Федеральне агентство з освіти Російської Федерації
Шахтинський інститут
Південно - Російського державного технічного Університету
(НПІ)
Факультет: ОЗЗО
Кафедра: ЕАП
Спеціальність: ЕАПУ і ТК 140604
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До курсового проекту
з дисципліни: «Електрообладнання та електропостачання промислових установок і технологічних комплексів»
тема проекту: «Електрообладнання та електропостачання виїмкової комплексу»
Роботу виконав: ст.гр.В-5-5 Захаренко Д.В..
Роботу прийняв: Жукова Л.М.
Шахти
2004р.
Зміст
Введення
2. Вибір і розміщення гірничих машин і механізмів
2.1 Розташування очисного забою в шахтному полі; його параметри: довжина забою, потужність і кут падіння вугільного пласта, його продуктивність
2.2. Вибрати, погодившись з параметрами забою, засоби механізації для виїмки вугілля, для транспортування вугілля з лави, механізоване кріплення
2.3.Расчет і вибір електроустаткування
2.4 Розрахунок електричного освітлення
3.Вибор освітлювальних трансформаторів.
3.1.Вибор перерізу кабельної освітлювальної мережі
3.2.Вибор уставок і вставок максимального захисту освітлювальних мереж
3.3.Вибор захисту освітлювального трансформатора
4.Перевірка чутливості захисту при короткому замиканні.
4.1.Проверка чутливості захисту при к. з. В останньому світильнику очисного вибою.
4.2.Определеніе потужності, вибір типу та місця розташування дільничної понизительной підстанції.
5.Расчет кабельної мережі дільниці.
5.1.Вибор кабелів по струмового навантаження.
5.2. Розрахунок кабельної мережі по допустимих втрат напруги
5.3. Розрахунок кабельної мережі за умовою пуску
5.4. Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці
6. Вибір станцій управління, контактів і уставок їх захисту.
7. Розрахунок кабельної мережі високої напруги
8. Вибір високовольтного осередку і уставок її захисту
9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
Список використаних джерел
Введення
У даному курсовому проекті було зроблено розрахунок електропостачання та вибір електрообладнання.
Електропостачання ділянки проводиться за допомогою однієї дільничних знижувальних підстанцій встановленої на відкаточному штреку. Був проведений розрахунок висвітлення даного штреку і очисного забою, вибір освітлювальних трансформаторів. Так само був здійснений розрахунок кабельної мережі дільниці, в результаті якого були прийняті типи кабелів, необхідні для живлення машин та обладнання очисного вибою. Був так само проведений розрахунок струмів короткого замикання в найбільш характерних точках електричної мережі і зроблено вибір пуско-захисної апаратури ділянки, станції управління СУВ-350А і контакторів, розрахував струми уставок захисту та перевірка чутливості захисту.
У даному курсовому проекті так само був зроблений розрахунок високовольтної мережі дільниці і обрані осередку КРУВ-6 для даної мережі.
Зроблено вибір високовольтних кабелів та перевірка їх по струмовим навантаженням і втрати напруги.
2. Вибір і розміщення гірничих машин і механізмів.
2.1. Розташування очисного забою в шахтному полі; його параметри: довжина забою, потужність і кут падіння вугільного пласта, його продуктивність.
Лава розробляє вугільний пласт I 3 H «Степановський» і знаходиться в західній частині шахтного поля. Довжина виїмкової дільниці 940 м. Довжина лав 150 - 240 м, кут падіння пласта 6 0 середня потужність пласта 1,09 м. Відпрацювання пласта проводиться зворотним ходом до ухилу.
Породи покрівлі: сланець піщаний.
Породи грунту: сланець піщаний.
2.2. Вибрати, погодившись з параметрами забою, засоби механізації для виїмки вугілля, для транспортування вугілля з лави, механізоване кріплення.
На підставі параметрів очисного забою:
Кут падіння 6 0
Потужність пласта 0,9 м
Довжина лави 170м
Породи покрівлі - сланець піщаний.
Породи грунту - сланець піщаний.
Вибираємо механізований комбайновий комплекс 2УКП, в його складі: [2]
Очисний комбайн 2ГШ68Б
Технічна характеристика:
Продуктивність - 4 т / хв
Виконавчий орган - шнек
Число шнеків - 2
Ширина захоплення - 0,8
Швидкість різання - 3,64 м / с
Швидкість подачі:
При тяговому зусиллі 86 кН - від 0 до12 м / хв
При тяговому зусиллі 156 кН - від0 до 6,7 м / хв
Електродвигун ЕКВ4 '2
Потужність 110 кВт
Маса 11,6 т
Довжина 7705 мм
Ширина 1006 мм
Висота 620 мм
Механізоване кріплення 1УКП.
Технічна характеристика:
Опір кріплення, кН (тс):
На 1 м 2 підтримуваної покрівлі - 300 (30)
На 1м посадкового ряду - 575
Зусилля попереднього розпору кН / м 2 - 200
Крок установки комплектів - 1,6
Крок установки секції, м - до0, 8
Скребковий конвеєр СП202М з підбирачем і кабелеукладачем.
Технічна характеристика:
Продуктивність - до 600 т / год.
Довжина конвеєра в постачанні - 150; 220; 300 м
Швидкість скребків - 1,0; 1,12; 1,25; 1,4 м / с
Електродвигун - ЕДКОФ 53 / 4; ЕДКОФ 43 / 4
Потужність - 110кВт 55кВт
Число - 2 до4
Напруга - 660В
Робоча рідина - водна емульсія з 1,5-2% присадками ВНИИНП-117.
Також кріплення сполучення на конвеєрному і вентиляційних штреках, дві насосні станції СНТ32, система зрошення, електрообладнання.
2.3.Расчет і вибір електрообладнання.
Для механізації робіт в очисному вибої вибір машин і комплексів обладнання виробляємо в умовах, які дозволяють забезпечити найбільшу продуктивність праці гірників і зниження собівартості вугілля, дозволяє звести до мінімуму ручну працю і підвищити культуру виробництва. При вирішенні питання механізації робіт на ділянці, орієнтуються на високопродуктивні комплекси; дозволяють забезпечити більш високий коефіцієнт машинного часу. На підставі умов механізації робіт в очисному вибої, гірничо-геологічних умов виробляємо вибір необхідного комплексу електричного устаткування.
Перелік машин і механізмів застосовуються в очисному вибої зводимо в таблицю 2.1.
Шахтинський інститут
Південно - Російського державного технічного Університету
(НПІ)
Факультет: ОЗЗО
Кафедра: ЕАП
Спеціальність: ЕАПУ і ТК 140604
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До курсового проекту
з дисципліни: «Електрообладнання та електропостачання промислових установок і технологічних комплексів»
тема проекту: «Електрообладнання та електропостачання виїмкової комплексу»
Роботу виконав: ст.гр.В-5-5 Захаренко Д.В..
Роботу прийняв: Жукова Л.М.
Шахти
2004р.
Зміст
Введення
2. Вибір і розміщення гірничих машин і механізмів
2.1 Розташування очисного забою в шахтному полі; його параметри: довжина забою, потужність і кут падіння вугільного пласта, його продуктивність
2.2. Вибрати, погодившись з параметрами забою, засоби механізації для виїмки вугілля, для транспортування вугілля з лави, механізоване кріплення
2.3.Расчет і вибір електроустаткування
2.4 Розрахунок електричного освітлення
3.Вибор освітлювальних трансформаторів.
3.1.Вибор перерізу кабельної освітлювальної мережі
3.2.Вибор уставок і вставок максимального захисту освітлювальних мереж
3.3.Вибор захисту освітлювального трансформатора
4.Перевірка чутливості захисту при короткому замиканні.
4.1.Проверка чутливості захисту при к. з. В останньому світильнику очисного вибою.
4.2.Определеніе потужності, вибір типу та місця розташування дільничної понизительной підстанції.
5.Расчет кабельної мережі дільниці.
5.1.Вибор кабелів по струмового навантаження.
5.2. Розрахунок кабельної мережі по допустимих втрат напруги
5.3. Розрахунок кабельної мережі за умовою пуску
5.4. Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці
6. Вибір станцій управління, контактів і уставок їх захисту.
7. Розрахунок кабельної мережі високої напруги
8. Вибір високовольтного осередку і уставок її захисту
9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
Список використаних джерел
Введення
У даному курсовому проекті було зроблено розрахунок електропостачання та вибір електрообладнання.
