсутствие автоматизации обработки данных измерений, невозможность хранения полученных результатов измерений для последующего архивирования и создания электронной базы данных. Существующие устройства для оценки технического состояния масляных выключателей типов ПКВ/М5А и ПКВ/М6 измеренные характеристики выдают в виде таблиц, а не в виде осциллограмм. Поэтому для персонала, обслуживающего высоковольтные выключатели, получение реальных осциллограмм их характеристик является более информативным и более ценным сведением, чем получение данных в виде таблиц. На базе многоканального цифрового регистратора достаточно легко удаётся производить контроль многих характеристик высоковольтных выключателей с применением новых методов и встроенного программного обеспечения в вычислительном блоке цифрового регистратора.

2.3 Эксплуатация гибких  кабелей, применяемых 

при работе экскаватора

На современных открытых горных разработках широко применяют высокопроизводительные механизированные установки и комплексы с электрическим приводом. К ним относятся и экскаваторы. Каждая установка оснащена значительным количеством электротехнических изделий, на условия эксплуатации котоҏыҳ существенное влияние оказывают климатические и горнотехнические факторы.

Для присоединения электрооборудования к сети переменного или постоянного тока, используется изолированный проводник с медными или алюминиевыми жилами или кабели с медными или алюминиевыми жилами.

Проводники должны выбираться исходя из следующих условий:

1) При протекании по  проводнику, расчётного по времени  тока, он не должен нагреваться  выше допустимой температуры.

2) Отклонение напряжения  на зажимах электроприёмника  не должно превышать допустимых  значений.

3) Механическая прочность  проводников должна быть достаточной  для их безаварийной эксплуатации.

4) Для некоторыҳ видов проводников должна выполняться проверка по экономической плотности тока.

5)Все участки цепи должны  защищаться аппаратами защиты  от коротких замыканий.

В зависимости от горно-геологических и технологических особенностей разрезов внутрикарьерные линии электропередач выполняются воздушными, кабельными и воздушно-кабельными. В качестве кабельных вставок в передвижных воздушно-кабельных линиях допускается применять гибкие экскаваторные кабели, присоединяемые к проводам воздушных линий непосредственно на опорах без аппаратов подключения. При этом концевые разделки кабельных вставок должны иметь изоляцию, устойчивую к воздействию атмосферных осадков и солнечной радиации.

Для сооружения кабельных передвижных распределительных сетей и для питания самоходных и передвижных электропотребителей разрезов (экскаваторов, конвейерно-отвальных комплексов, буровых станков и т. п.) должны использоваться гибкие шланговые кабели, как минимум с пятью жилами: три силовых, заземляющая и вспомогательная (контрольная). 
Для соединения гибких кабелей должны применяться соединительные коробки и штепсельные муфты.

Для присоединения экскаваторов и других передвижных машин и механизмов или электроустановок к электрическим сетям с изолированной нейтралью на номинальное переменное напряжение 10кВ частотой 50 Гц на основных жилах и до 380 В на вспомогательной жиле используется кабель гибкий КГЭТН-10. 

Используется при повышенных токовых нагрузках, может устанавливаться вместо кабелей марки КШВГТ-10. Марка КГЭТН-10 не распространяет горение при одиночной прокладке.

Кабель гибкий силовой  КГЭТ-10 предназначен для присоединения экскаваторов и других передвижных машин и механизмов или электроустановок к электрическим сетям с изолированной нейтралью на номинальное переменное напряжение 10кВ частотой 50 Гц на основных жилах и до 380 В на вспомогательной жиле. Кабели гибкие  КГЭТ-10 используются при повышенных токовых нагрузках, могут устанавливаться вместо кабелей марки КШВГТ-10.

Кабель гибкий  силовой КГЭТ-6 предназначен для присоединения экскаваторов и других передвижных машин и механизмов или электроустановок к электрическим сетям с изолированной нейтралью на номинальное переменное напряжение 6кВ В частотой 50 Гц на основных жилах и до 380 В на вспомогательной жиле. Изоляция кабелей устойчива к воздействию озона в течение 3 часов при концентрации 0,0015%. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Срок службы кабелей КГЭТ-6  - не менее 3-х лет. 

Кабель гибкий силовой КГЭНШ предназначен для присоединения экскаваторов и других передвижных машин или электроустановок к электрическим сетям с изолированной нейтралью при номинальном напряжении переменного тока номинальной частоты 50 Гц основных жил - 6кВ, вспомогательной - 380 В.

Кабель гибкий  силовой предназначен для эксплуатации на открытом воздухе. Преимущественно применяется для экскаваторов и других передвижных механизмов, оборудованных аппаратурой автоматического отключения при однофазном замыкании на землю.

Изоляция кабелей устойчива к воздействию озона в течение 3 часов при концентрации 0,0015%. Кабели в тропическом исполнении стойки к поражению плесневыми грибами. Срок службы кабелей - не менее 3-х лет. 

 Кабель гибкий силовой КГпЭ предназначен для присоединения экскаваторов и других передвижных машин или электроустановок к электрическим сетям на номинальное напряжение до 6 кВ переменного тока частотой 50 Гц на основных жилах и до 380 В на вспомогательной жиле.

Кабели гибкие силовые КГпЭ предназначены для эксплуатации на открытом воздухе. Преимущественно гибкие кабели КГпЭ применяются для экскаваторов и других передвижных механизмов, оборудованных аппаратурой автоматического отключения при однофазном замыкании на землю.

Изоляция кабелей гибких устойчива к воздействию озона в течение 3 часов при концентрации 0,0015%. Кабели гибкие в тропическом исполнении стойки к поражению плесневыми грибами.

Кабель гибкий предназначен для прокладки и эксплуатации в нестационарных условиях, т.е. тогда, когда требуется передать электрическую энергию от источника питания к передвижному механизму при постоянном растягивающем усилии (например, экскаватор – кабель марки КГЭ, конвейер – кабель марки КПГНУ), либо проектом предусмотрено значительное количество изгибов кабеля при монтаже, и т.п.