Модернізація електропостачання системи електроприводу підйомної установки ствола СС 3 рудника Таймирський

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство загальної та професійної освіти

Російської Федерації

Кафедра автоматизації технологічних процесів і виробництв

ЗАТВЕРДЖУЮ:
Зав. кафедрой______________
___________________________
ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ
Модернізація електропостачання системи електроприводу підйомної установки ствола СС-3 рудника "Таймирський"
Автор дипломного проекту
Позначення дипломного проекту
Спеціальність: Електропривод і автоматика промислових установок і технологічних комплексів
Керівник проекту
Консультанти за розділами:
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
Нормоконтролер
___________________________________________

ЗМІСТ
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 4
1. Горнотехнологіческая частина. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .... 6
2. Механічне обладнання. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
3. Електропостачання гірничого підприємства ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 26
4. Автоматизований електропривод гірських машин і установок. .... ... .. 42
5. Автоматичне управління технологічними процесами, машинами і установками ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 49
6. Спеціальна частина ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 52
7. Обслуговування, ремонт і налагодження енергетичного устаткування і засобів автоматизації ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 88
8. Економічна частина. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 91
9. Охорона праці ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 94
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 105
Бібліографічний список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 106

Введення
В адміністративному відношенні Талнахское і Жовтневе родовища, яке розробляє рудник "Таймирський", розташовані в Дудинської районі Таймирського національного округу Красноярського краю. Вони розташовані у південно-західного підніжжя плато Хараеллах в бассеина річок Талнах і Хараеллах, є правими притоками річки Норільській. Від міста Норильська родовища видалені на 20км на північ і пов'язані з ним шосейної і залізної дорогами.
Постачання електроенергії здійснюється від ТЕЦ-1, ТЕЦ-2 і Хантайськая ГЕС.
Водопостачання рудника "Таймирський" та міста Талнах проводиться за рахунок Талнахском родовища підземних вод, розкритого поруч свердловин.
Теплопостачання здійснюється від ТЕЦ-2. Для технологічної переробки видобутих руд Норільський гірничо-металургійний комбінат має: збагачувальні фабрики № 1 і № 2, нікелевий завод, мідний завод, Надежденскій металургійний завод.
Талнахское родовище розташоване в крайовій південно-західній частині Хараеллахской мульди на місці її перетину з зоною Норильськ-Хараеллахского розлому.
Талнахском рудоносних інтрузив в полі рудника розділений на північно-західну і північно-східну гілки субмеридіональними Норильськ-Хараеллахскім розломом. До північно-західній частині приурочено Талнахское родовище, до північно-східній - Жовтневе.
Північно-східна гілка в поперечному перерізі має форму плоско-опуклої лінзи. Це тіло полого січе вміщують породи, занурюючись на північ. На півдні воно залягає на контакті порід тунгуської серії з еффузівамі, на північ занурюється від туфолавовой товщі до карбонатно-глинистих порід.
Рудник "Таймирський" є одним з найбільших.
Його річна продуктивність складає близько 2,2 млн. т. Рудник побудований порівняно недавно (15 років тому) і на ньому використовується прогресивна сучасна техніка.
Рудник "Таймирський", будучи елементарним ланкою технологічного ланцюжка виробництва, поставляє відбиту руду на збагачувальну фабрику ОФ-2, яка за пульпопроводу відправляється на подальшу переробку.
Завдання подальшого підвищення ефективності роботи підприємства гірничодобувної промисловості не можуть бути вирішені без автоматизації виробничих процесів.
Ефективність заміни застарілої апаратури автоматизації на більш прогресивну, з розширеними можливостями повинна полягати в оптимізації процесу, збільшенні навантаження на автоматизоване обладнання, економії енергетичних і матеріальних ресурсів, підвищення надійності устаткування.
Метою даного дипломного проекту є аналіз показників якості електричної енергії, їх контроль і автоматичне регулювання, та приведення даних показників до нормованих значень.
В даний час на НГМК поставлені питання залишаються без уваги, які, при подальшому розвитку ринкових відносин, рано чи пізно необхідно вирішувати.
Раціональне використання матеріальних і трудових ресурсів, оснащення гірничодобувних підприємств з використанням нової високопродуктивної техніки та способів управління дають можливість різко підвищити продуктивність праці і якість продукції.

1. Горнотехнологіческая частина

1.1. Геологічна будова родовища і гірничо-геологічні умови експлуатації

Рудник «Таймирський» експлуатується на базі запасів багатих руд центральної частини Жовтневого родовища сульфідних руд мідно - нікелевих руд, приурочених до Північно-західної (Хараелахской) гілки Талнахском рудоносного інтрузивами. Поле рудника включає в себе дві рудні поклади:
а) 1 Хараелахская до глибини 1500м.
б) 2 Північна.
Рудоносні інтрузія локалізується в глинисто сульфатно-карбонатної товщі девонських відкладень і занурюється в північно-східному напрямку під кутом 12 - 18 градусів.
Перекриває товща надана сульфатно-карбонатними породами девону, піщано-глинистими відкладеннями тунгуської серії, базальтами пермотріаса і четвертинними утвореннями.

1.2. Стратиграфія і магматизм родовища

Геологічний розріз району представлений кембрійської-ордовикский карбонатними опадами, чергуванням морських (вапняки, доломіт) і лагунних (ангідриту, глини) відкладів силуру-девону, теригенними вуглекислими утвореннями пермі-тріасу, туфолавовой товщею тріасу. Пухкі четвертинні відкладення розвинені повсюдно. Зруденіння просторово і генетично пов'язані з придонної центральною частиною Хаерлахской гілки Талнахском рудоносного інтрузивами габро-долерітов і представлене трьома промисловими типами. Багаті (суцільні сульфідні) руди представлені Першої Хаерлахской (основний) поклади, що простягнулася в субширотному напрямку у вигляді плітообразного тіла на 1.6км, шириною 0.75, 0.9км із зануренням у східному - північно-східному напрямку з глибини 1000м до 1750м. Потужність покладу в середньому дорівнює 20м, варіюючи від 1м до 44.1м.

1.3. Тектоніка

Головним структурним елементом Талнахском рудного поля є зона Норильськ-Хаерлахского розлому, яка представляє собою грабеноподобную структуру, яка проявилася серією скидання-зсувних дислокацій. У зоні виділяють ряд субпараллельно швів з кутами падіння від 40 до 85 о, з них найбільш крутим є східне порушення - головний шов. Порушення, розташовані на захід від Головного шва (система західних скидів), мають більш пологі кути падіння. Амплітуди зміщення вздовж тектонічних зон коливаються від 50 до 400 м . Зона розлому ділить всю площу на дві частини - східну і західну. Для східної спостерігається обмежена кількість скидів паралельних основній зоні розлому, для західної (Жовтневе родовище) інтенсивна тектонічна нарушенность, широкий розвиток плікатівних і диз'юнктивних дислокацій.
У центральній частині 1 Хаерлахская поклад розбита серією субмередіанальних субпараллельно діз'юнктівов на 4 клиноподібних блоку довжиною 750-800м, зміщених вгору щодо поклади на 40 - 120м (Великий Горст), які поділяють її на західний блок (-1050, -1100) і східний (1300 , 1350, 1400). Кут падіння поклади західного блоку складає 14-22 о. З південного сходу до цієї поклади примикає другий Північна поклад багатих руд, що має складну конфігурацію у плані, що простягнулася в південно-східному напрямку на 2.15км. Середня потужність цієї поклади 6-7м, з зміною від 1 до 22.3м. Глибина залягання становить 1300-1400м. На сході поклад ускладнена взбросо, піднятим на 120м. Кут падіння рудного тіла на цій ділянці 8-12 о.
Інтенсивне прояв розривної тектоніки в районі зумовило відповідний розвиток тектонічної тріщинуватості. Найбільш трещиновати рассланцованние породи Тунгуської серії, найменш - толстоплітчатие карбонатні породи девону і габро-діорити верхньої половини рудоносної інтрузії.
У осадових породах переважають пологі тріщини, в суцільних рудах - крутоспадні, в породах інтрузії - похилі і крутоспадні. По тріщинах, особливо в породах нижньої частини рудоносної інтрузії, розташовані так звані ослабляють мінерали типу хлориту, серпентину, тальку, слюд, цеоліту, вторинних сульфідів, графіту тощо
З наближенням до тектонічному порушення тріщинуватість руд і порід, як правило, збільшується, утворюючи зону підвищеної (або високої) супутньої тріщинуватості шириною в 0.5 - 0.8 амплітуди зміщення з даного розлому. Така зона в більшості випадків асиметрична, її ширина у висячому боці в 2 - 6 разів більше, ніж у лежачому. Для суцільних руд зазначені залежності менш характерні, тому що в них тектонічні порушення найчастіше мають один вид.
«Пластові» зони високої (або підвищеної) тріщинуватості потужністю до 5м відзначені в покрівлі і, рідше, у грунті суцільних руд, в безпосередній покрівлі горизонту істотно олівінових різниць габро-долерітов, в пікрітових габро-долерита і в покрівлі рудоносної інтрузії.

