ДО Система защиты от срабатывания на отключение электроснабжения угольной шахты

Использование продукта

В настоящее время в подземной системе электроснабжения угольных шахт длина линий электропередачи невелика, а время срабатывания защиты от короткого замыкания выключателей на стороне заземлённой подстанции небольшое. При возникновении аварии на короткое замыкание многозвенные выключатели часто отключаются одновременно, что приводит к масштабным отключениям электроэнергии в подземных выработках и серьёзно влияет на безопасность производственного процесса на шахте.

В настоящее время проблемы селективного отключения, защиты от утечек, оценки энергоэффективности и интеллектуального раннего предупреждения на угольных шахтах превратились в технические барьеры, ограничивающие безопасность производства. Необходимо решить эти задачи и повысить уровень интеллектуализации и надёжности системы электроснабжения угольных шахт. Данная система применяется преимущественно в подземной высоковольтной системе электроснабжения шахт. На основе традиционной трёхступенчатой токовой защиты и двухступенчатой защиты по нулевой последовательности организована продольная онлайн‑связь; добавлен алгоритм автоматического определения места повреждения, а при возникновении неисправности точно отключается ближайший выключатель, что позволяет надёжно устранить проблему масштабного подземного отключения электроэнергии, вызванного многокаскадным отключением выключателей вследствие коротких замыканий и утечек.

Основная особенность

Согласно сетевой архитектуре системы, функция защиты от самопроизвольного отключения высоковольтной энергосистемы на скважине реализуется посредством оптоволоконной передачи. Система защиты от самопроизвольного отключения и мониторинга электропитания использует выделенную сеть и полностью волоконно‑оптический режим связи; при этом сигналы связи не подвергаются помехам, а интерфейсы оборудования и количество волоконных жил выполнены резервированными.

Логический алгоритм работы системы защиты от срабатывания по ошибке является обоснованным, режим её эксплуатации — гибким, и она способна адаптироваться к любому состоянию работы — как при наличии, так и при отсутствии участков высоковольтной шины. При изменении рабочего состояния шины не требуется вносить какие‑либо изменения в электропроводку;

Встроенный алгоритм автоматической идентификации связей в сети электроснабжения обеспечивает автоматическое определение и корректировку противоотключительных связей с учётом динамических изменений структуры сети электроснабжения, что делает определение места повреждения более быстрым, точным и надёжным.

Автоматически переключается между функцией защиты от срабатывания при непредвиденных ситуациях и традиционной функцией защиты; при возникновении нештатных условий в сетевом взаимодействии автоматически переходит в режим традиционной защиты, что позволяет избежать некорректного перемещения или неперемещения распределительного шкафа вследствие сетевой неисправности.

Обмен информацией о системных неисправностях, с высокой избирательностью по неисправностям и быстротой;

Устройство защиты и оптический узел волоконной связи обеспечивают функцию сигнализации о неисправностях оптоволоконных линий и совместимы с системой мониторинга электросети; для решения проблем электромагнитных помех и повышения скорости передачи данных применяется высокоскоростная оптоволоконная коммуникационная сеть.

Легко устанавливается и отлаживается — достаточно следовать схеме подключения оптоволокна, без каких‑либо дополнительных настроек; система легко масштабируется, не требует изменения существующей системы защиты и связи и не оказывает никакого влияния на исходную систему.

Применяются проводная связь (RS485, CAN‑BUS, Ethernet и др.), беспроводная связь (RFID, LoRa, NB‑IoT, 4G/5G) и другие технологии сетевого взаимодействия, а также различные интеллектуальные терминалы, приложения, облачные платформы и прочие технологии для обеспечения интеллектуального энергоснабжения;

Волоконно‑дифференциальная защита использует оригинальную технологию защиты от насыщения трансформаторов тока, основанную на «комплексном методе сравнения фаз». С учётом особенностей линейной волоконно‑дифференциальной защиты, которая предполагает передачу аналоговых данных о взаимных векторах, обеспечивается учёт как внутренних, так и внешних повреждений, а также различий во фазовых соотношениях токов по обе стороны линии при насыщении трансформаторов тока — всё это достигается без ухудшения чувствительности устройства. В результате эффективно повышаются характеристики защиты от насыщения ТТ и надёжность её срабатывания, а проблема, когда традиционная дифференциальная защита не может одновременно обеспечить защиту от насыщения ТТ и сохранение требуемой чувствительности, решается полностью.

Волоконно‑дифференциальная защита и система токовой защиты сети применяются совместно: волоконно‑дифференциальная защита обеспечивает выделение повреждённого участка между входящими и исходящими линиями каждой подстанции, а внутри подстанции используется токовая защита сети.

Сеть проста, объём строительных работ невелик: для внутристанционной связи требуется всего один кабель связи, а для межстанционной связи можно использовать комбинированный вариант — кабельно‑оптический. Широкий спектр применения: подходит не только для новых шахт, но и удобен при модернизации старых коммутационных узлов.

Система защиты от срабатывания по ошибке обладает функцией автономной работы и может работать независимо от системы мониторинга энергоснабжения; при этом любая неисправность не приведёт к выходу из строя всей системы.