RU59336U1

RU59336U1 - MINING TRANSFORMER SUBSTATION

Info

Publication number: RU59336U1
Application number: RU2006102774/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Пилецкий; Владимир Петрович Колосюк; Владимир Васильевич Пронь
Original assignee: Владимир Георгиевич Пилецкий; Владимир Петрович Колосюк; Владимир Васильевич Пронь
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, а именно - шахтным (рудничным) трансформаторным подстанциям и может быть использовано для питания электроприемников участков угольных шахт, преимущественно опасных по взрывам газа и пыли. В основу полезной модели поставлена задача по созданию шахтной трансформаторной подстанции, в которой за счет изменения подсоединения устройств защиты обеспечивается возможность уменьшить габариты и массу подстанции и, следовательно, ее стоимость. Задача решается за счет того, что в шахтной трансформаторной подстанции, содержащей силовой понижающий трансформатор, разъединитель в цепи высшего напряжения, разъединители и/или выключатели нагрузки в цепи низшего напряжения, каждый из выходов которых к нагрузке оснащен блоком предварительного контроля изоляции, устройствами компенсации емкости, защиты от токов короткого замыкания и от утечек тока на землю с блоком логики, а также выход высшего напряжения, оснащенный блоком предварительного контроля изоляции, выключатель высшего напряжения введен на входе подстанции, его выход соединен через разъединители с входом силового трансформатора и с выходом высшего напряжения, оснащенного устройством защиты от токов замыкания на землю, выход которого введен в цепь отключения указанного выключателя, в его схему управления введен выход блока предварительного контроля изоляции, а к выходу блока логики присоединен реверсивный переключатель его выходов, которые введены в цепи управления выключателей нагрузки низшего напряжения. Кроме того, каждый из двух выходов низшего напряжения оснащен блоком контакторов или магнитных пускателей, при этом устройства компенсации емкости и блоки предварительного контроля изоляции подсоединены к каждому из выходов контактора или The proposed technical solution relates to electrical engineering, namely, to mine (mine) transformer substations and can be used to power electric receivers of coal mine sections, which are mainly dangerous due to gas and dust explosions. The utility model is based on the task of creating a shaft transformer substation, in which, by changing the connection of the protection devices, it is possible to reduce the dimensions and weight of the substation and, therefore, its cost. The problem is solved due to the fact that in the shaft transformer substation containing a power step-down transformer, a disconnector in the high voltage circuit, disconnectors and / or load switches in the low voltage circuit, each of the outputs of which is equipped with a preliminary insulation control unit, capacitance compensation devices, protection against short-circuit currents and against earth leakage with a logic unit, as well as a high voltage output equipped with a preliminary insulation control unit, a high voltage circuit breaker voltage is introduced at the input of the substation, its output is connected through disconnectors to the input of the power transformer and to the output of a higher voltage, equipped with a device for protection against earth fault currents, the output of which is input into the circuit of the indicated circuit breaker, the output of the preliminary insulation control unit is entered into its control circuit, and a reversible switch of its outputs connected to the control circuit of the low voltage load switches is connected to the output of the logic block. In addition, each of the two low voltage outputs is equipped with a block of contactors or magnetic starters, while capacitance compensation devices and preliminary insulation monitoring units are connected to each of the outputs of the contactor or

магнитного пускателя, причем выход каждого блока предварительного контроля изоляции введен в цепь блокировки соответствующего контактора или магнитного пускателя. И, кроме того, выходные зажимы выключателя высшего напряжения и контакторов в цепи низшего напряжения выполнены разъемными.magnetic starter, and the output of each block of preliminary control of insulation is introduced into the interlock circuit of the corresponding contactor or magnetic starter. And, in addition, the output terminals of the high voltage switch and contactors in the low voltage circuit are detachable.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, а именно - шахтным (рудничным) трансформаторным подстанциям и может быть использовано для питания электроприемников участков угольных шахт, преимущественно опасных по взрывам газа и пыли.The proposed technical solution relates to electrical engineering, namely, to mine (mine) transformer substations and can be used to power electric receivers of coal mine sections, which are mainly dangerous due to gas and dust explosions.

Известна шахтная трансформаторная подстанция, содержащая главную токовую цепь, снабженную разъединителем высшего напряжения, выключателем и трансформатором, причем в цепи управления и блокировки выключателя она имеет программирующе-выключающую систему, соединенную с защитой от утечек и системой расцепителей выключателя высшего напряжения, а на стороне низшего напряжения силовые токовые цепи имеют выводы, из которых каждый снабжен максимально-токовой защитой и защитой от несимметричных режимов работы, предохранителями и разъединителями безопасности (см. патент Польши №118752, Н 02 В 13/00, Н 02 В 1/24, опубл. 30.11.82 г.)A well-known mine transformer substation containing a main current circuit equipped with a high voltage disconnector, a circuit breaker and a transformer, moreover, in the control and lock circuit of the circuit breaker, it has a programming-switching system connected to leakage protection and a system of releases of a high voltage switch, and on the low voltage side power current circuits have conclusions, of which each is equipped with over-current protection and protection from asymmetric operating modes, fuses and disconnects Security lyami (see. Polish Patent №118752, H 02 B 13/00, H 02 B 1/24, publ. 30.11.82 city)