Електропостачання ділянки проводиться за допомогою однієї дільничних знижувальних підстанцій встановленої на відкаточному штреку. Був проведений розрахунок висвітлення даного штреку і очисного забою, вибір освітлювальних трансформаторів. Так само був здійснений розрахунок кабельної мережі дільниці, в результаті якого були прийняті типи кабелів, необхідні для живлення машин та обладнання очисного вибою. Був так само проведений розрахунок струмів короткого замикання в найбільш характерних точках електричної мережі і зроблено вибір пуско-захисної апаратури ділянки, станції управління СУВ-350А і контакторів, розрахував струми уставок захисту та перевірка чутливості захисту.
У даному курсовому проекті так само був зроблений розрахунок високовольтної мережі дільниці і обрані осередку КРУВ-6 для даної мережі.
Зроблено вибір високовольтних кабелів та перевірка їх по струмовим навантаженням і втрати напруги.
2. Вибір і розміщення гірничих машин і механізмів.
2.1. Розташування очисного забою в шахтному полі; його параметри: довжина забою, потужність і кут падіння вугільного пласта, його продуктивність.
Лава розробляє вугільний пласт I 3 H «Степановський» і знаходиться в західній частині шахтного поля. Довжина виїмкової дільниці 940 м. Довжина лав 150 - 240 м, кут падіння пласта 6 0 середня потужність пласта 1,09 м. Відпрацювання пласта проводиться зворотним ходом до ухилу.
Породи покрівлі: сланець піщаний.
Породи грунту: сланець піщаний.
2.2. Вибрати, погодившись з параметрами забою, засоби механізації для виїмки вугілля, для транспортування вугілля з лави, механізоване кріплення.
На підставі параметрів очисного забою:
Кут падіння 6 0
Потужність пласта 0,9 м
Довжина лави 170м
Породи покрівлі - сланець піщаний.
Породи грунту - сланець піщаний.
Вибираємо механізований комбайновий комплекс 2УКП, в його складі: [2]
Очисний комбайн 2ГШ68Б
Технічна характеристика:
Продуктивність - 4 т / хв
Виконавчий орган - шнек
Число шнеків - 2
Ширина захоплення - 0,8
Швидкість різання - 3,64 м / с
Швидкість подачі:
При тяговому зусиллі 86 кН - від 0 до12 м / хв
При тяговому зусиллі 156 кН - від0 до 6,7 м / хв
Електродвигун ЕКВ4 '2
Потужність 110 кВт
Маса 11,6 т
Довжина 7705 мм
Ширина 1006 мм
Висота 620 мм
Механізоване кріплення 1УКП.
Технічна характеристика:
Опір кріплення, кН (тс):
На 1 м 2 підтримуваної покрівлі - 300 (30)
На 1м посадкового ряду - 575
Зусилля попереднього розпору кН / м 2 - 200
Крок установки комплектів - 1,6
Крок установки секції, м - до0, 8
Скребковий конвеєр СП202М з підбирачем і кабелеукладачем.
Технічна характеристика:
Продуктивність - до 600 т / год.
Довжина конвеєра в постачанні - 150; 220; 300 м
Швидкість скребків - 1,0; 1,12; 1,25; 1,4 м / с
Електродвигун - ЕДКОФ 53 / 4; ЕДКОФ 43 / 4
Потужність - 110кВт 55кВт
Число - 2 до4
Напруга - 660В
Робоча рідина - водна емульсія з 1,5-2% присадками ВНИИНП-117.
Також кріплення сполучення на конвеєрному і вентиляційних штреках, дві насосні станції СНТ32, система зрошення, електрообладнання.
2.3.Расчет і вибір електрообладнання.
Для механізації робіт в очисному вибої вибір машин і комплексів обладнання виробляємо в умовах, які дозволяють забезпечити найбільшу продуктивність праці гірників і зниження собівартості вугілля, дозволяє звести до мінімуму ручну працю і підвищити культуру виробництва. При вирішенні питання механізації робіт на ділянці, орієнтуються на високопродуктивні комплекси; дозволяють забезпечити більш високий коефіцієнт машинного часу. На підставі умов механізації робіт в очисному вибої, гірничо-геологічних умов виробляємо вибір необхідного комплексу електричного устаткування.
Перелік машин і механізмів застосовуються в очисному вибої зводимо в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1-Електроприймачі лави.
СпоживачіЕлектроенергії | ТипЕлектродвигуна | Кількість | Технічні дані | (А) | |||||
| Pн (КВт) | К.. П.д | Iн (А) | Iп (А) | ||||||
Комбайниочисні:2ГШ68БКонвеєрСкребковий:СП202 (лава)СП202 (штрек)Насосна станція:СНТ - 32 № 1Насосна станція:СНТ - 32 № 2Станція зрошення: НУМС-30Лебідка ЛГКНОсвітлювальний трансформаторАOC - 4 | ЕКВ-4УЕДКОФ-43 / 4ЕДКОФ-43 / 4ВР200L4ВАО51ВР200L4ВАО51ВАО-72-2ВАО61-4 | 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 | 1105555 45 10 45 10 30 13 4 | 91,991,591,5 91,5 86 91,5 86 90,5 88,7 | 0,820,860,86 0,87 0,88 0,87 0,88 0,88 0,89 | 14661,561,5 49,5 11,4 49,5 11,4 31,4 14,4 | 800399,7399,7 312 74 312 74 210 100 | 220 110 110 45 10 45 10 31,4 13 | 292 123 123 49,5 11,4 49,5 11,4 30,3 14,4 3,5 |
| Разом: | 595,4 | 708 | |||||||
2.4 Розрахунок електричного освітлення
Виробляємо вибір світильників для освітлення очисного вибою з умови їх застосування для освітлення очисного вибою рекомендується світильники типу: ЛУЧ-2м, РВЛ-15,. Приймаються РВЛ-15; з Р л = 15Вт напруга-U = 127 В; к.к.д. h = 65%; cosj = 0,5; світловий потік Фл = 980 лм.
Для розрахунку освітлення застосовуємо точковий метод:
де n - число світильників, рівновіддалених від освітлюваної точки;
С = Фл / 1000 - поправочний коефіцієнт, що враховує відношення світлового потоку прийнятої лампи Фл до світлового потоку умовної лампи, що приймається рівним 1000 Лм; З = 0,98
Ia - сила світла лампи під кутом a. значення Ia наводяться в [2, табл. П-3.1]; a = 40,76 для світильника РВЛ-15 (визначається за таблицею "Світлотехнічні характеристики рудничних світильників"); Ia = 43 кд;
a - кут нахилу променів до нормалі освітлюваної поверхні в розрахунковій точці;
Кут нахилу променів до нормалі освітлюваної площини в точці K, визначаємо із співвідношення:
h - висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м; h = 0,85
Кз-коефіцієнт запасу, що враховує запилення і забруднення ковпаків, а також зниження світловіддачі ламп до кінця терміну їх служби. Кз = 1,2 для очисного вибою.
Освітленість на вертикальній площині
Визначаємо число світильників для лави:
де L-довжина освітлюваної вироблення, довжина освітлюваної вироблення дорівнює довжині забою L = 170 м
l c в - відстань між світильниками, з урахуванням кроку установки кріплення, і місцем установки світильника 3,6
Розрахунок електричного освітлення відкатувального штреку.
Для відкатувального штреку застосуємо опалубку універсальну ОГУ1М для зведення монолітної кріплення із застосуванням залізобетонних затяжок довгою 1м. Висота підвісу світильників h = 2,2. Задаємося відстанню між світильниками, рівним l = 6 м. Довжина ділянки штреку, осяяного світильниками: для відкатувального - L = 20 м.
Горизонтальна освітленість на грунті в точці K від двох світильників розраховуємо за формулою:
де n = 2 - число світильників, рівновіддалених від освітлюваної точки;
С - поправочний коефіцієнт, що враховує відношення світлового потоку прийнятої лампи Ф л до світлового потоку встановленої лампи, що приймається рівним 1000 лм,
a - кут нахилу променів до нормалі освітлюваної площини в точці K, визначаємо із співвідношення:
I a - сила світла лампи під кутом a = 53,75 для світильника РВЛ-20М (визначається за таблицею "Світлотехнічні характеристики рудничних світильників"); I a = 50 кд;
К з - коефіцієнт запасу, що враховує запилення і забруднення ковпаків, а також зниження світловіддачі ламп до кінця терміну їх служби (визначається за таблицею), то К з = 1,6 для відкатувального штреку.
Освітленість у вертикальній площині:
Визначаємо необхідну кількість світильників для відкатувального штреку:
Визначаємо потужність освітлювального трансформатора (кВА)
де
cosg - коефіцієнт потужності світильника.
де P л - потужність лампи світильника, Вт.
n c в - число світильників для освітлення виробітку.
3.Вибор освітлювальних трансформаторів.
