Расчет уставок токовоимпульсной защиты тяговой сети электровозного транспорта горных предприятий

Для защиты от токов короткого замыкания в тяговой сети горнодобывающих предприятий в настоящее время в основном используют классическую максимальную импульсную защиту. Настройка уставок защиты по результатам аналитического расчета не обеспечивает ее надежного функционирования. Процесс настройки уставки можно осуществить без математического моделирования по характеристикам срабатывания защиты. Выключатель с индуктивным шунтом или дифференциальное реле реагирует на плавное нарастание тока и скачки тока с большой скоростью поразному, что обусловлено их конструкцией. Поэтому может быть два вида настройки уставки защиты: по величине тока (в этом случае имеем максимальную токовую защиту) или по скорости нарастания тока (тогда имеем максимальную импульсную защиту). Если защиту отстроить от тока нагрузки, но токи коротких замыканиях в конце фидерной зоны окажутся меньше максимальных рабочих токов, то в этом случае защита максимального тока не сработает, но должна сработать максимальная импульсная защита. Опыт эксплуатации классической токовоимпульсной защиты выявил сложности в выборе уставки, определении зоны действия обеих защит, а также согласовании уставки и селективности работы защиты. В результате исследований, проведенных авторами, предложена методика выбора уставки импульсной защиты, зоны действия с учетом параметров участка тяговой сети и тяговой подстанции по характеристикам срабатывания дифференциального реле типа РДШ или РПТ-46, что позволило значительно повысить надежность функционирования классической токовоимпульсной защиты.

Абрамов Е. Ю. Расчет уставок токовоимпульсной защиты тяговой сети электровозного транспорта горных предприятий // Горный информационно-аналитическийбюллетень.–2024.–№12-1.–С.286–300.DOI:10.25018/0236_1493_2024_121_0_286.

Абрамов Евгений Юрьевич — ассистент, младший научный сотрудник, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: e.abramov@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-5013-3288.

1. Кузнецов С. М., Демиденко И. С., Ярославцев М. В., Гашкова А. В. Переход от токовоимпульсной защиты к мониторингу тяговой сети // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2012. — № 2. — С. 111—114.

2. Bashmur K. A., Pavlov P. P., Panfilova T. A. Increasing the efficiency of diagnostics in the brushcommutator assembly of a direct current electric motor // Energies. 2024, vol. 17, article 17. DOI: 10.3390/en17010017.

3. Хазин М. Л., Штыков С. О. Карьерный электрифицированный транспорт // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2018. — Т. 16. — № 1. — С. 11—17. DOI: 10.18503/1995-2732-2018-16-1-11-18.

4. Uno K., Imaie K., Maekawa K., Smith G., Suyama A., Hatori J. Development of mining machinery and future outlook for electrification // Hitachi Review. 2013, vol. 62, no. 2, pp. 99—106.

5. Тарасов П. И., Тарасов А. П. Технологические особенности и перспективы применения троллейвозов на горных предприятиях // Горная промышленность. — 2008. — № 1. — С. 54—62.

6. Varaschin J., De Souza E. Economics of diesel fleet replacementby electric mining equipment / 15th NorthAmerican Mine Ventilation Symposium. 2015, pp. 1—8.

7. Nurić S., Nurić A., Brčaninović M. Haulage solutions withtrolley assist diesel-electric ac trucks on the pit mine RMU Banovici // Journal of Mining and Metallurgy A: Mining. 2009, vol. 45, no. 1, pp. 78—87.

8. Shishkin P. V., Efremenkov E. A., Qi M. Development of a mathematical model of operation reliability of mine hoisting plants // Mathematics. 2024, vol. 12, article 1843. DOI: 10.3390/math12121843.

9. Степанов О. Г., Зуенок А. С. Дизель-троллейбусный транспорт БЕЛАЗ: перспективы использования в горнодобывающей промышленности // Горный журнал. — 2013. — № 1. — C. 52—55.

10. Mazumdar J. All electric operation of ultraclass mining haultrucks // 2013 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. IEEE, 2013, pp. 1—5.

11. Sevryugina N. S., Gozbenko V. E., Kondratiev V. V. Determination of the performance characteristics of a traction battery in an electric vehicle // World Electric Vehicle Journal. 2024, vol. 15, article 64. DOI: 10.3390/wevj15020064.

12. Uno K., Imaie K., Maekawa K., Smith G., Suyama A., Hatori J. Development of mining machinery and future outlook for electrification // Hitachi Review. 2013, vol. 62, no. 2, pp. 99—106.

13. Valuev D. V., Qi M. Mathematical logic model for analysing the controllability of mining equipment // Mathematics. 2024, vol. 12, article 1660. DOI: 10.3390/math12111660.

14. Martyushev N. V., Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Valuev D. V., Qi M. Review models and methods for determining and predicting the reliability of technical systems and transport // Mathematics. 2023, vol. 11, article 3317. DOI: 10.3390/math11153317.

15. Feng Y., Dong Z., Yang J. Performance modeling and cost-benefit analysis of hybrid electric mining trucks / 12th IEEE/ASME International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA). IEEE, 2016, pp. 1—6. DOI: 10.1109/MESA.2016.7587102.

16. Tynchenko S. V., Kukartsev V. V., Klyuev R. V., Zagorodnii N. A., Tynchenko Y. A. Study of supercapacitors built in the start-up system of the main diesel locomotive // Mathematics. 2023, vol. 16, article 3909. DOI: 10.3390/en16093909.

17. Voitovich E. V., Kononenko R. V., Konyukhov V. Y., Tynchenko S. V., Kukartsev V. A. Designing the optimal configuration of a small power system for autonomous power supply of weather station equipment // Energies. 2023, vol. 16, article 5046. DOI: 10.3390/en16135046.

18. Мин Ту Аунг, Суздорф В. И. Динамическая коррекция электропривода с двигателем последовательного возбуждения // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2018. — Т. 16. — № 1. — С. 54—59. DOI: 10.18503/1995-2732-2018-16-1-54-60.

19. Shchurov N. I., Dedov S. I., Malozyomov B. V., Shtang A. A., Martyushev N. V., Klyuev R. V., Andriashin S. N. Degradation of lithium-ion batteries in an electric transport complex // Energies. 2021, vol. 14, article 8072. DOI: 10.3390/en14238072.

20. Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Qi M. Mathematical modeling of the state of the battery of cargo electric vehicles // Mathematics. 2023, vol. 11, article 536. DOI: 10.3390/math11030536.

21. Martyushev N. V., Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Qi M. Mathematical modeling of mechanical forces and power balance in electromechanical energy converter // Mathematics. 2023, vol. 11, article 2394. DOI: 10.3390/math11102394.