автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка системы защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно-регулируемым электроприводом

На правах рукописи

ЛАЗАРЕВ Андрей Иванович

УДК: 621.316.9:622.3.012.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Специальность 05.09.03. -" Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена в Московском государственном го] университете и Новомосковском институте Российского хи\ технологического университета им. Д. И. Менделеева.

Научный руководитель

Засл. деятель науки и техники Российской Федерации, докт. техн. наук, проф. ЩУЦКИЙ В.И.

Официальные оппоненты:

докт. техн. наук, проф. Цапенко Е.Ф. канд. техн. наук Фролкин В.Г.

Ведущее предприятие - АО "Тулауголь".

Зашита диссертации состоится 1998 г.

в 4Я0" час, на заседании диссертационного совета К-053.12. Московском государственном горном университете по ад] 117935, ГСП-1, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университет;

Автореферат разослан "22" 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, проф. ШЕШКО Е.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В промышленном производстве большинства стран все более укрепляется тенденция широкого использования регулируемых электроприводов технологических машин. Для специфических условий эксплуатации электрооборудования в горнодобывающей промышленности перспективным и наиболее подготовленным к внедрению на серийно выпускаемых комбайнах является частотно-регулируемый электропривод (ЧРЭП) - система "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" (ПЧ-АД).

При разработке ЧРЭП подачи комбайна одной из главных задач является обеспечение электробезопасности при эксплуатации и в частности создание работоспособной защиты от утечек тока.

Сеть с тиристорным ПЧ, содержащим управляемый выпрямитель (УВ) и автономный инвертор напряжения (АИН), состоит из трех участков разного рода тока: участка переменного тока промышленной частоты (УПЧ), участка постоянного тока (УПТ) и участка переменного тока изменяющейся частоты (УИЧ). Токи утечки в такой сети имеют сложный гармонический состав. Они могут содержать постоянную составляющую и гармоники, частота которых изменяется при регулировании частоты напряжения ПЧ. Наложение токов утечки на оперативный ток серийных устройств защитного отключения (УЗО) отрицательно влияет на работу этих устройств. УЗО на постоянном оперативном токе подвержены влиянию постоянной составляющей токов утечки, а устройства на переменном оперативном токе - влиянию гармонических составляющих.

Использование в УЗО переменного оперативного тока с частотой, изменяемой в зависимости от частоты напряжения ПЧ так, чтобы она не совпадала с частотой составляющих тока утечки, привело к созданию сложного устройства, которое практически обеспечивает защиту только УИЧ с ограниченной длиной, при наложении ограничений на параметры УПЧ и УПТ.

Технические решения УЗО или систем защитного отключения (СЗО), которые обеспечивали бы эффективную защиту всех трех участков сетис преобразователем частоты, отсутствуют. Наиболее перспективным для защиты комбинированных сетей с ЧРЭП является создание СЗО от утечек тока на землю, включающее УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, измеряющий несимметрию токов утечки с полюсов УПТ. Условия функционирования СЗО в сетях с ПЧ недостаточно изучены. В связи с этим задача разработки системы защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно- регулируемым

электроприводом, обеспечивающей безопасность эксплуатации электрооборудования путем учета влияния тока несимметричной утечки на УПТ, является актуальной научной задачей.

Актуальность настоящей работы подтверждается тем, что она выполнена в соответствии с отраслевой научно-технической программой Минтопэнерго России "Уголь России" (проект № 0-12 "Создать новое оборудование и системы электроснабжения для шахт на базе современных средств коммутации и взрывозашиты, обеспечивающих повышение энерговооруженности и управляемости горных машин и рационального использования электроэнергии").

Целью работы является установление закономерностей формирования оперативного постоянного тока в зависимости от параметров шахтной электрической сети, включающей УПЧ, УПТ и УИЧ, для разработки специальной СЗО, обеспечивающей безопасность эксплуатации сетей с ЧРЭП.

Идея работы заключается в том, что повышение надежности функционирования СЗО и расширение области ее действия для шахтных электрических сетей с ЧРЭП моасет быть достигнуто путем определения несимметричной утечки тока на УПТ с помощью устройства, контролирующего возникновение токов утечки в звене постоянного тока преобразователя частоты, и устранения негативного действия этих токов на систему защиты.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

1. Метод расчета оперативного тока УЗО, работающего на постоянном оперативном токе в шахтной электрической сети, в которой в качестве вентильной нагрузки используется ПЧ, содержащий УВ, звено постоянного тока и АИН, отличающийся тем, что он учитывает угол управления тиристорами выпрямителя и закон коммутации вентилей трехфазного инвертора напряжения.

2. Зависимости сопротивлений срабатывания СЗО на постоянном оперативном токе при симметричных и несимметричных утечках на различных участках сети с ЧРЭП от частоты напряжения на выходе Г1Ч, угла управления УВ и параметров шахтной электрической сети, позволяющие определить функциональную надежность СЗО.

3. Метод защиты комбинированных сетей с частотно-регулируемым электроприводом, новизна которого заключается в том, что дополнительно на переменном оперативном токе контролируется несимметрия токов утечки с полюсов звена постоянного тока ПЧ, результат контроля сравнивается с заданной величиной несимметрии и при превышении фактической несимметрии над заданной производится отключение

ПЧ -от сети, что позволяет исключить негативное влияние этих токов на функциональную надежность СЗО.

4. Зависимости действующего значения переменного оперативного тока корректора, выявляющего режим несимметричной утечки на УПТ, от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки, позволяющие рассчитать и обосновать параметры СЗО.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются строгостью математических выкладок, корректным использованием положений теории электрических цепей; использованием апробированных методов измерения электрических параметров; удовлетворительным совпадением данных аналитических и экспериментальных исследований (расхождение результатов не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9); положительными результатами лабораторных и промышленных испытаний разработанной системы защитного отключения и внедрением результатов работы.

Значение работы. Научное значение заключается в разработке метода расчета мгновенного и среднего значений оперативного постоянного тока СЗО, выявлении закономерностей его формирования; разработке метода защиты комбинированных сетей с ЧРЭП, основанного на контроле несимметричной утечки с полюсов звена постоянного тока преобразователя частоты; установлении зависимостей сопротивлений срабатывания и действующего значения оперативного тока корректора от частоты ПЧ и параметров сети, что создало научные предпосылки для разработки системы защиты от утечек токов в шахтных сетях с ЧРЭП.

Практическое значение заключается в разработке структурной и принципиальной схем СЗО, позволяющей обеспечить защиту от утечек токов в комбинированных сетях с ЧРЭП и включающей в себя УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, с помощью которого контролируется несимметрия сопротивлений изоляции звена постоянного тока ПЧ; определении критического значения емкости защищаемой сети, при котором действующие значения токов утечки не превышают допустимых значений длительного и кратковременного токов утечки.

Реализация выводов и рекомендаций работы. На основе технических решений и рекомендаций, изложенных а диссертации, разработаны структурная и принципиальная схемы СЗО для шахтных электрических сетей с ЧРЭП, которая применена в экспериментальном образце механизма подачи комбайна КШ1КГУ. испытанном в условиях

шахты 16-ая Липковская АО "Тулауголь", и принята в рабочем проекте механизма подачи комбайна К10ПМ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и одобрены на Международном симпозиуме "Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности" (Санкт-Петербург, 1992), Международной межвузовской научно-практической конференции "Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации" (Москва, 1992). Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы повышения надежности, уровня безаварийности эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий" (Москва, 1993), Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1995), X Международной научно-технической конференции "Зашита от поражений электрическим током" (Польша, Вроцлав, 1995), Международном симпозиуме "Горная техника на пороге XXI века" (Москва, 1995), XI Международной научной конференции "Электробезопасность'97" (Польша, Вроцлав, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков, 18 таблиц, список использованной литературы из 67 наименований и 1 приложение.

Автор выражает глубокую благодарность проф., докт. техн. наук Ба-бокину Г.И. за научно-методическую помощь при подготовке диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Обзорный анализ наиболее типичных схем УЗО, лежащих в основе большого количества известных устройств защиты, предназначенных для сетей переменного тока промышленной частоты и сетей с УПЧ-УПТ показал, что развитие этих устройств происходит в направлении расширения функциональных возможностей; повышения надежности, чувствительности, быстродействия, устойчивости работы при переходных процессах, точности компенсации емкостных токов утечки. При этом в сетях только переменного тока промышленной частоты, несмотря на разнообразие схемных решений, во всех устройствах для контроля сопротивления изоляции в качестве оперативного используется постоянный или импульсный ток, содержащий постоянную составляющую, а в сетях с УПЧ-УПТ используется переменный оперативный ток фиксированной частоты, отличной от промышленной.

Применение в шахтных участковых сетях ПЧ усложняет задачу по созданию УЗО, так как в этом случае образуется комбинированная сеть, содержащая три участка с разным родом тока: УПЧ, УПТ и УИЧ. Спектральный состав токов утечки в такой сети является достаточно сложным. Частота переменных гармонических составляющих тока утечки изменяется при регулировании частоты выходного напряжения ПЧ. В сильной степени от частоты зависит емкостная составляющая высших гармоник токов утечки. В результате учета этих факторов УЗО на переменном оперативном токе являются достаточно сложными и работоспособными только при определенных ограничениях. накладываемых на сеть. Работа УЗО на постоянном оперативном токе в меньшей мере зависит от емкости сети и частоты выходного напряжения ПЧ, но подвержена влиянию постоянной составляющей токов утечки на УПТ в сети с ПЧ.

Созданию новых средств защиты в сетях с ПЧ посвящены исследования и разработки . д.т.н. В.И.Щуцкого, д.т.н. Г.И.Бабокина, к.т.н. Е.Н.Киампо, к.т.н. Ю.Ю.Лукачевича, к.т.н. В.Г.Куницкого и др.

Показано, что наиболее предпочтительными являются варианты электроснабжения с использованием комплектного ПЧ, когда управляемый выпрямитель (УВ) и инвертор (И) размещены в единой взрыво-защищенной оболочке, что существенно уменьшает габариты ЧРЭП. При этом преобразовательная станция устанавливается на комбайне или штреке, что обуславливается прежде всего конструктивными особенностями комбайнов и их габаритами (типоразмерами). Характерной особенностью выбранных вариантов является незначительная длина УПТ от УВ до Й (не более 1 м) но сравнению с участками переменного тока (100-350 м), при этом наиболее перспективным является разработка защитного отключения на постоянном оперативном токе, который в меньшей степени зависит от емкости сети.