В якості освітлювального трансформатора приймаємо пусковий агрегат АОС-4 з наступними технічними характеристиками:
Номінальна потужність - Pн = 4 кВА
Номінальна напруга первинного ланцюга, трифазне змінного струму, частоти (50
Номінальна напруга вторинної ланцюга - Uн 2 = 127в;
Коефіцієнт корисної дії -
3.1.Вибор перерізу кабельної освітлювальної мережі.
Визначаємо перетин кабелю (мм 2) для освітлення виробок ділянки з умови втрати напруги.
де - момент навантаження на кабель, кВт / м
Для ліній з рівномірно розподіленим навантаженням:
де
L - Довжина магістрального кабелю, м; L 1 = 1,1 L = 187 м з урахуванням запасу кабелю прийнятого на 10% більше.
де l1 - довжина кобеля від трансформатора до освітлювальної лінії; приймаємо рівної l 1 = 50м
С - коефіцієнт, що враховує допустиму температуру нагрівання струмоведучих жил кабелю; для кабелю з мідними жилами в мережі 127в. З = 8,5
За розрахунковому перетину жили кабелю, приймаємо кабель, дотримуючись умову:
Для освітлювального навантаження напругою Uн = 127в приймаємо кабель КОГШ -3 '10 +1'6 з перетином основних жил 10 мм2;
5,36 <10
умова виконується.
3.2.Вибор уставок і вставок максимального захисту освітлювальних мереж.
Електрична схема АОС-4 забезпечує захист від струмів к. з. в відведених від агрегату ланцюгах харчування місцевої освітлювального навантаження герконовий реле.
3.3.Вибор захисту освітлювального трансформатора
Величина уставки струму спрацювання максимальних реле апаратів на стороні первинної обмотки освітлювальних трансформаторів, що живлять люмінесцентні лампи, визначається за наступною формулою:
SIном. - Сумарний номінальний струм всіх світильників;.
де
де РSл = Р 1л × Nсв = 15'46 = 690Вт
4.Перевірка чутливості захисту при короткому замиканні.
4.1.Проверка чутливості захисту при к. з. В останньому світильнику очисного вибою.
Довжина гнучкого кабелю до останнього світильника очисного вибою дорівнює L = 237 перетин робочої жили S = 10мм2.
Відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к. з. до уставці струму спрацювання реле повинна задовольняти умові:
Активний опір гнучкого кабелю визначимо за такою формулою:
де g = 53 м / Ом × мм2 - питома провідність матеріалу провідника (міді).
Індуктивний опір гнучкого кабелю розрахуємо за формулою:
4.2.Определеніе потужності, вибір типу та місця розташування дільничної понизительной підстанції.
На підставі обраних на ділянці машин і механізмів, з урахуванням встановлених на них електродвигунів, (таблиця 2.1)
Потужність трансформатора визначаємо за формулою:
де Кс - коефіцієнт попиту;
Для очисних вибоїв обладнаних механізованим кріпленням:
де Рн.max. - Номінальна потужність найбільшого електродвигуна що живиться від підстанції, з таблиці 2.1. беремо для комбайна Рн.max .= 220кВт.
До встановлення приймаємо пересувну підстанцію з умови:
де
приймаємо трансформатор марки КТПВ - 400/6-0, 69 з номінальними параметрами: [каталог проудкціі шахтного устаткування]
номінальне первинна напруга Uн1 = 6000
втрати Х.Х силового трансформатора, Pк = 1,35 кВт;
номінальна потужність
400> 344,28
умова виконується.
5.Расчет кабельної мережі дільниці.
Виробляємо вибір світильників для освітлення очисного вибою з умови їх застосування для освітлення очисного вибою рекомендується світильники типу: ЛУЧ-2м, РВЛ-15,. Приймаються РВЛ-15; з Р л = 15Вт напруга-U = 127 В; к.к.д. h = 65%; cosj = 0,5; світловий потік Фл = 980 лм.
Для розрахунку освітлення застосовуємо точковий метод:
де n - число світильників, рівновіддалених від освітлюваної точки;
С = Фл / 1000 - поправочний коефіцієнт, що враховує відношення світлового потоку прийнятої лампи Фл до світлового потоку умовної лампи, що приймається рівним 1000 Лм; З = 0,98
Ia - сила світла лампи під кутом a. значення Ia наводяться в [2, табл. П-3.1]; a = 40,76 для світильника РВЛ-15 (визначається за таблицею "Світлотехнічні характеристики рудничних світильників"); Ia = 43 кд;
a - кут нахилу променів до нормалі освітлюваної поверхні в розрахунковій точці;
Кут нахилу променів до нормалі освітлюваної площини в точці K, визначаємо із співвідношення:
h - висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м; h = 0,85
Кз-коефіцієнт запасу, що враховує запилення і забруднення ковпаків, а також зниження світловіддачі ламп до кінця терміну їх служби. Кз = 1,2 для очисного вибою.
Освітленість на вертикальній площині
Визначаємо число світильників для лави:
де L-довжина освітлюваної вироблення, довжина освітлюваної вироблення дорівнює довжині забою L = 170 м
l c в - відстань між світильниками, з урахуванням кроку установки кріплення, і місцем установки світильника 3,6
Розрахунок електричного освітлення відкатувального штреку. Для відкатувального штреку застосуємо опалубку універсальну ОГУ1М для зведення монолітної кріплення із застосуванням залізобетонних затяжок довгою 1м. Висота підвісу світильників h = 2,2. Задаємося відстанню між світильниками, рівним l = 6 м. Довжина ділянки штреку, осяяного світильниками: для відкатувального - L = 20 м.
Горизонтальна освітленість на грунті в точці K від двох світильників розраховуємо за формулою:
де n = 2 - число світильників, рівновіддалених від освітлюваної точки;
С - поправочний коефіцієнт, що враховує відношення світлового потоку прийнятої лампи Ф л до світлового потоку встановленої лампи, що приймається рівним 1000 лм,
a - кут нахилу променів до нормалі освітлюваної площини в точці K, визначаємо із співвідношення:
I a - сила світла лампи під кутом a = 53,75 для світильника РВЛ-20М (визначається за таблицею "Світлотехнічні характеристики рудничних світильників"); I a = 50 кд;
К з - коефіцієнт запасу, що враховує запилення і забруднення ковпаків, а також зниження світловіддачі ламп до кінця терміну їх служби (визначається за таблицею), то К з = 1,6 для відкатувального штреку.
Освітленість у вертикальній площині:
Визначаємо необхідну кількість світильників для відкатувального штреку:
Визначаємо потужність освітлювального трансформатора (кВА)
де
cosg - коефіцієнт потужності світильника.
де P л - потужність лампи світильника, Вт.
n c в - число світильників для освітлення виробітку.
3.Вибор освітлювальних трансформаторів.
В якості освітлювального трансформатора приймаємо пусковий агрегат АОС-4 з наступними технічними характеристиками:
Номінальна потужність - Pн = 4 кВА
Номінальна напруга первинного ланцюга, трифазне змінного струму, частоти (50
Номінальна напруга вторинної ланцюга - Uн 2 = 127в;
Коефіцієнт корисної дії -
3.1.Вибор перерізу кабельної освітлювальної мережі.
Визначаємо перетин кабелю (мм 2) для освітлення виробок ділянки з умови втрати напруги.
де - момент навантаження на кабель, кВт / м
Для ліній з рівномірно розподіленим навантаженням:
де
L - Довжина магістрального кабелю, м; L 1 = 1,1 L = 187 м з урахуванням запасу кабелю прийнятого на 10% більше.
де l1 - довжина кобеля від трансформатора до освітлювальної лінії; приймаємо рівної l 1 = 50м
С - коефіцієнт, що враховує допустиму температуру нагрівання струмоведучих жил кабелю; для кабелю з мідними жилами в мережі 127в. З = 8,5
За розрахунковому перетину жили кабелю, приймаємо кабель, дотримуючись умову:
Для освітлювального навантаження напругою Uн = 127в приймаємо кабель КОГШ -3 '10 +1'6 з перетином основних жил 10 мм2;
5,36 <10
умова виконується.
3.2.Вибор уставок і вставок максимального захисту освітлювальних мереж.
Електрична схема АОС-4 забезпечує захист від струмів к. з. в відведених від агрегату ланцюгах харчування місцевої освітлювального навантаження герконовий реле.
3.3.Вибор захисту освітлювального трансформатора
Величина уставки струму спрацювання максимальних реле апаратів на стороні первинної обмотки освітлювальних трансформаторів, що живлять люмінесцентні лампи, визначається за наступною формулою:
SIном. - Сумарний номінальний струм всіх світильників;.
де
де РSл = Р 1л × Nсв = 15'46 = 690Вт
4.Перевірка чутливості захисту при короткому замиканні.