При возникновении замыкания на землю на одном из отходящих присоединений, устройство для контроля состояния изоляции сети подает сигнал на коммутационный аппарат. Причем, если замыкание устранилось, то после его исчезновения присоединение автоматически подключается к источнику питания. При глухом же замыкании на землю на одном из присоединений, коммутационный аппарат отключает поврежденное присоединение и его повторное включение осуществляется обслуживающим персоналом после отыскания и устранения повреждения.If an earth fault occurs at one of the outgoing connections, the device for monitoring the state of the insulation of the network supplies a signal to the switching device. Moreover, if the circuit is repaired, then after its disappearance, the connection is automatically connected to the power source. In case of a dead earth fault at one of the connections, the switching device disconnects the damaged connection and its repeated switching on is carried out by the service personnel after finding and repairing the damage.

Основным недостатком этого технического решения является то, что при замыкании на землю на одном из присоединений происходит срабатывание аппарата защиты от утечек тока и отключение выключателя главной цепи (высшего напряжения), что приводит к отключению всех токоприемников, в том числе даже The main disadvantage of this technical solution is that when a ground fault occurs at one of the connections, the current leakage protection device trips and the main circuit breaker (higher voltage) trips, which leads to the disconnection of all current collectors, including even

тех, которые нельзя отключать по условиям взрывобезопасности, например, вентиляторов местного проветривания (ВМП), устройств контроля и защиты. На время поиска и устранения неисправности указанные токоприемники будут отключены. Между тем, при отключенном ВМП происходит загазирование выработки, представляющее опасность взрыва метана или удушья людей. Кроме того, в указанном решении не обеспечивается компенсация емкости сети, что требуется ГОСТ 22929 "Аппараты защиты от токов утечки рудничные для сетей до 1200 В".those that cannot be turned off due to explosion safety conditions, for example, local ventilation fans (VMP), control and protection devices. For the time of troubleshooting, these current collectors will be turned off. Meanwhile, when the PMF is turned off, gas generation is present, which is a danger of methane explosion or asphyxiation of people. In addition, the specified solution does not provide compensation for the network capacity, which requires GOST 22929 "Mine leakage current protection devices for networks up to 1200 V".

Известна также шахтная трансформаторная подстанция, содержащая силовой понижающий трансформатор, разъединитель или выключатель в цепи высшего напряжения, разъединители и выключатели в цепях нагрузки, устройства защиты от токов короткого замыкания и от утечек тока на землю, блок логики, вход которого подсоединен к выходу устройства защиты от утечек тока на землю, а каждый из выходов введен в цепь отключения выключателей нагрузки, при этом каждый выключатель нагрузки снабжен подключенными к его выходу устройством компенсации емкости и устройством предварительного контроля изоляции цепи, при этом количество блоков логики соответствует количеству выключателей нагрузки (см. патент №60676 А, Украина, E 21 F 9/00, опубл. 15.10.03, бюл. №10).A shaft transformer substation is also known, which contains a power step-down transformer, a disconnector or switch in the high voltage circuit, disconnectors and switches in the load circuits, devices for protection against short-circuit currents and earth leakage, a logic unit whose input is connected to the output of the protection device leakage of current to earth, and each of the outputs is inserted into the circuit breakers of the load switches, while each load switch is equipped with a capacitance compensation device connected to its output and the construction of the preliminary control of insulation of the circuit, while the number of logic blocks corresponds to the number of circuit breakers (see patent No. 60676 A, Ukraine, E 21 F 9/00, publ. 15.10.03, bull. No. 10).

Эта подстанция позволяет решать задачу бесперебойного электроснабжения приоритетных токоприемников. Однако ее схема не обеспечивает защиту силового трансформатора от дуговых коротких замыканий на его выходе и не обеспечивает выхода на стороне высшего напряжения для питания других подстанций, расположенных на некотором удалении от нее.This substation allows you to solve the problem of uninterrupted power supply of priority current collectors. However, its circuit does not provide protection of the power transformer from arc short circuits at its output and does not provide an output on the higher voltage side to power other substations located at some distance from it.