Проведенный анализ литературных данных показал, что отсутствуют технические решения, которые в сети с Г1Ч обеспечивали бы эффективную защиту всех трех ее участков. Установлено, что отсутствуют исследования, достоверно определяющие характер формирования оперативного постоянного тока в рабочем контуре УЗО в таких сетях. В связи с вышеизложенным была поставлена актуальная задача разработки и исследования СЗО для шахтной сети напряжением до 1 кВ с ЧРЭП.

Исследования рабочего контура УЗО в сети с ПЧ проводились при следующих допущениях: параметры электрической сети относительно земли (емкости и сопротивления изоляции фаз и полюсов) являются не распределенными, а сосредоточенными; активные сопротивления и

индуктивности фазных проводников этой сети, а также цепи заземления равны нулю; тиристоры УВ и АПН в открытом состоянии имеют сопротивление, равное нулю, а в закрытом - бесконечно большое; угол коммутации тиристоров равен нулю; силовые процессы в цепях ПЧ не зависят от процессов в цепях заземления; источник трехфазных напряжений УПЧ

- симметричный бесконечно большой мощности.

Исследования рабочего контура УЗО в сети с ПЧ проводилось поэтапно. Последовательно исследовались условия функционирования УЗО в сетях: с УПЧ и УПТ; с УПТ и УПЧ; с УПЧ, УПТ и УИЧ.

В результате проведенных исследований предложен метод расчета среднего значения оперативного тока УЗО, отличающийся тем, что в нем учитываются угол управления выпрямителем и закон коммутации вентилей трехфазного инвертора напряжения. Согласно этому методу, рассматриваемая сеть представляется в виде эквивалентного генератора относительно земли и точки присоединения УЗО. Входное сопротивление генератора равно эквивалентному сопротивлению изоляции всей сети: 11э = (К-г1 + Л-1 + Л-г'1)"1 - для сети с УПЧ-УПТ-УИЧ; Кэ=(Я-г' + 1^)"' - для сети с УПЧ-УПТ; 11,=(Л=-! + К-г"1)"1 - Для сети с УПТ-УИЧ, где 11-1= Щгаг'+гвг'+гсг1) - эквивалентное активное сопротивление фаз УПЧ относительно земли; Я= = (г.-'-ггг1)"1 - эквивалентное активное сопротивление полюсов УПТ относительно земли;

К.~2= 1/(Га2"' +гВ2"1+Гс2"1) - эквивалентное активное сопротивление фаз УИЧ относительно земли; гаь гВ1, гС1 - сопротивления изоляции фаз УПЧ; г+-, г.

- сопротивления изоляции положительного и отрицательного полюса УПТ соответственно; гаг, гВ2, гС2 - сопротивления изоляции фаз УИЧ.

ЭДС эквивалентного генератора находится как среднее значение узлового напряжения между нейтралью трехфазной сети УПЧ и землей за период работы тиристоров ПЧ. Уравнение для определения среднего значения узлового напряжения ио ср имеет вид: т

и0СР = 1/г| «„(О*?/, (1)

о

где и„ - мгновенное значение узлового напряжения. После вычислений получено:

^ = 3(2^Г173[/т(г+-г_)(г_+г+Г,(1+ КШУсоза , (2)

где 11т - амплитуда фазного напряжения УПЧ;

И,- =(И~г' + ') ' - эквивалентное сопротивление изоляции участков переменного тока.

На основе уравнения (2) получено уравнение для среднего значения оперативного тока УЗО, подключенного к комбинированной сети: Io=Eo-(Ro+R3) l+E-(r--1- iv1)- R,- (RO+RD)"' . (3)

где Е = 0,5¿7d eos а = 3V3(2 /гГ1 Um cosa « 1,17 U<i,cosa; иф-фазное напряжение сети; Eo^const - измерительное постоянное напряжение источника оперативного тока (ИОТ); R0 - внутреннее сопротивление измерительного преобразователя.

Из анализа уравнения (3) следует, что только при г+=г. значение тока 10 однозначно определяет значение эквивалентного сопротивления изоляции R,. При r+ ^ т. ток в измерительной цепи УЗО не является простой функцией эквивалентного сопротивления изоляции R3, а имеет сложную зависимость от его составляющих R~t, R-2, R=, г+ и г., а также от уровня напряжения на выходе УВ. который определяется углом управления тиристорами а.

В результате аналитического исследования рабочего контура УЗО в сети с АИН, содержащей УПТ и УИЧ, предложена методика расчета мгновенных значений оперативного тока УЗО на постоянном оперативном токе в сети с инвертором напряжения (рис.1), питающимся от идеального источника постоянного напряжения, состоящего из двух равных постоянных ЭДС. между которыми и землей подключена цепь ИОТ УЗО, отличающаяся учетом всех емкостей и сопротивлений изоляции сети и использованием закона коммутации вентилей трехфазного инвертора напряжения. Согласно этой методике, рассчитываются мгновенные значения оперативного тока в функции времени для каждого этапа коммутации тиристоров инвертора.

Расчет проводится в следующем порядке.

Задаются исходные данные: Е0, R0 - параметры источника оперативного тока: г+, г., Га2, ГБ;, ГС2, С+, С-, С«2, Св2, Сс2 - параметры изоляции сети: ^ф , fz - частота напряжения УИЧ.

Рассчитываются:

- значение ЭДС Е источников УПТ по формуле, учитывающей частоты« закон регулирования напряжения асинхронного двигателя (U/f=const)

Ч,Л/:/50 m /, < 50 Гц;

Е=\ (4)

„ при Л > 50 Гц.

Рис.1. Схема замещения трехфазного инвертора напряжения, питаемого от идеального источника постоянного напряжения с цепью ИОТ УЗО

где Emax = 0,5Ud =Ъу[Ь(2л) 1 Цф:

- период квазиустановившегося переходного процесса при частоте fa выходного напряжения 1Ь инвертора

T2=l/f2: (5)

- время одного этапа коммутации тиристоров инвертора U=T2/6; ' (6)

- корень характеристического уравнения р = -(Ro + R3)/(R0R,G), (7)

где Сэ — ЗСз + С+ + С- - эквивалентная емкость сети; С2 — Са2 — СВ2 = Сс2 - емкость одной фазы У114. Для каждого этапа коммутации тиристоров инвертора рассчитываются:

- принужденное значение узлового напряжения i-ro этапа

6 ЛБпр'|---~_Т - "Г---• (8)

Kq + К э

- принужденное значение тока

ionri = (Ео + UABnPi)/Ro; (9)

- составляющая тока в конце каждого этапа, независимая от начальных условий

hit,) = R,-l(E0 + иАЪпр[+(Е-иАБпр1±2ЕС/Су!'>). (10)

В формуле (8) перед сопротивлениями изоляции фаз ставится знак "+", если фаза подключена к полюсу "-". и знак если фаза подключена к полюсу ''+".

В формуле (10) перед слагаемым 2ЕС/С, ставится знак "-", если перед началом этапа произошло переключение фазы УИЧ от полюса "-" к полюсу "+", и, наоборот, ставится знак "+", если произошло переключение фазы от полюса "+" к полюсу "-".

Определяется начальное условие для первого этапа

VJ0-) = -Ео- - с*) (11)

i=i / и затем для остальных этапов

J = h-MK + - £о - Е. (12)

Рассчитываются мгновенные значения оперативного ТОКЗ. 1о

(О В

функции времени на каждом этапе

¡о1 = и + и.1(0.)/КоеР1, (13)

где = Ко-'(Ео + и.лБпр! + (Е - идопр! ±2ЕС/Сэ)еР').

Расчет мгновенных значений оперативного тока при квазиустановив-шемся переходном процессе, проведенный в соответствии с данной методикой, позволил провести качественный анализ влияния параметров изоляции на значение оперативного тока и оценить состав гармонических составляющих этого тока.

Установлено, что мгновенное значение оперативного тока содержит постоянную составляющую и переменные составляющие несинусоидальной периодической формы с частотой равной, частоте напряжения на выходе инвертора, и с утроенной частотой. Величина переменных составляющих оперативного тока возрастает с увеличением емкости УИЧ, а с увеличением емкости УПТ уменьшается. С увеличением разности эквивалентных сопротивлений изоляции полюсов УПТ, включающих в себя, с учетом коммутации инвертора, сопротивления изоляции фаз УИЧ, она увеличивается.

На основе уравнения (3) были получены зависимости сопротивлений срабатывания УЗО при заданном токе уставки 1У от угла управления УВ и параметров шахтной электрической сети, позволяющие определить функциональную надежность УЗО:

- при утечке с шины "+":

^сраб^Гу'Ко-Ео+О^иа-созеО'КЕо-уКоХК-г1 + г.-1 + Л-г1)*

+0,!Ш(гсо8а- г.-1 - 1у]->; (14)

- при утечке с шины "-" :

г-сРаб=(1у,Ко-Ео+0,5иС1-со5а)-[(Ео-1у-Ко)(К~г1 + г,-1 + 11-2-')+

+0,5и,гсо5ат+-« - 1У]-' ; (15)

- при симметричной утечке с шин "+" и "-" :

К=срв0=(1у-Яо-Ео)-[(Ео-1у-ао)(Я-г1 +К-2-')- У'1; (16)

-при симметричной трёхфазной утечке на УПЧ до ПЧ и равенстве г+ и

г.:

Кмфа<5=(1у-Ко-Е0)-[(Ео-1у-К„)(К= ' +К--1) - У"1; (17)

- при симметричной трёхфазной утечке на УИЧ: К-2Ч,ай=(1уЯо-Ео)-[(Ео-0-1у-Ко)(Ки-1+Я=-1) - У"1; (18)

- -при однофазной утечке с фазы "а" до ПЧ на УПЧ и при Г1=Гв1=Гс1:

r fpa6 = (Iv'Ro-Eo)-[(Eo-Iv-Ro)(R-2"1 + R="') - Iv

^rrKIy-Ro-Eoj]-1 ; (19)

- при однофазной утечке с фазы "а" на УИЧ и при г:=гВ2=гС2: ra2cpa6=(Iy-Ro-Eo)-[(E„-Iv-Ro)(R~l-1 + R=1) " Iv

-2rr4Iy-Ro-Eo)]-i . (20)

Получено также выражение для сопротивления срабатывания при случае когда в защитном устройстве предусмотрена защита, обеспечивающая самоконтроль исправности цепи оперативного тока. Она срабатывает при обрыве цепи, т.е. при 1о=0. Снижение оперативного тока до нуля возможно при утечке с шины "+":

r'+q,a6=(0,5UdCosa-Eo)[Eo(R-r1 +г.-' + R-r'H

+0,5Udcosa-r.-1]-1. (21)

На рис.2 показаны зависимости сопротивлений срабатывания от частоты f? и cos a . Кривые U 8 соответствуют выражениям (14)-h(21).

