RMU “Banovići” d.d. u BanovićimaRudnik “Površinska eksploatacija uglja”RJ Elektroodržavanje bagera, TS i 6 kV mreže

STRUČNI RAD

Tema: Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Kandidat

Banovići, septembar 2009. godine Turić Sabahudin

Turić Sabahudin 2

MIŠLJENJE

Stručni rad je urađen u skladu sa važećim Elektrotehničkim propisima, Zakonom o rudarstvu i važećim pravilnikom Preduzeća.

Mentor

___________________

Husić Sanel, dipl. inž. el.

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 3

SADRŽAJ

1. UVOD.................................................................................................4

2. KARAKTERISTIKE BTS ...................................................................52.1. Opis konstrukcije BTS..........................................................52.2. Oprema ugrađena u BTS......................................................5

3. OKIDAČ RTE-4A................................................................................7

4. BUHOLC RELEJ................................................................................8

5. OKIDAČ R1-1.....................................................................................9

6. LITERATURA...................................................................................10

SADRŽAJ PRILOGA

1. Jednopolna šema BTS 630 kVA2. Šema spajanja Buholc releja

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 4

1. UVOD

Za nesmetan rad površinskih kopova osim snabdijevanja energijom bagera i ostalih radnih mašina potrebno je obezbijediti i napajanje ostalih uređaja kao što su pumpni agregati, servisni platoi, radionice, kupatila i svi ostali uređaji za čije je napajanje potrebna električna energija. Svi ti naponi su povezani na niskonaponsku mrežu koja napon dobiva iz blindiranih transformatorskih stanica (BTS) koje su priključene na 6 kV rudničku mrežu.

Sve transformatorske stanice predstavljaju tipska rješenja i u njih su osim transformatora i rasklopnih uređaja ugrađeni i zaštitni uređaji koji štite sam transformator kao i potrošače priključene na tu trafostanicu.

Zbog osiguranja pravilnog rada tih zaštitnih uređaja, vrše se njihova redovna ispitivanja te će u ovom radu biti opisani načini ispitivanja tih zaštitnih uređaja.

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 5

2. KARAKTERISTIKE BTS

2.1. Opis konstrukcije BTS

Noseća konstrukcija BTS izrađena je od čeličnih profila na koje su vijcima pričvršćeni limeni poklopci koji zatvaraju BTS. BTS se sastoji od visokonaponske, transformatorske i niskonaponske ćelije koje su međusobno odvojene limenim pregradama. Svaka od ovih ćelija je zatvorena posebnim vratima sa šarkama i bravama koje se zaključavaju sa specijalnim zajedničkim ključevima. Jedan ključ otvara vrata na ćelijama sa visokonaponskom opremom a drugi ključ vrata na ćelijama sa niskonaponskom opremom. Ključevi koji otvaraju jednu BTS mogu otvoriti i sve ostale trafostanice na kopu kojih ima više.

Prilikom otvaranja vrata na visokonaponskim ćelijama postoji zaštitna mreža za zaštitu od slučajnog dodira dijelova pod naponom. U gornjem dijelu ćelije odmah poslije vrata se nalazi pokretni zaštitni lim koji se može podignuti kada su vrata otvorena te na taj način on služi kao nadstrešnica koja omogućava pregled i remont postrojenja i kada su loši vremenski uslovi, a ujedno taj zaštitni lim i pridržava vrata ćelije. Na svim ćelijama se nalaze otvori za ventilaciju. Na taj način se poboljšava hlađenje i smanjuje mogućnost kondenzacije na aparatima pri naglim promjenama temperature.

Kompletna konstrukcija je postavljena na saonice radi lakšeg prebacivanja s jedne lokacije na drugu lokaciju površinskog kopa ukoliko se dinamikom rudarskih radova to zahtijeva.

Napajanje BTS se vrši direktno sa dalekovoda preko portala, potpornih i provodnih izolatora. Potporni izolatori tipa SBR 10 kV se montiraju na čelični portal i na njih se dovodi zračni vod. Potporni izolatori su izrađeni od porculana tako da mogu da izdrže odgovarajuća naponska i mehanička opterećenja. Provodni izolatori SPB12/400Z imaju zadatak da izoluju gole vodove od metalne konstrukcije BTS i oni prolaze do sabirnica.

Za konstrukciju BTS je zavaren priključak za uzemljenje trafostanice kojih može biti jedan ili više za koji su povezani svi metalni dijelovi konstrukcije koji ne smiju doći pod napon.

2.2. Oprema ugrađena u BTS

Na površinskim kopovima se koriste trafostanice snaga 100, 250, 400 i 630 kVA. Pošto se radi o tipskim trafostanicama ,zavisno od veličine ugrađenog transformatora, ugrađena je i tipizirana oprema odgovarajuće veličine.