4.1.Проверка чутливості захисту при к. з. В останньому світильнику очисного вибою.
Довжина гнучкого кабелю до останнього світильника очисного вибою дорівнює L = 237 перетин робочої жили S = 10мм2.
Відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к. з. до уставці струму спрацювання реле повинна задовольняти умові:
Активний опір гнучкого кабелю визначимо за такою формулою:
де g = 53 м / Ом × мм2 - питома провідність матеріалу провідника (міді).
Індуктивний опір гнучкого кабелю розрахуємо за формулою:
4.2.Определеніе потужності, вибір типу та місця розташування дільничної понизительной підстанції.
На підставі обраних на ділянці машин і механізмів, з урахуванням встановлених на них електродвигунів, (таблиця 2.1)
Потужність трансформатора визначаємо за формулою:
де Кс - коефіцієнт попиту;
Для очисних вибоїв обладнаних механізованим кріпленням:
де Рн.max. - Номінальна потужність найбільшого електродвигуна що живиться від підстанції, з таблиці 2.1. беремо для комбайна Рн.max .= 220кВт.
До встановлення приймаємо пересувну підстанцію з умови:
де
приймаємо трансформатор марки КТПВ - 400/6-0, 69 з номінальними параметрами: [каталог проудкціі шахтного устаткування]
номінальне первинна напруга Uн1 = 6000
втрати Х.Х силового трансформатора, Pк = 1,35 кВт;
номінальна потужність
400> 344,28
умова виконується.
5.Расчет кабельної мережі дільниці.
5.1.Вибор кабелів по струмового навантаження.
Приймаються як магістрального - кабель ЕОТ; для живлення окремих електроприймачів на напругу 690 В - гнучкі кабелі КГЕШ; для живлення електричного освітлення - кабель КОГШ. Вибираємо перетин жил кабелів по нагріванню у відповідності з номінальними струмами електроприймачів, користуючись довідковою таблицею.
Для живлення комбайна 2ГШ68Б (Iном. = 2 × 146 = 292 А) приймаємо кабель КГЕШ-3'95 +1'10 +3'4 (довгостроково допустиме навантаження Iдоп .= 300 А).
Для живлення конвеєра СП-202 (Iном. = 2 × 61,5 = 123А) приймаємо кабель КГЕШ-3'25 +1'10 +3'4 (Iдоп. = 135 А).
Для живлення маслостанції СНТ-32 № 1 (Iном. = 62 +6,8 = 68,8 А) приймаємо два кабелі з різним перетином. На ділянці від СУВ-350 до 1 двигуна по кабелю проходить струм обох двигунів, тобто 68,8 А. Для цієї ділянки приймаємо кабель КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 (Iдоп. = 80 А). По кабелю, що з'єднує 1 і 2 двигуни проходить струм 6,8 А. Приймаються кабель КГЕШ-3'4 +1'1, 5 (Iдоп. = 45 А).
Для живлення маслостанції СНТ-32 № 2 (Iном. = 62 +6,8 = 68,8 А) приймаємо два кабелі з різним перетином. На ділянці від СУВ-350 до 1 двигуна по кабелю проходить струм обох двигунів, тобто 68,8 А. Для цієї ділянки приймаємо кабель КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 (Iдоп. = 80 А). По кабелю, що з'єднує 1 і 2 двигуни проходить струм 6,8 А. Приймаються кабель КГЕШ-3'4 +1'1, 5 (Iдоп. = 45 А).
Для живлення насосної зрошення НУМС-30 (Iном. = 31,5 А) приймаємо кабель КГЕШ-3'6 +1'2 +3'1, 5 (тривало допустима навантаження Iдоп .= 58 А).
На підставі обраних типів кабелів низьковольтної мережі дільниці, складаємо таблицю
Визначаємо фактичний струм електроприймачів ділянки, що проходить через магістральний кабель
Вибираємо кабель по допустимому току нагріву, враховуючи умову Iдоп. ³ Iф.
Приймаються два паралельно включених кабелю ЕОТ 3'95 +1'10 +4'4 (Iдоп. = 460 А). Iдоп № 1 = 230А Iдоп № 2 = 230А
460> 368
умова дотримується
5.2. Розрахунок кабельної мережі по допустимих втрат напруги
Перевірити кабельну мережу ділянки по допустимих втрат напруги досить тільки для двигуна комбайна 2ГШ68Б, як найбільш потужного і віддаленого електроприймача.
Знайдемо додаткову втрату напруги DUдоп.S в абсолютних одиницях, виходячи з того, що відносна втрата напруги в цьому режимі Duдоп.S = 10%.
Втрату напруги в гнучкому кабелі визначимо за формулою:
де Iг.к.-робочий струм 1-го двигуна комбайна; Iг.к. = Iном .= 146 А;
cosjг.к .= cosjдв.ном .= 0,82;
Rг.к. - Активний опір гнучкого кабелю, визначаємо за формулою:
де r - питома провідність міді; r = 0,0188 Ом × мм2 / м;
L - довжина кабелю; L = 187 м;
s - перетин кабелю; s = 95 мм2.
Хг.к. - Індуктивний опір гнучкого кабелю, визначаємо за формулою:
Хг.к. = 0,078 × L; Хг.к. = 0,078 × 0,18 = 0,016 Ом.
Активну складову напруги к. з. трансформатора визначимо за формулою:
де Рк - втрати короткого замикання трансформатора (для трансформатора КТВП-400 / 6 Рк = 3700 Вт). Індуктивну складову напруги к. з. трансформатора визначимо за формулою:
де Uк - напруга короткого замикання; Uк = 3,5% (визначаємо за таблицею).
Втрати напруги в% визначимо з формули:
де I 2 = Iф.р.
I 2 ном. - Номінальний струм обмотки трансформатора ПН; I 2 ном .= 340А.
де U 20 - напруга на вторинній обмотці трансформатора.
По знайденому значенню Duтр. (У відсотках) знаходимо втрату напруги в абсолютних одиницях за формулою:
Знайдемо втрати напруги в магістральному кабелі за формулою:
де
Хм.к. = 0,078 × L; Хм.к. = 0,078 × 0,03 = 0,0023 Ом.
та враховуючи cosj = cosjср .= 0,85; Iм.к. = Iф.р. = 368 А.
Загальна втрата напруги:
DUS = DUг.к. + DUтр. + DUм.к.; DUS = 26 +26,1 +2,57 = 54,67 В.
Для нормальної роботи електродвигуна необхідно, щоб DUдоп. S ³ DUS.
Так як DUдоп.S = 66 В, то ця умова виконується і вибрані кабель і трансформатор підходять до даних умов.
5.3. Розрахунок кабельної мережі за умовою пуску
Визначимо активний опір трансформатора, приведений до обмотці НН:
Визначимо повний опір трансформатора, приведений до обмотці НН:
Визначаємо індуктивний опір трансформатора:
Визначаємо сумарне активний опір трансформатора та магістрального кабелю:
R ¢ = Rм.к. + Rтр; R ¢ = 0,003 +0,0104 = 0,0134 Ом.
Визначаємо сумарне індуктивний опір трансформатора та магістрального кабелю:
Х ¢ = Хм.к. + ХТР; Х ¢ = 0,0023 + 0,04 = 0,0423 Ом.
Визначимо сумарну встановлену потужність струмоприймачів ділянки без пускаємо двигунів комбайна:
Струм в магістральному кабелі визначимо за такою формулою:
Визначаємо втрату напруги в гнучкому кабелі:
де
Значення опорів R і Х визначимо підсумовуванням знайдених вище значень R ¢ і Х ¢ та відповідних опорів гнучкого кабелю комбайна:
R = 0,0134 +0,05 = 0,0634 Ом; [1]
Х = 0,0423 +0,0195 = 0,0618 Ом.
Визначимо напругу на двигуні комбайна при пуску з урахуванням пускового струму двигуна I пуск .= 800 А і cosj пуск .= 0,5:
На електродвигуні комбайна напруга має відповідати умові:
У даному випадку умова виконується:
U пуск. ³ 0,8 × 660 = 528 В.
5.4. Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці
Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці зробимо за методом базисних напруг. Для цього скористаємося схемою електропостачання панелі принципової і схемою заміщення.
Знайдемо струм к. з. в точці К1 (АВ трансформатора КТВП - 400).
Активний опір трансформатора:
де
Індуктивний опір трансформатора:
Струм трифазного к. з. в точці К1:
Струм двофазного к. з. в точці К1:
Визначимо струм к. з. в точці К2 (СУВ-350А).
