Производственный процесс на горизонте. Удаление воды из горных выработок. Технические данные электроприемников. Потребители шахтного поля. Определение электрических нагрузок. Выбор силовых трансформаторов, подстанций, преобразовательных агрегатов.
Благодаря проведенным за последние годы научным исследованиям создано и внедрено в производство удовлетворяющее современным требованиям новое рудничное электрооборудование для шахт: комплекс электрооборудования для высокопроизводительных участков шахт на напряжение 1140 В, рудничное комплексное распределительное устройство КРУВ-6, рудничные комплектные трансформаторные подстанции серии ТСВП, ряд рудничных комплексных станций управления электроприводами механизированных комплексов очистных и подготовленных забоев, рудничные автоматические выключатели АВ, АБВ-250 и ВРН, рудничные магнитные пускатели ПРН, ряд аппаратов защиты, рудничное электрооборудование, созданное с учетом достижений в области электроники, электротехники, телемеханики, автоматики, робототехники. Расчетные электрические нагрузки определяют методом коэффициента спроса в такой последовательности: все намеченные к установке электроприемники объединяют в группы по технологическим процессам и по значению необходимого напряжения; определяют суммарные установленные мощности электроприемников, активные, реактивные и полные электрические нагрузки электроприемников, а также суммарные нагрузки по группам с одинаковым напряжением; производят расчет нагрузок подземных участков, определяют места расположения стационарных и передвижных подстанций и распределяют потребителей электрической энергии по подстанциям; производят выбор мощности и числа трансформаторов на ЦПП и ЦРП; определяют годовой и удельный расходы электроэнергии по горному предприятию. К техническим факторам, влияющим на выбор сечения, относятся следующие: способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку при нормальном режиме работы с учетом допустимой величины нагрева; термическая стойкость в работе при режиме к. з.; потери (падение) напряжения в проводниках от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах; механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке. Расчетный ток для ЦПП: Расчетный ток для ЦРП: Расчетные токи остальных потребителей рассчитываются аналогично, на основании ранее рассчитанных данных из табл.2. Установившийся ток к.з. на шинах ЦПП: Установившийся ток к.з. на шинах ЦРП: Двухфазный ток к.з. на шинах ЦПП: Двухфазный ток к.з.на шинах ЦРП: Мощность к.з. на шинах ЦПП: Мощность к.з. на шинах ЦРП: Мгновенное значение ударного тока на шинах ЦПП: Где Ку=1,6-ударный коэффициент,для шин ЦПП .
Введение
Основные задачи горнорудной промышленности Украины состоит в том, чтобы обеспечить значительный подъем материального и культурного уровня жизни трудящихся на основе высоких темпов развития производства, повышение его эффективности, научно-технического прогресса и ускорение роста производительности труда`
Главным направлением технического прогресса предусматривается создание и внедрение более мощных и высокопроизводительных машин с дистанционным и частично программным управлением. Одновременно с этим будет совершенствоваться технология и организация производства.
Наряду с механизацией особое внимание уделено технике безопасности, улучшению условий труда, включая вентиляцию, освещение, кондиционирование воздуха.
Основой научно-технического прогресса является уровень горнодобывающей промышленности, то которой зависит развитие энергетики, металлургии, строительной индустрии.
В настоящее время на рудных шахтах применяется современное транспортное оборудование, способствующее повышению производительности труда и улучшающее условия работы горнорабочих.
Одной из главных задач в области дальнейшего научного прогресса и повышения эффективности производства в горнорудной промышленности определяют дальнейший подъем горнорудной промышленности, путем технического перевооружения шахт, на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и повышения производительности труда, качества продукции, принципиально новых ресурсосберегающих технологий.
Благодаря проведенным за последние годы научным исследованиям создано и внедрено в производство удовлетворяющее современным требованиям новое рудничное электрооборудование для шахт: комплекс электрооборудования для высокопроизводительных участков шахт на напряжение 1140 В, рудничное комплексное распределительное устройство КРУВ-6, рудничные комплектные трансформаторные подстанции серии ТСВП, ряд рудничных комплексных станций управления электроприводами механизированных комплексов очистных и подготовленных забоев, рудничные автоматические выключатели АВ, АБВ-250 и ВРН, рудничные магнитные пускатели ПРН, ряд аппаратов защиты, рудничное электрооборудование, созданное с учетом достижений в области электроники, электротехники, телемеханики, автоматики, робототехники.
1.Общая часть
1.1 Технология и механизация горных работ
Современное горнорудное предприятие может эффективно осуществлять свою деятельность только при рациональной организации производства.