Из анализа вышеуказанных зависимостей установлено, что при возникновении утечки с шины "+" УПТ имеется полоса частот выходного напряжения преобразователя частоты, когда защитное устройство не срабатывает или срабатывает ложно из-за влияния напряжения УПТ. При частотах 0-10 Гц УЗО срабатывает из-за превышения оперативным током уставки, при этом сопротивление срабатывания снижается с увеличением частоты. При частотах 10-18 Гц УЗО не срабатывает. При частотах 18-50 Гц УЗО срабатывает как от обрыва цепи оперативного тока, при этом сопротивление срабатывания с увеличением частоты практически линейно увеличивается от нуля до 48 кОм. При частотах 50-70 Гц сопротивление срабатывания неизменно и равно 48 кОм.

Показано, что при равенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ защитное устройство работоспособно. Значения сопротивлений срабатывания при симметричной утечке с шин "+" и "-", при симметричной трёхфазной и однофазной утечках на УПЧ и на УИЧ не зависят от частоты на выходе ПЧ. При возникновении утечки с шины "-" УПТ защитное устройство срабатывает от повышения оперативного тока, но при завышенных значениях сопротивлений срабатывания по сравнению с минимально допустимыми значениями по требованиям безопасности. Сопротивление срабатывания при этом практически линейно увеличивается с увеличением напряжения УПТ

Результаты аналитического исследования были подтверждены экспериментальными исследованиями работы УЗО на постоянном оперативном токе в сети с ПЧ, которые проводились на полноразмерном

5-1-1-1-1->

о о,г о,ч 0,6 о,8 сод*

Рис.2. Зависимости сопротивлений срабатывания УЗО на постоянном оперативном токе от частоты напряжения на выходе ПЧ

стенде. В результате было установлено, что собственное время срабатывания УЗО на постоянном оперативном токе в сети с Г1Ч при утечках через сопротивление 1 кОм на УПЧ, УИЧ и на отрицательном полюсе УПТ в три раза меньше допустимого значения по техническим требованиям.

Из анализа экспериментальных зависимостей (рис.2) было установлено, что сопротивление срабатывания УЗО снижается с уменьшением частоты от 70 до 2 Гц и напряжения ПЧ от 660 до 15 В при симметричном снижении сопротивлений изоляции полюсов УПТ от 19-24 кОм до 11-13,5 кОм (область 3'), при однофазной и симметричной трехфазной утечках на УИЧ соответственно от 9,6-12 кОм до 4,4-5,8 кОм (область 5') и от 35-37 кОм до 26-28 кОм (область 7'). Такое явление может быть допустимо, так как в соответствии с требованиями безопасности допустимое сопротивление срабатывания также уменьшается со снижением уровня напряжения.

Выявлено, что сопротивление срабатывания при снижении сопротивлений изоляции полюсов УПТ или фаз УИЧ незначительно зависит от емкости фаз за ПЧ относительно земли . При емкости УИЧ 1 мкФ/фазу оно имеет значения на 2-3 кОм больше, чем при отсутствии емкости.

В целом УЗО на постоянном оперативном токе работоспособно в сети с ПЧ за исключением режима несимметричной утечки на УПТ, что подтверждает выводы, сделанные в результате аналитических исследований рабочего контура УЗО.

Проведены аналитическое и экспериментальное исследования асим-метра - устройства с измерительным мостом постоянного тока, использующего постоянное напряжение на выходе УВ и предназначенного для обнаружения режима несимметричной утечки на УПТ сети с ПЧ, в результате которых показано, что в СЗО с использованием УЗО на постоянном оперативном токе и асимметра наблюдается взаимное влияние этих источников постоянного тока, что не позволяет осуществлять контроль возникновения несимметричной утечки тока на землю в звене постоянного тока ПЧ.

На основе проведенных исследований предложен метод защиты комбинированных сетей с ЧРЭП, новизна которого заключается в том, что дополнительно на переменном оперативном токе контролируется несимметрия токов утечки с полюсов звена постоянного тока преобразователя частоты, результат контроля сравнивается с заданной величиной несимметрии и при превышении фактической несимметрии над

заданной производится отключение ПЧ от сети, что позволяет исключить негативное влияние этих токов на работу С30. Были разработаны структурная и принципиальная схемы СЗО.

Структурная схема СЗО, реализующая предложенный способ определения несимметричной утечки на УПТ, представлена на рис.3. СЗО содержит устройство защитного отключения А1 на постоянном оперативном токе и дополнительное устройство А2, названное корректором и подключаемое к положительному и отрицательному полюсам УПТ контролируемой сети. На однофазные и трехфазные утечки на УПЧ и УИЧ, а также на симметричную утечку в звене постоянного тока реагирует основное УЗО А1, которое отключает автомат С)Г. Выше показано, что реакция УЗО на постоянном оперативном токе на эти виды утечки удовлетворительная.

При возникновении несимметричной утечки на УПТ должен срабатывать корректор А2, который воздействует на автоматический выключатель отключая ПЧ от сети. Таким образом, корректор А2 контролирует возникновение несимметричной утечки на УПТ и предотвращает возможность неправильного действия УЗО вследствие возникновения такой утечки. В результате совместного действия УЗО А1 и корректора А2 асимметра обеспечивается защита комбинированной сети с ПЧ от всех видов утечки.

В результате аналитического исследования рабочего контура корректора определено влияние параметров сети с ПЧ на величину и характер изменения измеряемого тока и выполнено обоснование выбора оптимальных параметров узла определения несимметричной утечки корректора.

В соответствии с полученными схемами замещения рабочего контура корректора действующее значение измеряемого тока 1к оперативной частоты, протекающего через емкость Сф фильтра выпрямителя, в комплексных числах определяется по выражению

1к=Е-кгк-Уэ(У++у.)(гф(У++у.+уэ))-), (22)

где Х+=(2к+г+-2ф/(г++г.+2ф))"1; у=(гк+г--гф/(г++г.+гф))-,;

Хк^тсГк-Ск)-1; ^М-Сф)-';

Ъ - частота оперативного тока;

J

Рис.3. Структурная схема СЗО У5

Ск, - емкость конденсаторов и сопротивление блока присоединения корректора к полюсам УПТ соответственно.

Для исследования влияния несимметрии сопротивлений изоляции полюсов введено понятие коэффициента несимметрии Кн:

Большее из двух сопротивлений г+ и г. названо базисным - Гб.

В результате расчетов по уравнению (22) были установлены зависимости действующего значения переменного оперативного тока корректора от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки, позволяющие рассчитать и обосновать параметры СЗО.

В качестве примера на рис.4,а,б показаны зависимости действующего значения тока 1к в относительных единицах (на 1 В Ек) и его фазы у от коэффициента несимметрии при различных значениях Гб.

Установлено, что при симметричном состоянии сопротивлений изоляции полюсов УПТ, то есть при выполнении условия г+=Г-, измеряемый корректором ток не протекает в диагонали измерительного моста, два плеча которого образованы сопротивлениями изоляции г+ и г.. При неравенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ ток корректора (рис.4,а) возрастает с увеличением несимметрии, причем тем интенсивнее, чем больше модуль коэффициента несимметрии Кн. Изменением параметров корректора (ЭДС источника оперативного тока и его частоты, емкости присоединения Ск и сопротивления Кк) можно регулировать значение тока корректора, устанавливая допустимое значение тока от ИОТ через сопротивление утечки.

По направлению (по фазе) тока корректора (рис.4,6) можно судить о том, сопротивление изоляции какого полюса снижено, поскольку направление тока корректора, соответствующее условию г+<г., является прямо противоположным его направлению, соответствующему условию г.<г+.

Экспериментальное исследование разработанной СЗО позволило проверить ее работоспособность в различных режимах работы ЧРЭП и при различных параметрах сети, надежность функционирования, а также соответствие ее параметров требуемым нормативным документам и установить область ее применения.

В соответствии с разработанной методикой экспериментального исследования было проведено определение собственного времени срабатывания СЗО, сопротивления срабатывания, величин кратковременного и длительного токов утечки для различных режимов работы ЧРЭП, пара-

при Г < '"т при /",</■_•

(23)

а)

б)

1кмкЙ/5

-V

25 20 15 10

1 / - [ ~5С? кО*

2 - Ть = 100к.0гл

3 - ЪГ -500 к Ом /I

4- = -/ МОм Ш

/

/ 2 Ъ 4 / /

\ \ \ ' N А

\

Л

0,2 О.Ц .0,6 08 |КН|

У раз 5\-

-/ 2 з ь (г+<г_)

-1,5 - 15=50кОп 1,7-1*^00*0»

1,6 -'15-ЮОцОн ^ -Гг= 1МОп

0,1 0,1/ о,в ОЕ /Кц1

Рис.4. Зависимости действующего значения тока корректора (а) и фазы этого тока (б) от коэффициента несимметрии сопротивлений изоляции полюсов УПТ при £¿=10 Гц, кОм, Сж=0,5 мкФ

метров изоляции и возникновения утечки (симметричной и несимметричной), поочередно на различных участках комбинированной электрической сети: УПЧ, УПТ и УИЧ.