Активне та індуктивний опори магістрального кабелю, обчислені вище мають значення:
Повне активне і індуктивний опір до точки К2:
RК2 = Rтр + rм.к. = 0,003 +0,012 = 0,015 Ом;
ХК2 = ХТР + хм.к. = 0,0023 +0,042 = 0,0443 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К2:
Струм двофазного к. з. в точці К2:
Знайдемо струм к. з. в точці К3 (двигун комбайна 2ГШ68Б):
Значення активного і індуктивного опорів гнучкого кабелю, що живить 2ГШ68Б були визначені раніше і мають такі значення:
RК3 = Rтр + rм.к + rК3 .= 0,003 +0,012 +0,05 = 0,065 Ом;
ХК3 = ХТР + хм.к. + хК3 = 0,0023 +0,042 +0,0195 = 0,0638 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К3:
Струм двофазного к. з. в точці К3:
Знайдемо струм к. з. в точці К4 (привід конвеєра СП-202):
Активний опір гнучкого кабелю довжиною 187м і перетином 70мм2:
Індуктивний опір гнучкого кабелю:
x К4 .= 0,079 × L; x К4 = 0,079 × 0,05 = 0,00395 Ом.
Повне активне і індуктивний опір до точки К4:
RК4 = Rтр + rм.к + rК4 .= 0,003 +0,012 +0,013 = 0,028 Ом;
ХК4 = ХТР + хм.к. + хК4 = 0,0023 +0,042 +0,00395 = 0,0483 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К4:
Струм двофазного к. з. в точці К4:
Визначимо струм к. з. в точці К5 (привід маслостанції СНТ-32):
Активний опір гнучкого кабелю, що живить привід маслостанції довгою 20м і перетином 10мм2:
Індуктивний опір гнучкого кабелю:
хК9 = 0,079 × L; хК9 = 0,092 × 0,05 = 0,0046 Ом.
Повне активне і індуктивний опір до точки К6:
RК9 = Rтр + rм.к + rК9 .= 0,003 +0,012 +0,094 = 0,109 Ом;
ХК9 = ХТР + хм.к. + хК9 = 0,0023 +0,042 +0,0046 = 0,0489 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К6:
Струм двофазного к. з. в точці К9:
Струм двофазного к. з. маслостанції СНТ-32 в точці К6 буде таким же як і в точці К5.
Струм двофазного к. з. в точці К7 (останньому світильнику очисного вибою було визначено вище) має значення:
6. Вибір станцій управління, контактів і уставок їх захисту.
Для управління і захисту електродвигунів, машин і механізмів комплексу приймаємо 2 станції управління СУВ-350А.
Вибираємо контактор для управління та захисту комбайна 2ГШ68Б. Запуск двигуна будемо здійснювати двома контакторами. Параметри його двигунів: Iном = 146А; Iпуск = 800А; Рном = 2'110 = 220 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А, для першого двигуна, а такий же для другого двигуна
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ Iп.ном + SIном. зуп. ; Iу ³ 800 +146 = 946 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку ПМЗ, рівну 1000 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не може відключати струм трифазного к. з. тому що 4000 <5249. Для відключення струмів трифазних к. з. на РПП-0, 66 встановлюємо груповий автоматичний вимикач А3700 зі струмом відключення 35 кА. Вбудованому на вводі станції управління. [2, «Довідник енергктіка вугільної шахти», Дзюбан В.С.] При цьому дотримується умова: 35000> 5761.
Уставку максимального струмового захисту в автоматичному вимикачі розраховуємо виходячи з пускового струму двигуна комбайна Iп.ном = 800 А і суми номінальних струмів інших двигунів I ном. ост .= I м.К .= 257 А.
I уст.авт .= 800 +257 = 1057 А.
Приймаються уставку 1600 А.
Вибираємо контактор для включення та захисту двигунів конвеєра СП-202, параметри його двигунів: Iном = 2'61, 5 = 123 А; Iпуск = 2'400 = 800 А; Рном = 2'55 = 110 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 1400 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку ПМЗ, рівну 1400 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Оскільки 4000> 2514, то відключення буде проводитися обраним контактором, вбудованим в станцію управління.
Вибираємо контактор для включення і захисту маслостанції СНТ-32, параметри його двигунів: I ном = 2'49, 5 = 99 А; I пуск = 2'312 = 624 А; Рном = 2'45 = 90 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 63 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 1500 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 624 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку УМЗ, рівну 1400 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування найдальшого електродвигуна:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не підходить, тому що 1500 <4002, але відключення буде проводитися автоматичним вимикачем розподільні, вбудованим в станцію управління.
Вибираємо пускач для включення та захисту двигунів лебідки 1ЛКГН, параметри її двигуна: Iном = 14,4 А; Iпуск = 100 А; Рном = 13 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 100 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку УМЗ, рівну 500 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування найдальшого електродвигуна:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не підходить, тому що 4000 <5444, але відключення буде проводитися автоматичним вимикачем розподільні, вбудованим в станцію управління.
На підставі обраної пускозахисною апаратури її елементи переносимо на лист графічного матеріалу.
7. Розрахунок кабельної мережі високої напруги
Для розрахунку кабельної мережі скористаємося схемою, зображеної на малюнку:
Визначимо переріз високовольтного кабелю, що живить Пуппа. Для цього визначимо номінальний струм навантаження:
де 1,1 - коефіцієнт резерву;
к від = 0,95 - коефіцієнт отпаек;
Кт = 8,7 - коефіцієнт трансформації.
За отриманою величиною струму навантаження кабелю високої напруги визначимо за таблицею перетин жили кабелю - 25 мм2.
Перевіримо перетин з економічної щільності:
де j ек = 3,5 А × мм2 - нормативне значення граничної щільності струму.
Оскільки S ек = 11,6 мм2, то кабель, перерізом 25 мм2 задовольняє економічної міцності.
Перевіримо вибраного перетин жили кабелю по довго допустимому току нагріву на термостійкість при трифазному струмі к. з. кабелю. Для цього визначимо струм трифазного к. з.:
де U = 6,3 кВ - напруга мережі;
R, X - активне і індуктивний опори ланцюга.
Х = Хс + ХТР + Хр + Хл + Х1 + Х2,
Хс = 0,08 Ом - індуктивний опір енергосистеми;
ХТР = 0,26 Ом - індуктивний опір трансформатора.
Хр - індуктивний опір реактора:
U р.ном = 10 В - номінальна напруга реактора;
I р.ном = 1 А - номінальний струм реактора.
Х л = 0,4 - індуктивний опір однопроводной повітряної лінії
Індуктивний опір кабелю від шин ГПП до ЦПП:
Х1 = ХК1lК1 = 0,08 × 3,5 = 0,28 Ом,
де ХК1 = 0,08 Ом / км - індуктивний опір 1 км кабелю;
l К1 = 3,5 - довжина кабелю.
Активний опір:
R 1 = R К1 l К1 = 0,122 × 3,5 = 0,43 Ом,
де R К1 = 0,122 Ом / км - активний опір одного кілометра кабелю.
Індуктивний опір кабелю від ЦПП до Пуппа:
Х 2 = Х К2 l К2 = 0,08 × 0,9 = 0,07 Ом.
Активний опір кабелю від ЦПП до Пуппа:
R1 = R К1 l К1 = 0,74 × 0,9 = 0,66 Ом.
Результуючий опір одно:
Х = 0,08 +0,26 +0,58 +0,4 +0,28 +0,07 = 1,67 Ом.
R = R1 + R2 = 0,43 +0,66 = 1,09 Ом.
Струм двофазного к. з. у найбільш віддаленій точці:
що менше гранично допустимого струму Iп.д. = 6,35 кА / Правила безпеки у вугільних шахтах (інструкції) / к. з. в кабелі, що має жили перерізом 25 мм2, отже кабель підходить для даних умов.
Проведемо перевірку обраного кабелю по допустимих втрат напруги, за умови забезпечення нормованого напруги на затискачах найпотужнішого і віддаленого електроприймача ділянки.
Вважаючи, що допустимі втрати напруги у високовольтному кабелі, прокладеному від ЦПП до Пуппа не повинна перевищувати 150 В.
Перетин жил кабелю визначимо з умови:
де I ВН = 445 - розрахунковий струм струмоприймачів;
L = 900 м - довжина кабелю;
g = 50 - питома провідність міді;
DU доп = 150 В - допустима втрата напруги.
8. Вибір високовольтного осередку і уставок її захисту
Вибухобезпечні комплектні розподільні пристрої вибираються в залежності від призначення виконання, номінального струму і перевіряються за граничним току відключення і граничної відключає потужності.
Перевіримо осередків за граничним току відключення і граничної потужності відключення. Повинні виконуватися умови:
Приймаються високовольтну клітинку типу КРУВ-6 на номінальний струм 40 А.