Производственный процесс на горизонте подразделяется на подготовительные работы по проходке горных выработок и добычные работы по загрузки транспортированию горной массы. Работа на горизонте осуществляется циклически. Циклическая форма организации характеризуется повторяемостью стадий, рабочих процессов и операций в установленном порядке и через определенные промежутки времени.
Цикл горно-подготовительных работ включает бурение, заряжание шпуров, взрывание ВВ в шпурах, проветривание, уборку породы, настилку путей.
В однородных крепких породах при самоходном и рельсовом транспорте горизонтальные выработки проходят сплошным забоем, если сечение выработки не превышает 15-20м2 .
Буровзрывные работы занимают в проходческом цикле 20-60% времени. При правильном ведении буровзрывных работ формируется также необходимый развал породы после взрыва, что увеличивает производительность погрузочного оборудования и машин. Эти требования могут быть выполнены путем правильного выбора типа ВВ, величины и конструкций его заряда в шпуре, глубины шпура, числа и расположения их в забое.
После взрывания проветривание осуществляется нагнетательным способом, продолжительность проветривания 30 мин, вентиляторами местного проветривания.
Схема проветривания это одна из основных операций проходческого цикла. Схема вентиляций разрабатывается главным механиком шахты. При выходе из строя вентилятора, для проветривания забоя, люди выводятся на свежую струю, до восстановления схемы вентиляций и параметров рудничной атмосферы. Отставание вентиляционного рукава от забоя не должно превышать 10м.
Бурение шпуров производится такими бурильными машинами как НКР-100М. Используются буровые коронки диаметром 40-43 мм.
Для механического способа доставки руды предназначены виброустановки ПШВ-6. Одним из основных процессов при добыче полезного ископаемого подземным способом является откатка горной массы. На заданном горизонте откатка выполняется контактными электровозами К10, закрепленными за участками.
Погрузку рудной массы выполняют электрические погрузочные машины непрерывного действия с боковым захватом парными нагребающими лапами. На заданном горизонте применяется комбайн 2ПП
Проветривание горных выработок горизонта осуществляется вентиляторами местного проветривания типа ВМ-5М, совместно с системой общего проветривания шахты.
Удаление воды из горных выработок осуществляется с помощью специально оборудованных установок, которые в условиях отработки обводненных месторождений и глубоких горизонтов, представляют сложный комплекс инженерных сооружений.
Для оборудования водоотливных установок организуется проходка насосных камер, водосборников, осуществляется монтаж сложных трубных коллекторов, электрооборудования и аппаратура автоматического управления.
При разработке месторождений подземным способом величина притока рудных вод колеблется от 20 до 2000м3/г, поэтому водоотливные установки оборудованы различными насосами типа ЦНС. Для дробления руд в подземных условиях создается дробильно-дозаторный комплекс - ДДК. Комплекс ДДК оборудован щековыми или конусными дробилками.
Электроснабжение потребителей горизонта осуществляется от передвижных участковых подстанций, трансформаторов ЦРП и ЦПП, мощных потребителей - непосредственно от комплектных распределительных устройств типа КРУРН-6, из которых скомплектованы распределительные устройства 6КВ ЦРП и ЦПП.
1.2 Электроприемники горизонта
Приемником электрической энергии (электроприемником) называют аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Электроприемник или группу электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, называют потребителем электрической энергии - (5)стр172-174.
Все потребители горных предприятий по требуемой степени бесперебойности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ подразделяют на три категории.
К электроприемникам первой категории относят такие, для которых перерыв в подаче электроэнергии может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб предприятию, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции, расстройством сложного технологического процесса. Из состава электроприемников первой категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работа которых -необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения основного дорогостоящего оборудования. Потребители первой категории должны быть обеспечены 100 %-ным резервным питанием от двух независимых источников электроэнергии, и перерыв в подаче питания допускается только на время, необходимое для автоматического ввода резервного питания (АВР).
Независимым источником питания потребителей электрической энергии называют источник питания, на котором сохраняется напряжение в пределах, установленных ПУЭ для послеаварийного режима, при исчезновении его на других источниках питания этих потребителей. Таким источником являются две секции шин ГПП, при этом каждая из секций имеет питание от независимого источника.
В данной курсовой работе к потребителям первой категории, согласно действующим ПБ и ПТЭ относится: центральная подземная подстанция (ЦПП); установки главного водоотлива.
Технические данные электроприемников приводятся в таблице 1.