1.4. Морфологія тiл корисної копалини

Формація траппов включає комплекс інтрузивних гірських порід, серед яких виділяють недиференційовані пластові інтрузії (силли), крутосекущіе тіла і дайки в основному долеритовой і габро-долеритовой складу і диференційовані сульфідоносние інтрузії. Промисловий інтерес представляє полнодіфференцірованная Талнахском інтрузія Талнахском рудного поля, яка об'єднує кілька зближених інтрузивних тіл.
Жовтневе родовище приурочене до північно-західної гілки названого масиву. Довжина інтрузії до 10км, ширина 1-1.5км, потужність до 200-250м. Обрієм локалізації інтрузивами є ангідриту-Мергелева породи нижнього та середнього девону. Особливості внутрішньої структури полнодіфференцірованних інтрузій є їх стратифікація.
У межах Талнахском інтрузивами виділяють наступні горизонти:
· Горизонт верхніх контактовому габро-долерітов;
· Горизонт кварцсодержащих габро-долерітов, габро-діоритів і діоритів;
· Горизонт олівінових і олівін-біотитовими габро-долерітов, ці мінерали складають до 30% масиву;
· Горизонт пікрітових габро-долерітов;
· Горизонт таксітових і раномернозерністих габро-долерітов;
· Горизонт контактовому і порфіровідних габро-долерітов.
До основних породоутворюючих мінералів, слагающим інтрузивний масив, відносяться: олівін, піроксени, плагиоклази. До другорядної групи мінералів відносяться: магнетит, тітаномагнетіт, біотит, амфіболи. До вторинних - дебати, хлорит, кальцит і інші мінерали.

1.5. Гідрогеологія

Гідрогеологічні умови рудника визначаються геоморфологічними, структурними та мерзлотних чинниками.
Підземні води формуються за рахунок атмосферних опадів, проникають у гірські породи зі схилів плато і в зоні наскрізних таликов, харчуються також водами поверхневих водойм і водостоків.
Потужність мерзлоти змінюється в межах рудного поля від 10м (район ПЗС) до 180м (ВС-5, НД-6). Стік поверхневих і надмерзлотних вод на території родовища добре зарегульований і відбувається по західному схилу гори Медвежій, що має значний ухил до долини р.. Галасливий.
Водовмещающей товща корінних порід характеризується незначною водообільностью (загальний водоприток по горизонтах становить близько 1 м 3 / год).
Природна обводненість горизонтальних і похилих виробок представлена ​​зволоженням, протіканням з покрівлі й бортів виробок, а також короткочасними струминними виливу зі свердловин. Поширення водопроявів носить локальний характер. Результати хімічних аналізів свідчать про те, що кількісний склад підземних вод та їх мінералізація досить різні і залежать від літології порід і гідродинамічних особливостей (умови харчування, розвантаження, глибина залягання і т.д.) обводнених горизонтів. Зі збільшенням глибини хімічний склад хімічний склад змінюється від гідрокарбонатно-сульфатно-натрієво-кальцієвого до сульфато-натрієво-кальцієвого.
Водопроявів в місцях буріння шпурів і свердловин приурочені, як правило, до зон тріщинуватості і відзначені на контакті інтрузії з породою. Більш високою водообільностью відмічена зона Горста. Відзначено водопроявів з дебітом 0.01 м 3 / год. Але в міру спрацювання статистичних запасів в лінзах підземних вод зменшується до 0.0005 м 3 , Що вказує на низький коефіцієнт фільтрації (к = 0.00002 м / добу), а також на відсутність зв'язку водоносних зон з великими джерелами живлення.
У межах шахтного поля існує ряд водопроявів, що знаходяться під режимним спостереженням. У місцях виходу джерела періодично проводиться відбір проб на агресивність по відношенню до бетону, результати аналізів свідчить про відсутність таких.
Основний водопритік у руднику формується за рахунок обводнення стовбурів. Розподіл дебіту по стовбурах відбувається наступним чином:
· ВПС - 10-12 м 3 / год;
· СС-3 - 4-5 м 3 / год;
· ВС-5 - 5-6 м 3 / год;
· ВС-6 - 6-7 м 3 / год;
Сумарний водоприток по руднику становить 32-35 м 3 / год.

1.6. Фізико-механічні властивості руд і вмісних порід

Об'ємні ваги руд:
· Багаті руди 1 Хаерлахской поклади - 4.2 т / м 3;
· Багаті руди 2 Північної поклади -4.0 т / м 3;
· Вкраплені руди 2 Північної поклади -3.05 т / м 3;
· Мідисті руди - 3.3 т / м 3;
Значення коефіцієнта міцності за шкалою М.М. Протод'яконова:
· Для багатих руд - 5-10;
· Для мідистих руд - 5-16;
· Для вкраплених руд - 5-10;
· Для вміщуючих порід - 5-10.
Сульфідні руди схильні до окислення, розігріву, спікання, самозаймання і злежування з виділенням тепла (3400-4700 ккал на 1 м 3 поглиненого кисню). Температура порід у полі рудника коливається в межах 23-36 о. У породах вільна кремнекислота відсутня. Вологість руди в природному заляганні становить 1-4%, у відбитій масі - до 7%.

1.7. Газоносність порід

Всі породи і руди, що складають поле рудника, газоносність. Наявність горючих газів, пов'язаних з вугленосними відкладеннями тунгуської серії (інтервал 20-350м) і грантолітовимі сланцями нижнього силуру (глибина залягання близько 2000м) з яких гази можуть мігрувати в вищерозміщені зону товщ. Встановлено наявність вуглекислого газу, метану, важких вуглеводнів, азоту і гелію в газових виділеннях. Загальний очікуваний дебіт становить 450 м 3 / добу.

1.8. Якісна характеристика руд і рудних мінералів

Норильські мідно-нікелеві руди є комплексними, з них сучасними технологічними методами витягають кольорові метали: нікель, мідь, кобальт; благородні метали: золото, срібло і головні елементи платинової групи, окрім цього попутно отримують селен, телур і сірку.
Uном.первіч .= 6кВ, Uном.вторіч .= 100кВ.
Вибір трансформатора струму:
За табл.31.9. [1] вибираємо тип: ТПШЛ-10УЗ, Iном = 4кА, клас точності = 0,5,
Електродинамічна стійкість - кратність = 20,
Термічна стійкість 35кА/3с.
Перевірка на динамічну стійкість ;
20кА> 6,7 кА
Кратність Односекундний струму термічної стійкості:
;
Вибір трансформатора напруги.
За табл.31.13. [1] вибираємо тип: НОМ-6-У4, Uвторіч .= 100В, клас точності = 0,5, номінальна потужність 50ВА.

7. Обслуговування, ремонт і налагодження енергетичного устаткування і засобів автоматизації
Конденсаторні установки повинні задовольняти вимогам ПУЕ [2],. Які поширюються на установки напругою до 220 кВ, що приєднуються паралельно індуктивним елементам електричних систем змінного струму частотою 50 Гц (установки для поперечного компенсації). До найбільш істотних особливостей електрообладнання, що впливає на компонування конденсаторних установок, належить форма його виконання, що визначає, для яких умов експлуатації це обладнання призначене: у закритому приміщенні або на відкритому повітрі. Має також значення, чи є конденсаторна установка комплектної або виконується з окремих елементів.
Розташування установки на генплані впливає на компонування в залежності від того, чи встановлюється вона спільно з іншим обладнанням в одному приміщенні або окремо. Якщо компонування дозволяє замінити кабельні зв'язку шинними - це, як правило, призводить до підвищення надійності.
Наближення конденсаторної установки до споживача реактивної потужності, поєднання в загальному приміщенні конденсаторної установки з іншим електроустаткуванням економічно вигідно.
Конструкція каркаса конденсаторних осередків повинна забезпечувати гарну обозреваемость конденсаторів, ізоляторів, запобіжників та іншого обладнання при огляді їх під напругою. До конденсаторам, запобіжниками і контактам шин повинен бути вільний доступ під час проведення ремонту при знятій напрузі, а також можливість вільної заміни конденсаторів і запобіжників без розбирання всієї клітинки. Конденсаторні установки випускаються як для одностороннього, так і для двостороннього обслуговування. Для внутрішніх установок переважно застосування конденсаторних установок з однобічним обслуговуванням. Для зручності експлуатації конденсаторних установок при знятті і установці конденсаторів масою 60 - 100кг бажано комплектно з конденсаторної установкою мати важільної або просте пересувне підйомний пристрій. У призначених для установки конденсаторів приміщеннях пристрій вікон та опалення не потрібні. Слід враховувати, що для північних районів при застосуванні конденсаторів з синтетичним діелектриком (Соволя), який допускає роботу при температурі не нижче -10 ° С, встановлювати конденсаторні установки необхідно тільки в закритих приміщеннях, де підтримується температура не нижче -10 ° С. У південних районах конденсаторні установки необхідно розташовувати по можливості з північного боку будівлі. Конденсаторні установки можна встановлювати і на відкритому повітрі.
При розробці вузлів і окремих елементів конденсаторних установок повинні враховуватися наступні вимоги:
конструкції повинні забезпечувати необхідну ступінь надійності і бути зручними в монтажі та експлуатації;
вони повинні витримувати без пошкодження зусилля, які можуть виникати як в період експлуатації, наприклад при короткому замиканні, так і при транспортуванні. Останнє особливо слід враховувати при великоблочних електроконструкцій.
Конденсатори працюють з порівняно високими напряженностямі поля в діелектрику. Спільна дія цих напруженостей та високої робочої температури призводить до скорочення терміну служби конденсаторів. Тому вентиляція конденсаторних установок повинна забезпечувати хорошу циркуляцію повітря навколо кожного конденсатора. Велике значення це має для конденсаторів, які встановлені в кілька ярусів один над іншим. Для забезпечення гарної вентиляції слід уникати горизонтальних між'ярусні перегородок. При цьому необхідно враховувати певні відстані між сусідніми конденсаторами і оточуючими стінками, для того щоб можна було всю поверхню конденсатора повністю використовувати для відводу тепла.
Приміщення, де встановлюються конденсаторні установки, повинні мати природну вентиляцію; якщо остання не забезпечує зниження температури повітря в приміщенні до рівня максимально допустимої, необхідно застосовувати штучну вентиляцію. Температура навколишнього повітря в приміщенні конденсаторних установок не повинна перевищувати 35 ° С.
Конденсаторні установки не допускається встановлювати в цехах з насиченою струмопровідним пилом, з хімічно активним і вибухонебезпечним середовищем, а також у цехах, де конденсатори можуть піддаватися постійним струсів, вібрацій і ударів. При розміщенні конденсаторних установок в окремому приміщенні для захисту від випадкових дотиків, до частин обладнання, що знаходяться під напругою, повинно передбачатися сітчасту огорожу висотою не менше 1,7 м від підлоги. При установці ж у виробничих приміщеннях можуть передбачатися суцільні огородження з листової сталі з отворами для вентиляції. Корпуси (баки) конденсаторів, металеві конструкції, на яких вони стоять, сітчасті огородження, та інші нетоковедущие частини конструкції конденсаторної установки повинні бути заземлені та приєднані до загального контуру заземлення підстанції, цеху. У клітинці введення конденсаторної установки повинні бути передбачені затискачі для приєднання переносних заземлюючих пристроїв.
Конденсаторні установки (якщо їх встановлено дві або кілька поруч чи в одному приміщенні) із загальною масою масла більше 600кг повинні бути розташовані в окремому приміщенні з виходом назовні або в загальне приміщення I і II ступенів вогнестійкості за пожежними вимогами, при цьому під конденсаторної установкою напругою вище 1000 В повинен бути влаштований маслоприемник, розрахований, на 20% загальної маси олії, що міститься у всіх конденсаторах.