Известна также шахтная трансформаторная подстанция, содержащая силовой понижающий трансформатор, разъединитель в цепи высшего напряжения, разъединители и выключатели в цепи присоединений низшего напряжения, устройства защиты от токов короткого замыкания и от утечек тока на землю, блок логики, вход которого присоединен к выходу устройства защиты от утечек тока, а каждый из выходов соединен с цепью отключения выключателей нагрузки, каждый A shaft transformer substation is also known, comprising a power step-down transformer, a disconnector in a high voltage circuit, disconnectors and switches in a low voltage connection circuit, a protection device against short circuit currents and earth leakage, a logic unit whose input is connected to the output of the protection device leakage current, and each of the outputs is connected to the circuit breakers load switches, each

выключатель нагрузки снабжен присоединенными к его выходу устройствами компенсации емкости и предварительного контроля изоляции, причем она снабжена не менее чем одним выходом в цепи высшего напряжения, содержащим выключатель, блоки защиты от токов короткого замыкания и устройство предварительного контроля изоляции, выходы которого подсоединены к цепи отключения выключателя, а также шинный и выходной линейный разъединитель - заземлитель, индикаторы напряжения и нагрузки.the load switch is equipped with capacitance compensation and preliminary insulation monitoring devices connected to its output, and it is equipped with at least one output in the high-voltage circuit containing a circuit breaker, protection against short-circuit currents and a preliminary insulation control device, the outputs of which are connected to the circuit breaker circuit as well as bus and line disconnector - earthing switch, voltage and load indicators.

Кроме того, цепь высшего напряжения силового трансформатора снабжена блоком защиты от перегрузки, например, выключателем с устройством защиты, имеющим токо-временную характеристику, или плавкими предохранителями, (см. патент №69607 А, Украина, Н 02 Н 3/17, E 21 F 9/00, опубл. 15.09.04, бюл. №9).In addition, the high voltage circuit of the power transformer is equipped with an overload protection unit, for example, a circuit breaker with a protection device having a current-time characteristic or fuses (see patent No. 69607 A, Ukraine, Н 02 Н 3/17, E 21 F 9/00, publ. 15.09.04, bull. No. 9).

В данной подстанции решается задача защиты силового трансформатора выключателем или плавкими предохранителями, установленными на стороне высшего напряжения, а также обеспечивается возможность питания других подстанций или потребителей высокого напряжения, расположенных на других горизонтах или на некотором удалении.In this substation, the task of protecting the power transformer with a circuit breaker or fuses installed on the higher voltage side is solved, and it is also possible to power other substations or high voltage consumers located at other horizons or at some distance.

К недостаткам известной трансформаторной подстанции, определенной в качестве прототипа, необходимо отнести то, что в распредустройстве высшего напряжения она снабжена двумя выключателями с блоками защиты. Это повлекло за собой увеличение габаритов и массы, а, следовательно, и стоимости распредустройства высшего напряжения и подстанции в целом. Кроме того, как показывает анализ, в процессе эксплуатации возникает необходимость изменения приоритета по бесперебойному электроснабжению групп потребителей, что в прототипе невозможно сделать без изменения присоединения отходящих кабельных линий вручную.The disadvantages of the known transformer substation, defined as a prototype, it is necessary to include the fact that in the switchgear of higher voltage it is equipped with two switches with protection units. This entailed an increase in size and weight, and, consequently, the cost of distribution of higher voltage and the substation as a whole. In addition, as the analysis shows, during operation, there is a need to change the priority for uninterrupted power supply to consumer groups, which in the prototype cannot be done without changing the connection of outgoing cable lines manually.

Практика реализации схем электроснабжения шахт также показывает, что для обеспечения производительной работы угледобывающих комплексов необходимо часто передвигать участковые подстанции и распределительные пункты вслед за перемещением забоя. Это требует применения энергопоездов, состоящих The practice of implementing power supply schemes for mines also shows that in order to ensure productive work of coal mining complexes, it is often necessary to move local substations and distribution points after moving the face. This requires the use of energy trains consisting of

из подстанций и пускателей или блока контакторов, что целесообразно выполнить в виде одного комплексного устройства, позволяющего передвижение, например, по монорельсу, закрепленному в горной выработке.from substations and starters or a block of contactors, which is advisable to perform in the form of one integrated device that allows movement, for example, along a monorail fixed in a mine working.

В основу полезной модели поставлена задача по созданию шахтной трансформаторной подстанции, в которой за счет изменения подсоединения устройств защиты обеспечивается возможность уменьшить габариты и массу подстанции и, следовательно, ее стоимость.The utility model is based on the task of creating a shaft transformer substation, in which, by changing the connection of the protection devices, it is possible to reduce the dimensions and weight of the substation and, therefore, its cost.