Для комбайна ПП2 приводятся расчетные значения суммарной установленной мощности, расчетный и пусковой токи, коэффициент мощности. В качестве пускового принят ток набольшего двигателя при нормальной работе электродвигателей остальных приводов комбайна.
Таблица 1. Технические данные электроприемников.
Наименование Электродвигатель Рн,КВТ cos? ?% Кi Ін,А Іп, А Виброустановка ПШВ6 4А200М6 22 0,91 91 6,5 40,4 265
Где ?Р-суммарная установленная мощность электродвигателей комбайна.
?Р=41 2х15 20 2,8 7 2х10=120,8КВТ.
Uн=380в номинальное напряжения питания.
Кс-коэффициент спроса;
;
Рн=41КВТ - мощность наибольшего электродвигателя.
Кс=0,4 0,6*(41/120,8)=0,6
Пусковой ток комбайна: Іп=Іп.н.д. ? Іост=578 157,2=736А.
1.3 Выбор схемы электроснабжения
Электроснабжение горизонта, как объекта первой категории, осуществляется от системы шин 6КВ Главной понизительной подстанции (ГПП), по двум линиям электропередач в виде стволового кабеля, проложенного по стволу шахты, и присоединенными к шинам 6КВ Центральной понизительной подстанции (ЦПП).
Наиболее мощные потребители ( главный водоотлив, дробильно-дозаторный комплекс) сосредоточены в оклоствольном дворе и получают питание от шин 6КВ ЦПП.
Потребители шахтного поля, находящиеся на значительном удалении от ствола, получают питание от Центральной рудной подстанции (ЦРП), которая в свою очередь запитана от ЦПП по двум кабельным линиям, проложенным по борту квершлага. Таким образом, принимается магистрально-разомкнутая схема электроснабжения, приведенная на рис.1
Рис.1. Схема электроснабженя горизонта.
2.Расчетная часть
2.1 Определение электрических нагрузок
В горной промышленности на основании многолетнего опыта проектирования и эксплуатации приняты два метода расчета нагрузок систем электроснабжения: метод коэффициента спроса и метод удельного расхода электроэнергии. По первому методу разрабатывают проектные задания, технические проекты и рабочие чертежи. Вторым методом пользуются для производства укрупненных расчетов электрических нагрузок горных предприятий.
Расчетные электрические нагрузки определяют методом коэффициента спроса в такой последовательности: все намеченные к установке электроприемники объединяют в группы по технологическим процессам и по значению необходимого напряжения; определяют суммарные установленные мощности электроприемников, активные, реактивные и полные электрические нагрузки электроприемников, а также суммарные нагрузки по группам с одинаковым напряжением; производят расчет нагрузок подземных участков, определяют места расположения стационарных и передвижных подстанций и распределяют потребителей электрической энергии по подстанциям; производят выбор мощности и числа трансформаторов на ЦПП и ЦРП; определяют годовой и удельный расходы электроэнергии по горному предприятию.
Для группы однородных по режиму работы электроприемников расчетную нагрузку (соответственно в КВТ, квар и КВ-А) определяют из выражений:
где Кс - коэффициент спроса конкретной характерной группы электроприемников, принимаемый по справочным материалам;
Значения коэффициента спроса для основных электроприемников горных предприятий приведены в табл. 9.1. (9).стр177.
Результаты расчетов приводятся в таблице 2.
Электроприемники К о л Рн КВТ ?РН КВТ Кс соs? tq? Расчетная мощность
Околоствольный двор 4 50 200 0,65 0,7 1,02 130 132
Всего по ЦПП 1271 715
Итого по горизонту 2362 1645
Для ЦРП tq ?=Qp/Pp=930/1091=0.852 cos ?=0.76
Для ЦПП tq ?= 715/1271=0.563; cos ?=0.67
По горизонту tq ?=1645/2362=0,7; cos ?=0.82
Полная мощность с учетом коэффициента совмещения максимумов нагрузки Кум=0,8 [3] стр 533
, КВ А 9.3. [9]
ЦПП: КВ А ЦРП: КВ А 2.2 Выбор силовых трансформаторов, передвижных подстанций, преобразовательных агрегатов шахтный выработка трансформатор электроприемник
Для питания низковольтных потребителей в камерах ЦПП и ЦРП предусматривается установка двух силовых трансформаторов, каждый из которых рассчитан на полную нагрузку. Трансформатор выбирается по расчетной полной мощности низковольтных электроприемников:
Значения Рр и Qp берутся из таблицы 2.