де
Струм відключення КРУВ-6 має значення 9,6 кА, тобто умова виконується:
9,6> 1,9.
Потужність відключення КРУВ-6 -
100> 20,7.
Визначимо уставку спрацювання максимального струмового захисту КРУ для реле миттєвої дії.
Визначимо розрахунковий струм спрацювання реле:
де Кн = 1,2 - коефіцієнт надійності;
КТТ = 120 - коефіцієнт трансформації;
Iр.max - максимальний робочий струм захищається лінії:
Iр.max = SIном. + Кпуск. × I ном.max; Iр.max = 708 +6,5 × 292 = 2606,
де SIном = 708А - сума номінальних струмів електроприймачів;
I ном.max = 292А - номінальний струм найбільш потужного електродвигуна;
Кпуск = 6,5 - кратність пускового струму.
Приймаються значення струму уставки - 9 А.
Визначимо коефіцієнт чутливості захисту КРУ за мінімальним значенням струму двофазного к. з.:
Струм спрацювання реле:
Коефіцієнт чутливості:
що задовольняє умові ПБ.
Визначимо уставку для струмових реле, індукованих опорами на період пуску електродвигуна.
Коефіцієнт чутливості в цьому випадку буде дорівнює:
де Кш = 7,5 - коефіцієнт шунтування;
Iср = КТТ × Iу = 120 × 5 = 600 А.
Перевіримо уставку захисту спрацювання реле максимального струму КРУ для окремих трансформаторів і пересувних підстанцій за умовою:
де
Кт = 8,7 - коефіцієнт трансформації.
Iср - струм спрацювання реле захисту.
Що задовольнять вимогам ПБ. 9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
Забороняється здійснювати одночасну подачу напруги і запуск двигунів механізованого комплексу з двох або більше пультів управління. Перед початком роботи машин і механізмів повинен подаватися сигнал попереджувальний. Забороняється робота при незаземлені або несправному обладнанні, при знятих огородженнях, без необхідних індивідуальних електрозахисних засобів, без щомісячного огляду обладнання обслуговує персоналом та особам тих нагляду, без наявності детальних інструкцій. Електропостачання ділянки має здійснюється від пересувних трансформаторних підстанцій, що приєднуються до розподільної мережі за допомогою КРУ.
Живлення пересувних трансформаторних підстанцій, що встановлюються у виробках з вихідним струменем повітря безпосередньо прилягають до очисних вибоїв похилих пластів, повинно здійснюватися з відокремленої мережі із захистом від витікання струму. Для вмикання РПП дільниці та іншого електрообладнання, розміщеного у виробках з вихідним струменем повітря, повинні застосовуватися комутаційні апарати з БРВ, які забезпечують захисне відключення та автоматичний контроль безпечної величини опору кола заземлення. Схеми управління забійними машинами і механізмами повинні забезпечувати: нульовий захист; безперервний контроль заземлення корпусу машин; захист від самочинного вмикання апарата під час замикання у зовнішніх колах керування.
Всі металеві частини електромеханічних пристроїв нормально не перебуває під напругою, але яке можуть опинитися під напругою у разі пошкодження ізоляції повинні бути заземлені.
2. Дзюбан В.С. та ін "Довідник енергетика вугільної шахти" - М.: Недра, 1983 р.
3. Медведєв Г.Д. "Електрообладнання та електропостачання гірничих підприємств" М.: надра, 1988 р.
4. Цапенко Є.Ф. та ін "Гірська електротехніка" - М.: надра, 1986 р.
5. "Правила безпеки у вугільних і сланцевих шахтах" - М.: Недра, 1998 р.
6. "Правила технічної експлуатації вугільних і сланцевих шахт" - М.: Недра, 1976 р.
7. Озерній М.І. "Електрообладнання та електропостачання підземних розробок вугільних шахт" - М.: надра, 1975 р.
8. Авсеев Г.М., Олексієнко А.Ф., Гаршаш І.Л. "Збірник завдань по гірській електротехніку" - М.: Недра, 1988 р.
9. Чумаков В.А., Глухів М.С., Осипов Е.Р. та ін "Керівництво по ревізії, наладки і випробування підземних електроустановок шахт" - М.: Недра, 1989 р.
10. Хорін В.М. "Машини та обладнання для вугільних шахт"-М.: Недра, 1987 р.
Для живлення комбайна 2ГШ68Б (Iном. = 2 × 146 = 292 А) приймаємо кабель КГЕШ-3'95 +1'10 +3'4 (довгостроково допустиме навантаження Iдоп .= 300 А).
Для живлення конвеєра СП-202 (Iном. = 2 × 61,5 = 123А) приймаємо кабель КГЕШ-3'25 +1'10 +3'4 (Iдоп. = 135 А).
Для живлення маслостанції СНТ-32 № 1 (Iном. = 62 +6,8 = 68,8 А) приймаємо два кабелі з різним перетином. На ділянці від СУВ-350 до 1 двигуна по кабелю проходить струм обох двигунів, тобто 68,8 А. Для цієї ділянки приймаємо кабель КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 (Iдоп. = 80 А). По кабелю, що з'єднує 1 і 2 двигуни проходить струм 6,8 А. Приймаються кабель КГЕШ-3'4 +1'1, 5 (Iдоп. = 45 А).
Для живлення маслостанції СНТ-32 № 2 (Iном. = 62 +6,8 = 68,8 А) приймаємо два кабелі з різним перетином. На ділянці від СУВ-350 до 1 двигуна по кабелю проходить струм обох двигунів, тобто 68,8 А. Для цієї ділянки приймаємо кабель КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 (Iдоп. = 80 А). По кабелю, що з'єднує 1 і 2 двигуни проходить струм 6,8 А. Приймаються кабель КГЕШ-3'4 +1'1, 5 (Iдоп. = 45 А).
Для живлення насосної зрошення НУМС-30 (Iном. = 31,5 А) приймаємо кабель КГЕШ-3'6 +1'2 +3'1, 5 (тривало допустима навантаження Iдоп .= 58 А).
На підставі обраних типів кабелів низьковольтної мережі дільниці, складаємо таблицю
| Найменування струмоприймачів | Iн, А | Марка і переріз кабелів | Тривало допустима навантаження на кабель, А | Довжина, м |
| Комбайн 2ГШ68Б | 2'146 | КГЕШ-3'95 +1'10 +3'4 | 300 | 187 |
| Конвеєр СП202 | 2'61, 5 | КГЕШ-3'70 +1'10 +3'4 | 250 | 187 |
| СНТ-32 | 68,8 | КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 | 80 | 2'20 |
| 6,8 | КГЕШ-3'4 +1'1, 5 +3'1 | 45 | 2'5 | |
| СНТ-32 | 68,8 | КГЕШ-3'10 +1'6 +3'2, 5 | 80 | 2'20 |
| 6,8 | КГЕШ-3'4 +1'1, 5 +3'1 | 45 | 2'5 | |
| НУМС-30 | 31,4 | КГЕШ-3'6 +1'2 +3'1, 5 | 58 | 187 |
| Лебідка ЛГКН | 14,4 | КГЕШ-3'4 +1'1, 5 +3'1 | 45 | 187 |
| Світильники РВЛ-15 | КОГШ-3'4 +1'2, 5 | 45 | 187 |
Вибираємо кабель по допустимому току нагріву, враховуючи умову Iдоп. ³ Iф.
Приймаються два паралельно включених кабелю ЕОТ 3'95 +1'10 +4'4 (Iдоп. = 460 А). Iдоп № 1 = 230А Iдоп № 2 = 230А
460> 368
умова дотримується
5.2. Розрахунок кабельної мережі по допустимих втрат напруги
Перевірити кабельну мережу ділянки по допустимих втрат напруги досить тільки для двигуна комбайна 2ГШ68Б, як найбільш потужного і віддаленого електроприймача.
Знайдемо додаткову втрату напруги DUдоп.S в абсолютних одиницях, виходячи з того, що відносна втрата напруги в цьому режимі Duдоп.S = 10%.
Втрату напруги в гнучкому кабелі визначимо за формулою:
де Iг.к.-робочий струм 1-го двигуна комбайна; Iг.к. = Iном .= 146 А;
cosjг.к .= cosjдв.ном .= 0,82;
Rг.к. - Активний опір гнучкого кабелю, визначаємо за формулою:
де r - питома провідність міді; r = 0,0188 Ом × мм2 / м;
L - довжина кабелю; L = 187 м;
s - перетин кабелю; s = 95 мм2.
Хг.к. - Індуктивний опір гнучкого кабелю, визначаємо за формулою:
Хг.к. = 0,078 × L; Хг.к. = 0,078 × 0,18 = 0,016 Ом.
