Электромагнитная совместимость электрооборудования с преобразователем в системе защиты от утечек шахтной тяговой сети

Abstract

Направление разработки защиты от утечек в контактных сетях шахтного электровозного транспорта, основанной на принципе разделения во времени цепей силового и оперативного токов, получило в последние десятилетия ши-рокое развитие. Главным достоинством этого класса устройств защиты от уте-чек является возможность получить высокую чувствительность при контроле сопротивлений утечек за счет высокого качества заградителей для оперативно-го тока при включении в цепи нагрузок полупроводниковых вентилей. Данное направление защиты от утечек разработано институтом МакНИИ и первона-чально было реализовано в устройстве защитного отключения УЗО-2, которое формировало паузу для контроля утечек в импульсном напряжении в каждый период переменного тока питающей сети[1]. Длительность импульса напряже-ния составляла 2/3 периода, а паузы – одну треть. Так как частота прерываний составила 50 Гц, то это вызвало недопустимые увеличения тепловых потерь в электродвигателях электровоза [2] и сделало его несовместимым с устройством УЗО-2. Результатов научных работ по установлению такой несовместимости опубликовано не было, однако сам факт ее существования доказывается разра-боткой нового устройства УЗО-300, в котором длительность импульса силового напряжения уже составила 160 мс, а длительность паузы была снижена до 500 мкс [3]. Это существенно снизило потери на перемагничивание в электро-двигателях. Однако, из-за применения искусственной коммутации в преобразо-вателе, импульсы напряжения в контактной сети формировались прямоуголь-ной формы, что обусловило электромагнитную несовместимость УЗО-2 с руд-ничным электрооборудованием из-за высокого уровня высокочастотных помех. Кроме того, надежность силового преобразователя с искусственной коммута-цией оказалась весьма низкой. В данной работе ставятся задачи теоретического исследования энергети-ческих показателей устройства УЗО-2, а на их основе – влияния относительной продолжительности цикла импульсного напряжения по форме аналогичного УЗО-2 (с синусоидальными фронтами) на температурный режим электродвига-теля электровоза типа ЭДР – 25П. Силовое напряжение с синусоидальными фронтами, аналогичное как в УЗО-2, было принято за исследуемое, поскольку оно не содержит высокочас-тотных составляющих, что в свою очередь обеспечивает надежность работы