Расчетная мощность потребителей ЦПП;
Расчетная мощность потребителей ЦРП;
Исходя из расчетов и данных таблицы 11.2 по (9) с264 выбираются комплектные трансформаторные подстанции типа ТСВП-250 для потребителей ЦПП со вторичным напряжением 400в, и трансформаторы ТСВП - 100 для ЦРП со вторичным напряжением 400в.
Для питания контактных электровозов в камере ЦПП устанавливают преобразовательные агрегаты, в качестве которых используют автоматизированные тяговые подстанции АТП-500/275М, технические данные приведены в (3),с458. Количество преобразовательных агрегатов принимается по расчетной мощности электровозов, с некоторым запасом для резервирования и для обеспечения нужного качества электроэнергии в любой точке контактной сети. Питание преобразовательных агрегатов предусматривают от стандартных силовых трансформаторов ТСП-160/6.
Необходимое количество преобразовательных агрегатов рассчитывается следующим образом: расчетная мощность электровозной откатки (табл.2) делится на номинальную мощность АТП-500/275М (137.5квт)
Количество АТП : Принимается к установке в камере ЦПП и ЦРП по 4 АТП, 3 в работе и 1 в резерве. Количество силовых трансформаторов ТСП-160/6.-6шт, установленных по 3шт на ЦПП и ЦРП соответственно.
Участковые подстанции рассчитываются методом коэффициента спроса: , КВ А 11.1 [9].стр268
Рр-расчетная мощность потребителей блока. где Кс = 0,4 0,6 коэффициент спроса 11.3 [9]
Рм - мощность наибольшего двигателя, КВТ
Метод коэффициента спроса не учитывает прерывистый характер работы машин и механизмов, перегрузочную способность трансформаторов. поэтому принимаются трансформаторы завышенной мощности. Такое положение увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты по предприятию. Опыт эксплуатации показывает,что расчетную мощность можно разделить на коэффициент, равный 1,25 , и по полученной уточненной мощности выбрать номинальную мощность трансформатора: Sном?Sпупп=Sp/1,25 11.4 (9), стр 269
Используя данные таблицы 1 и таблицы 2,рассчитывается мощность трансформаторов передвижных участковых подстанций: Блок №1-ПУПП № 1; Блок №2-ПУПП № 2
Кс = 0,4 0,6
Кс = 0,4 0,6 *22/286=0,45
КВ А Sпупп=Sp/1,25=182/1,25=145 КВА
Исходя из условия Sном?Sпупп, для блоков №1 и №2,имеющих одинаковую нагрузку, по таблице 11.3 (9), принимаются трансформаторные подстанции типа ТСВП-160, номинальной мощностью 160КВА- условие 160?106 выполняется.
Блок №4: Кс = 0,4 0,6
Кс = 0,4 0,6 *22/198=0,46
КВ А Sпупп=Sp/1,25=132/1,25=105,6КВА по таблице 11.3 (9), принимается трансформаторная подстанция типа ТСВП-100, номинальной мощностью 100КВА- условие 160?105,6 выполняется.
Блок №6: Кс = 0,4 0,6
Кс = 0,4 0,6 *41/202=0,521
КВ А Sпупп=Sp/1,25=150/1,25=120 КВА по таблице 11.2 (9), принимается трансформаторная подстанция типа ТСВП-160, номинальной мощностью 160КВА- условие 160?120 выполняется.
Результаты расчетов сведены в таблицу 3
Наименование потребителя ?РН КВТ Рм КВТ Кс соs? Sp КВ А Тип подстанции
0,4КВ ЦПП - - - 0,7 185 ТСВП-250/6/0,4
0,4КВ ЦРП - - - 0,7 100 ТСВП-100/6/0,4
ПУПП № 1 286 22 0,45 0,7 145 ТСВП-160/6/0,4
ПУПП № 2 286 22 0,45 0,7 145 ТСВП-160/6/0,4
ПУПП № 4 198 22 0,46 0,7 105,6 ТСВП-160/6/0,4
ПУПП № 5 202 41 0,52 0,7 120 ТСВП-160/6/0,4
2.3 Расчет кабельной сети
В данном курсовом проекте рассчитываются следующие кабельные линии 6КВ: стволовые, питающие ЦПП; кабельные линии потребителей 6кв ЦПП; кабельные линии от ЦПП к ЦРП; кабельные линии потребителей 6кв ЦПП.
Выбор сечений проводов и жил кабелей производится с учетом влияния нескольких факторов. К техническим факторам, влияющим на выбор сечения, относятся следующие: способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку при нормальном режиме работы с учетом допустимой величины нагрева; термическая стойкость в работе при режиме к. з.; потери (падение) напряжения в проводниках от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах; механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке.