На рис.5 представлены полученные в результате экспериментального исследования зависимости сопротивлений срабатывания от частоты напряжения на выходе ПЧ и при изменении емкости УПЧ и УИЧ от нуля до 1 мкФ/фазу. В соответствии с требованиями к устройствам защиты от токов утечки для сетей с ЧРЭП при симметричной утечке тока при напряжении питающей сети 660 В сопротивление срабатывания должно быть не менее 30 кОм/фазу и 18 кОм/полюс. Соответственно этим значениям на рис.5 проведены пунктирные линии 7 и 8. Из графиков рис.5 видно, что при данной настройке уставок срабатывания УЗО и корректора значения сопротивлений срабатывания СЗО отвечают предъявляемым техническим требованиям во всем рассмотренном диапазоне частот.

В результате исследования разработанной СЗО установлено, что предложенный метод определения несимметричной утечки на участке постоянного тока и реализующее его схемное решение обеспечивают работоспособность СЗО в сети с ЧРЭП номинальным напряжением 660 В в рабочем диапазоне регулирования частоты от 2 до 70 Гц, если суммарная емкость всех участков защищаемой сети не превышает 0,7 мкФ/фазу.

Собственное время срабатывания экспериментального образца СЗО при однофазной или однополюсной утечке через активное сопротивление 1 кОм в 2-3 раза ниже значения, нормируемого техническими требованиями к рудничному взрывозащишенному электрооборудованию с силовыми полупроводниковыми приборами.

Использование дополнительного блока присоединения к УИЧ снижает разницу в значениях сопротивлений срабатывания УЗО при утечках на УПЧ и УИЧ.

Сопоставление зависимостей сопротивлений срабатывания при утечках тока в сети с ПЧ от частоты напряжения УИЧ, полученных аналитически и экспериментально, показало, что их расхождение не превышает 10-15" о при доверительной вероятности 0,9.

Основные научные положения и результаты диссертационной работы были использованы в разработке экспериментального образца СЗО для ЧРЭП механизма подачи очистного комбайна КШ1КГУЭ, прошедшего промышленные испытания на шахте №16 "Липкозская'' АО "Тулауголь" в феврале - мае 1992 года, и приняты в рабочем проекте механизма подачи комбайна К10ПМ.

Нумерация гросрикоЬ

£>ид утечки Место уте.чки

да/ ЦПТ УИЧ

Несимметричная * 3

Симметричная 2 * 4

/\ срсхЕу кОп (ла/?юс)

ВО

50

40

ъо

20

Ю

О

ш

ш

//////

ишшиш

ипяЫтштллШ^

чС ь

22

- 1

Ш11П1ИШ

тМт7тттт

.5

р-гп-гт^ггггтт-^тгггт

{ \3

¡2,4

О Ю 20 30 40 & 60 70

Рис.5. Зависимости сопротивлений срабатывания СЗО от частоты Ь при утечках в сети с ПЧ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки системы защитного отключения для шахтных электрических сетей с частотно-регулируемым электроприводом напряжением до 1 кВ, обеспечивающей безопасность эксплуатации электрооборудования в таких сетях за счет устранения негативного влияния постоянной составляющей тока несимметричной утечки на УНТ.

На основе выполненных аналитических и экспериментальных исследований были получены следующие основные выводы и практические результаты.

1. Предложен метод расчета оперативного тока устройства защитного отключения на постоянном оперативном токе в шахтной сети с частотно-регулируемым электроприводом, отличающийся тем, что учитываются угол управления тиристорами выпрямителя и закон коммутации тиристоров инвертора, при этом расхождение результатов, выполненных в соответствии с предложенным методом аналитических расчетов с результатами экспериментального исследования не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9.

2. Полученные зависимости мгновенных значений оперативного тока от времени при возникновении утечки на любом из участков сети с ЧРЭП при различных параметрах изоляции сети, частоты ПЧ и сопротивления утечки позволили установить, что оперативный ток содержит постоянную составляющую и переменные составляющие несинусоидальной периодической формы с частотой напряжения на выходе инвертора и с утроенной частотой этого же напряжения, при этом величина переменных составляющих возрастает с увеличением емкостей УИЧ и с увеличением разности эквивалентных сопротивлений изоляции полюсов УПТ, включающих в себя с учетом коммутации тиристоров инвертора сопротивления изоляции фаз УИЧ, и уменьшается с увеличением емкостей УПТ.

3. Получены зависимости среднего значения оперативного тока в сети с ПЧ от параметров сети, анализ которых позволил установить, что значение этого тока при равенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ однозначно определяется эквивалентным сопротивлением изоляции сети, при этом УЗО на постоянном оперативном токе работоспособно; при неравенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ значение оперативного тока изменяется на величину, пропорциональную действующему значению напряжения УПЧ, углу управления тиристорами выпрямителя, входящего в состав ПЧ, и сопротивлениям изоляции участков сети, при этом снижается надежность функционирования УЗО.

4. Полученные зависимости сопротивлений срабатывания при

возникновении утечки на любом из участков сети (УПЧ-УПТ- УИЧ) от частоты ПЧ и параметров изоляции сети позволили установить, что основной причиной отклонений в работе УЗО на постоянном оперативном токе при несимметричной утечке на УПТ является влияние напряжения выпрямителя на измерительный ток, при этом: при утечке с отрицательного полюса УПТ сопротивление срабатывания повышается с увеличением частоты ПЧ; при симметричной утечке на УПТ и утечках на УИЧ сопротивление срабатывания незначительно снижается с уменьшением частоты и напряжения ПЧ: наличие утечки с положительного полюса УПТ приводит при определенных частотах ПЧ к отказу в работе УЗО.

5. Предложен метод защиты от утечек тока шахтных электрических сетей с ЧРЭП, основанный на добавлении к аппарату защиты на оперативном постоянном токе устройства контроля возникновения несимметричной утечки на УПТ на переменном оперативном токе и реализованный в виде разработанной СЗО.

6. Полученные зависимости действующих значений оперативного гока корректора от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки позволили определить оптимальные параметры корректора СЗО с требуемыми чувствительностью и действующим значением оперативного напряжения.

7. Полученные зависимости действующих значений токов утечки от параметров защищаемой сети и сопротивления утечки позволили определить предельное значение суммарной емкости участков сети с ПЧ, равное 0,7 мкФ/фазу, при котором токи утечки не превышают допустимых значений.

8. Испытания разработанной СЗО показали, что она работоспособна в таких сетях и отвечает техническим требованиям к устройствам защиты от токов утечки для сетей с частотно-регулируемым электроприводом.

9. Основные научные положения и результаты диссертационной работы были внедрены в СЗО, встроенной в ЧРЭП механизма подачи очистного комбайна КППКГУ, испытанного на шахте 16-я Липков-ская АО "Тулауголь", и рабочем проекте ЧРЭП комбайна К10ПМ. Разработанная СЗО дает социальный эффект, заключающийся в повышении уровня электробезопасности персонала, обслуживающего электрооборудование в шахтных электрических сетях напряжением до 1 кВ с ЧРЭП.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Куницкий В.Г., Шпрехер Д.М., Лазарев А.И. Система защиты участковой шахтной сети с частотно-регулируемым электроприводом //Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности. - Санкт-Петербург, 1992. -С. 47.

2. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Исследование работы устройства защитного отключения в сети с переменной частотой //Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации. - М., 1992. - ч.2. -С.232-233.

3. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Куницкий В.Г., Лазарев А.И. Исследование и обоснование параметров защиты от утечек тока в сети с частотно-регулируемым электроприводом подачи комбайна //Механизация и автоматизация горных работ на шахтах. - Тула, 1993, С. 73-79.

4. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Разработка устройства определения несимметрии изоляции полюсов звена постоянного тока //Проблемы повышения надежности, уровня безаварийности эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий. - М., 1993, С. 59-60.

5. Szczuckij W.I., Babokin G.I., Lazarev A.I. Badania funkcjonowania urzadzen ochronnych w sieciach z przeksztaltnikami energoelektronicznymi // X Miedzynarodowa konferencja naukowo-techniczna. Wroclaw, 1995, S. 410-415.

6. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Исследование устройства защитного отключения на оперативном постоянном токе для сетей с преобразователями частоты //Проблемы и перспективы развития горной техники.-М., 1995, С. 31-32.

7. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Условия применения защиты от утечек на постоянном оперативном токе в участковой сети с

преобразователем частоты//Электробезопасность. - 1995. - №3. С. 16-24.

8. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И.. Лазарев А.И. Сопротивление срабатывания устройства защитного отключения на оперативном постоянном токе в комбинированной сети //Горная техника на пороге XXI века. - М., 1996, С. 499-503.

9. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Исследование функционирования устройства защитного отключения в комбинированной сети //Горная техника на пороге XXI века. - М., 1996, С. 524-526.

10. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Экспериментальное исследование условий работы устройства защитного отключения в сети с преобразователем частоты //Электробезопасность. -1997. -№3-4.-С.31-41.

11. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Функционирование устройства защитного отключения в комбинированной сети // Известия вузов. Горный журнал. - 1997. - №1-2. - С.131-134.

12. Лазарев А.И., Бабокин Г.И., Щуцкий В.И. Сопротивление срабатывания УЗО на постоянном оперативном токе в комбинированной сети // Известия вузов. Горный журнал. - 1997,- № 9-10. - С.128-130.

13. Szczuckij W.I., Babokin G.I., Lazarev A.I. Problemy kontlistanu izoiacji w sieci z przemiennikiem czestotliwosci // XI Miedzynarodowa konferencja naukowo-techniczna. Wroclaw, 1997, S. 447-451.

14. Лазарев А.И. Защитное отключение на постоянном оперативном токе в сети с преобразователем частоты // Научно-техническая конференция молодых ученых и аспирантов: тезисы докладов / НИ РХТУ им.Д.И.Менделеева. Новомосковск, 1997, С.43-44.

15. Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Защитное отключение на постоянном оперативном токе в сети с преобразователем частоты // Материалы научно-технической конференции Новомосковского института РХТУ им.Д.И.Mенделеева. -Часть 1. -С. 193-194. Деп. в ВИНИТИ №331-98В от 5.02.98.

Лицензия ЛРМ> 020714 0102.02.93 г. Подписано в печать 10.07.98. Формат 60x90 1/16. Отпечатано на ризографе. Объем 1 печ. я. Тираж 100 экз. Заказ $0

Российский хиишсо-технологический университет им. Д.И. Менделеева.