Поставленная задача решается за счет того, что в шахтной трансформаторной подстанции, содержащей силовой понижающий трансформатор, разъединитель в цепи высшего напряжения, разъединители и/или выключатели нагрузки в цепи низшего напряжения, каждый из выходов которых к нагрузке оснащен блоком предварительного контроля изоляции, устройствами компенсации емкости, защиты от токов короткого замыкания и от утечек тока на землю с блоком логики, а также выход высшего напряжения, оснащенный блоком предварительного контроля изоляции, согласно полезной модели, выключатель высшего напряжения введен на входе подстанции, его выход соединен через разъединители с входом силового трансформатора и с выходом высшего напряжения, оснащенного устройством защиты от токов замыкания на землю, выход которого введен в цепь отключения указанного выключателя, в его схему управления введен выход блока предварительного контроля изоляции, а к выходу блока логики присоединен реверсивный переключатель его выходов, которые введены в цепи управления выключателей нагрузки низшего напряжения.The problem is solved due to the fact that in the shaft transformer substation containing a power step-down transformer, a disconnector in the high voltage circuit, disconnectors and / or load switches in the low voltage circuit, each of the outputs to the load is equipped with a preliminary insulation control unit, capacitance compensation devices , protection against short-circuit currents and against earth leakage with a logic unit, as well as a higher voltage output equipped with a preliminary insulation control unit, according to of a useful model, a high voltage switch is introduced at the input of the substation, its output is connected via disconnectors to the input of the power transformer and to the high voltage output equipped with a protection device against earth fault currents, the output of which is inserted into the circuit of the circuit breaker of the specified switch, the output is inserted into its control circuit block preliminary insulation control, and to the output of the logic block is connected a reversible switch of its outputs, which are introduced into the control circuit of the low voltage load breakers.

Кроме того, каждый из двух выходов низшего напряжения оснащен блоком контакторов или магнитных пускателей, при этом устройства компенсации емкости и блоки предварительного контроля изоляции подсоединены к каждому из выходов контактора или магнитного пускателя, причем выход каждого блока предварительного контроля изоляции введен в цепь блокировки соответствующего контактора или магнитного пускателя.In addition, each of the two low voltage outputs is equipped with a block of contactors or magnetic starters, while capacitance compensation devices and preliminary insulation control units are connected to each of the outputs of the contactor or magnetic starter, and the output of each insulation preliminary control unit is connected to the blocking circuit of the corresponding contactor or magnetic starter.

И, кроме того, выходные зажимы выключателя высшего напряжения и контакторов And, in addition, the output terminals of the high voltage switch and contactors

в цепи низшего напряжения выполнены разъемными.in the low voltage circuit are detachable.

На вводе подстанция снабжена выключателем с защитами от токов короткого замыкания и перегрузок, параметры которых выбраны исходя из требований Правил безопасности в угольных шахтах и Правил устройства электроустановок, согласно которым необходимо обеспечить предотвращение коротких замыканий, в том числе и дуговых, на выходе силового трансформатора, а также в кабельной линии напряжением 6 кВ, отходящей от подстанции для питания других подстанций или высоковольтных потребителей, расположенных на значительном удалении.At the input, the substation is equipped with a circuit breaker with protection against short circuit currents and overloads, the parameters of which are selected based on the requirements of the Safety Rules in coal mines and the Electrical Installation Rules, according to which it is necessary to prevent short circuits, including arcing, at the output of the power transformer, and also in a cable line with a voltage of 6 kV, extending from the substation to power other substations or high-voltage consumers located at a considerable distance.

Для защиты от замыканий на землю отходящего кабеля использовано устройство защиты на основе трансформатора нулевой последовательности, а обеспечение блокировки подачи питания на кабель с поврежденной изоляцией осуществляется путем воздействия устройства предварительного контроля изоляции на систему включения общего выключателя высокого напряжения. Такое решение позволяет использовать один выключатель высокого напряжения.To protect the outgoing cable from earth faults, a protection device based on a zero sequence transformer was used, and the power supply to the cable with damaged insulation was blocked by the action of the preliminary insulation control device on the switching system of the general high voltage switch. This solution allows the use of a single high voltage switch.

Изменение приоритета бесперебойного электроснабжения групп потребителей низшего напряжения, осуществляют реверсивным переключателем, подсоединенным на выходе блока логики. Этим переключателем изменяют воздействие защиты от утечек тока на переключатели низшего напряжения.Change the priority of uninterrupted power supply of consumer groups of low voltage, carry out a reversible switch connected to the output of the logic unit. This switch changes the effect of current leakage protection on the low voltage switches.

Перемещение распредпункта одновременно с подстанцией осуществляется за счет того, что каждый из двух ее выходов оснащен блоком контакторов или магнитных пускателей. Для обеспечения безопасности, каждый из контакторов или пускателей снабжен включенными между выходной цепью и землей устройством компенсации емкости и блоком предварительного контроля изоляции, выход последнего введен в цепь блокировки соответствующего контактора или магнитного пускателя. Количество контакторов или пускателей выбирают исходя из количества потребителей низшего напряжения.The distribution center is moved simultaneously with the substation due to the fact that each of its two outputs is equipped with a block of contactors or magnetic starters. To ensure safety, each of the contactors or starters is equipped with a capacitance compensation device connected between the output circuit and the ground and the preliminary insulation control unit; the output of the latter is introduced into the interlock circuit of the corresponding contactor or magnetic starter. The number of contactors or starters is selected based on the number of low voltage consumers.

Выходные зажимы выключателя высшего напряжения и контакторов в цепи низшего напряжения выполнены разъемными, при помощи, например, штепсельных The output terminals of the high voltage switch and contactors in the low voltage circuit are made detachable, using, for example, plug-in

присоединений. Это обеспечивает возможность перемещения выключателя и контакторов.affiliations. This provides the ability to move the circuit breaker and contactors.