К экономическим факторам относится экономическая плотность тока.
Выбор по длительному расчетному току: производится путем сравнения величины расчетного тока с длительно допустимым током нагрузки на проводник определенного сечения. В табл. 9.6(9) стр185 длительный ток для кабелей указан при следующей температуре нагрева: 80° С при напряжении до 3 КВ; 65° С - при 6 КВ; 60° С - при 10 КВ. По таблицам выбирают сечение проводника, которое допускает ближайший больший или одинаковый с расчетным ток.
Расчетный ток в кабеле:
Где SP- расчетная мощность (из табл.2);
U- рабочее напряжение, 6КВ
Расчетный ток для ЦПП: Расчетный ток для ЦРП: Расчетные токи остальных потребителей рассчитываются аналогично, на основании ранее рассчитанных данных из табл.2.
Питание ЦПП , согласно требованиям ПБ, осуществляется от двух независимых источников, по стволу шахты. По двум или более кабельным линиям, причем каждый кабельный ввод рассчитан на полную нагрузку. Для прокладки в стволах предназначены кабели с нестекающей пропиткой бумажной изоляции на основе церезина типа ЦАСКН, ЦАСПЛ, с проволочной броней. Исходя из расчетного тока, для питания ЦПП на основании данных табл. 9.6(9) стр185 выбирается кабель с алюминиевыми жилами сечением 185мм2. Кабельные линии питания ЦРП пркладываются по горизонту, для этого предназначены кабели с ленточной броней типа ААБЛ . Сечение жил кабеля питания ЦРП, исходя из значения расчетного тока -70мм2.
Проверка по потере напряжения в кабеле рассчитывается по формуле 9.6 (10)
, % не должно превышать 2% где L=400м - длина стволового кабеля питания ЦПП согласно заданию, L=600м - длина кабеля питания ЦРП. ? = 32 М/Ом мм2- удельная проводимость алюминия.
I=221А расчетный ток в кабеле ЦПП и I=110А для ЦРП.
S=185мм2-сечение жил кабеля ЦПП и S=70мм2 для ЦРП.
Потеря напряжения в кабеле питания ЦПП: Потеря напряжения в кабеле питания ЦРП: Потери ниже допустимого значения.
Для определения тока установившегося к.з. составляем расчетную схему и схему замещения:
Рис.2 Расчетная схема.
Рис.3 Схема замещения.
Сопротивление внешней системы
, Ом
Ом
Сопротивление реактора РБГ-10-1000-0,56
Хр = 0,56
Активное и реактивное сопротивление жил стволового кабеля берется из табл.9.8 по(9) стр193: Активное и реактивное сопротивление жил кабеля питания ЦРП: Сопотивление цепи к.з. до точки к2 (шины ЦПП):
Полное сопротивление цепи к.з.-точкс к3,(шины ЦРП)
Установившийся ток к.з. на шинах ЦПП:
Установившийся ток к.з. на шинах ЦРП:
Двухфазный ток к.з. на шинах ЦПП:
Двухфазный ток к.з.на шинах ЦРП:
Мощность к.з. на шинах ЦПП:
Мощность к.з. на шинах ЦРП:
Мгновенное значение ударного тока на шинах ЦПП:
Где Ку=1,6-ударный коэффициент,для шин ЦПП .
Мгновенное значение ударного тока на шинах ЦРП:
Ток к.з. в точке К за реактором
Используя полученные значения величин токов короткого замыкания, производится расчет выбранных кабельных линий по термической устойчивости.
Расчет кабеля по термической стойкости производится по формуле: , мм2 9.4 [9] где Іу - установившийся ток к.з, А с= 90 - термический коэффициент для алюминия тф=0,25с- выдержка времени защиты стволового кабеля.
Минимальное сечения стволового кабеля питания ЦПП по термической стойкости:
Для кабеля питания ЦРП:
Выбор по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение определяется из соотношения: мм2 [9] стр.189 где jэк =1,2 А/мм2 - экономическая плотность тока
Для кабеля ЦПП : мм2
Для кабеля ЦРП : мм2
Исходя из расчетного по экономической плотности тока, для питания ЦПП на основании данных табл. 9.6(9) стр185 выбирается кабель с алюминиевыми жилами сечением 185мм2. Сечение жил кабеля питания ЦРП выбирается равным -95мм2. Остальные кабели для питания потребителей 6КВ рассчитываются аналогично. Длины кабелей рассчитываются исходя из плана горизонта и места расположения потребителей. Расчет выполняется в табличной форме.Результаты расчетов приводятся в таблице 4.