Издательский ценгр. Типография НИ РХТУ им. Д. И. Менделеева. Адрес института: 301670, Новомосковск, Тульской обл., Дружбы, 8.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Понятие о комбинированной шахтной электрической сети с частотно-регулируемым электроприводом.

1.2. Обзорный анализ основных методов и устройств защиты от утечек тока в шахтных комбинированных сетях.

1.2.1. Обзор основных принципов действия устройств защитного отключения.

1.2.2. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях промышленной частоты.

1.2.3. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях с выпрямителями.

1.2.4. Обзор основных методов и устройств защиты от утечек в шахтных электрических сетях с преобразователями частоты.

1.3. Обзорный анализ основных исследований токов утечки и условий работы устройств защитного отключения в шахтных комбинированных сетях.

1.4. Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО КОНТУРА УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ В ШАХТНОЙ СЕТИ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ 2.1. Исследование рабочего контура устройства защитного отключения в сети с участком переменного тока промышленной частоты и участком постоянного тока.

2.2. Исследование рабочего контура УЗО на постоянном оперативном токе в сети с участком постоянного тока и участком переменного тока изменяемой частоты.

2.2Л. Установление составляющих полных сопротивлений изоляции полюсов.

2.2.2. Исследование оперативного тока в сети с инвертором напряжения.

2.2.3. Определение и исследование среднего значения оперативного тока.

2.2.4. Выводы.

2.3. Исследование рабочего контура УЗО в сети с участком переменного тока промышленной частоты, участком постоянного тока и участком переменного тока изменяемой частоты.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ

УЗО В СЕТИ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

3.1. Методика экспериментального исследования условий работы УЗО.

3.2. Результаты экспериментального исследования УЗО и их анализ.!.

3.2.1. Исследование времени срабатывания УЗО.

3.2.2. Исследование сопротивлений срабатывания УЗО.

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ СЕТИ С

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

4.1. Исследование системы защитного отключения с асимметром для шахтных сетей с преобразователем частоты.

4.2. Разработка функциональной и структурной схем УЗО.

4.3. Аналитическое исследование рабочего контура корректора системы защитного отключения.

4.4. Разработка принципиальной схемы корректора системы защитного отключения.

4.5. Выводы.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНОГО

ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ШАХТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1. Методика и стенд для экспериментального исследования системы защитного отключения.

5.2. Результаты экспериментального исследования системы защитного отключения и их анализ.

5.3. Реализация результатов исследования и разработок.

5.4. Выводы.

Актуальность работы. В промышленном производстве большинства стран все более укрепляется тенденция широкого использования регулируемых электроприводов технологических машин. Для специфических условий эксплуатации электрооборудования в горнодобывающей промышленности перспективным и наиболее подготовленным к внедрению на серийно выпускаемых комбайнах является частотно-регулируемый электропривод (ЧРЭП) - система "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" (ПЧ-АД).

При разработке ЧРЭП подачи комбайна одной из главных задач является обеспечение электробезопасности при эксплуатации и в частности создание работоспособной защиты от утечек тока.

Сеть с тиристорным ПЧ, содержащим управляемый выпрямитель (УВ) и автономный инвертор напряжения (АИН), состоит из трех участков разного рода тока: участка переменного тока промышленной частоты (УПЧ), участка постоянного тока (УПТ) и участка переменного тока изменяющейся частоты (УИЧ). Токи утечки в такой сети имеют сложный гармонический состав. Они могут содержать постоянную составляющую и гармоники, частота которых изменяется при регулировании частоты напряжения ПЧ. Наложение токов утечки на оперативный ток серийных устройств защитного отключения (УЗО) отрицательно влияет на работу этих устройств. УЗО на постоянном оперативном токе подвержены влиянию постоянной составляющей токов утечки, а устройства на переменном оперативном токе - влиянию гармонических составляющих.

Использование в УЗО переменного оперативного тока с частотой, изменяемой в зависимости от частоты напряжения ПЧ так, чтобы она не совпадала с частотой составляющих тока утечки, привело к созданию сложного устройства, которое практически обеспечивает защиту только УИЧ с ограниченной длиной, при наложении ограничений на параметры

УПЧ и УПТ.

Технические решения УЗО или систем защитного отключения (СЗО), которые обеспечивали бы эффективную защиту всех трех участков сети с преобразователем частоты, отсутствуют. Наиболее перспективным для защиты комбинированных сетей с ЧРЭП является создание СЗО от утечек тока на землю, включающее УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, измеряющий несимметрию токов утечки с полюсов УПТ. Условия функционирования СЗО в сетях с ПЧ недостаточно изучены. В связи с этим задача разработки системы защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающей безопасность эксплуатации электрооборудования путем учета влияния тока несимметричной утечки на УПТ, является актуальной научной задачей.

Актуальность настоящей работы подтверждается тем, что она выполнена в соответствии с отраслевой научно-технической программой Минтопэнерго России "Уголь России" (проект №0-12 "Создать новое оборудование и системы электроснабжения для шахт на базе современных средств коммутации и взрывозащиты, обеспечивающих повышение энерговооруженности и управляемости горных машин и рационального использования электроэнергии").

Целью работы является установление закономерностей формирования оперативного постоянного тока в зависимости от параметров шахтной электрической сети, включающей УПЧ, УПТ и УИЧ, для разработки специальной СЗО, обеспечивающей безопасность эксплуатации сетей с ЧРЭП.

Идея работы заключается в том, что повышение надежности функционирования СЗО и расширение области ее действия для шахтных электрических сетей с ЧРЭП может быть достигнуто путем определения несимметричной утечки тока на УПТ с помощью устройства, контролирующего возникновение токов утечки в звене постоянного тока преобразователя частоты, и устранения негативного действия этих токов на систему защиты.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

1. Метод расчета оперативного тока УЗО, работающего на постоянном оперативном токе в шахтной электрической сети, в которой в качестве вентильной нагрузки используется ПЧ, содержащий УВ, звено постоянного тока и АИН, отличающийся тем, что он учитывает угол управления тиристорами выпрямителя и закон коммутации вентилей трехфазного инвертора напряжения.

2. Зависимости сопротивлений срабатывания СЗО на постоянном оперативном токе при симметричных и несимметричных утечках на различных участках сети с ЧРЭП от частоты напряжения на выходе ПЧ, угла управления УВ и параметров шахтной электрической сети, позволяющие определить функциональную надежность СЗО.

3. Метод защиты комбинированных сетей с частотно-регулируемым электроприводом, новизна которого заключается в том, что дополнительно на переменном оперативном токе контролируется несимметрия токов утечки с полюсов звена постоянного тока ПЧ, результат контроля сравнивается с заданной величиной несимметрии и при превышении фактической несимметрии над заданной производится отключение ПЧ от сети, что позволяет исключить негативное влияние этих токов на функциональную надежность СЗО.

4. Зависимости действующего значения переменного оперативного тока корректора, выявляющего режим несимметричной утечки на УПТ, от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки, позволяющие рассчитать и обосновать параметры СЗО.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются строгостью математических выкладок,корректным использованием положений теории электрических цепей; использованием апробированных методов измерения электрических параметров; удовлетворительным совпадением данных аналитических и эксперименs тальных исследований (расхождение результатов не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9); положительными результатами лабораторных и промышленных испытаний разработанной системы защитного отключения и внедрением результатов работы.

Значение работы. Научное значение заключается в разработке метода расчета мгновенного и среднего значений оперативного постоянного тока СЗО, выявлении закономерностей его формирования; разработке метода защиты комбинированных сетей с ЧРЭП, основанного на контроле несимметричной утечки с полюсов звена постоянного тока преобразователя частоты; установлении зависимостей сопротивлений срабатывания и действующего значения оперативного тока корректора от частоты ПЧ и параметров сети, что создало научные предпосылки для разработки системы защиты от утечек токов в шахтных сетях с ЧРЭП.

Практическое значение заключается в разработке структурной и принципиальной схем СЗО, позволяющей обеспечить защиту от утечек токов в комбинированных сетях с ЧРЭП и включающей в себя УЗО на постоянном оперативном токе и корректор, с помощью которого контролируется несимметрия сопротивлений изоляции звена постоянного тока ПЧ; определении критического значения емкости защищаемой сети, при котором действующие значения токов утечки не превышают допустимых значений длительного и кратковременного токов утечки.

Реализация выводов и рекомендаций работы. На основе технических решений и рекомендаций, изложенных в диссертации, разработаны структурная и принципиальная схемы СЗО для шахтных электрических сетей с ЧРЭП, которая применена в экспериментальном образце механизма подачи комбайна КШ1КГУ, испытанном в условиях шахты 16-ая Липковская АО "Тулауголь", и принята в рабочем проекте механизма подачи комбайна К10ПМ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и одобрены на Международном симпозиуме "Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности" (Санкт-Петербург, 1992), Международной межвузовской научно-практической конференции "Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации" (Москва, 1992), Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы повышения надежности, уровня безаварийности эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий" (Москва, 1993), Научно-практическом семинаре с международным участием "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1995), X Международной научно-технической конференции "Защита от поражений электрическим током" (Польша, Вроцлав, 1995), Международном симпозиуме "Горная техника на пороге ХХТ века" (Москва, 1995), хТ Международной научной конференции "Электробезо-пасность'97" (Польша, Вроцлав, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков, 18 таблиц, список использованной литературы из 67 наименований и 1 приложение.

5.4. Выводы

В настоящей главе изложены результаты экспериментального исследования специальной СЗО, разработанной для сети с частотно-регулируемым электроприводом; установлены зависимости сопротивлений срабатывания СЗО и действующего значения тока утечки от частоты выходного напряжения ПС-1 и параметров изоляции сети; выявлено влияние дополнительного блока присоединения на сопротивления срабатывания СЗО.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований могут быть сформулированы в виде следующих положений.

1. Реализация предложенного способа определения несимметричной утечки на участке постоянного тока и его схемного решения с обеспечением практического внедрения показала работоспособность системы защитного отключения в сети с ЧРЭП в рабочем диапазоне частот ПС-1.

2. Собственное время срабатывания экспериментального образца СЗО при однофазной или однополюсной утечке через активное сопротивление 1 кОм существенно ниже значения, нормируемого техническими требованиями к рудничному взрывозащищенному электрооборудованию с силовыми полупроводниковыми приборами.