Конструктивно подстанция оснащается колесами для передвижения по рельсам или специальными роликами для перемещения по монорельсу, закрепленному у кровли выработки.Structurally, the substation is equipped with wheels for moving on rails or special rollers for moving along a monorail fixed to the roof of the mine.

На фигуре 1 приведена схема предлагаемой подстанции с одним выключателем в цепи высшего напряжения; на фигуре 2 - схема подстанции с блоками контакторов в выходных цепях низшего напряжения.The figure 1 shows a diagram of the proposed substation with one switch in the circuit of higher voltage; figure 2 is a diagram of a substation with contactor blocks in the output low voltage circuits.

Подстанция содержит силовой трехфазный трансформатор 1, расположенный во взрывонепроницаемой оболочке 2. Со стороны высшего напряжения подстанция снабжена кабельным вводом 3 распределительного устройства высшего напряжения (РУВН) и разъединителем 4, расположенным во взрывонепроницаемой оболочке 5.The substation contains a three-phase power transformer 1 located in the flameproof enclosure 2. On the higher voltage side, the substation is equipped with a cable entry 3 of the high voltage switchgear (LVDC) and a disconnector 4 located in the flameproof enclosure 5.

Со стороны низшего напряжения трансформатор снабжен несколькими, например, двумя выводами I и II, которые питают соответственно два распределительных устройства низшего напряжения (РУНН).From the low voltage side, the transformer is equipped with several, for example, two terminals I and II, which respectively supply two low voltage switchgears (LV switchgear).

Во взрывонепроницаемой оболочке 6 вывода I, к которому подсоединено первое РУНН, расположены разъединитель 7, автоматический выключатель 8, трансформатор тока 9, устройство 10 для защиты от утечек тока, трансформатор 11 собственных нужд, измерительные приборы (вольтметры и амперметры) 12, блок логики 13, реверсивный переключатель 14. блок 15 для предварительного контроля изоляции и устройство 16 для компенсации емкости. Вывод к нагрузке помещен во взрывонепроницаемую оболочку 17.In the flameproof enclosure 6 of terminal I, to which the first RUNN is connected, there is a disconnector 7, a circuit breaker 8, a current transformer 9, a device 10 for protection against current leaks, an auxiliary transformer 11, measuring devices (voltmeters and ammeters) 12, a logic unit 13 , reversible switch 14. block 15 for preliminary control of insulation and device 16 for compensating capacitance. The output to the load is placed in a flameproof enclosure 17.

Во взрывонепроницаемой оболочке 18 вывода II, к которому подсоединено второе РУНН, размещены: разъединитель 19, автоматический выключатель 20, трансформаторы тока 21, измерительные приборы (вольтметры, амперметры) 22, трансформатор 23 собственных нужд, блок 24 для предварительного контроля изоляции, устройство 25 для компенсации емкости. Вывод к нагрузке помещен во взрывонепроницаемую оболочку 26.In the flameproof enclosure 18 of terminal II, to which the second LVPS is connected, are located: disconnector 19, circuit breaker 20, current transformers 21, measuring instruments (voltmeters, ammeters) 22, auxiliary transformer 23, block 24 for preliminary insulation control, device 25 for capacity compensation. The output to the load is placed in a flameproof enclosure 26.

Устройство 10 защиты от утечек тока на землю, блок логики 13, реверсивный переключатель 14 расположены во взрывонепроницаемой оболочке 27.An earth leakage protection device 10, a logic unit 13, a reversing switch 14 are located in the flameproof enclosure 27.

Выход 28 устройства 29 для защиты от токов замыкания на землю и вывод 30 устройства 31 для предварительного контроля сопротивления изоляции включены в цепь управления_выключателем 32 высшего напряжения.The output 28 of the device 29 for protection against earth fault currents and the output 30 of the device 31 for preliminary control of the insulation resistance are included in the control circuit of the circuit breaker 32 of the higher voltage.

В цепи питания силового трансформатора 1 и выхода высшего напряжения включены разъединители 33 и 34. Для питания цепей собственных нужд РУВН использован трансформатор 35, подключенный через плавкие предохранители 36.Disconnectors 33 and 34 are included in the power supply circuit of the power transformer 1 and the high voltage output. A transformer 35 connected through fuses 36 is used to power the auxiliary circuits of the auxiliary switchgear.

Разъединитель 33, устройство 31 защиты от замыканий на землю, блок 29 предварительного контроля сопротивления изоляции размещены в оболочке 37 с кабельным вводом 38.The disconnector 33, the device 31 for protection against earth faults, the block 29 preliminary control of the insulation resistance is placed in the shell 37 with a cable entry 38.

Выключатель 32 с блоком защиты от токов к.з. и перегрузки, установленный в РУВН, одновременно обеспечивает защиту подключенных к его выходу цепей питания силового трансформатора 1 и кабельного выхода высокого напряжения, используемого для электроснабжения подстанций или потребителей, установленных на удалении от рассматриваемой подстанции.Switch 32 with a block of protection against short-circuit currents and overload installed in the switchgear, at the same time provides protection for the power transformer 1 power supply circuits connected to its output and high voltage cable output used to power substations or consumers installed away from the substation in question.