Активну складову напруги к. з. трансформатора визначимо за формулою:
де Рк - втрати короткого замикання трансформатора (для трансформатора КТВП-400 / 6 Рк = 3700 Вт). Індуктивну складову напруги к. з. трансформатора визначимо за формулою:
де Uк - напруга короткого замикання; Uк = 3,5% (визначаємо за таблицею).
Втрати напруги в% визначимо з формули:
де I 2 = Iф.р.
I 2 ном. - Номінальний струм обмотки трансформатора ПН; I 2 ном .= 340А.
де U 20 - напруга на вторинній обмотці трансформатора.
По знайденому значенню Duтр. (У відсотках) знаходимо втрату напруги в абсолютних одиницях за формулою:
Знайдемо втрати напруги в магістральному кабелі за формулою:
де
Хм.к. = 0,078 × L; Хм.к. = 0,078 × 0,03 = 0,0023 Ом.
та враховуючи cosj = cosjср .= 0,85; Iм.к. = Iф.р. = 368 А.
Загальна втрата напруги:
DUS = DUг.к. + DUтр. + DUм.к.; DUS = 26 +26,1 +2,57 = 54,67 В.
Для нормальної роботи електродвигуна необхідно, щоб DUдоп. S ³ DUS.
Так як DUдоп.S = 66 В, то ця умова виконується і вибрані кабель і трансформатор підходять до даних умов.
5.3. Розрахунок кабельної мережі за умовою пуску
Визначимо активний опір трансформатора, приведений до обмотці НН:
Визначимо повний опір трансформатора, приведений до обмотці НН:
Визначаємо індуктивний опір трансформатора:
Визначаємо сумарне активний опір трансформатора та магістрального кабелю:
R ¢ = Rм.к. + Rтр; R ¢ = 0,003 +0,0104 = 0,0134 Ом.
Визначаємо сумарне індуктивний опір трансформатора та магістрального кабелю:
Х ¢ = Хм.к. + ХТР; Х ¢ = 0,0023 + 0,04 = 0,0423 Ом.
Визначимо сумарну встановлену потужність струмоприймачів ділянки без пускаємо двигунів комбайна:
Струм в магістральному кабелі визначимо за такою формулою:
Визначаємо втрату напруги в гнучкому кабелі:
де
Значення опорів R і Х визначимо підсумовуванням знайдених вище значень R ¢ і Х ¢ та відповідних опорів гнучкого кабелю комбайна:
R = 0,0134 +0,05 = 0,0634 Ом; [1]
Х = 0,0423 +0,0195 = 0,0618 Ом.
Визначимо напругу на двигуні комбайна при пуску з урахуванням пускового струму двигуна I пуск .= 800 А і cosj пуск .= 0,5:
На електродвигуні комбайна напруга має відповідати умові:
У даному випадку умова виконується:
U пуск. ³ 0,8 × 660 = 528 В.
5.4. Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці
Розрахунок струмів короткого замикання низьковольтної мережі дільниці зробимо за методом базисних напруг. Для цього скористаємося схемою електропостачання панелі принципової і схемою заміщення.
Знайдемо струм к. з. в точці К1 (АВ трансформатора КТВП - 400).
Активний опір трансформатора:
де
Індуктивний опір трансформатора:
Струм трифазного к. з. в точці К1:
Струм двофазного к. з. в точці К1:
Визначимо струм к. з. в точці К2 (СУВ-350А).
Активне та індуктивний опори магістрального кабелю, обчислені вище мають значення:
Повне активне і індуктивний опір до точки К2:
RК2 = Rтр + rм.к. = 0,003 +0,012 = 0,015 Ом;
ХК2 = ХТР + хм.к. = 0,0023 +0,042 = 0,0443 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К2:
Струм двофазного к. з. в точці К2:
Знайдемо струм к. з. в точці К3 (двигун комбайна 2ГШ68Б):
Значення активного і індуктивного опорів гнучкого кабелю, що живить 2ГШ68Б були визначені раніше і мають такі значення:
RК3 = Rтр + rм.к + rК3 .= 0,003 +0,012 +0,05 = 0,065 Ом;
ХК3 = ХТР + хм.к. + хК3 = 0,0023 +0,042 +0,0195 = 0,0638 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К3:
Струм двофазного к. з. в точці К3:
Знайдемо струм к. з. в точці К4 (привід конвеєра СП-202):
Активний опір гнучкого кабелю довжиною 187м і перетином 70мм2:
Індуктивний опір гнучкого кабелю:
x К4 .= 0,079 × L; x К4 = 0,079 × 0,05 = 0,00395 Ом.
Повне активне і індуктивний опір до точки К4:
RК4 = Rтр + rм.к + rК4 .= 0,003 +0,012 +0,013 = 0,028 Ом;
ХК4 = ХТР + хм.к. + хК4 = 0,0023 +0,042 +0,00395 = 0,0483 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К4:
Струм двофазного к. з. в точці К4:
Визначимо струм к. з. в точці К5 (привід маслостанції СНТ-32):
Активний опір гнучкого кабелю, що живить привід маслостанції довгою 20м і перетином 10мм2:
Індуктивний опір гнучкого кабелю:
хК9 = 0,079 × L; хК9 = 0,092 × 0,05 = 0,0046 Ом.
Повне активне і індуктивний опір до точки К6:
RК9 = Rтр + rм.к + rК9 .= 0,003 +0,012 +0,094 = 0,109 Ом;
ХК9 = ХТР + хм.к. + хК9 = 0,0023 +0,042 +0,0046 = 0,0489 Ом.
Струм трифазного к. з. в точці К6:
Струм двофазного к. з. в точці К9:
Струм двофазного к. з. маслостанції СНТ-32 в точці К6 буде таким же як і в точці К5.
Струм двофазного к. з. в точці К7 (останньому світильнику очисного вибою було визначено вище) має значення:
6. Вибір станцій управління, контактів і уставок їх захисту.
Для управління і захисту електродвигунів, машин і механізмів комплексу приймаємо 2 станції управління СУВ-350А.
Вибираємо контактор для управління та захисту комбайна 2ГШ68Б. Запуск двигуна будемо здійснювати двома контакторами. Параметри його двигунів: Iном = 146А; Iпуск = 800А; Рном = 2'110 = 220 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А, для першого двигуна, а такий же для другого двигуна
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ Iп.ном + SIном. зуп. ; Iу ³ 800 +146 = 946 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку ПМЗ, рівну 1000 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не може відключати струм трифазного к. з. тому що 4000 <5249. Для відключення струмів трифазних к. з. на РПП-0, 66 встановлюємо груповий автоматичний вимикач А3700 зі струмом відключення 35 кА. Вбудованому на вводі станції управління. [2, «Довідник енергктіка вугільної шахти», Дзюбан В.С.] При цьому дотримується умова: 35000> 5761.
Уставку максимального струмового захисту в автоматичному вимикачі розраховуємо виходячи з пускового струму двигуна комбайна Iп.ном = 800 А і суми номінальних струмів інших двигунів I ном. ост .= I м.К .= 257 А.
I уст.авт .= 800 +257 = 1057 А.
Приймаються уставку 1600 А.
Вибираємо контактор для включення та захисту двигунів конвеєра СП-202, параметри його двигунів: Iном = 2'61, 5 = 123 А; Iпуск = 2'400 = 800 А; Рном = 2'55 = 110 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 1400 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку ПМЗ, рівну 1400 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Оскільки 4000> 2514, то відключення буде проводитися обраним контактором, вбудованим в станцію управління.
Вибираємо контактор для включення і захисту маслостанції СНТ-32, параметри його двигунів: I ном = 2'49, 5 = 99 А; I пуск = 2'312 = 624 А; Рном = 2'45 = 90 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 63 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 1500 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 624 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку УМЗ, рівну 1400 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування найдальшого електродвигуна:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не підходить, тому що 1500 <4002, але відключення буде проводитися автоматичним вимикачем розподільні, вбудованим в станцію управління.
Вибираємо пускач для включення та захисту двигунів лебідки 1ЛКГН, параметри її двигуна: Iном = 14,4 А; Iпуск = 100 А; Рном = 13 кВА,
Приймаються контактор КТУ-4А на Iном = 250 А, з граничною відключає комутаційної здатністю 4000 А.
Згідно ПБ для захисту відгалужень, що живлять групу електродвигунів з к. з. ротором струмовий уставку визначимо за формулою:
Iу ³ SIп.ном; Iу ³ 100 А.
Щоб не відбувалися помилкові спрацьовування при пуску двигунів приймаємо струмовий уставку блоку УМЗ, рівну 500 А.
Перевіряємо чутливість струмового уставки на спрацьовування найдальшого електродвигуна:
Чутливість даної уставки задовольняє вимогам ПБ.