3. Разработанная СЗО может быть применена в сети с преобразователем частоты с номинальным напряжением 660 В и рабочим диапазоном регулирования частоты 2-70 Гц, если суммарная емкость всех участков защищаемой сети не превышает 0,7 мкФ/фазу.

4. Использование дополнительного блока присоединения к УИЧ снижает разницу в значениях сопротивлений срабатывания СЗО при утечках на УПЧ и УИЧ, обеспечивая снижение разницы между значениями сопротивлений срабатывания СЗО при учтечках тока на ,УИЧ и минимально допустимыми значениями сопротивлений срабатывания по техническим требованиям.

5. Сопоставление зависимостей сопротивлений срабатывания при утечках тока в сети с преобразователем частоты от частоты напряжения на выходе ПС-1, полученных аналитически и экспериментально, показало, что их расхождение не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9.

6. Основные научные положения и результаты диссертационной работы приняты в рабочих проектах СЗО для ПС-1 ЧРЭП механизма подачи очистного комбайна КШ1КГУЭ, прошедшего промышленные испытания на шахте 16 "Липковская" АО "Тулауголь" в феврале - мае 1992. г., и для ПС-2 ЧРЭП механизма подачи очистного комбайна К10ПМ.

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки системы защитного отключения для шахтных электрических сетей с частотно-регулируемым электроприводом напряжением до 1 кВ, обеспечивающей безопасность эксплуатации электрооборудования в таких сетях за счет устранения негативного влияния постоянной составляющей тока несимметричной утечки на УПТ.

На основе выполненных аналитических и экспериментальных исследований были получены следующие основные выводы и практические результаты.

1. Предложен метод расчета оперативного тока устройства защитного отключения на постоянном оперативном токе в шахтной сети с частотно-регулируемым электроприводом, отличающийся тем, что учитываются угол управления тиристорами выпрямителя и закон коммутации тиристоров инвертора, при этом расхождение результатов, выполненных в соответствии с предложенным методом аналитических расчетов с результатами экспериментального исследования не превышает 10-15% при доверительной вероятности 0,9.

2. Полученные зависимости мгновенных значений оперативного тока УЗО от времени при возникновении утечки на любом из участков сети с ЧРЭП при различных параметрах изоляции сети, частоты ПЧ и сопротивления утечки позволили установить, что оперативный ток содержит постоянную составляющую и переменные составляющие несинусоидальной периодической формы с частотой напряжения на выходе инвертора и с утроенной частотой этого же напряжения, при этом величина переменных составляющих возрастает с увеличением емкостей УИЧ и с увеличением разности эквивалентных сопротивлений изоляции полюсов УПТ, включающих в себя с учетом коммутации тиристоров инвертора сопротивления изоляции фаз УИЧ, и уменьшается с увеличением емкостей УПТ.

3. Получены зависимости среднего значения оперативного тока УЗО от параметров сети с ПЧ, анализ которых позволил установить, что значение этого тока при равенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ однозначно определяется эквивалентным сопротивлением изоляции сети, при этом УЗО на постоянном оперативном токе работоспособно; при неравенстве сопротивлений изоляции полюсов УПТ значение оперативного тока изменяется на величину, пропорциональную действующему значению напряжения УПЧ, углу управления тиристорами выпрямителя, входящего в состав ПЧ, и сопротивлениям изоляции участков сети, при этом снижается надежность функционирования УЗО.

4. Полученные зависимости сопротивлений срабатывания при возникновении утечки на любом из участков сети (УПЧ-УПТ-УИЧ) от частоты ПЧ и параметров изоляции сети позволили установить, что основной причиной отклонений в работе УЗО на постоянном оперативном токе при несимметричной утечке на УПТ является влияние напряжения выпрямителя на измерительный ток, при этом: при утечке с отрицательного полюса УПТ сопротивление срабатывания повышается с увеличением частоты ПЧ; при симметричной утечке на УПТ и утечках на УИЧ сопротивление срабатывания незначительно снижается с уменьшением частоты и напряжения ПЧ; наличие утечки с положительного полюса УПТ приводит при определенных частотах ПЧ к отказу в работе УЗО.

5. Предложен метод защиты от утечек тока, шахтных электрических сетей с ЧРЭП, основанный на добавлении к аппарату защиты на оперативном постоянном токе устройства контроля возникновения несимметричной утечки на УПТ на переменном оперативном токе и реализованный в виде разработанной СЗО.

6. Полученные зависимости действующих значений оперативного тока корректора от параметров защищаемой сети, блока присоединения к сети и сопротивления утечки позволили определить оптимальные параметры корректора СЗО с требуемыми чувствительностью и действующим значением оперативного напряжения. гън

7. Полученные зависимости действующих значений токов утечки от параметров защищаемой сети и сопротивления утечки позволили определить предельное значение суммарной емкости участков сети с ПЧ, равное 0,7 мкФ/фазу, при котором токи утечки не превышают допустимых значений.

8. Испытания разработанной СЗО показали, что она работоспособна в таких сетях и отвечает техническим требованиям к устройствам защиты от токов утечки для сетей с частотно-регулируемым электроприводом.

9. Основные научные положения и результаты диссертационной работы были внедрены в СЗО, встроенной в ЧРЭП механизма подачи очистного комбайна КШ1КГУ, испытанного на шахте 16-я Липковская АО "Тулауголь", и рабочем проекте ЧРЭП комбайна К10ПМ. Разработанная СЗО дает социальный эффект, заключающийся в повышении уровня электробезопасности персонала, обслуживающего электрооборудование в шахтных электрических сетях напряжением до 1 кВ с ЧРЭП.

1. Бунько В.А., Волотковский С.А. Повышение безопасности рудничной электровозной откатки. - М.:Недра, 1978. - 200, с.

2. Бутев B.C. Особенности совместной работы аппаратуры контроля сопротивления изоляции шахтных сетей и систем тиристорного электропривода //Деп. рук. в ЦНИИЭИуголь. - М., 1981.-7 с.

3. Бырька В.Ф., Томилин Н.Ф., Петере И.В. Параметры устройства контроля изоляции в шахтных электрических сетях с тиристорными преобразователями //Изв.вузов. Горный журнал. - 1984. - №5. - С.95-96.

4. Ванеев Б.Н., Воронцов О.М., Гостищев В.М. Эксплуатационные испытания на надежность аппаратов защиты от утечек тока АЗПБ в участковых сетях угольных шахт //Взрывозащищенные электрические аппараты. - Донецк, 1984. - С.43-49.

5. Высоцкий В.П., Демидов В.Я. Экспериментальные исследования наводок во вспомогательных жилах силового кабеля при работе тиристорного преобразователя частоты // Деп.рук. в ЦНИЭИуголь. - Кемерово, 1985. - 11 с.

6. Высоцкий В.П., Демидов В.Я. Экспериментальные исследования влияния наводок во вспомогательных жилах силового кабеля на функциональную надежность и безопасность эксплуатации шахтного электрооборудования //Деп.рук. в ЦНИЭИуголь. - Кемерово, 1985. - 12 с.

7. Гаскевич П.А. Спектральный анализ напряжения и тока в системах электроснабжения угольных шахт //Комплексы взрывозащищенного оборудования. Разработки и исследования. - Донецк, 1980. - С.45-51.

8. Гимоян Г.Г., Лейбов P.M. Релейная защита подземного электрооборудования и сетей. - М.: Недра, 1970. - 157 с.

9. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. - М.: Радио и связь, 1984. - 252 с.

10. Дзюбан B.C. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. - М.: Недра, 1982. - 148 с.

11. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В. II. Аппарат защиты от токов утечки унифицированный рудничный АЗУР и опыт его эксплуата--ции на шахтах //Уголь. - 1989. - №10. - С.30-32.

12. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Повышение надежности аппаратов защиты от утечек тока на землю //Уголь Украины. -1988. - №4. - С.30-31.

13. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Совершенствование устройства автоматической компенсации аппаратов защиты от утечек шахтных элекктрических сетей //Безопасность труда в промышленности. -1987. - №7. - С.41-42.

14. Дзюбан B.C., Кононенко В.П., Леонтьева Л.А. О защите от утечек сетей, питающих через выпрямители электроприводы постоянного тока //Взрывозащищенное электрооборудование (разработка и исследование). - Донецк: ВНИИВЭ,1976. - вып.12. - С.24-29.

15. Желиховский Х.М. Метод расчета параметров схемы защиты от утечек типа УАКИ в шахтных электрических сетях //Горная механика и автоматика. - 1971. - вып.18. - С.11-12.

16. Иванов Е.А., Дудкин В.Д., Катаенко Г.И. Особенности функционирования устройств контроля и защиты в сетях переменного тока, связанных с цепями постоянного тока // Электричество. - 1983.- №10, - С.11-18.

17. Киампо Е.М. Влияние асимметрии выходного напряжения тирис-торного преобразователя на токи утечки //Изв.вузов. Горный журнал. -1991. - №5. - С. 109-111.

18. Колосюк В.П. Защитное отключение рудничных электроустановок. - М.: Недра, 1980. - 334 с.

19. Кононенко В.П. Исследование и разработка защиты от утечек в подземных изолированных от земли электрических сетях постоянного тока. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. - Донецк, 1971. - 36 с.

20. Краус Э.Г., Киампо Е.Н. Защита от утечек тока в комбинированной системе электроснабжения шахтных 'электроприемников //Вопросы электрификации угольных шахт и автоматизации проце<зсов угледобычи: Науч. сооб. ИГД им.А.А.Скочинского. - М.,1974. - вып.123, - С.34-40.

21. Куницкий В.Г., Бабокин Г.И. Исследование устройства защитного отключения для шахтных участковых комбинированных сетей //Б.У."Депонированные научные работы". - 1987. - №5. - С.97-104.

22. Куницкий В.Г., Бабокин Г.И. Особенности работы УЗО в шахтных участковых сетях с тиристорным преобразователем частоты //Материалы науч.-техн. конф. НФ РХТУ им.Д.И.Менделеева, ч.4. - М.: РХТУ, 1984. - С.16.

23. Куницкий В.Г. К вопросу об особенностях работы устройств защитного отключения в электрических сетях с частотно-регулируемым электроприводом //Динамика и функционирование электромеханических систем. - Тула, 1986. - С.31-36.