U visokonaponskoj ćeliji je ugrađen autopneumatski prekidač-rastavljač sa osiguračima za unutrašnju montažu tip RFN nazivnog napona 7,2 ili 12 kV i nazivne struje 200 A. RFN je tropolni aparat izveden kao kombinacija autopneumatskog prekidača-rastavljača i tri visokonaponska osigurača tip FTRE ili FLRE smještenih na

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 6

jednoj zajedničkoj šasiji. Svaki od ovih prekidača može biti opremljen sa tri okidača tipa RTE-4A. Prekidanje nominalnih struja vrše kontakti aparata oduvavanjem luka komprimiranim vazduhom koji se stvara u cilindrima prilikom isključenja aparata. Prekidanje malih preopterećenja vrši se posredstvom okidača koji putem poluga tropolno isključuju aparat. Prekidanje kratkih spojeva vrši se osiguračima. Prilikom pregaranja jednog osigurača aparat automatski isključuje tropolno i više se ne može uključiti dok se pregorjeli osigurač ne zamijeni. Da je osigurač pregorio može se lako primijetiti pomoću pokazivača pregaranja. Veličina okidača RTE-4A i osigurača zavisi od primarne nazivne struje transformatora.

U transformatorskoj ćeliji je ugrađen uljni transformator snage 100, 250, 400 ili 630 kVA i nazivnog napona 6/0,4 kV. Transformator na sebi ima konzervator za ulje dok je kod transformatora snage 630 kVA ugrađen i Buholc relej koji štiti transformator od pregrijavanja.

U niskonaponskoj ćeliji je ugrađen tropolni niskonaponski prekidač tip DU nazivne struje 200 do 1250 A. Izvedeni su za fiksnu montažu sa priključcima sa zadnje strane. Oni su opremljeni nadstrujnim okidačima tip R1-1 i štite transformator od preopterećenja i kratkog spoja na niskonaponskoj strani. U niskonaponskoj ćeliji su još smještene i niskonaponske sabirnice sa kojih je odvedeno više odlaza za napajanje potrošača. Ti odlazi mogu biti opremljeni polužnim prekidačima F250 ili F400 i NV osiguračima odgovarajuće nazivne struje. Ampermetri i voltmetri su smješteni u niskonaponskoj ćeliji dok se mjerni transformatori STE-10 za ampermetre nalaze na sabirnicama koje idu sa transformatora do DU prekidača. Ako postoji potreba za ugradnjom brojila energije, transformatora za pretvorbu na niži napon (24 ili 48 V) ili drugih dodatnih uređaja, oni se smještaju u posebnu ćeliju koja se nalazi u niskonaponskoj ćeliji.

3. OKIDAČ RTE-4A

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 7

Termički okidač sa inverznom karakteristikom RTE-4A štiti ugrađeni transformator od preopterećenja. Koriste se sa nazivnim strujama 20, 30, 40, 50, 60 A. Za fino podešavanje struje djelovanja imaju mogućnost podešavanja u opsegu 1-1,6 In. Direktno su postavljeni na sve tri faze autopneumatskog rastavljača-prekidača RFN i kroz njih protiče puna primarna struja transformatora. Na RFN djeluju preko sistema poluga kada struja koja protiče kroz transformator postane veća od podešene struje okidača. Što je struja preopterećenja veća to će okidač brže reagovati i isključiti RFN.

Prilikom ispitivanja okidača potrebno je isključiti dio mreže odakle je napojena trafostanica da se ne bi došlo do dodira dijelova sa naponom. Ispitivanje se provodi sa instrumentima koji su napojeni iz nezavisnog izvora napajanja. Okidač se spoji na ispitne uređaje koji simuliraju struju kvara. Narine se struja koja je tri puta veća od podešene struje okidača i mjeri se vrijeme za koje će okidač reagovati i isključiti RFN. Ispitivanje se provodi u sve tri faze.

4. BUHOLC RELEJ

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 8

Rad Buholc releja se zasniva na razvijanju gasova prilikom pojave električnog luka nastalog usljed oštećenja izolacije namotaja ili izolacije između limova. Buholc relej se sastoji iz komore sa dva plovka sa kontaktima. Ugrađuje se u cijevv između kućišta transformatora i konzervatora i u normalnom radu je ispunjen uljem. Poklopac transformatora je nagnut za oko 2 %, a cijevv koja spaja kućište i konzervator je nagnuta za oko 10 % tako da gasovi lakše idu prema Buholc releju. Gasovi na putu ka konzervatoru dolaze u Buholc relej, postepeno istiskujući ulje usljed čega gornji plovak pada slijedeći nivo ulja dok ne zatvori kontakt signalnog strujnog kruga. Time se pogonsko osoblje upozorava da u transformatoru postoji manji kvar. Potrebna količina gasova za delovanje releja se kreće od 100 cm3 do 280 cm3 u zavisnosti od veličine releja. Ako u transformatoru nastupi veći kvar (kratak spoj), nastaje veoma brzo strujanje ulja tako da će donji plovak koji se nalazi na pravcu strujanja ulja prema konzervatoru naglo pasti i zatvoriti svoj kontakt, a time i okidni strujni krug, što će dovesti do isključenja transformatora.