Расчет высоковольтной сети горизонта Табл. 4
Наименов. приемника Sp, КВ А ?РН,КВТ соs? Ір, А Расчет сети Принятый кабель
По допустимой нагрузке По допустимой потере напряжения По термич. уст. току к.з. По эконом. плотности тока
S, мм2 Ідоп, А L,м ?U,% Іуст, А S, мм2 Jэ, А/ мм2 S, мм2
Расчет выполняется методом пересчета тока короткого замыкания с одной точки на другую [3] стр. 254. Для этого на основании схемы электроснабжения составляется схема замещения, с указанием точек короткого замыкания.
Токи короткого замыкания для точек К1,К,К3 были просчитаны ранее в ходе расчета кабельной сети горизонта. Расчет токов короткого замыкания для остальных точек производится аналогично расчету токов к.з. для точки К8.
Реактивное сопротивление цепи к.з. до точки К8 представляет собой сумму реактивных сопротивлений внешней системы, реактора, стволового кабеля питания ЦПП, кабеля питания ЦРП,кабеля питания ПУПП блока №1: Х=Хвс Хр Хк.ств. Хк.црп Хк пупп; где Хк пупп=0,01Ом (табл9,8из 9)
Х=0,33 0,56 0,03 0,05 0,01=0,98 Ом.
Активное сопротивление цепи к.з. до точки К8 представляет собой сумму активных сопротивлений стволового кабеля питания ЦПП, кабеля питания ЦРП,кабеля питания ПУПП блока №1: R=Rk.ств Rk.црп Rk пупп, где Rk пупп=0,186 Ом(табл 9,8из 9)
R=0,07 0,03 0,186=0,286 Ом.
Ток трехфазного к.з. для точки К8:
где Uном - номинальное напряжение источника тока.
R и Х - соответственно сумма активных и индуктивных сопротивлений цепи до определяемой точки к.з., Ом
Ток двухфазного к.з. для точки К8:
Токи короткого замыкания остальных точек сети рассчитываются аналогично, результаты заносятся в таблицу 5.
Таблица 5. Расчет токов короткого замыкания. точка хвс Ом Хр Ом S мм2 хк ом rk Ом х Ом R Ом Ік3 А Ік2 А Sk КВ А іу КА
К1 0,33 0,56 - - - - - 4091 - - -
К2 - - 185 0,03 0,07 0,92 0,07 3958 3423 41 8,99
К3 - - 95 0,05 0,03 0,97 0,1 3874 3351 34,8 7,6
К4 - - 35 0,01 0,09 0,93 0,16 3675 3197 - -
К5 - - 25 0,01 0,09 0,93 0,16 3675 3197 - -
К6 - - 25 0,0045 0,062 0,925 0,132 3711 3230 - -
К7 - - 25 0,0045 0,062 0,925 0,132 3711 3230 - -
К8 - - 25 0,01 0,29 0,98 0,41 3265 2840 - -
К9 - - 25 0,03 0,37 1 0,49 3114 2710 - -
К10 - - 25 0,02 0,31 0,99 0,43 3213 2795 - -
К11 - - 25 0,03 0,434 1 0,554 3033 2639 - -
К12 - - 25 0,0045 0,062 0,975 0,182 3500 3041 - -
К13 - - 25 0,0045 0,062 0,975 0,182 3500 3041 - -
Ток короткого замыкания за трансформатором определяется упрощенно без учета сопротивления сети 6КВ, переходных сопротивлений контактов, шин по следующей формуле:
Где: Ін-номинальный ток вторичной обмотки, А .
Uk-напряжение к.з.
Справочные данные на трансформаторы приводятся в табл.11.2 (9) стр264, результаты расчетов приводятся в таблице 6.
Таблица 6. Расчет токов к.з. на зажимах вторичных обмоток трансформаторов.
Наименование подстанции Тип подстанции Ін,А Uk,% I3к,А Распред. устройство 0,4кв ЦПП ТСВП-250 362 3,5 10342
Распред. устройство 0,4кв ЦРП ТСВП-100 144 3,5 4114
ПУПП блоков №1-№5 ТСВП-160 231 3,5 6600
2.5 Расчет распределительных устройств
Для управления электродвигателями главного водоотлива и трансформаторными подстанциями предназначено рудничное высоковольтное комплектное распределительное устройство типа КРУРН-6, рудничного нормального исполнения, так как шахта неопасная по газу и пыли. Выбор обосновывается на сравнении каталожных (5) стр251 и расчетных данных, приведенных в таблице 5.