8. Економічна частина
8.1. Економічна ефективність застосування компенсуючих пристроїв і СРФ.
Капітальні витрати на установку обладнання компенсуючих пристроїв і СРФ.
Вартість батарей конденсаторів:
по табл.16-19. [6] приймаємо вартість 1кВАр = 2,15 у.о.
Ц БК = 2,15 * 1800 = 3870 у.о.
Вартість комутаційної апаратури:
4 вакуумних вимикача Ц = 4 * 161 = 644 у.о.
4 роз'єднувачі Ц = 4 * 16,5 = 66 у.о.
Вартість батарей конденсаторів СРФ і реакторів:
Ц БК = 2,15 * 7800 = 16770 у.о.
Ц Р = 1720 * 18 = 30960 у.о.
Вартість комутаційної апаратури для СРФ:
6 вакуумних вимикача Ц = 6 * 161 = 966 у.о.
4 роз'єднувачі Ц = 6 * 16,5 = 99 у.о.
Втрати активної енергії в конденсаторах БК і СРФ:
БК = DР * 5000 * С,
де С = 0,009 у.о. за 1 кВт * год
БК = 5,4 * 10 3 * 3000 * 0,009 = 150 у.о.
СРФ = 23,4 * 10 3 * 3000 * 0,009 = 630 у.о.
Втрати активної енергії в реакторах СРФ:
СРФ = 6,5 * 10 3 * 18 * 3000 * 0,009 = 3000 у.о.
Витрати, пов'язані з проектуванням та експлуатацією компенсуючих пристроїв.
Наведені витрати, пов'язані з проектуванням та експлуатацією КУ, можуть бути записані у вигляді
Зк = Гк + р Н Кк, (8.1)
де Дк-річні експлуатаційні витрати; Кк-кошторисна вартість КУ, тобто капітальні витрати на їх установку; р Н - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних витрат.
На стадії проектних проробок зазвичай користуються укрупненими техніко-економічними показниками. У даному випадку капітальні витрати і річні експлуатаційні витрати зручніше представляти у функції питомих капітальних витрат k у.к і встановленої потужності КУ Qк. За цих умов можна записати |
Кк = k у.к Qк, (8.2)
Гк = р до k у.к Qк + Dр у.к QкТ к.макс b, (8.3)
де р к - відрахування на амортизацію, поточний ремонт і обслуговування КУ; Dр у.к - питомі втрати потужності в КУ; Тк. макс - час використання максимальної потужності КУ; b - вартість 1 кВт • год втраченої енергії.
Приймаються k у.к = 1, р Н = 1,1, р до = 0,01 Кк, k у.к = 2,15 у.о. / кВАр, Dр у.к = 0,003 кВт / кВАр, Т = 3000ч ., b = 0,009 у.о. / кВт
Кк = Ц БК + Ц комм.апп = 3870 +710 = 4580 у.о.
Зк = 4580 * 0,1 * 2,15 * 1800 +0,003 * 1800 * 3000 * 0,009 +1,1 * 4580 = 1777644 у.о.
Економічна ефективність мінімізації рівня гармонік.
Оцінка економічної ефективності мінімізації гармонік грунтується на формулі приведених витрат
З = рК осн + І н, (8.4)
де косно - одноразові капітальні вкладення; Ін - щорічні витрати виробництва, р - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень.
Для порівнюваних варіантів у формулу входять лише складові, які обумовлені наявністю гармонік або коштів, мінімізують рівні їх, з урахуванням додаткового ефекту, обумовленого мінімізацією.
Щорічні. витрати виробництва в розглянутому випадку складаються з амортизаційних відрахувань на реновацію Ір і капітальний ремонт Ік.р, вартості поточних ремонтів Іт.р, вартості втрат електроенергії Іп та інших експлуатаційних витрат ІЕ:
Ін = Ір + Ік.р + Іт.р + Іп + ІЕ, (8.5)
Косно = Цк + Цр + Цкомм.апп .= 16770 +30960 +846 +99 = 48675 у.о.
Ір = 0,2 * 48675 = 9735 у.о.
Ік.р = 0,2 * 48675 = 9735 у.о.
Іт.р. = 0,01 * 48675 = 487 у.о.
Іп = 630 +3000 = 3630 у.о.
ІЕ = 0,01 * 48675 = 487 у.о.
З = 1,1 * 48675 +9735 * 2 +487 * 2 +3630 = 79700 у.о.
Сумарні витрати З = 1777644 +79700 = 1857344 у.о.
Економічний ефект від модернізації.
Додаткові втрати активної потужності при передачі реактивної
Ц = DР * З * Т,
Ц = 559 * 10 3 * 0,009 * 5000 = 25000 у.о.
Втрати в кабельних лініях від низького коефіцієнта потужності
Ц = 495 у.о.
Втрати в електричних машинах від несинусоїдального напруги
Синхронні двигуни можна не враховувати.
Втрати в трансформаторах
Ц = 600 * 10 3 * 0,009 * 5000 = 28700 у.о.
Плата за споживання реактивної потужності.
За табл. 3.6. [8] З = 0,0007 у.о. / кВАр
Ц = (7800 +1800) * 0,0007 * 5000 = 33600 у.о.
Витрати на встановлення та обслуговування реакторів на ГПП-33
Вартість реакторів Ц = 4 * 6000 = 24000 у.о.
Зк = Гк + р Н Кк,
де Дк = З аморт. + З тек.рем. + З обслуг. - експлуатаційні витрати,
Кк-кошторисна вартість реакторів, тобто капітальні витрати на їх установку; р Н - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних витрат.
З аморт. = 0,12 Кк,
З тек.рем. = З обслуг. = 0,3 * З аморт,
Зк = 0,12 * 24000 +0,036 * 24000 * 2 +1,1 * 24000 = 31008 у.о.
Сумарна ефективність З = 25000 +495 +28700 +33600 +31008 = 118833 у.о.
Окупність модернізації складе Т = .