Элементы схемы 6 кВ: выключатель 32 с защитой от токов короткого замыкания и перегрузки, трансформатор напряжения 35 с предохранителями 36, разъединитель 4 размещены во взрывонепроницаемой оболочке 5.Elements of the 6 kV circuit: switch 32 with protection against short-circuit and overload currents, voltage transformer 35 with fuses 36, disconnector 4 are placed in an explosion-proof enclosure 5.

Выходы 39 и 40 реверсивного переключателя 14 введены в цепь управления выключателями 8 и 20 соответственно.The outputs 39 and 40 of the reversing switch 14 are introduced into the control circuit of the switches 8 and 20, respectively.

Предлагаемая подстанция работает следующим образом.The proposed substation operates as follows.

Трехфазное напряжение 6 кВ по кабелю поступает в отделение кабельного ввода 3, затем - через проходные электрические зажимы на трехфазный разъединитель 4 и выключатель 32, расположенные в оболочке 5, и далее через проходные зажимы - на разъединитель 34 цепи трансформатора 1, а также на разъединитель 33 с выходом на кабельный ввод 38.The three-phase voltage of 6 kV via the cable enters the compartment of the cable entry 3, then through the bushing electrical clamps to the three-phase disconnector 4 and the switch 32 located in the sheath 5, and then through the bushing clamps to the disconnector 34 of the transformer 1 circuit, as well as to the disconnector 33 with access to the cable entry 38.

Шинный разъединитель 4 и линейные разъединители 33 и 34 обеспечивают необходимые условия безопасности при обслуживании РУВН.Bus disconnector 4 and line disconnectors 33 and 34 provide the necessary safety conditions for maintenance of the switchgear.

Разъединитель 33 в выключенном положении обеспечивает замыкание на землю всех трех фаз выходной цепи 6 кВ и разряд энергии, запасенной в высоковольтном кабеле.The disconnector 33 in the off position provides a short to ground of all three phases of the output circuit 6 kV and the discharge of energy stored in the high voltage cable.

Устройство 31 защиты от замыканий на землю и перегрузки обеспечивает отключение выключателем 32 выходной кабельной линии напряжением 6 кВ в случае ее замыкания на землю. Блок 29 осуществляет предварительный контроль сопротивления изоляции выходных цепей напряжением 6кВ в их отключенном состоянии и блокирует включение выключателя 32, если сопротивление изоляции ниже нормы. Это предотвращает включение напряжения на поврежденную линию и, тем самым, предотвращает возникновение аварии.The device 31 for protection against earth faults and overloads ensures that the switch 32 switches off the output cable line of 6 kV voltage in case of its earth fault. Block 29 carries out preliminary control of the insulation resistance of the output circuits with a voltage of 6 kV in their off state and blocks the inclusion of switch 32 if the insulation resistance is below normal. This prevents the inclusion of voltage on the damaged line and, thereby, prevents the occurrence of an accident.

Выключатель 32 выполнен выдвижным с присоединением к схеме подстанции, например, посредством штепсельных разъемов.The switch 32 is made withdrawable with connection to the substation circuit, for example, by means of plug connectors.

Выключатель 32 снабжен защитой от токов короткого замыкания и перегрузки. Уставки защиты выключателя 32 рассчитываются исходя из тока дугового короткого замыкания на выходе силового трансформатора 1 и минимального тока двухфазного к.з. в конце кабельной линии 6 кВ, т.е., на зажимах выключателя трансформаторной подстанции или иного токоприемника, расположенного на удалении от рассматриваемой подстанции.The circuit breaker 32 is provided with protection against short circuit and overload currents. The protection settings of the switch 32 are calculated based on the arc short circuit current at the output of the power transformer 1 and the minimum two-phase short-circuit current at the end of the cable line 6 kV, i.e., at the terminals of the circuit breaker of a transformer substation or other current collector, located at a distance from the substation in question.

Трехфазное напряжение (380, 660 или 1140 В) с вторичной обмотки трансформатора 1 поступает через проходные зажимы на входы трехфазных разъединителей 7 и 19, выключателей 8 и 20 и устройство 10 для защиты от утечек тока на землю. С выходов выключателей 8 и 20 трехфазное напряжение поступает во взрывонепроницаемые отделения выводов 17 и 26 соответственно и далее - к нагрузке. Для питания вспомогательных цепей и блоков защиты от токов короткого замыкания (на фигурах 1 и 2 не показаны) используются трансформаторы 11 и 23, а также трансформаторы тока 9 и 21 (в каждой фазе или в 2-х фазах), от которых питаются электроизмерительные приборы 12 и 22.Three-phase voltage (380, 660 or 1140 V) from the secondary winding of the transformer 1 is fed through bushings to the inputs of three-phase disconnectors 7 and 19, switches 8 and 20 and a device 10 for protection against current leakage to earth. From the outputs of the switches 8 and 20, the three-phase voltage is supplied to the flameproof compartments of the terminals 17 and 26, respectively, and then to the load. To power the auxiliary circuits and blocks of protection against short-circuit currents (not shown in figures 1 and 2), transformers 11 and 23, as well as current transformers 9 and 21 (in each phase or in 2 phases) are used, from which electrical measuring instruments are powered 12 and 22.

