Освещена концепция энергосбережения, принятая на Вольногорском горно-металлургическом комбинате. Рассмотрены особенности эксплуатации электрических сетей в условиях горно-обогатительных предприятий, возможности повышения эксплуатационной надежности питающих и распределительных сетей напряжением 6 кВ, электро- и технологического оборудования, насосных агрегатов, а также вопросы автоматизации управления электропотреблением и компенсации реактивной мощности.

Приведены результаты исследований параметров изоляции участковых электрических сетей, проанализировано их влияние на процессы, протекающие в цепях электрооборудования и силовых сетях систем электроснабжения при утечках и замыканиях на землю. Охарактеризованы феррорезонансные процессы в цепях средств компенсации емкостных токов утечки. Описаны методы снижения токов утечки и контроля изоляции. Проанализированы особенности расчета вентильных схем контроля изоляции.

Освещены вопросы эксплуатации и аварийности карьерных воздушных сетей. Дана оценка механической стойкости воздушных линий электрических передач и контактных сетей карьеров. Проанализировано влияние режима нейтрали на особенности процессов при замыканиях на землю в распределительных сетях. Описаны процессы в распределительных и тяговых сетях при обрыве провода (ОП). Приведены критерии выбора режима нейтрали карьерных распределительных сетей. Внимание уделено устройствам опережающего отключения и защиты при ОП, вопросам повышения уровня надежности распределительных и тяговых сетей карьеров.

Цель работы - представить результаты решения проблемы создания и освоения производства на предприятиях Украины нового поколения взрывозащищенного электрооборудования, обеспечивающего безопасное и бесперебойное электроснабжение потребителей горных производств. Методика выполнения исследований включает: аналитические методы исследований; математическое моделирование на основе формализации изучаемых процессов и построения частных математических моделей; применение общей теории электрических цепей, а также натурные эксперименты с целью практической проверки результатов теоретических исследований и принятых технических решений. Впервые в мировой практике установлены физические явления, определены их качественные и количественные параметры, которые приводили к катастрофически быстрому разрушению аппаратов управления и защиты. Эти исследования определили пути дальнейшего усовершенствования взрывозащищенных и рудничных электрических аппаратов на напряжение выше 500 В. Созданы коммутационные аппараты с герметизированными и с вакуумными дугогасительными камерами, срок службы которых составил 5 - 6 и больше лет. Разработаны новые способы, методы и технические решения, позволившие впервые в мировой практике создать системы защиты от токов утечки для сетей напряжением 1140 В. Это обеспечивает: эффективное снижение значений тока утечки за счет автоматической настройки компенсирующих дросселей; автоматическое отключение источника и закорачивание на землю фазы сети с поврежденной изоляцией при превышении током утечки допустимого значения. Разработаны новые принципы самоконтроля

работоспособности средств защиты, дистанционного управления и каналов связи, которые практически исключают возможность эксплуатации поврежденных электрических сетей и оборудования, ошибочные срабатывания средств защиты.

Цель исследования - обоснование возможности применения напряжения 35 кВ в системах электроснабжения глубоких рудных и угольных шахт для питания подземных электроприемников и формулирование принципов обеспечения безопасности их эксплуатации. Использованы теоретические и экспериментальные методы, в частности, теория вероятности и аналитические методы исследований для оценки надежности элементов и электробезопасности систем электроснабжения, общая теория электрических цепей для оценки аварийных процессов. Выбором соответствующего уровня напряжения можно в полном объеме и на длительный срок решить задачу качественного электроснабжения глубоких шахт с учетом перспективы роста электрических нагрузок подземных электроприемников. Этот путь совершенствования и повышения эффективности электроснабжения глубоких энергоемких шахт в настоящее время представляется наиболее реальным и технически осуществимым. Наиболее перспективным при реконструкции системы электроснабжения, в связи с разработкой глубоких горизонтов, представляется вариант использования глубокого ввода напряжения 35 кВ на горизонты 1000 м и более с установкой подземной подстанции 35/6 кВ и распределением электроэнергии по нижним горизонтам на напряжении 6 кВ. Предпочтение при выборе схемы питания подземной подстанции 35/6 кВ следует отдать варианту "блок линия - трансформатор", что позволит отказаться от распределительного устройства 35 кВ в шахте при соблюдении действующих общих и отраслевых требований эксплуатации и безопасности. Приведено теоретическое обоснование селективного способа автоматического и непрерывного контроля

параметров изоляции электрических сетей напряжением 35 кВ, основанного на наложении на сеть би-частотных оперативных синусоидальных сигналов непромышленной частоты, и принципа защитного заземления поврежденной фазы при замыканиях на землю в электрических сетях напряжением 6 - 35 кВ для целей улучшения условий электробезопасности.

Разработан и поставлен на производство рудничный аппарат защиты от утечек для электрических сетей 380 В горных машин рудничных карьеров. Схема защиты, работающая на постоянном оперативном токе и построенная на трех выпрямителях, осуществляет контроль сопротивлений утечек и изоляции сети и имеет полностью бесконтактную схему. Защитные характеристики для всех дестабилизирующих факторов удовлетворяют нормативам электробезопасности: длительный ток утечки не превышает 18,3, а кратковременный - 48,4 мА.

Изложены результаты исследований по разработке и постановке на производство аппаратуры селективной защиты от токов утечки для комбинированных электрических сетей 380 и 660 В. Схема защиты осуществляет контроль сопротивления токов утечки и изоляции сети на переменном оперативном токе. Для отстройки от влияния емкости изоляции в сигнале тока выделяют активную составляющую. Методом выделения ее прироста осуществлен раздельный контроль за сопротивлением утечки. Контроль за общим уровнем активной составляющей оперативного тока осуществляет защитное отключение сети при снижении сопротивления изоляции к критическому значению. Аппаратура имеет рудничное нормальное исполнение со степенью PH2. Испытаниями доказано, что аппаратура обеспечивает нормативы электробезопасности при защитном отключении в любой точке комбинированной сети.

Рассмотрен алгоритм работы метода контроля параметров изоляции относительно земли независимо от конфигурации режима работы нейтрали сети.

Приведены структура и характеристика потерь при транспортировке электроэнергии. Изложены методы расчета потерь электроэнергии, определены факторы, влияющие на уровень и динамику ее коммерческих потерь. Раскрыты влияние параметров воздушных линий электропередачи на технические потери при транспортировке электроэнергии, характер изменения потерь в воздушных линиях электропередачи в процессе длительной эксплуатации. Внимание уделено исследованию динамики технических потерь в силовых трансформаторах. Изучено влияние критических эксплуатационных режимов измерительных трансформаторов на коммерческие потери электроэнергии. Рассмотрены мероприятия и технические средства уменьшения потерь в системах электроснабжения.

Исследованы возможности аккумулирования энергии ветра. Проанализированы режимы работы ветроэлектрических установок. Рассмотрены основные схемы включения ветроэлектрических установок. Определено место ветроэнергетики в мире. Охарактеризован рынок ветроэнергетики Украины. Изучены новые мощности и проекты ветроэлектростанций. Показаныны перспективы развития ветроэнергетики.

Изложено авторское видение строения структуры аппаратов защиты от токов утечки на переменном оперативном токе для шахтных распределительных комбинированных сетей. Приведены условия достижения нормативной минимальной безопасности и расчет ее уставок на основании нормативов электробезопасности. Разработана структурная схема получения измерительных функций для контроля и выполнения условий минимальной безопасности для длительного и кратковременного токов через тело человека.