Так как в паспортных данных на распределительное устройство дается значение предельного односекундного тока термической стойкости, а по требованию ПБ известно время действие тока к.з. тф, то при проверке КРУ на термическую стойкость необходимо привести ток к.з. к паспортному времени термической стойкости ттер по следуюшей формуле:
ЦПП:
ЦРП:
Таблица 7. Каталожные и расчетные данные.
Паспортные данные КРУРН6 Расчетные данные для ЦПП Расчетные данные для ЦРП
1. Номинальное напряжение Uн=6КВ Up=6КВ Up=6КВ
2. Номинальный ток Ін=630А Ір=221А Ір=110А 3. Мощность отключения S0=100МВТ 1/2S0?Sk Sk=41МВТ Sk=34,8МВТ
4. Ток отключения I0=9,6КА Ік(3)=3,423 КА Ік(3)=3,351 КА
Расчет уставки КРУ, питающего трансформатор, производится для ПУПП блока 6, нагрузка которого состоит из комбайна 2ПП,перегружателя, вентилятора ВМ-3М,конвейера. Исходные данные для расчета взяты из табл.1.
,А Кн=1,2- коэффициент надежности токового реле.
Іпнд=578А-пусковой ток двигателя ЭДК-4-1М
?IН ост=294А-сумма номинальных токов остальных двигателей потребителей блока 6.
Кт=6000/400=15 коэффициент трансформации силовых трансформаторов. принимается уставка Іу=75А Коэффициент чувствительности: I 3к=6600А-значение трехфазного тока к.з.на зажимах вторичной обмотки ПУПП блока 6 ТИПАТСВП160, взято из табл .6. Так как обмотки низкой стороны соединены в треугольник, то коэфициент чувствительности будет рассчитываться по следующей формуле: Кч=0,5* I 3к/ Іу/Кт
Кч=0,5*6600/75/15=2,9?1,5 условие выполняется.
3.Охрана труда
3.1 Общие мероприятия по охране труда при обслуживании электроустановок горизонта
Камеры для электромашин и подстанций, а также входы в них, прилегающие к ним горные выработки, вентиляционные сбойки на расстоянии не иене 5м в обе стороны от камеры должны быть закреплены негорючим материалом.
В подземных сетях напряжением до 1000В должна осуществляться защита: трансформаторов и каждого отходящего от них присоединения от токов короткого замыкания с применением автоматического выключателя с максимальной защитой;
электродвигателей и питающих их кабелей, отходящих от магистральных линий или распределительных пунктов, от токов короткого замыкания посредством мгновенной или селективной защиты в пределах до 0,2 с;
электрических сетей от опасных токов утечки на землю, с применением автоматического выключателя в комплексе с реле утечки.
При срабатывании реле утечки тока должна отключаться вся сеть напряжением 1000В, а при осуществлении селективной защиты - только поврежденная линия. Запрещается применение схем, при которых пуск машин и механизмов или подача напряжения на них возможны одновременно с двух мест и более.
Обслуживание электроустановок при напряжении выше 1000 В не допускается без применения защитных средств. Обслуживание электроустановок при напряжении до 1000В не допускается без диэлектрических перчаток. Управлять лебедкой, погрузочной машиной, пусковой аппаратурой разрешается без диэлектрических перчаток, если рукоятки управления имеют изоляционные покрытия.
Не осуществлять ремонт электрооборудования и сетей под напряжением, не оставлять под напряжением не использующиеся электрические сети. На каждом пусковом аппарате должна быть четкая надпись, указывающая включающую им установку или участок, величину уставки тока максимальной защиты, или тока плавкой вставки предохранителя.
Для питания передвижных машин и механизмов, а также для электроустановок в очистных забоях при напряжении 380-660 В применять гибкие экранированные кабели. Не держать гибкие кабели в виде «бухт» и «восьмерок». Не присоединять жилы кабеля к зажимам трансформатора, электродвигателя и аппаратов без наконечников, шайб.
Реле утечки тока должно проверяться на срабатывание в начале каждой смены, измерение сопротивления изоляции электроустановок и кабелей производиться перед включением после монтажа и переноски, после аварийного отключения защиты, после длительного пребывания в бездействии.
Ремонт машин и аппаратов до 1000В должны осуществлять лица, имеющие соответствующую квалификацию. Открывать или ремонтировать машины и аппараты напряжением выше 1000В могут лица, назначаемые главным механиком или энергетиком шахты и имеющие допуск к обслуживанию таких установок.