9. Охорона праці
9.1. Небезпека ураження електричним струмом в рудничних умовах
Дія електричного струму на організм.
Проходячи через організм, електричний струм справляє термічне, електролітичне і біологічне дії.
Термічна дія виражається в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні кровоносних судин, нервів і т. п.
Електролітична дія виявляється у розкладанні крові та інших органічних рідин, що викликає значні порушення їх фізико-хімічних складів.
Біологічна дія є особливим специфічним процесом, властивим лише живій тканині. Воно виражається в роздратуванні і порушенні живих тканин організму, що супроводжується мимовільними судомними скороченнями м'язів, в тому числі м'язів серця та легень. У результаті можуть виникнути різні порушення в організмі, у тому числі порушення і навіть повне припинення діяльності органів дихання і кровообігу. Подразнюючу дію струму на тканини організму може бути прямим, коли струм проходить безпосередньо з цих тканин і рефлекторним, тобто через центральну нервову систему, коли шлях струму лежить поза цих тканин.
Все це різноманіття дій електричного струму призводить до двох видів поразки: електричним травм і електричним ударів.
Електричні травми - це чітко виражені місцеві пошкодження тканин організму, викликані впливом електричного струму або електричної дуги. Розрізняють такі електричні травми: електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри і механічні ушкодження.
Електричні опіки можуть бути викликані протіканням струму безпосередньо через тіло людини, а також впливом електричної дуги на тіло. У першому випадку опік виникає як наслідок перетворення енергії електричного струму в теплову і є порівняно легким (почервоніння шкіри, утворення пухирів). Опіки, викликані електричною дугою носять, як правило, важкий характер (омертвіння ураженої ділянки шкіри та обвуглювання тканин).
Електричні знаки - це чітко окреслені плями сірого, блідо-жовтого кольору діаметром 1-5 мм на поверхні шкіри чоло століття, яка зазнала дії струму. Електричні знаки безболісні і лікування їх закінчується, як правило, благополучно.
Металізація шкіри - це проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших частинок металу, розплавився під дією електричної дуги. Зазвичай з плином часу хвора шкіра сходить, уражена ділянка набуває нормального вигляду і зникають хворобливі відчуття.
Механічні ушкодження є наслідком різких мимовільних судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через людину. У результаті можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин та нервової тканини, а також вивихи суглобів і навіть переломи кісток. Механічні пошкодження виникають дуже рідко.
Електричний удар - це збудження живих тканин організму проходять через нього електричним струмом, що супроводжується мимовільними судомними скороченнями м'язів.
Розрізняють такі чотири ступені ударів:
I - судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості;
II - судорожне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженим диханням і роботою серця;
III - втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або подиху (або того й іншого разом);
IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.
Клінічна («уявна») смерть - перехідний процес від життя до смерті, що наступає з моменту припинення діяльності серця і легенів.
У людини, що знаходиться в стані клінічної смерті, відсутні всі ознаки життя: він не дихає, серце його не працює, больові роздратування не викликають ніяких реакцій, зіниці очей розширені і не реагують на світло. Однак у цей період життя в організмі ще повністю не згасла, бо тканини його вмирають не все відразу і не відразу згасають функції різних органів. У перший момент майже у всіх тканинах тривають обмінні процеси, хоча і на дуже низькому рівні і різко відрізняються від звичайних, але достатні для підтримки мінімальної життєдіяльності. Ці обставини дозволяють, впливаючи на більш стійкі життєві функції організму, відновити згасаючі або тільки що згаслі функції, тобто оживити вмираючий організм.
Першими починають гинути дуже чутливі до кисневого голодування клітини кори головного мозку, з діяльністю яких пов'язані свідомість і мислення. Тому тривалість клінічної смерті визначається часом з моменту припинення серцевої діяльності і дихання до початку загибелі клітин кори головного мозку; в більшості випадків вона складає 4-5 хв, а при загибелі здорової людини від випадкової причини, наприклад від електричного струму, - 7-8 хв .
Біологічна (істинна) смерть - необоротне явище, що характеризується припиненням біологічних процесів у клітинах і тканинах організму і розпадом білкових структур; вона настає, але закінчення періоду клінічної смерті.
Вихід впливу електричного струму залежить від ряду факторів, у тому числі від електричного опору тіла людини, величини і тривалості протікання через нього струму, роду і частоти струму і індивідуальних властивостей людини.
Електричний опір тіла людини складається з опору шкіри й опору внутрішніх тканин.
Шкіра, вірніше її верхній шар, званий епідермісом, що має товщину до 0,2 мм і складається в основному з мертвих ороговілих клітин, володіє великим опором, яке і визначає загальний опір тіла людини. Опір внутрішніх тканин людини низьке і становить 300-500 Ом.
При сухій чистою і непошкодженою шкірі опір тіла людини коливається в межах від 2 тис. до 2 млн. Ом. При зволоженні та забрудненні шкіри, а також при пошкодженні шкіри (під контактами) опір тіла виявляється найменшим - 300-500 Ом, тобто доходить до значення, рівного опору внутрішніх тканин тіла. При розрахунках опір тіла людини приймається рівним 1000 Ом.
Величина струму, що протікає через тіло людини, є головним чинником, від якого залежить результат поразки: чим більше струм, тим небезпечніше його дія. Людина починає відчувати протікає через нього струм промислової частоти (50 Гц) щодо малого значення: 0,1-1,5 мА. Цей струм називається пороговою відчутним струмом.
Струм 10-15 мА (при 50 Гц) викликає сильні і дуже хворобливі судороги м'язів рук, які людина подолати не в змозі, тобто він не може розтиснути руку, якої стосується токовсдущой частині, що не може відкинути провід від себе і виявляється як б прикутим до струмоведучих частини. Такий струм називається пороговою неминучий.
При 25-50 мА дію струму поширюється і на м'язи грудної клітини, що призводить до утруднення і навіть припинення дихання. При тривалому впливі цією струму - протягом кількох хвилин - може настати смерть внаслідок припинення роботи легенів.
При 100 мА струм безпосередньо впливає і на м'яз серця, викликаючи його зупинку або фібриляцію, тобто швидкі хаотичні і різночасові скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), при яких серце перестає працювати як насос. У результаті в організмі припиняється кровообіг і настає смерть.
Тривалість протікання струму через тіло людини впливає на результат поразки внаслідок того, що з часом різко зростає струм за рахунок зменшення опору тіла і накопичуються негативні наслідки дії струму на організм.
Рід і частота струму в значній мірі визначають ступінь ураження. Найбільш небезпечним є змінний струм з частотою від 20 до 1000 Гц. При частоті менше 20 або більше 1000 Гц небезпека ураження струмом помітно знижується. При постійному струмі пороговий відчутний струм підвищується до 6-7 мА, а граничний неотнускающчй струм - до 50-70 мА. Струми частотою понад
100 000 Гц не надають дратівної дії на тканини і тому не викликають електричного удару. Однак вони зберігають небезпеку за умовами термічних опіків.
9.2. Перша допомога людині, ураженому електричним струмом
Перша долікарська допомога при нещасних випадках від електричного струму складається з двох етапів: звільнення потерпілого від дії струму і надання йому медичної допомоги.
Звільнення потерпілого від дії струму може бути здійснено декількома способами. Найбільш простий і вірний спосіб - це відключення відповідної частини електроустановки. Якщо відключення швидко зробити чомусь не можна (наприклад, далеко розташований вимикач), можна при напрузі до 1000В перерубати проводи сокирою з дерев'яною ручкою або відтягнути потерпілого від струмоведучих частини, взявшись за його одяг, якщо вона суха, відкинути від нього провід за допомогою дерев'яної палиці і т. п.
При напрузі вище 1000В слід застосовувати діелектричні рукавички, боти і, у необхідних випадках, ізолюючу штату або ізолюючі кліщі.
Заходи першої медичної допомоги потерпілому від електричного струму залежать від його стану.
Якщо потерпілий у свідомості, але до цього був у непритомності або тривалий час знаходився під струмом, йому необхідно забезпечити повний спокій до прибуття лікаря або терміново доставити до лікувального закладу.
При відсутності свідомості, але зберігся диханні потрібно рівно і зручно укласти потерпілого на м'яку підстилку, растегнуть пояс і одяг, забезпечити приплив свіжого повітря. Слід давати нюхати нашатирний спирт, кропити водою, розтирати і зігрівати тіло.
При відсутності ознак життя треба робити штучне дихання і масаж серця.
І з к у з з т в е н н о в и д и х а н і е повинно бути розпочато негайно після звільнення потерпілого від дії струму та виявлення його стану. Воно повинно проводитися методами відомими під назвою "з рота в рот" і «з рота в ніс». Ці методи полягають у тому, що надає допомогу вдмухує повітря зі своїх легенів і легені потерпілого через його рот або через ніс. Встановлено, що повітря, що видихається з легких, містить достатню для дихання кількість кисню. При цьому способі потерпілого укладають на спину, відкривають йому рот і видаляють з рота сторонні предмети і слиз. Для розкриття гортані надає допомогу закидає голову потерпілого тому, поклавши під його потилицю одну руку, а другою рукою натискає на лоб або тім'я потерпілого до такої міри, щоб підборіддя опинився на одній лінії з шиєю.
Після цього надає допомогу робить глибокий вдих і з силою видихає повітря в рот потерпілого. При цьому він повинен охопити своїм ротом весь рот потерпілого і своїм обличчям затиснути йому ніс. Потім надає допомогу відкидається, тому і робить новий вдих. У цей період грудна клітка потерпілого опускається, і він робить пасивний видих.
В одну хвилину слід робити 10-12 вдуваний. Вдування повітря можна проводити через марлю, носову хустку або спеціальну трубку.
При поновленні у потерпілого самостійного дихання деякий час слід продовжувати штучне дихання до повного приведення потерпілого в свідомість, приурочивши вдування до початку власного вдиху потерпілого.
Зовнішній масаж серця має на меті штучно підтримати в організмі кровообіг і відновити самостійну діяльність серця.
Визначивши промацуванням місце натиснення, яке має бути приблизно на два пальці вище м'якого кінця грудини, який надає допомогу кладе на нього нижню частину долоні однієї руки, а потім поверх першої руки кладе під прямим кутом другу руку і натискає на грудну клітку постраждалого, злегка допомагаючи при цьому нахилом всього корпусу. Натискати слід приблизно один раз на секунду швидким поштовхом так, щоб просунути нижню частину грудини вниз у бік хребта на 3-4 см, а у повних людей - на 5-6 см.
Після швидкого поштовху руки залишаються в досягнутому положенні приблизно протягом 0,5 с. Після цього надає допомогу повинен злегка випрямитися і розслабити руки, не забираючи їх від грудей.
Одночасно з масажем серця потрібно виконувати штучне дихання (вдування). Вдування треба робити в проміжках між натисканням або ж під час спеціальної паузи через кожні 4-5 натискань.
Якщо допомогу надає одна людина, він зобов'язаний чергувати операції: після двох вдування повітря виробляти 15 натискань на грудну клітку.
Про відновлення діяльності серця у потерпілого судять по появі у нього власного, не підтримуваного масажем регулярного пульсу. Для перевірки пульсу необхідно перервати масаж на 2-3 с.
9.3. Аналіз небезпеки ураження струмом у різних електричних мережах
У рудничних умовах, згідно з ПУЕ [2], застосовують мережі з ізольованою нейтраллю, що обумовлює деякі особливості при аналізі небезпеки ураження струмом.
Випадки ураження людини струмом можливі лише при замиканні електричного кола через тіло людини або, інакше кажучи, при дотику людини не менш ніж до двох точках ланцюга, між якими існує деяке напруження.
Небезпека такого дотику, оцінювана величиною струму, що проходить через тіло людини, або ж напруга дотику, залежить від ряду чинників: схеми включення людини в ланцюг, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, ізоляції струмоведучих частин від землі і т.п.