При максимально можливе струмі трифазного к. з. на затискачах електродвигуна з урахуванням 20% запасу:
Обраний контактор не підходить, тому що 4000 <5444, але відключення буде проводитися автоматичним вимикачем розподільні, вбудованим в станцію управління.
На підставі обраної пускозахисною апаратури її елементи переносимо на лист графічного матеріалу.
7. Розрахунок кабельної мережі високої напруги
Для розрахунку кабельної мережі скористаємося схемою, зображеної на малюнку:
Визначимо переріз високовольтного кабелю, що живить Пуппа. Для цього визначимо номінальний струм навантаження:
де 1,1 - коефіцієнт резерву;
к від = 0,95 - коефіцієнт отпаек;
Кт = 8,7 - коефіцієнт трансформації.
За отриманою величиною струму навантаження кабелю високої напруги визначимо за таблицею перетин жили кабелю - 25 мм2.
Перевіримо перетин з економічної щільності:
де j ек = 3,5 А × мм2 - нормативне значення граничної щільності струму.
Оскільки S ек = 11,6 мм2, то кабель, перерізом 25 мм2 задовольняє економічної міцності.
Перевіримо вибраного перетин жили кабелю по довго допустимому току нагріву на термостійкість при трифазному струмі к. з. кабелю. Для цього визначимо струм трифазного к. з.:
де U = 6,3 кВ - напруга мережі;
R, X - активне і індуктивний опори ланцюга.
Х = Хс + ХТР + Хр + Хл + Х1 + Х2,
Хс = 0,08 Ом - індуктивний опір енергосистеми;
ХТР = 0,26 Ом - індуктивний опір трансформатора.
Хр - індуктивний опір реактора:
U р.ном = 10 В - номінальна напруга реактора;
I р.ном = 1 А - номінальний струм реактора.
Х л = 0,4 - індуктивний опір однопроводной повітряної лінії
Індуктивний опір кабелю від шин ГПП до ЦПП:
Х1 = ХК1lК1 = 0,08 × 3,5 = 0,28 Ом,
де ХК1 = 0,08 Ом / км - індуктивний опір 1 км кабелю;
l К1 = 3,5 - довжина кабелю.
Активний опір:
R 1 = R К1 l К1 = 0,122 × 3,5 = 0,43 Ом,
де R К1 = 0,122 Ом / км - активний опір одного кілометра кабелю.
Індуктивний опір кабелю від ЦПП до Пуппа:
Х 2 = Х К2 l К2 = 0,08 × 0,9 = 0,07 Ом.
Активний опір кабелю від ЦПП до Пуппа:
R1 = R К1 l К1 = 0,74 × 0,9 = 0,66 Ом.
Результуючий опір одно:
Х = 0,08 +0,26 +0,58 +0,4 +0,28 +0,07 = 1,67 Ом.
R = R1 + R2 = 0,43 +0,66 = 1,09 Ом.
Струм двофазного к. з. у найбільш віддаленій точці:
що менше гранично допустимого струму Iп.д. = 6,35 кА / Правила безпеки у вугільних шахтах (інструкції) / к. з. в кабелі, що має жили перерізом 25 мм2, отже кабель підходить для даних умов.
Проведемо перевірку обраного кабелю по допустимих втрат напруги, за умови забезпечення нормованого напруги на затискачах найпотужнішого і віддаленого електроприймача ділянки.
Вважаючи, що допустимі втрати напруги у високовольтному кабелі, прокладеному від ЦПП до Пуппа не повинна перевищувати 150 В.
Перетин жил кабелю визначимо з умови:
де I ВН = 445 - розрахунковий струм струмоприймачів;
L = 900 м - довжина кабелю;
g = 50 - питома провідність міді;
DU доп = 150 В - допустима втрата напруги.
8. Вибір високовольтного осередку і уставок її захисту
Вибухобезпечні комплектні розподільні пристрої вибираються в залежності від призначення виконання, номінального струму і перевіряються за граничним току відключення і граничної відключає потужності.
Перевіримо осередків за граничним току відключення і граничної потужності відключення. Повинні виконуватися умови:
Приймаються високовольтну клітинку типу КРУВ-6 на номінальний струм 40 А.
де
Струм відключення КРУВ-6 має значення 9,6 кА, тобто умова виконується:
9,6> 1,9.
Потужність відключення КРУВ-6 -
100> 20,7.
Визначимо уставку спрацювання максимального струмового захисту КРУ для реле миттєвої дії.
Визначимо розрахунковий струм спрацювання реле:
де Кн = 1,2 - коефіцієнт надійності;
КТТ = 120 - коефіцієнт трансформації;
Iр.max - максимальний робочий струм захищається лінії:
Iр.max = SIном. + Кпуск. × I ном.max; Iр.max = 708 +6,5 × 292 = 2606,
де SIном = 708А - сума номінальних струмів електроприймачів;
I ном.max = 292А - номінальний струм найбільш потужного електродвигуна;
Кпуск = 6,5 - кратність пускового струму.
Приймаються значення струму уставки - 9 А.
Визначимо коефіцієнт чутливості захисту КРУ за мінімальним значенням струму двофазного к. з.:
Струм спрацювання реле:
Коефіцієнт чутливості:
що задовольняє умові ПБ.
Визначимо уставку для струмових реле, індукованих опорами на період пуску електродвигуна.
Коефіцієнт чутливості в цьому випадку буде дорівнює:
де Кш = 7,5 - коефіцієнт шунтування;
Iср = КТТ × Iу = 120 × 5 = 600 А.
Перевіримо уставку захисту спрацювання реле максимального струму КРУ для окремих трансформаторів і пересувних підстанцій за умовою:
де
Кт = 8,7 - коефіцієнт трансформації.
Iср - струм спрацювання реле захисту.
Що задовольнять вимогам ПБ. 9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
9. Вимоги ПБ при експлуатації електрообладнання.
Забороняється здійснювати одночасну подачу напруги і запуск двигунів механізованого комплексу з двох або більше пультів управління. Перед початком роботи машин і механізмів повинен подаватися сигнал попереджувальний. Забороняється робота при незаземлені або несправному обладнанні, при знятих огородженнях, без необхідних індивідуальних електрозахисних засобів, без щомісячного огляду обладнання обслуговує персоналом та особам тих нагляду, без наявності детальних інструкцій. Електропостачання ділянки має здійснюється від пересувних трансформаторних підстанцій, що приєднуються до розподільної мережі за допомогою КРУ.
Живлення пересувних трансформаторних підстанцій, що встановлюються у виробках з вихідним струменем повітря безпосередньо прилягають до очисних вибоїв похилих пластів, повинно здійснюватися з відокремленої мережі із захистом від витікання струму. Для вмикання РПП дільниці та іншого електрообладнання, розміщеного у виробках з вихідним струменем повітря, повинні застосовуватися комутаційні апарати з БРВ, які забезпечують захисне відключення та автоматичний контроль безпечної величини опору кола заземлення. Схеми управління забійними машинами і механізмами повинні забезпечувати: нульовий захист; безперервний контроль заземлення корпусу машин; захист від самочинного вмикання апарата під час замикання у зовнішніх колах керування.
Всі металеві частини електромеханічних пристроїв нормально не перебуває під напругою, але яке можуть опинитися під напругою у разі пошкодження ізоляції повинні бути заземлені.
Список використаних джерел
1. Щутскій В.І., Волощенко Н.І., Плащанскій Л.А. "Електрифікація підземних гірничих робіт" - М.: Недра, 1986 р.2. Дзюбан В.С. та ін "Довідник енергетика вугільної шахти" - М.: Недра, 1983 р.
3. Медведєв Г.Д. "Електрообладнання та електропостачання гірничих підприємств" М.: надра, 1988 р.
4. Цапенко Є.Ф. та ін "Гірська електротехніка" - М.: надра, 1986 р.
5. "Правила безпеки у вугільних і сланцевих шахтах" - М.: Недра, 1998 р.
6. "Правила технічної експлуатації вугільних і сланцевих шахт" - М.: Недра, 1976 р.
7. Озерній М.І. "Електрообладнання та електропостачання підземних розробок вугільних шахт" - М.: надра, 1975 р.
8. Авсеев Г.М., Олексієнко А.Ф., Гаршаш І.Л. "Збірник завдань по гірській електротехніку" - М.: Недра, 1988 р.
9. Чумаков В.А., Глухів М.С., Осипов Е.Р. та ін "Керівництво по ревізії, наладки і випробування підземних електроустановок шахт" - М.: Недра, 1989 р.
10. Хорін В.М. "Машини та обладнання для вугільних шахт"-М.: Недра, 1987 р.