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