24. Куницкий В.Г. Разработка устройства защитного отключения для шахтных участковых электрических сетей с частотно-регулируемым электроприводом напряжением до 1000 В: Дис. . канд. техн. наук. -Москва, 1995! - 261 с.

25. Лейбов P.M., Желиховский Х.М. Четкость (чувствительность) работы защиты от утечек // Известия вузов. Горный журнал. - 1964. - N12. - С. 124-131.

26. Лейбов P.M., Озерной Н.И. Электрификация подземных горных работ. - М.: Недра, 1972. - 128 с.

27. Лейбов P.M. Утечки в шахтных электрических сетях. - М.: Уг-летехиздат, 1952. - 178 с.

28. Локшинский С.Г., Гордиенко Ю.И., Исачкин В.В. Направления разработки и внедрения электрических систем подачи очистных комбайнов. -М.: ЦНИЭИУголь, 1991. - 44 с. .

29. Лукачевич Ю.Ю. Разработка защиты от утечек тока в шахтных электрических сетях ЧССР с тиристорным преобразователем частоты: Дис. . канд.техн.наук. - Донецк, 1989. - 129 с.

30. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. -Л.: Энергоато-миздат, 1991. - 480 с.

31. Оборотов В.Д. Методы расчета токов утечки на землю в трехфазной сети с управляемым выпрямителем //Взрывозащищенные рудничные аппараты напряжением до 1200 В. - Донецк:ВНИИВЕ, 1986. - С.25-37.

32. Патент №744824 СССР, МКИ3 Н 02 НЗ/16. Устройство для защиты от утечки тока в электрической сети / Кононенко В.П., Леонтьев Г.А.(СССР). - №1265785/24-07; Заяв.12.05.79; Опубл. 23.08.80, Бюл. ь №24. Приоритет 12.05.79.

33. Патент №1356102 СССР, МКИ3 Н 02 НЗ/16. Устройство для защиты от утечки тока в электрической сети переменного тока / Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б., Куницкий В.Г.(СССР). №4019783/24-07; 3аяв.06.02.86;0публ.30.11.87, Бюл.№44. Приоритет 06.02.86.

34. Полупроводниковые выпрямители / Беркович Е.И.,Ковалев В.Н.,Ковалев Ф.И. и др. -М.: Энергия,1978.-488 с.

35. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. - М.: Недра, 1986. - 447 с.

36. Россо Т.О. Исследование гармонического состава выходного напряжения ТПЧ и совершенствование СИФУ ТНПЧ для минимизации искажений электромагнитных характеристик асинхронных двигателей /'/Зап. Ле-нингр. горного инст-та. - Л., 1982. - С.80-84.

37. Серов В.И., Бабокин Г.И. Анализ систем регулируемого электропривода механизмов подачи очистных комбайнов // Горный вестник.

М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1994. - Ш 2, - С.52-56.

38. Серов В.И., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Результаты шахтных испытаний частотно-регулируемого асинхронного электропривода механизма подачи очистного комбайна КШ1КГУ //Горный вестник. - М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1993. - № 1. - С.56-60.

39. Серов В.И. Об автоматизации угольного комбайна // Уголь.

- 1985. - Ш 4. - С.37-41.

40. Сидоренко И.Т. Токи утечки на землю в шахтной электрической сети с управляемым выпрямителем //Известия вузов. Горный журнал.

- 1995.- т. - С. 120-126.

41. СТ СЭВ 2309-75. Аппараты защиты от токов утечки для сетей напряжением1 до 1200 В с изолированнной нейтралью.

42. Технические требования к рудничному взрывозащищенному электрооборудованию с силовыми полупроводниковыми приборами напряжением до 1140 В. - Кемерово: ВостНИИ, 1988, - 42 с.

43. Технические требования к устройствам защиты от токов утечки для сетей с частотно-регулируемым электроприводом. - Кемерово: ВостНИИ, 1995. - 5 с.

44. Тиристорный электропривод рудничных и взрывозащищенных электроустановок / Б.Л.Коренев, А.А.Дубинский, В.А.Скрыпник и др. -М.: Недра,1991.-173 с.

45. Тонкошкур Л.С., Ликаренко А.Г. Самонастраивающийся аппарат защиты от утечек САЗУ-2 //Электробезопасность на предприятиях горнорудной промышленности. - Кривой Рог, 1970. - С.49-53.

46. Устройство для защиты от утечек тока на землю / Р.М.Лейбов, Х.М.Желиховский, Н.А.Кизимов и др. Авторское свидетельство N£76223. Бюллетень изобретений,1970,№23.

47. Устройство для защиты трехфазной сети от утечек тока на землю /Р.М.Лейбов, Х.М.Желиховский, Н.А.Кизимов и др. Авторское свидетельство №275206. Бюллетень изобретений, 1970, №2.

48. Шапаренко Д.Н. Исследование и разработка систем автоматизации подземных выемочных машин. Автор, дис. . канд.техн.наук. - М.:

МГИ, 1970. - 22 с.

49. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Аппаратура защитного отключения АЗШ //Уголь. - 1984. - №8. - С.29-31.

50. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Совершенствование аппаратуры защитного отключения шахтных электрических сетей //Безопасность труда в промышленности. - 1983. - №12. - С.28-30.

51. Щуцкий В.И., Забиров А. Усройства защиты и сигнализации от замыканий на землю в шахтных электросистемах напряжением до 1000В. -М.: ВНИИЭМ, 1966. 117 с.

52. Щуцкий В.И., Оборотов В.Д., Леонтьев Г.А. Аппарат общесетевой защиты от утечек АЗПТ для подземных низковольтных комбинированных электрических сетей //Безопасность труда в промышленности. -1985. - №3. - С.43-44.

53. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Исследование и обоснование параметров защиты от утечек тока в сети с частотно-регулируемым электроприводом подачи комбайна //Механизация и автоматизация горных работ на шахтах. - Тула, 1993. - С.73-79.

54. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Исследование работы устройства защитного отключения в сети с переменной частотой //Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации. - М., 1992. - ч.2. -С.232-233.

55. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Система защиты участковой шахтной сети с частотно-регулируемым электроприводом //Автоматическое управление энергорбъектами ограниченной мощности. -М., 1992. - С.47.

56. Щуцкий В.И., Шамукимов А.И. Условия применения защиты от утечек на постоянном оперативном токе в сетях с вентильной нагрузкой // Известия вузов. Горный журнал. - 1995, - №3. - С.108-110.

57. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Куницкий В.Г. Исследование влияния параметров режима работы частотно-регулируемого электропривода на спектральный состав напряжений комбинированной шахтной сети //Изв.вузов. Горный журнал. - 1990. - №5. - С. 106-109.

58. Щуцкий В.И., Белюстин О.Н., Буралков А.А. Защитное отключение электроустановок потребителей. - М.: Знергоатомиздат, 1994.-272 с.

59. Щуцкий В.И., Вабокин Г.И., Лазарев А.И. Условия применения защиты от утечек на постоянном оперативном токе в участковой сети с преобразователем частоты // Электробезопасность. - 1995. - №3. -С.16-24.

60. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Экспериментальное исследование условий работы устройства защитного отключения в сети с преобразователем частоты // Электробезопасность. - 1996. - N13-4. С.31-41.

61. Электрооборудование на 1140 В для угольных машин и комплексов / Е.С.Траубе, Н.И.Волощенко, ' В.С.Дзюбан и др. - М.:Недра, 1991.-285 с.

62. Стоилов И., Чаушев С. За перспективноста на безконтактните апарати за защита от тока на утечка с активен присъединяващ филтър //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983. - ч.З. - С.163-168.

63. Ментешев М. Влияние на хармониците на напрежението върху тока на утечка в рудничните мрежи за ниско напрежение //Рудодобив. -1983. - №б. - С.22-26. I

64. Ментешев М. Свойства на филтрите с нулева последователност в мрежи с изолиран звезден център, съдържащи висши хармоницы в нап

I режението //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983-1984. - №l.

I С.171-181.

65. Ментешев М. Токове на утечка в трифазни руднични мрежи с несинусоидални напрежения //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983.

J ч.З. - С.157-162.

1 I

66. Щуцкий В., Леонтиев Г. Метод за защита от токове на утечка в электрическите мрежи с изменяща се работна честота //Минно дело. -1987. - №10. - С.22-23.

67. Kempski Waldemar, Marek Brunon, Pilorz Roman, Stokovy Bo-leslaw. Problemy zabezpieczen uplywowych w sieciach kopalnianych za-silanych z przemlennikow, czestotliwoscl z falownikami napieciowymi. "Zesz. nauk PSI", 1979, №594, C. 179-188.

1. Бунько в.А., Волотковский А. Повышение безопасности рудничной электровозной откатки. - М.:Недра, 1978. - 200, с.

2. Бутев B.C. Особенности совместной работы аппаратуры контроля сопротивления изоляции шахтных сетей и систем тиристорного электропривода //Деп. рук. в ЦНИИЭИуголь. - М., 1981.-7 с.

3. Бырька В.Ф., Томилин Н.Ф., Петере И.В. Параметры устройства контроля изоляции в шахтных электрических сетях с тиристорными преобразователями //Изв.вузов. Горный журнал. - 1984. - №5. - 95-96.

4. Ванеев Б.Н., Воронцов О.М., Гостищев В.М. Эксплуатационные испытания на надежность аппаратов защиты от утечек тока АЗПБ в участковых сетях угольных шахт //Взрывозащищенные электрические аппараты. - Донецк, 1984. - 43-49.

5. Высоцкий В.П., Демидов В.Я. Экспериментальные исследования наводок во вспомогательных жилах силового кабеля при работе тиристорного преобразователя частоты / / Деп.рук. в ЦНИЭИуголь. - Кемерово, 1985. - 11 с.

6. Гаскевич П.А. Спектральный анализ напряжения и тока в системах электроснабжения угольных шахт //Комплексы взрывозашищенного оборудования. Разработки и исследования. - Донецк, 1980. - 45-51.

7. Гимоян Г.Г., Лейбов P.M. Релейная защита подземного электрооборудования и сетей. - М.: Недра, 1970. - 157 с.

8. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. - М.: Радио и связь, 1984. - 252 с. Z56

9. Дзюбан B.C. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. - М.: Недра, 1982. - 148 с.

10. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Аппарат защиты от токов утечки унифицированный рудничный АЗУР и опыт его эксплуата--ции на шахтах //Уголь. - 1989. - №10. - 30-32.

11. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Повышение надежности аппаратов защиты от утечек тока на землю //Уголь Украины. -1988. - № 4 . - 30-31.

12. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Совершенствование устройства автоматической компенсации аппаратов защиты от утечек шахтных элекктрических сетей //Безопасность труда в промышленности. -1987. - № 7 . - 41-42.

13. Дзюбан B.C., Кононенко В.П., Леонтьева Л. А. О защите от утечек сетей, питающих через выпрямители электроприводы постоянного тока //Взрывозащищенное электрооборудование (разработка и исследование). - Донецк: ВНШВЭ,197б. - вып. 12. - 24-29.

14. Мелиховский Х.М. Метод расчета параметров схемы защиты от утечек типа УАКИ в шахтных электрических сетях //Горная механика и автоматика. - 1971. - вып.18. - 11-12.

15. Иванов Е.А., Дудкин В.Д., Катаенко Г.И. Особенности функционирования устройств контроля и защиты в сетях переменного тока, связанных с цепями постоянного тока // Электричество. - 1983.- №10, - 11-18.

16. Киампо Е.М. Влияние асимметрии выходного напряжения тирис- торного преобразователя на токи утечки //Изв.вузов. Горный журнал. -1991. - № 5 . - 109-111.

17. Колосюк В.П. Защитное отключение рудничных электроустановок. - М.: Недра, 1980. - 334 с.

18. Кононенко В.П. Исследование и разработка защиты от утечек в подземных изолированных от земли электрических сетях постоянного то-ка. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. - Донецк, 1971. - 36 с.

19. Куницкий В.Г., Бабокин Г.И. Исследование устройства защитного отключения для шахтных участковых комбинированных сетей //Б.У."Депонированные научные работы". - 1987. - № 5 . - 97-104.

20. Куницкий В.Г., Бабокин Г.И. Особенности работы УЗО в шахтных участковых сетях с тиристорным преобразователем' частоты //Материалы науч.-техн. конф. НФ РХТУ им.Д.И.Менделеева, ч.4. - М.: РХТУ, 1984. - 16.

21. Куницкий В.Г. К вопросу об особенностях работы устройств защитного отключения в электрических сетях с частотно-регулируемым электроприводом //Динамика и функционирование электромеханических систем. - Тула, 1986. - 31-36.

22. Куницкий В.Г. Разработка устройства защитного отключения для шахтных участковых электрических сетей с частотно-регулируемым электроприводом напряжением до 1000 В: Дис. ... канд. техн. наук. -Москва, 1995! - 261 с.

23. Лейбов P.M., Желиховский Х.М. Четкость (чувствительность) работы защиты от утечек // Известия вузов. Горный журнал. - 1964. - N12. - 124-131.

24. Лейбов P.M., Озерной Н.И. Электрификация подземных горных работ. - М.: Недра, 1972. - 128 с.

25. Лейбов P.M. Утечки в шахтных электрических сетях. - М.: Уг- летехиздат, 1952. - 178 с.

26. Локшинский Г., Гордиенко Ю.И., Исачкин В.В. Направления разработки и внедрения электрических систем подачи очистных комбай-нов. -М.: ЦНИЭИУголь, 1991. - 44 с. .

27. Лукачевич Ю.Ю. Разработка защиты от утечек тока в шахтных электрических сетях ЧССР с тиристорным преобразователем частоты: Дис. ... канд.техн.наук. - Донецк, 1989. - 129 с.

28. Манойлов В.Е. Основы злектробезопасности. -Л.: Энергоато- миздат, 1991. - 480 с.

29. Оборотов В.Д. Методы расчета токов утечки на землю в трехфазной сети с управляемым выпрямителем //Взрывозащищенные рудничные аппараты напряжением до 1200 В. - Донецк:ВНИИВЕ, 1986. - 25-37.

30. Патент №744824 СССР, МКИ^ Н 02 НЗ/16. Устройство для защиты от утечки тока в электрической сети / Кононенко В.П., Леонтьев Г.А.(СССР). - №1265785/24-07; Ваяв.12.05.79; Опубл. 23.08.80, Бюл. №24. Приоритет 12.05.79.

31. Полупроводниковые выпрямители / Беркович Е.И.,Коваяев В.Н.,Ковалев Ф.И. и др. -М.: Энергия,1978.-488 с.

32. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. - М.: Недра, 1986. - 447 с.

33. Россо Т.О. Исследование гармонического состава выходного напряжения ТПЧ и совершенствование СИФУ ТНПЧ для минимизации искажений электромагнитных характеристик асинхронных двигателей //Зап. Ле-нингр. горного инст-та. - Л., 1982. - 80-84.

34. Серов В.И., Бабокин Г.И. Анализ систем регулируемого электропривода механизмов подачи очистных комбайнов // Горный вестник. -М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1994. - Ш 2, - 52-56.

35. Серов В.И., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Результаты шахт- ных испытаний частотно-регулируемого асинхронного электропривода механизма подачи очистного комбайна КШ1КГУ //Горный вестник. - М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1993. - 1^ 1. - 56-60.

36. Серов В.И. Об автоматизации угольного комбайна // Уголь. - 1985. - № 4. - 37-41.

37. Сидоренко И.Т. Токи утечки на землю в шахтной электрической сети с управляемым выпрямителем //Известия вузов. Горный журнал. - 1995.- т. - 120-126.

38. СТ СЭВ 2309-75. Аппараты защиты от токов утечки для сетей напряжением' до 1200 В с изолированнной нейтралью.

39. Технические требования к рудничному взрывозащищенному электрооборудованию с силовыми полупроводниковыми приборами напряжением до 1140 В. - Кемерово: ВостНИИ, 1988, - 42 с.

40. Технические требования к устройствам защиты от токов утечки для сетей с частотно-регулируемым электроприводом. - Кемерово: ВостНИИ, 1995. - 5 с.

41. Тиристорный электропривод рудничных и взрывозащищенных электроустановок / Б.Л.Коренев, А.А.Дубинский, В.А.Скрыпник и др. -М.: Недра,1991.-173 с.

42. Тонкошкур Л.С, Ликаренко А.Г. Самонастраивающийся аппарат защиты от утечек САЗУ-2 //Электробезопасность на предприятиях горнорудной промышленности. - Кривой Рог, 1970. - 49-53.

43. Устройство для защиты от утечек тока на землю / Р.М.Лейбов, Х.М.Желиховский, Н.А.Кизимов и др. Авторское свидетельство 1\^ -27б223. Бюллетень изобретений, 1970, ШЪ.

44. Устройство для защиты трехфазной сети от утечек тока на землю /Р.М.Лейбов, Х.У.Желиховский, Н.А.Кизимов и др. Авторское свидетельство 1^75206. Бюллетень изобретений, 1970, 1^.

45. Шапаренко Д.Н. Исследование и разработка систем автоматизации подземных выемочных машин. Автор, дис. . . . канд.техн.наук. - М.: 2Ц0 МГИ, 1970. - 22 с.

46. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Аппаратура защитного отключения АЗШ //Уголь. - 1984. - № 8 . - 29-31.

47. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Совершенствование аппаратуры защитного отключения шахтных электрических сетей //Безопасность труда в промышленности. - 1983. - №12. - 28-30.

48. Щуцкий В.И., Забиров А. Усройства защиты и сигнализации от замыканий на землю в шахтных электросистемах напряжением до 1000В. -М.: ВНШЭМ, 1966. 117 с.

49. Щуцкий В.И., Оборотов В.Д.,. Леонтьев Г.А. Аппарат общесетевой защиты от утечек АЗПТ для подземных низковольтных комбинированных электрических сетей //Безопасность труда в промышленности. -1985. - № 3 . - 43-44.

50. Щуцкий В.И., БабокинГ.И., Лазарев А.И. Исследование и обоснование параметров защиты от утечек тока в сети с частотно-регулируемым электроприводом подачи комбайна //Механизация и автоматизация горных работ на шахтах. - Тула, 1993. - 73-79.

51. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Система защиты участковой шахтной сети с частотно-регулируемым , электроприводом //Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности. -М., 1992. - 47.

52. Щуцкий В.И., Шамукимов А.И. Условия применения защиты от утечек на постоянном оперативном токе в сетях с вентильной нагрузкой // Известия вузов. Горный журнал. - 1995, - 1^. - 108-110.

53. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Куницкий В.Г. Исследование влия- ния параметров режима работы частотно-регулируемого электропривода на спектральный состав напряжений комбинированной шахтной сети //Изв.вузов. Горный журнал. - 1990. - № 5 . - 106-109.

54. Щуцкий В.И., Белюстин О.Н., Буралков А.А. Защитное отключение электроустановок потребителей. - М.: Внергоатомиздат, 1994.-272 с.

55. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Условия применения защиты от утечек на постоянном оперативном токе в участковой сети с преобразователем частоты // Электробезопасность. - 1995. - Ш. -С.16-24.

56. Щуцкий В.И., Бабокин Г.И., Лазарев А.И. Экспериментальное исследование условий работы устройства защитного отключения в сети с преобразователем частоты // Электробезопасность. - 1996. - ЖЗ-4. 31-41.

57. Электрооборудование на 1140 В для угольных машин и комплексов / Е.С.Траубе, Н.И.Волощенко," В.С.Дзюбан и др. - М.:Недра, 1991.-285 с.

58. Стоилов И., Чаушев За перспективноста на безконтактните апарати за защита от тока на утечка с активен присъединяващ филтър //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983. - ч.З. - 163-168.

59. Ментешев М. Влияние на хармониците на напрежението върху тока на утечка в рудничните мрежи за ниско напрежение //Рудодобив. -1983. - № б . - 22-26.

60. Ментешев М. Свойства на филтрите с нулева последователност в мрежи с изолиран звезден център, съдържашд висши хармоницы в напрежението //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983-1984. - № l . -С.171-181.

61. Ментешев М. Токове на утечка в трифазни руднични мрежи с несинусоидални напрежения //"Год. Висш. мин.-геол. ин-т". - 1983. -ч.З. - 157-162.