При входе в электромашинные камеры должны висеть таблички с надписью «Вход посторонним запрещается». Двери камер должны открываться наружу и не препятствовать движению транспорта. При отсутствии обслуживающего персонала двери камер должны быть закрыты на замок. Проходы в камерах между машинами и аппаратами должны быть не менее 0,8м, а между стенами камер и оборудованием - не менее 0,5м.
В камерах должны находится в исправном состоянии электрозащитные средства и противопожарный инвентарь.
Любое производство работ, связанных с переключениями, должно производится только по наряду и в строгом соответствии с утвержденными инструкциями по безопасным условиям работы.
При ежесменном осмотре РУ и электроприемников, обращают внимание на состояние токоведущих частей, исправность блокировочных устройств, надежность контактных соединений, заземлений, исправность релейной защиты, измерительных приборов и ограждающих устройств.
Все электрооборудование должно подвергаться периодическим наладкам и испытаниям в сроки и в объемах, которые устанавливают ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, а также Нормы испытания электрооборудования и Руководство по ревизии.
Согласно ЕПБ в подземных выработках должны применяться электрические машины, трансформаторы, аппараты и приборы только в рудничном исполнении, удовлетворяющие требованиям Правил изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования.
При уборке горной массы электрическими погрузочными машинами необходимо следить за исправностью кабеля. Запрещается находиться в поле действия загребающих лап.
3.2 Безопасное обслуживание электроустановок
Обслуживание и эксплуатация электроустановок участка должна производится в строгом соответствии с требованиями правил ПБЭЭП, ПУЭ, ЕПБ а также инструкциями по охране труда.
Согласно требованиям правил за безопасную эксплуатацию электроустановок шахты отвечает энергетик шахты. Непосредственно за безопасную эксплуатацию электрооборудования отвечает электромеханик участка ДДК,водоотлива, участка добычных или подготовительных работ.
В обязанности энергетика шахты входит : составление списка лиц электротехнического персонала, составление схем электроснабжения, составления перечня работ, составления графиков технического обслуживания и ремонтов оборудования, инструктажи персонала, выдача нарядов и распоряжений для работы в электроустановках, обеспечение персонала участка защитными средствами, средствами пожаротушения, запасными частями, материалами и т.д.
Непосредственно работы на электрооборудовании выполняют подземные электрослесари. В обязанности электрослесаря входит ежесменная проверка реле утечки, осмотр электрооборудования, ревизия и ремонт, проведение измерений, ремонт и монтаж силовых, телефонных, осветительных сетей участка.
Каждый электротехнический работник участка проходит ежегодное медицинское освидетельствование, ежегодную очередную, а в случаях, оговоренных правилами, и внеочередную проверку знаний вышеперечисленных правил с занесением результатов в специальный журнал и персональное удостоверение, которое работник обязан иметь при себе при работе в электроустановках.
3.3 Выбор электрозащитных средств
Для безопасного обслуживания электроустановок применяют электрозащитные средства, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электрического поля.
Электрозащитные средства делятся на две группы: а) основные электрозащитные средства - средства, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок и, которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
б) дополнительные электрозащитные средства - средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами.
Средство защиты должно быть рассчитано на применение при наибольшем допустимом рабочем напряжении.
К основным электрозащитным средствам, для обслуживания электрооборудования участка относятся: изолирующие клещи;
указатели напряжения;
диэлектрические перчатки;
слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками.
К дополнительным электрозащитным средствам, для обслуживания осветительных электроустановок, относятся: диэлектрические галоши;
диэлектрические коврики;
изолирующие подставки;
плакаты и знаки безопасности.
Для произведения ремонтных работ необходимы средства защиты: указатель напряжения;
диэлектрические перчатки;
слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;
защитные очки;
плакаты и знаки безопасности.
3.4 Расчет освещения
Расчет производится на примере камеры ЦПП, иметющей следующие габариты: Длина: L=30м. Ширина: В=7м. Высота: H=3м
Площадь выработки S=L*B=30*0=210м2
Светотехнический расчет производится методом светового потока, так как согласно ЕПБ стены камеры ЦПП побелены и имеют высокий коэффициент отражения.
Световой поток: F=6,85*Емин*S, лм где Емин=75лк, согласно ЕПБ;
S-площадь камеры, м2
F=6,85*75*210=110456 лм
По приложению 2 методических указаний принимаются светильники РНЛ 2х40 со световым потоком F=2х2480лм.
Необходимое число светильников n=F/Fсв=110456/(2*2480)=22шт
Принимается 22 светильника, светильники располагаются в два ряда в
Список литературы
1.Правила устройства электроустановок, М.Энергоатомиздат,1985г.
2. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и рассыпных месторождений подземным способом М Недра, 1977.