Relej se podešava da deluje pri brzini ulja od 0,75 m/s do 1,6 m/s (manja brzina kod releja koji se koriste na transformatorima manjih snaga). Buholc relej će takođe reagovati i prilikom istakanja ulja iz kotla.

Dobra osobina ove zaštite je njeno kumulativno dejstvo koje može da otkrije manje kvarove u transformatoru koji mogu trajati duže vrijeme. Loša strana je to što će relej reagovati kada se pri niskim temperaturama ulje potpuno spusti u kotao. Zbog toga je kod niskih temperatura poželjno ostaviti transformator u praznom hodu. Pri ponovnom uključenju mora se provjeriti nivo ulja, jer u slučaju da nema dovoljno ulja u konzervatoru, gornji nivo ulja opadne ispod nivoa donjeg plovka. Zato se takvi transformatori ne mogu uključiti sve dok se dolivanjem ulja ne obezbijedi dovoljan nivo ulja.

Ispitivanje releja se vrši pumpanjem vazduha kroz ispitni ventil i ispuštanjem izolacione tečnosti. Pri upumpavanju vazduha prorađuje gornji kontakt koji djeluje na signalni strujni krug. Donji preklopni element ne prorađuje kod upumpavanja vazduha. Prilikom ispuštanja tečnosti reaguje donji kontakt koji djeluje na zavojnicu koja je ugrađena u RFN i isključuje transformator sa napona. Prilikom ovih mjerenja trafostanica mora biti odvojena sa napona a mjerenja se vrše sa stranim izvorom napajanja.

5. OKIDAČ R1-1

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 9

Nadstrujni magneto-termički okidač R1-1 spada u grupu sekundarnih okidača napajanih preko strujnih transformatora tip TDB. Posjeduju trenutni (elektromagnetni) član za zaštitu od kratkih spojeva i termički član za zaštitu od preopterećenja. Upotrebljavaju se za zaštitu niskonaponskih instalacija naizmjenične struje od preopterećenja i kratkih spojeva. Djeluju direktno na organe za isključenje DU prekidača. Proizvode se za nazivnu struju 5 A. Za fino podešavanje struje djelovanja imaju mogućnost podešavanja u opsegu 1-1,6 In. Postavljeni su u sve tri faze DU prekidača i napojeni preko strujnih transformatora. Izborom DU prekidača i strujnih transformatora može se izvesti tačno podešavanje okidača na nazivnu struju transformatora čiju niskonaponsku stranu štiti. Okidač R1-1 na DU prekidač djeluje preko sistema poluga kada struja koja protiče kroz prekidač postane veća od podešene struje okidača. Što je struja preopterećenja veća to će okidač brže reagovati i isključiti DU prekidač. Ako struja kroz prekidač poraste na 10x podešene struje tada će reagovati elektromagnetni član za zaštitu od kratkog spoja i trenutno isključiti prekidač.

Prilikom ispitivanja okidača potrebno je isključiti RFN da nema prisustva napona na uređajima koji se ispituju. Ispitivanje se provodi sa instrumentima koji su napojeni iz nezavisnog izvora napajanja. Okidač se spoji na ispitne uređaje koji simuliraju struju kvara.

Kod ispitivanja prekostrujnog člana narine se struja koja je tri puta veća od podešene struje okidača i mjeri se vrijeme za koje će okidač reagovati i isključiti DU prekidač. Ispitivanje se provodi u sve tri faze.

Kod ispitivanja kratkospojnog člana narine se struja koja je deset puta veća od podešene struje okidača. Okidač treba da trenutno isključi prekidač. Ispitivanje se provodi u sve tri faze.

6. LITERATURA

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 10

1. Elektroenergetska postrojenja – Rajko Misita

2. Automatski zaštitni uređaji elektroenergetskih postrojenja – Franjo Božuta

3. Pravilnik o tehničkim normativima za električna postrojenja i uređaje u rudnicima sa površinskom eksploatacijom mineralnih sirovina

4. Dokumentacija proizvođača

5. Interna dokumentacija Rudnika

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 11

Prilog br. 1: Jednopolna šema BTS 630 kVA

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja

Turić Sabahudin 12

Prilog br. 2: Šema spajanja Buholc releja

Zaštitni uređaji ugrađeni u BTS – princip rada i načini njihova ispitivanja