К одному из выводов, например II, подсоединены токоприемники, приоритетные по бесперебойности питания, например, ВМП тупиковой выработки.To one of the conclusions, for example II, are connected current collectors, priority in terms of uninterrupted power supply, for example, PMF of a dead end.

Выход устройства 10 подсоединен к входу блока 13, оба выхода которого подключены к реверсивному переключателю 14. Выходы 39 и 40 последнего введены в цепь отключения выключателей 8 первого РУНН и 20 второго РУНН соответственно.The output of the device 10 is connected to the input of the block 13, both outputs of which are connected to the reversing switch 14. The outputs 39 and 40 of the latter are introduced into the trip circuit of the switches 8 of the first RUNN and 20 of the second RUNN respectively.

Блок логики 13 обеспечивает приоритет отключения выключателей 8 и 20 таким образом, что при повреждении изоляции и утечках тока на землю в отходящих присоединениях, первым отключится не приоритетное присоединение, а приоритетное не отключится, если в нем нет повреждения (утечки тока на землю).Logic block 13 provides the priority of tripping switches 8 and 20 in such a way that if insulation is damaged and earth leakage occurs in outgoing connections, the priority connection will not be the first to disconnect, and the priority one will not disconnect if it does not damage (earth leakage).

Если потребуется изменение приоритета отключения выключателей, то переключателем 14 выход 39 переключается на вход системы отключения выключателя 20, а выход 40 - на вход системы отключения выключателя 8. Это позволит осуществлять бесперебойное электроснабжение присоединения при изменении приоритета.If you need to change the priority of disconnecting the circuit breakers, then switch 14 switches output 39 to the input of the circuit breaker system 20, and output 40 switches to the input of the circuit breaker system 8. This will allow uninterrupted power supply to the connection when changing the priority.

Для обеспечения компенсации емкости предусмотрены блоки 16 и 25, входные зажимы которых присоединены к выходным зажимам выключателей 8 и 20. При повреждении изоляции в каком-либо из отходящих присоединений, устройство 10 защиты от утечек тока подает сигнал на блок логики 13. Сигнал с выхода последнего поступает через реверсивный переключатель 14 на систему отключения выключателей 8 и 20, которые отключают в соответствии с приоритетом. В отключенном состоянии соответствующего выключателя сопротивление изоляции его отходящей электрической цепи или нагрузки контролируют блоки 15 или 24. Если сопротивление изоляции на одном из присоединений не соответствует норме, происходит блокирование (запрет) включения соответствующего выключателя. При этом приоритетный выключатель не отключается и не блокируется, чем обеспечивается бесперебойное питание токоприемников. Если же утечка тока произошла в цепи приоритетного РУНН, то отключаются оба выключателя: и 8, и 20.To ensure compensation of capacitance, blocks 16 and 25 are provided, the input terminals of which are connected to the output terminals of switches 8 and 20. If the insulation is damaged in any of the outgoing connections, the leakage protection device 10 supplies a signal to the logic unit 13. The signal from the output of the latter enters through the reversing switch 14 to the shutdown system of switches 8 and 20, which are turned off in accordance with priority. In the off state of the corresponding circuit breaker, the insulation resistance of its outgoing electrical circuit or load is controlled by blocks 15 or 24. If the insulation resistance at one of the connections does not correspond to the norm, the corresponding circuit breaker is blocked (disabled). In this case, the priority switch does not turn off and is not blocked, which ensures uninterrupted power to the current collectors. If a current leakage occurred in the priority RUNN circuit, then both switches are turned off: both 8 and 20.

Устройства 16 и 25 обеспечивают компенсацию емкостных токов утечки, возникающих в сети. Каждое из этих устройств настроено в соответствии с величиной Devices 16 and 25 compensate for capacitive leakage currents occurring in the network. Each of these devices is configured according to

емкости участка сети, подсоединенного к данному выводу.the capacitance of the network portion connected to this pin.

В схеме компенсаторов емкости использована нулевая точка, созданная, например, тремя конденсаторами, соединенными звездой, между нулевой точкой которых и землей подсоединена компенсирующая индуктивность. Это позволяет осуществлять компенсацию не только в режиме поданного напряжения, но и когда напряжение отключено, а ток утечки создается за счет ЭДС вращающихся по инерции электродвигателей нагрузки.In the capacitance compensator circuit, a zero point is used, created, for example, by three capacitors connected by a star, between which the compensating inductance is connected between the zero point of which and the ground. This allows compensation not only in the applied voltage mode, but also when the voltage is turned off, and the leakage current is created due to the EMF of the inertia-rotating load motors.

