Активная компенсация однофазных токов утечки на землю в шахтных сетях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецкий национальный технический университет, г. Донецк Украина

Активная компенсация однофазных токов утечки на землю в шахтных сетях

Березовский О., студент

Белобородько О.А., ассистент

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1. Схема подключения к сети

Обязательным условием безопасного функционирования шахтных электрических сетей является эффективная защита от токов утечки на землю [1]. Неотъемлемым элементом системы защиты является устройство компенсации емкостных токов. Требования к защите в плане быстродействия ужесточаются в связи с тенденцией к повышению напряжения сетей, увеличением их протяженности. В тоже время пассивная компенсация с использованием дросселей с регулируемой индуктивностью практически исчерпала свои возможности.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Осциллограммы процессов при утечке в сети промышленной частоты

При пассивной компенсации дроссель включается последовательно с измерительной цепью источника оперативного напряжения (ИОН) между искусственной нейтралью сети, образованной присоединительным трехфазным дросселем (трансформатором) и землей. Разделение цепей осуществляется посредством конденсатора СР, шунтирующего ИОН. Использование релейного регулятора (РР) придает РИТ свойства источника тока (практически бесконечное внутреннее сопротивление), что позволяет включать его параллельно ИОН без шунтирования по постоянному току (рис.1). Фактически параллельным, хотя и через отдельный присоединительный фильтр, является и подключение схемы измерения емкости (ИЕ) изоляции с источником напряжения высокой частоты. Положительным при этом является исключение СР, что в 3-4 раза уменьшает постоянную времени цепи измерения сопротивления изоляции.

В зависимости от параметров РИТ возможной является компенсация в сетях при СИЗ до 4 мкФ на фазу [2]. Важный момент - возможность подавления переходных составляющих iYT при ее возникновении. Для сравнения на рис.2,а приведены осциллограммы для схемы с пассивной компенсацией при настройке LДР на резонанс c СИЗ и на рис.2,б такой же процесс при активной компенсации.

При совместной работе устройств (рис.1) проявляется существенный недостаток РР с симметричным отклонением регулируемого параметра ДIL от заданного значения iЗАД - частота переключения ключей инвертора изменяется в широких пределах. Параметры РИТ (рис. 3) , , включая настройку релейного регулятора тока - могут быть рассчитаны для установившегося режима работы РИТ исходя из скорости изменения тока и . При этом на участке нарастания , а на участке убывания наоборот. Анализ показывает, что для определения параметров РИТ достаточно рассмотреть случай, когда и . Скорость изменения тока :

.

Для участка нарастания , для убывания - . Отсюда следует, что .

Минимальная частота РИТ:

,

где: .

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3. Схема замещения

При находим максимальную частоту РИТ:

.

Так, при Гн, В, =3 мкФ, = 0.01 А получаем 1700 Гц, 47500 Гц.

Таким образом, применительно пульсаций тока имеем частотную модуляцию с широким спектром гармоник, что делает невозможным фильтрацию и выделение полезных составляющих сигналов ИОН и ИЕ. Это особенно важно, если СИЗ изменяется в процессе утечки. Устранить негативное воздействие РИТ можно используя релейный регулятор с постоянной частотой переключения, что достигается введением в схему РР генератора импульсов фиксированной частоты fИ для принудительного переключения регулятора.

Список источников

электрический ток утечка земля

1. Шавёлкин А.А., Белобородько О.А. Вариант реализации реле утечки для сетей с изолированной нейтралью с компенсацией тока однофазной утечки.// Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук.-техн. зб., 2006 - Вип. 77, С. 74-80.

2. С.В. Дубинин, К.Н. Маренич, В.Н. Ставицкий, М.С. Дубинин. Повышение эффективности компенсации емкостной составляющей тока утечки на землю в электросетях с преобразователями частоты // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук.-техн. зб.-2005.-Вип. 75. -с. 39-44.

Размещено на Allbest.ru