Схеми включення людини і ланцюг, можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві: між двома проводами і між одним і землею. Зрозуміло, у другому випадку передбачається наявність електричного зв'язку між мережею і землею.
Стосовно до мереж змінного струму першу схему зазвичай називають двофазним включенням, а другу - однофазним.
Двофазне включення, тобто дотик людини одночасно до двох фаз, як правило, більш небезпечно, оскільки до тіла людини прикладається найбільшу в даній мережі напруга - лінійне, і тому через людину піде більший струм.
Неважко уявити, що двофазне включення є однаково небезпечним в мережі як з ізольованою, так і з заземленою нейтралями.
При двофазному включенні небезпека ураження не зменшиться і в тому випадку, якщо людина надійно ізольований від землі, тобто якщо він має на ногах гумові калоші або боти, або стоїть на ізолюючому (дерев'яному) підлозі, або на діелектричному килимку.
Однофазне включення відбувається значно частіше, але є менш небезпечним, ніж двофазне включення, оскільки напруга, під яким опиняється людина, не перевищує фазного, тобто менше лінійного в 1,73 рази. Відповідно менше виявляється струм, що проходить через людину.
Крім того, на величину цього струму впливають також режим нейтралі джерела струму, опір ізоляції і ємність проводів відносно землі, опір підлоги, на якому стоїть людина, опір його взуття та деякі інші фактори.
У трифазної трипровідною мережі з ізольованою нейтраллю струм, що проходить через людину, при дотику до однієї з фаз мережі в період її нормальної роботи визначається наступним виразом:
, (9.1)
де r і С - відповідно опір ізоляції проводу та ємність проводу відносно землі.
З виразу випливає, що в мережах з ізольованою нейтраллю, які мають незначною ємністю між проводами і землею, що має місце в повітряних мережах невеликої протяжності, небезпеку для людини, доторкується до однієї з фаз у період нормальної роботи мережі, залежить від опору проводів відносно землі: зі збільшенням опору небезпека зменшується.
Тому дуже важливо в таких мережах забезпечувати високий опір ізоляції і контролювати її стан з метою своєчасного виявлення та усунення несправностей, що виникли.
Проте в мережах з великою місткістю відносно землі, що характерно для кабельних мереж, роль ізоляції проводів в забезпеченні безпеки дотику втрачається.
При аварійному режимі роботи мережі з ізольованою нейтраллю, тобто коли виникло замикання однієї з фаз на землю через малий опір струм через людину, доторкується до неушкодженої фазі буде більше, тому що напругу під яким виявиться людина, буде значно більше фазного і дещо менше лінійного напруги мережі.
Причини поразки електричним струмом і основні заходи захисту.
Основні причини нещасних випадків від дії електричного струму наступні.
1. Випадковий дотик або наближення на небезпечну відстань до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.
2. Поява напруги на металевих конструктивних частинах електрообладнання - корпусах, кожухах і т. п. - у результаті пошкодження ізоляції та інших причин.
3. Поява напруги на відключених струмовідних частинах на яких працюють люди, внаслідок помилкового вмикання установки.
4. Виникнення крокової напруги на поверхні землі в результаті замикання проводу на землю.
Основними заходами захисту від ураження струмом є: забезпечення недоступності струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, для випадкового дотику; захисне розділення мережі; усунення небезпеки ураження при появі напруги на корпусах, кожухах та інших частинах електрообладнання, що досягається застосуванням малих напруг, застосуванням подвійної ізоляції, вирівнюванням потенціалу, захисним заземленням, занулением, захисним відключенням та ін; застосування спеціальних захисних засобів - переносних приладів і пристроїв; організація безпечної експлуатації електроустановок.
Захисне поділ мережі. У розгалуженій електричної мережі, тобто володіє великою довжиною, цілком справна ізоляція може мати малий опір, а ємність проводів відносно землі - більшу величину. Ці обставини є вкрай небажаними за умовами безпеки, тому що в таких мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю втрачається захисна роль ізоляції проводів і посилюється загроза ураження людини струмом у випадку дотику його до проводу мережі (або до якого-небудь предмету, який виявився під фазним напругою).
Цей істотний недолік може бути усунений шляхом, так званого захисного поділу мережі, тобто поділу розгалуженої (протяжної) мережі на окремі невеликі за протяжністю і електрично не зв'язані між собою ділянки.
Поділ здійснюється за допомогою спеціальних розділових трансформаторів. Ізольовані ділянки мережі мають великим опором ізоляції й малої ємністю проводів відносно землі, завдяки чому значно поліпшуються умови безпеки.
Застосування зниженої напруги. При роботі з переносним ручним електроінструментом - дрилем, гайковертом, електричним зубилом і т. п., а також ручний переносний лампою людина має тривалий контакт з корпусами цього обладнання. У результаті для нього різко підвищується небезпека ураження струмом у разі пошкодження ізоляції і появи напруги на корпусі, особливо, якщо робота проводиться в приміщенні з підвищеною небезпекою, особливо небезпечному або надворі ..
Для усунення цієї небезпеки необхідно живити ручний інструмент і переносні лампи зниженою напругою не вище 36В.
Крім того, в особливо небезпечних приміщеннях при особливо несприятливих умовах (наприклад, робота в металевому резервуарі, робота, сидячи або лежачи на підлозі струмопровідному і т. п.) для живлення ручних переносних ламп потрібно ще більш низька напруга - 12В.
Захисне заземлення.
Захисне заземлення - навмисне з'єднання з землею металевих частин обладнання, що не знаходяться під напругою в звичайних умовах, але які можуть опинитися під напругою в результаті порушення ізоляції електроустановки.
Призначення захисного заземлення - усунення небезпеки ураження людей електричним струмом при появі напруги на конструктивних частинах електрообладнання, тобто при «замиканні на корпус».
Принцип дії захисного заземлення - зниження до безпечних значень напруг дотику і кроку, обумовлених «замиканням на корпус». Це досягається зменшенням потенціалу заземленого обладнання, а також вирівнюванням потенціалів за рахунок підйому потенціалу підстави, на якому стоїть людина, до потенціалу, близького за величиною до потенціалу заземленого обладнання.
Область застосування захисного заземлення - трифазні трипровідні мережі напругою до 1000В з ізольованою нейтраллю і вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі.
Занулення.
Занулением назву приєднання до неодноразово заземленого нульового проводу мережі живлення корпусів та інших конструктивних металевих частин електрообладнання, які нормально не знаходяться під напругою, але внаслідок пошкодження ізоляції можуть опинитися під напругою.
Завдання занулення та ж, що і захисного заземлення: усунення небезпеки ураження людей струмом при пробої на корпус. Вирішується це завдання автоматичним відключенням пошкодженої установки від мережі.
Принцип дії занулення - перетворення пробою на корпус в однофазне коротке замикання (т. е. замикання між фазним і нульовим проводами) з метою створення великого струму, здатного забезпечити спрацьовування захисту і тим самим автоматично відключити пошкоджену установку від мережі живлення. Таким захистом є: плавкі запобіжники або автоматичні вимикачі, що встановлюються перед споживачами енергії для захисту від струмів короткого замикання.
Швидкість відключення пошкодженої установки, тобто час із моменту появи напруги на корпусі до моменту відключення установки від живильної електромережі, становить 5-7 с. при захисті установки плавкими запобіжниками і 1-2 с. при захисті автоматами.
Область застосування занулення - трифазні чотирипровідні мережі напругою до 1000В з глухозаземленою нейтраллю. Зазвичай це мережі напругою 380/220 і 220/127В, широко застосовуються в машинобудівній промисловості.
Призначення нульового проводу - створення для струму короткого замикання ланцюга з малим опором, щоб цей струм був достатнім для швидкого спрацьовування захисту.
9.4. Захисні засоби, що застосовуються в електроустановках
У процесі експлуатації електроустановок нерідко виникають умови, при яких навіть найдосконаліше їх виконання не забезпечує безпеки працюючого і потрібне застосування спеціальних захисних засобів. Наприклад, при роботах поблизу струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, існує небезпека дотику до цих частин і тому потрібна спеціальна ізоляція інструменту і працюючого. При роботах на відключених струмовідних частинах - шинах, проводах і т. п. є небезпека випадкової появи напруги на них, тому повинні бути вжиті заходи, що виключають помилкову подачу напруги до місця робіт і разом з тим усувають небезпеку ураження струмом працюючих у разі включення електроустановки під напругу.
Такими захисними пристосуваннями, які доповнюють стаціонарні конструктивні захисні пристрої електроустановок, є так звані захисні засоби - переносні прилади і пристосування, що служать для захисту персоналу, що працює в електроустановках, від ураження струмом, від дії електричної дуги та продуктів горіння.
Захисні засоби умовно діляться на три групи: ізолюючі, огороджувальні та допоміжні.
Ізолюючі захисні засоби поділяються на основні та додаткові.
Основні ізолюючі захисні засоби здатні тривалий час витримувати робочу напругу електроустановки і тому ними дозволяється стосуватися струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, і працювати на них. До таких засобів належать: в електроустановках напругою до 1000В - діелектричні гумові рукавички, інструмент з ізольованими рукоятками і токоіскателі; в електроустановках напругою вище 1000В - ізолюючі штанги, ізолюючі і струмовимірювальні кліщі, а також покажчики високої напруги.
Додаткові ізолюючі захисні засоби мають недостатню електричну міцність і тому не можуть самостійно захистити людину від ураження струмом. Їх призначення - посилити захисну дію основних ізолюючих засобів, разом з якими вони повинні застосовуватися. До додаткових ізолюючим захисним засобів відносяться:
в електроустановках напругою до 1000В - діелектричні калоші, килимки і ізолюючі підставки; в електроустановках напругою вище 1000В - діелектричні рукавички, боти, килимки і ізолюючі підставки.
Ізолюючі штанги призначені для відключення і включення однополюсних роз'єднувачів, для накладення переносних заземлень та інших операцій.
Ізолюючі кліщі застосовують при обслуговуванні знаходяться під напругою трубчастих запобіжників.
Струмовимірювальні кліщі є переносними приладами, вони служать для вимірювання струму, що протікає в проводі, кабелі і т. п.
Покажчик високої напруги і токоіскателі використовують для перевірки наявності або відсутності напруги на струмовідних частинах електроустановок напругою вище 1000В і до 1000В відповідно.
Гумові діелектричні рукавички, калоші, боти і килимки, як додаткові захисні засоби застосовують при операціях, які виконуються за допомогою основних захисних засобів. Крім того, рукавички використовують як основне захисний засіб при роботах під напругою до 1000В, а калоші та боти використовують в якість засоби захисту від крокових напруг.
Ізолюючі підставки застосовуються в якості ізолюючого підстави.
Монтерський інструмент з ізольованими рукоятками застосовується при роботах під напругою в електроустановках до 1000 В.
Огороджувальні захисні засоби призначені: для тимчасового огородження струмоведучих частин (тимчасові переносні огорожі - щити, огорожі-клітини, ізолюючі накладки, ізолюючі ковпаки); для попередження помилкових операцій (попереджувальні плакати); для тимчасового заземлення відключених струмовідних частин з метою усунення небезпеки ураження працюючих струмом при випадковому появі напруги (тимчасові захисні заземлення).
Допоміжні захисні засоби призначені для індивідуального захисту працюючого від світлових, теплових і механічних впливів. До них відносяться захисні окуляри, протигази, спеціальні рукавиці і т. п.
Справність захисних засобів повинна перевірятися оглядом перед кожним їх застосуванням, а також періодично через 6-12 місяців. Ізолюючі захисні засоби, а також накладки і ковпаки періодично піддаються електричним випробуванням.

