Методические указания по выполнению раздела “Электроснабжение и электрооборудование цеха” в дипломном проекте, страница 7

С целью разукрупнения сети и улучшения условий электробезопасности в электроустановках переменного тока питание электродвигателей и других элек­троприемников электролизеров осуществляется от разделяющих трансформаторов напряжением 380/220 В, по одному на группу из 10-15 электролизеров. Эта мера электробезопасности носит название электрического разделения сети. Схема электроснабжения такой группы представлена на рис. 3.2. Первичная обмотка разделяющего трансформатора  Т  подключена к цеховой сети 380 В с глухозаземленной нейтралью, вторичная обмотка напряжением 220 В имеет изолированную от земли нулевую точку, т.е. образуется трехфазная сеть переменного тока с изолированной нейтралью.

Вся коммутационная и управляющая аппаратура – автоматический выключатель QF, магнитные или тиристорные пускатели KM, модули ввода/вы­вода информации, микропроцессорные контроллеры распределенной системы сбора данных и управления (СДУ) электролизным производством – расположены в шкафу управления электролизером (ШУЭ).Тяжелые условия эксплуатации, значительные перепады температуры (от –40 до +55 ⁰С), наличие проводящей пыли и агрессивного газообразного фторводорода, сильные электромагнитные поля приводят к быстрому старению изоляции электрооборудования, возникновению утечек тока и замыканиям на корпус установок. Основными причинами утечек тока и замыканий на корпус в сети переменного тока являются пробой изоляции обмоток электродвигателей; нарушение целостности изоляции токоведущих жил силовых кабелей, перекрытии клеммных контактов токопроводящей пылью. Поскольку корпус и электроды электролизера и корпуса металлически связанного с ним электрооборудования не соединены с землей, утечки тока и замыкания в сети переменного тока происходят  на сеть постоянного тока. Если не принять мер по отключению поврежденной сети, в дальнейшем могут возникнуть различные аварийные ситуации – от повреждения разделяющего трансформатора, выгорания кабелей и пускорегулирующей аппаратуры до самопроизвольного перемещения анодного массива, ведущего к тяжелым технологическим авариям – “разрыву” тока серии электролизеров, “выдавливанию” расплавленного металла из электролизера.

С целью предотвращения таких аварий в схему электропитания обычно включается реле утечки РУ (электромагнитное реле напряжения) (рис. 3.2), одно на звено электролизеров, при срабатывании которого происходит отключение главного автоматического выключателя QF1 сети переменного тока напряжением 220 В. При использовании централизованных систем автоматического управления, когда включение исполнительных механизмов электролизеров с помощью контактных пускателей производится поочередно, срабатывание реле утечки происходит в момент включения механизмов того электролизера, на котором сопротивление изоляции сети 220 В стало меньше допустимой величины. Согласно требованиям правил электробезопасности в электролизных цехах величина сопротивление утечки в сети переменного тока на конструктивные элементы электролизера R_ут  не должна превышать 0,5 МОм. При таком централизованном управлении можно достаточно оперативно определить место повреждения и устранить неисправность.

Задача определения места повреждения изоляции в сети переменного тока 220 В в значительной степени осложняется при переходе в настоящее время к распределенным СДУ, а также при применении тиристорных пускателей. В первом случае это объясняется возможностью одновременного включения исполнительных механизмов на нескольких электролизерах группы, во втором – наличием гальванической связи между отключенными и не отключенными цепями переменного тока. Место нарушения изоляции в таких случаях может быть обнаружено лишь путем поочередного отключения цепей питания переменного тока электролизеров звена, которые будут отсоединены от СДУ на время поиска неисправности.

На рис.3.3 представлена блок-схема разработанного в ЗАО “Красноярск промавтоматика” селективного устройства защиты от утечек тока (УЗО) в сети 220 В переменного тока на цепь постоянного тока, обеспечивающая автоматическое обнаружение места снижения сопротивления изоляции и отключения механизмов лишь одного электролизера.