Схемой блоков 15, 24 и 29 для предварительного контроля сопротивления изоляции предусмотрено их отключение во время включения выключателей 8. 20 и 32, например, путем ввода в их цепи размыкающихся блок-контактов соответствующего выключателя.The circuit blocks 15, 24 and 29 for preliminary control of the insulation resistance provides for their shutdown during the inclusion of switches 8. 20 and 32, for example, by entering into their circuit the opening block contacts of the corresponding switch.

Для удобства обслуживания разъединитель 33 помещен в отдельную оболочку 41.For ease of maintenance, the disconnector 33 is placed in a separate shell 41.

Во взрывонепроницаемых оболочках 42 и 43 размещены блоки контакторов 44, 45, 46 и 47 подстанции, оснащенной блоками выдвижных контакторов, на вход которых напряжение подано с выходов автоматических выключателей 8 и 20 (см. фигуру 2).In flameproof enclosures 42 and 43, contactor blocks 44, 45, 46 and 47 of the substation are equipped with sliding contactor blocks, the input of which is supplied from the outputs of the circuit breakers 8 and 20 (see figure 2).

Выход к нагрузке осуществлен с выходов контакторов 44, 45, 46 и 47 через кабельные вводы 17 и 18. Каждый из выходов к нагрузке снабжен устройством компенсации емкости 16. Настройка компенсаторов осуществлена исходя из емкости отходящей кабельной линии.The output to the load is carried out from the outputs of the contactors 44, 45, 46 and 47 through the cable entries 17 and 18. Each of the outputs to the load is equipped with a capacity compensation device 16. The compensators are configured based on the capacity of the outgoing cable line.

Каждый выход к нагрузке снабжен также блоком 15 для предварительного контроля сопротивления изоляции. Блоки 15 контролируют сопротивление изоляции отходящих цепей, когда контакторы выключены и цепи обесточены. Если сопротивление изоляции отходящих цепей ниже нормы, включить контактор невозможно, поскольку в его цепь управления введен выход блока контроля сопротивления изоляции. При включении линии, схемой предусмотрено отключение блоков предварительного контроля сопротивления изоляции, например, путем ввода в их цепи размыкающихся блок-контактов соответствующего контактора. При Each output to the load is also equipped with a block 15 for preliminary control of the insulation resistance. Blocks 15 control the insulation resistance of the outgoing circuits when the contactors are off and the circuits are de-energized. If the insulation resistance of the outgoing circuits is lower than normal, it is impossible to turn on the contactor, since the output of the insulation resistance monitoring unit is inserted into its control circuit. When the line is turned on, the circuit provides for the disconnection of preliminary insulation resistance control units, for example, by entering the corresponding contactor in their circuit of opening contact blocks. At

таком построении схемы отпадает необходимость в применении блоков предварительного контроля изоляции, подсоединенных на выходе автоматических выключателей 8 и 20 (схема на фигуре 1).Such a construction of the circuit eliminates the need for preliminary insulation control units connected at the output of circuit breakers 8 and 20 (the circuit in figure 1).

Использование предлагаемой шахтной трансформаторной подстанции позволит повысить взрывобезопасность горных работ за счет обеспечения бесперебойного питания электрооборудования тупиковых выработок, уменьшить количество простоев оборудования добычных участков, а также обеспечит конкурентоспособность подстанции на мировом рынке.The use of the proposed mine transformer substation will increase the explosion safety of mining operations by providing uninterrupted power to the electrical equipment of the dead-end openings, reduce the number of downtime of equipment at mining sites, and also ensure the substation's competitiveness in the world market.

Claims

1. Mine transformer substation containing a power step-down transformer, a disconnector in the high voltage circuit, disconnectors and / or load switches in the low voltage circuit, each of the outputs of which is equipped with a preliminary insulation control unit, capacitance compensation devices, protection against short circuit currents and load from current leakage to earth with a logic unit, as well as a higher voltage output equipped with a preliminary insulation control unit, characterized in that, a higher voltage switch den at the input of the substation, its output is connected via disconnectors to the input of the power transformer and to the output of a higher voltage, equipped with a protection device against earth fault currents, the output of which is inserted into the circuit of the circuit breaker of the specified switch, the output of the preliminary insulation control unit is entered into its control circuit, and to the output of the logic unit is connected a reversible switch of its outputs, which are introduced into the control circuit of the low voltage load breakers.

2. The shaft transformer substation according to claim 1, characterized in that each of the two low voltage outputs is equipped with a block of contactors or magnetic starters, while capacitance compensation devices and preliminary insulation monitoring units are connected to each of the outputs of the contactor or magnetic starter, and the output of each the preliminary insulation control unit is introduced into the interlock circuit of the corresponding contactor or magnetic starter.

3. The shaft transformer substation according to claim 1, characterized in that the output terminals of the high voltage switch and contactors in the low voltage circuit are detachable.