Висновок.
У результаті виконаної роботи зроблена компенсація реактивної потужності собсотвеннимі силами підприємства, тому що реактивна потужність задається енергосистемою (ТЕЦ-2) не регламентується. Застосування фільтрокомпенсірующіх пристроїв, високовольтних батарей конденсаторів і синхронних двигунів компресорної станції дозволить повністю компенсувати дефіцит реактивної потужності рудника.
При ідеальній налаштування в резонанс силові резонансні фільтри повністю поглинають вищі гармонійні складові, на які вони налаштовані. Оскільки в реальних умовах відбувається відхилення від ідеальної настройки внаслідок відходу номіналу елементів фільтра та інших причин, то дати кількісну оцінку коефіцієнта несинусоїдальності після застосування СРФ представляється важко.

Бібліографічний список.
1. Довідник з електропостачання та електрообладнання: у 2 т. / За заг. ред. А.А. Федорова. Т.2 Електрообладнання. - М.: Вища школа, 1987. - 592 с.
2. Правила улаштування електроустановок. - М.: Вища школа, 1985. - 640 с.
3. Довідник з електропостачання та електрообладнання: у 2 т. / За заг. ред. А.А. Федорова. Т.1 Електропостачання. - М.: Вища школа, 1986. - 568 с.
4. Федоров А.А., Старкова Л.Є. Навчальний посібник для курсового і дипломного проектування з електропостачання промислових підприємств: Учеб. посібник для вузів. - М.: Вища школа, 1987. - 368с.
5. Технічна інформація про виконання I етапу госпдоговори 082-255 на тему: "Дослідження показників якості електричної енергії у вузлах навантаження з тиристорними перетворювачами рудника Таймирський". Науковий керівник теми Г.В. Іванов.
6. Електротехнічний довідник: у 3-х т. Т.2. Електротехнічні пристрої / За заг. ред. проф. МЕІ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудінского, Л. А. Жукова та ін - 6-е вид., Испр. і доп. - М. Енергоіздат, 1981. - 640 с.
7. Жежеленко І.В. Вищі гармоніки в системах електропостачання промпідприємств. М., Енергія, 1974. - 184 с.
8. Желєзко Ю.С. Вибір заходів щодо зниження втрат електроенергії в електричних мережах: Керівництво для практичних розрахунків. - М. Вища школа, 1989. - 176 с.
9. Александров К.К., Кузьміна Є.Г. Електротехнічні креслення і схеми. - М.: Вища школа, 1990. - 288 с.
10. Баркан Я.Д. Автоматичне управління режимом батарей конденсаторів. - М. Енергія, 1978. - 112 с.
11. Ілляшов В.П. Конденсаторні установки промислових підприємств. М., Енергія, 1972. - 248 с.
12. Жежеленко І.В. Якість електроенергії на промислових підприємствах. - К.: Техніка, 1981. 160 с.
13. Желєзко Ю.С. Компенсація реактивної потужності і підвищення якості електроенергії. - М.: Вища школа, 1985. - 224 с.
14. Красник В.В. Автоматичні пристрої з компенсації реактивної потужності в електромережах підприємств. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1983. - 136 с.
15. Поспєлов Є.Г. та ін Компенсуючі і регулюючі пристрої в електричних системах. Л.: Вища школа. Ленінгр. отд-ня, 1983. - 112 с.
16. Охорона праці в машинобудуванні. Під ред. Є.Я. Юдіна. Уч. для вузів. М., Машинобудування, 1976. - 335 с.
Крім названих компонентів, руди містять цілий ряд інших елементів, з яких важливо відзначити залізо, що йде в шлаки і шкідливі домішки, з яких головними є, селен цинк і миш'як, спорадично зустрічаються в рудах.
До числа шлакоутворюючих компонентів в першу чергу відносяться оксиди кремнію, заліза, алюмінію, магнію, кальцію і деякі інші.
Сульфідні зруденіння генетично пов'язано з великою диференційованої інтрузій габро-долерітов і представлене трьома основними типами руд:
· Суцільними (найбільш багатими)
· Вкрапленнями і прожилково-вкрапленими в породах нижньої частини інтрузії
· Вкрапленнями і прожилково-вкрапленими в породах, що вміщають інтрузій (Медист)
Мінерали, що складають норильські р. діляться на наступні чотири групи:
1. Головні: піротин, троилит, пентландіт, халькопірит, Талнаха, моікухіт, путораніт, кубаніт, магнетит.
2. Другорядні: гірський, марказит, Міллер, сфалерит, халькозин, мінерали групи валеріта.
3. Рідкісні: алабаніт, віоларіт, Годлевський, ковеллін, маухеріт, нікелін, молібденіт, станин.
4. Мінерали благородних металів: сперріліт, Урванцева, самородні золото і срібло, мінерали платини і паладію.
1.9. Типізація руд
В якості головного класифікаційної ознаки служить мінеральний склад рудної частини з урахуванням кількісних співвідношень головних рудних мінералів. При мікроскопічному вивченні шліфів руд виділені наступні стійкі рудні асоціації:
1. Пентландіт-халькоперіт-пірротіновая.
2. Піррі-пентландіт-халькопіррітовая (з борнітом і сфалеритом)
3. Піротин-халькопірит-кубанітовая.
4. Пірит-халькопірітовая (з мілерітом і магнетитом)
5. Борніт-халькопірітовая (з піритом і мілерітом)
6. Пірит-магнетит-пірротіновая.
Вивчення розподілу різних рудних асоціацій по розрізу показує, що на Талнахском родовищі з повною підставою можуть бути виділені однойменні мінеральні типи руд (1 - 6).
Речовий склад рудних мінералів.
Піротин: хімічна формула змінюється від FeS до Fe 4 S 5
Пентландіт: (Fe, Ni) 9 S 8
Халькопірит: CuFeS 2 - головний медьсодержащих компонент.
Талнаха: Cu 18 (Fe, Ni) 18 S 32 - вперше знайдено на даному родовищі.
Кубаніт: CuFe 2 S 3 - другий після халькопирита сульфід міді.
Магнетит: FeFe 2 O 4
Пірит: FeS 2
Марказит: FeS 2 і крім того Ni, Co, Fe, S.
Міллер: NiS - другий після пентландіта мінерал нікелю.
Борніт: Cu 5 FeS 4
Халькозин: Cu 2 S
Валерій: Cu 3 Fe 4 S 7
Сфалерит: ZnS
Галеніт: РbS
Мінерали платинової групи норильських руд відокремлюються в три групи:
1. Самородні платинові метали та їх сплави один з одним, залізом, нікелем, міддю. Кобальтом.
2. Інтерметаліди - З'єднання платинових металів зі свинцем, вісмутом, оловом, телуром, миш'яком і сурмою.
3. Сульфіди і арсеніди платинових металів.
Всі ці мінерали знаходяться в рудах в тісній асоціації один з одним, утворюючи полімінеральні зрощення серед сульфідів або на контакті сульфідів з магнетитом або силікатами.

