Системы контроля изоляции и мониторинга токов утечек для электрической сети 0.4 кВ алмазодобывающей драги

С.А.Олейников, инженер производственно-технического отдела ООО «К-Электротехник»
A.В.Рыбников, заместитель главного энергетика АК «АЛРОСА», куратор проекта
B.Ф.Полывянный, начальник ЗЯГТО Якутского управления Ростехнадзора
C.С.Антикуз, главный инженер ММНУСТ «Алмазавтоматика»

ООО «К-Электротехник» с 2003 года внедряет системы промышленного контроля и учета энергоресурсов, мониторинга технологического оборудования, представляющие оперативную информацию для диспетчерских центров, на рабочие места электротехнического персонала и специалистов. Компания осуществила ряд проектов по созданию и модернизации систем технологического учета в Ханты-Мансийском автономном округе, Омском пивоваренном заводе-филиале ОАО «САН Интербрю», на Мирнинском ГОКе АК «АЛРОСА». Благодаря внедрению систем были оптимизированы организация работ и процесс управления, увеличена производительность труда персонала, повышена точность и своевременность подготовки расчетных данных по учету энергоносителей, а также повышена безопастность труда.

В 2005 году специалисты ООО «К-Электротехник» по заказу Мир-нинского ГОКа и института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» разработали первую российскую систему контроля изоляции и мониторинга состояния электрической сети 0.4 кВ технологического комплекса - алмазодобывающей драги №203. Подобная система предназначена для приведения существующих электроустановок драги к нормам и требованиям последней редакции ПУЭ и «Единых Правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» (ПБ 03-498-02). В частности - это обязательное применение электрической сети с изолированной нейтралью (IT-сети) и наличие устройств, защищающих персонал от электрического тока при повреждениях оболочек кабельной проводки и изоляции электрооборудования.

Первоначально перед сотрудниками «К-Электротехник» стояла задача построить систему контроля изоляции с возможностями пофидерного (присоединенного к главной щитовой сборке участка электрической сети) определения направления повреждения изоляции и выводом итоговой информации на АРМ специалиста, ответственного за обслуживание оборудования. Аппаратная часть системы выполнена на оборудовании мирового лидера в области электробезопасности - Dipl. Ing. W. Bender GmbH & Co. KG (Германия). Непрерывный контроль изоляции всей

сети щитовой сборки по каждой фазе осуществляет специализированный прибор A-Isometer IRDH575. Изометры также выдают аварийные сигналы снижения сопротивления изоляции в двух уровнях и передачу всей измерительной информации через интерфейс RS485 в формате технологической шины BENDER.

В первом варианте системы режим пофидерного поиска дефектного участка электросети был реализован на основе системы EDS470, разработанной также фирмой BENDER для электрооборудования, имеющего ограничения на отключение от питающей сети в случаях повреждения изоляции и применяющегося на технологических конвейерных линиях, в медицинских учреждениях интенсивной терапии и в других подобных установках, требующих бесперебойного электроснабжения. Однако, после проведения испытаний выяснилось, что система EDS470 не выполняет отключение за время в 200 цсек, необходимое для защиты персонала от тяжелого поражения электрическим током.

Во втором варианте по результатам дополнительных исследований (с участием инженеров фирмы-изготовителя) специалистами «К-Электротехник» было предложено решение для пофидерного поиска дефектного участка с помощью приборов серии RCMS460/490, разработанных фирмой BENDER для контроля дифференциальных токов в присоединенных линиях. После обнаружения приборами токов утечек система RCMS выполняет безопасное отключение поврежденного участка сети от щитовой сборки. В приборах также реализована двухуровневая аварийная сигнализация и использование интерфейса RS485. При этом, использование технологии цифровой обработки сигнала микропроцессором устройства и наличие большого количества дополнительных настроек позволило выполнить по-фидерный контроль токов утечек в присоединенных линиях, для которых следует указать некоторые ключевые подробности:

- наличие мощных нагрузок, включенных через устройства «плавного пуска и частотного регулирования».

Причем, эти устройства являются «прозрачными» для целей контроля токов утечек, а также и для измерения сопротивления изоляции приборами IRDH575;

-    кабельная сеть имеет большую протяженность и собственную емкость относительно земли. Высокий уровень «фоновых» токов позволил применить приборы, ориентированные на сети с заземленной нейтралью в IT-сети;

-    другое оборудование, порождающее в сети большой уровень нелинейных искажений.

Совокупная итоговая информация работы системы через аппаратный шлюз обмена данных передается в персональный компьютер, установленный в помещении главного драг-гера. Построение АРМ выполнено с использованием программного обеспечения Siemens WinCC и предусматривает различные модели управления информацией по выбору заказчика -от локальной панели оператора до возможностей полнофункционального промышленного компьютера. Также выполнены условия стандартного управления данными - с регистрацией в журнале и архивацией сообщений от приборов. Дополнительно была реализована передача информации из системы в централизованную СУБД, управляющую всем технологическим комплексом драги.

ООО «К-Электротехник» провело в ЗАО «Научно-исследовательский центр «ТЕХНОПРОГРЕСС» работы по сертификации данных приборов и получила разрешение Ростехнадзора на применение устройств в горной промышленности.

Таким образом, за счет ввода в эксплуатацию системы контроля изоляции и токов утечек на комплексе драги реально появились возможности для увеличения производительности оборудования за счет снижения его простоев, связанных с локализацией и ремонтом поврежденного участка или оборудования, увеличения эффективности организации ремонтных и профилактических работ, повышения общей безопасности труда персонала драги.

АК «АЛРОСА» на основании «Единых Правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» (ПБ 03-553-03) планирует установить такую же систему контроля изоляции и мониторинга токов утечек для систем электроснабжения 0.4 кВ вентилятора главного проветривания ВЦД-42.5 строящегося подземного рудника «МИР» Мирнинского ГОКа.

Журнал "Горная Промышленность" №6 2006