1.10. Розтин і підготовка родовища

Поле рудника «Таймирський» займає площу на схід і південний схід від поля рудника «Жовтневий». Кордон між рудниками по гірському скидання. Східний кордон відміток глибини 1500м.
Родовище в межах поля рудника характеризується досить складною геологічною будовою.
Поле рудника об'єднує дві основні поклади:
1 Хараелахскую і 2 Північну. У свою чергу один Хараелахская поклади серією скидів ділиться на кілька окремих рудних тіл. Рудні тіла різко відрізняються за умовами залягання.

1.11. Схема розтину

У результаті передпроектних проробок різних варіантів розтин багатих руд передбачено і здійснено шістьма вертикальними стовбурами і двома відкатних горизонтами. На основному майданчику розташовані стовбури: клітьовому № 3 (КС - 3), скиповой № 3 (СС - 3); на допоміжній - породозакладочний (ПЗЗ) і воздухоподающий (ВПС); вентиляційні стволи № 5 і № 6 (нд - 5 і ВС - 6) розташовані на північному фланзі поклади. Від вертикальних стволів поклад розкрита гірничими виробками відкатних горизонтів - 1050м і - 1300м.
Розміщення стовбурів визначалося з урахуванням ряду факторів, а саме: умови залягання рудних тіл, рельєф місцевості, гідрогеологічні дані розвідувального та контрольного стволового буріння, заходи охорони стовбурів від шкідливого впливу гірничих робіт тощо Важливим є також фактор розміщення поверхневих об'єктів рудника у взаємозв'язку з існуючими й споруджуваними об'єктами та комунікаціями.
Перетини стовбурів визначені проектом з умов розміщення в них підйомних судин і пропускання розрахункової кількості повітря.

1.12. Характеристика стовбурів

Скиповий ствол № 3 (СС - 3).

Розміщується в 198м на південний схід від скіпового ствола № 2 (рудник «Жовтневий»).
· Діаметр ствола - 6.5м;
· Глибина - 1503м;
· Висота над рівнем моря - 103м;
· Сполучення на позначках: -1130 М , -1330 М (Дозаторні), -1050 М , -1100 М , -1300 (Ходки), -1400 М (Зумпфової водовідлив).
Ствол оснащений двома багатоканатних підйомних установках типу МК 5х4 вантажопідйомністю 25 т з навішуванням чотирьох скіпів 2СН 11-24 ємністю 11м 3 кожен і служить для підйому руди з горизонтів -1050 м і -1300 м.
Клітьового стовбуру № 3 (КС - 3).
Розташований в 198м на південний схід від клітьового ствола № 2 рудника «Жовтневий».
- Діаметр ствола - 8м;
- Глибина - 1532м;
- Висота над рівнем моря - 106.3м;
- Сполучення на позначках:-1050м,-1100м,-1200м,-1300м,-1130м (заїзд в дозаторні),-132.5м (зумпфової водовідлив).
Стовбур обладнаний двома клітковий підйомними установками, одна з яких обладнана багатоканатною підйомною машиною МК 5х4 вантажопідйомністю 25 т і кліттю 1КН - 7.2 (розміри в плані 7.2х2.8 м) з противагою. В коморі здійснюється спуск-підйом людей і вантажів (у тому числі великогабаритного самохідного устаткування). Друга підйомна установка обладнана багатоканатною підйомною машиною типу ЦШ 4х4 вантажопідйомністю 14 т і кліттю 1КП - 4.5 (розміри в плані 4.5х1.5 м) з противагою. Кліть призначена для спуску-підйому людей і, матеріалів і устаткування у вагонах або на платформах. По стовбуру прокладено трубопроводи головного водовідливу, стисненого повітря та кабелі.
Породозакладочний стовбур (ПЗЗ).
Розташований в 1100м від допоміжне-закладного стовбура копальні «Жовтневий».
- Діаметр ствола - 6.5м;
- Глибина - 1413м;
- Висота над рівнем моря - 92.2м;
- Сполучення на позначках:-896м,-946м,-1046м,-1146м,-1096м,-1146м,-1196м,-1296м,-1336м (дозаторні),-1390.5м (зумпфової водовідлив).
Призначення стовбура - підйом породи, спуск-підйом людей, подача свіжого повітря. Ствол оснащений двома клітковий підйомними установками, обладнаних багатоканатних підйомних машинами ЦЩ 3.25х4 і двома клітями 1КН - 4.5 - I з противагами.
По стовбуру прокладається чотири става труб діаметром 325 мм для подачі закладної суміші.
Воздухоподающий стовбур (ВПС).
Розташований в 300м на схід від ПЗЗ.
- Діаметр ствола - 8м;
- Глибина - 1430м;
- Висота над рівнем моря - 98.5м;
- Сполучення на позначках:-895м,-946м (збійка з ПЗЗ),-1045м,-1070м (тимчасова дозаторні),-1095м,-1195м,-1295м. (Зумпфової водовідлив).
Стовбур обладнаний двома скіпових підйомних установках. Західна двухскіповая підйомна установка з підйомною машиною 2Ц - 6х2. 8Д видає гірську масу з гір. -1050 М, східна двухскіповая підйомна установка з підйомною машиною 2Ц - 5х2.3 видає гірську масу з гір. -1300 М. Місткість скіпів західного підйому - 4.6 м 3 , Східного - 5.2 м 3 .
За ставу прокладено два бетоновода, трубопровід стисненого повітря і протипожежний трубопровід.
Ствол призначений для підйому породи та подачі свіжого повітря.
Вентиляційний ствол № 5 (ВС - 5).
Розташований в 1100м на схід від ЗС - 3 рудника «Жовтневий».
- Діаметр ствола - 6.5м;
- Глибина - 1347.1м;
- Висота над рівнем моря -2 93.0м;
- Сполучення на позначках:-950м,-975м,-1025м,-1000м,-1043м (зумпфової водовідлив).
Ствол оснащений двома одноканатні підйомними установками ШПМ 1-5х3 з наважкою кліті і бадді ємністю 3 м 3 . Призначений для видачі вихідного струменя з горизонтів -1050 м -1100 м. У гирла ствола встановлений вентилятор ВЦД - 47м.
Вентиляційний ствол № 6 (НД - 6).
Розташований в 150м на схід від ЗС - 5.
- Діаметр ствола - 6.5м;
- Глибина - 1600м;
- Висота над рівнем моря-278.0м;
- Сполучення на позначках:-950м,-1100м,-1047м,-1200м,-1250м,-1278м,-1302м (зумпфової водовідлив).
Ствол оснащений двома одноканатні підйомними установками ШПМ 1-5х3 з наважкою кліті і бадді ємністю 3м 3. Призначений для видачі вихідного струменя з нижніх горизонтів, служить запасним виходом. У гирла ствола встановлений вентилятор ВЦД - 47м.

1.13. Експлуатаційні горизонти

Поле рудника «Таймирський» поділено на чотири горизонту, що мають зв'язок зі стовбурами СС - 3, КС - 3, ПЗЗ, ВПС.
Горизонт -1050 м.
Служить для розкриття та відпрацювання запасів верхньої (біля кордону рудника «Жовтневий») і середньої (взброшенной) частин 1 Хаерлахской поклади.
Горизонт -1150 м.
Служить для розкриття та відпрацювання запасів середньої частини 1 Хаерлахской поклади.
Горизонт -1300 м.
Служить для розкриття та відпрацювання запасів верху частини 2 Північної поклади.
Горизонт -1345 м.
Служить для розкриття та відпрацювання запасів нижньої частини обох покладів.
1.14. Системи розробки застосовуються на руднику "Таймирський"
Велика глибина залягання і несприятливі фізико-механічні властивості вміщуючих порід Талнахском родовища попередили розтин вертикальними стовбурами.
Виходячи з досвіду вітчизняної та зарубіжної практики, розтин здійснено на всю глибину родовища, тому що при цьому немає необхідності при експлуатації зупиняти очисні роботи для поглиблення стволів.
На руднику "Таймирський" застосовується наступна система розробки: суцільна шарова з бетонною / твердіє / закладкою відпрацьованого простору з застосуванням потужного самохідного устаткування з дизельним приводом.
Застосовуються два варіанти системи:
1) виїмка висхідними горизонтальними або слабо похилими шарами
2) камерно-Целікова виїмка
Сутність висхідного порядку виїмки шарів полягає в тому, що рудне тіло поділяється на стрічки шириною 8 м, ширина очисного простору прийнята з урахуванням результатів випробувань фізико-механічних властивостей і нарушенности руд і порід рудника "Таймирський", а також практика, застосування камерно-целікових систем розробки на інших копальнях, які відпрацьовуються шарами знизу вгору з залишенням між покрівлею шару і закладанням вільного простору. Стрічки довгою стороною распологаются по простяганню так, щоб їх грунт мав ухил, дорівнює куту розтікання закладки (5-6град.) Очисні роботи починають з виїмки центральної стрічки, і розвивають надалі в обидві сторони (по падінню та відновлення) до фланговим ухилам. Для заїзду самохідного устаткування з кожного боку поля пройдені два транспортні ухилу. Відстань між ними 328,5 м. Потім на флангах транспортного ухилу проходять панельні квершлаги в хрест простягання покладу і поділяють поле на панелі шириною 120м. З панельного квершлагу в кожній панелі проходиться діагональний ухил до покрівлі поклади, з якої нарізаються шарові орти. Вентиляційний і відкатний горизонти мають загальну схему підготовки і пов'язані з очисними виробками системою рудоспусков і вентиляційних повстають, які служать для вентиляції і переспуска руди.
Виїмку запасів виробляють у три стадії:
1) відпрацювання нижнього шару;
2) відпрацювання основного шару;
3) відпрацювання підпокрівельного шару.
При камерно-целікової системі розробки панель розділяють на секції, що включають три стрічки по 8 метрів, отрабатваемие у дві черги: в першу - непарні стрічки шарами знизу вгору, а в другу чергу середню стрічку (цілик) вертикальними шарами на всю потужність рудного тіла, після повної виїмки та закладки примикають до неї стрічок. Підготовка і технологія очисної виїмки шарами знизу вверх залишається без змін. Для забезпечення доступу самохідного устаткування в район камер, необхідні вироблення зберігають у панельному цілику.
Конструкція днища камер може бути рудної і бетонною. Для оформлення рудного днища в грунті суміжній з камерою стрічки залишають рудний шар потужністю 3,5-4 метри, в якому проходять по кордону залишені рудного шару, який відпрацьовують після випуску руди з камери і її закладки.

2. Механічне обладнання
2.1. Підземний транспорт
Сукупність операцій із завантаження і переміщенню вантажів у межах гірничого підприємства, як у шахті, так і на поверхні носить назву "рудничний транспорт".
Рудничний транспорт має дуже важливе значення для всієї роботи копальні. Лише за умови чіткої та безперебійної роботи транспорту найбільш повно реалізуються технічні можливості виїмкової обладнання, створюються умови для зростання видобутку, підвищення продуктивності праці і зниження собівартості продукції.
Всі транспортні пристрої і їх робота повинні бути технічно та організаційно пов'язані між собою в загальному комплексі гірських робіт.
Основними вимогами, що висуваються до транспортного обладнання, є своєчасне і безперебійне переміщення корисної копалини і породи із забоїв. У зв'язку з цим транспортні установки повинні мати продуктивність, відповідну продуктивності вибоїв при застосуванні найбільш досконалих і прогресивних засобів механізації. Незважаючи на відносно високий рівень механізації і зростаючу технічну оснащеність внутрішахтний транспорт до теперішнього часу є ще досить трудомістким і дорогим процесом і не завжди забезпечує безперебійну високопродуктивну роботу очисних і гірничопрохідницьких комплексів.
Організаційна робота на транспорті повинна мати такий зміст:
взаимоувязка всіх ланок транспортної системи по пропускній здатності і в часі;
раціональна розстановка вагонного парку;
вибір найбільш раціональних маршрутів руху;
виділення необхідного часу на профілактичне обслуговування транспортних засобів;
оперативне регулювання роботи транспорту.
Основою організації роботи внутрішахтного транспорту є робота всіх його ланок за заздалегідь складеним графіком. Графіки роботи нестаціонарних траспортних засобів, які називаються графіками руху, составляютрся на основі розрахунку тривалості одного циклу (рейсу), з урахуванням довжини транспортування, швидкості руху транспортних засобів і простоїв у місцях розвантаження, навантаження і разміновок.
Тривалість одного рейсу:
Т = v г / L + v п / L + t п + t р, (2.1)
де: Т р - тривалість одного рейсу, хв.;
L - протяжність маршруту, м.;
v г і v п - середні швидкості руху поїзда відповідно з вантажем і порожнім складом, м / с;
t г і t п - тривалість маневрів відповідно при навантаженні і розвантаженні складів, хв.
Число електровозів, необхідних для обслуговування кожного маршруту ділянки, визначається за формулою:
N = К н (Q / Т р Т оп), (2.2)
де: Q - змінний плановий вантажопотік;
К н - коефіцієнт нерівномірності вантажопотоку;
Т р - число вагонів у складі;
Т оп - час роботи електровоза з транспортування вантажу.
Обладнання, що застосовується на підземному транспорті рудника "Таймирський":
- Електровоз КР-2А, зчіпний вага 14т, застосовується для транспортування руди і породи;
- Електровоз 10 КР, зчіпний вага 10т, застосовується для перевезення людей і маневрових робіт;
- Електровоз АМ8 (акумулятор), зчіпний вага 8,5 т, застосовується для транспортування породи при прохідницьких роботах;
- Вагони УВГ-4, ємність 4м 3, для транспортування руди;
- Вагони УВБ-4, емкосеь 4м 3, для транспортування породи та інших вантажів;
- Вагони ВП-18, пасажирський вагон на 18 місць;
- Платформи для транспортування обладнання і матеріалів;
- Вібролюкі і люки для вантаження гірничої маси;
- Кругові опрокіди для вивантаження вагонів УВГ-4;
- Рейки Р-38 та Р-43;
- Стрілочні переводи марки 1 / 5, 1/7Р-43.
Організація робіт з транспортування руди.
Транспортування руди з видобувних ділянок до скіпового підйому здійснюється контактними електровозами по кільцевій схемі навантаженими складами під ухил, порожніми на підйом.
Навантаження руди у вагон здійснюється люкові робочим видобувної дільниці, який керує маневровими роботами при навантаженні, регулює нерівномірність і своєчасність відвантаження руди зі своєї ділянки, дає заявку оператору ДРТ на подачу чергового порожняка.
Після завантаження складу машиніст електровоза в одній особі, самостійно без запиту, транспортує вантаж суворо дотримуючись встановлену схему відкатки і, керуючись двухсветовой безконтактної сигналізацією, до скіповому підйому на круговій опрокід. До розвантаження вагонів працівники ВТК з кожного складу беруть пробу на аналіз.
Розвантаження руди на круговому опрокіде здійснюється опрокідчіком - робітникам ділянки ВШТ, який здійснює роботу опрокіда з дистанційного пульта управління і веде облік кількості розвантажити вагони з кожної ділянки.
Характеристика рухомого складу.
Контактний електровоз типу 14 КР-2А.
ширина колії - 750мм;
зчіпний вага - 14 т;

сила тяги в часовому режимі - 2400 кт;

Вантажна вагонетка типу УВГ-4.

Ємність - 4м.куб;

вага вагонетки - 2950кг;

вантажопідйомність - 10т;

вага вагонетки при нормальному заповненні:

а) порода р п = 2 т / м 3, Р п = 2 × 4 = 8 т;

б) руда р р = 2,7 т / м 3, Р р = 2,7 × 4 = 10,8 т.

Вага багатої руди перевищує вантажопідйомність вагонетки. Тому при навантаженні слід враховувати не наповнення, щоб не перевищувати максимальну вантажопідйомність - 10 т. Величина складу поїзда прийнята (з урахуванням вантажу) згідно розрахунком за умовою гальмування - 8 вагонів.

Після вивантаження вагонетки з рудою на круговому опрокіде машиніст електровоза за допомогою телефонного зв'язку отримує вказівки отоператора ВШТ, на яку ділянку він має дотримуватися для наступного відвантаження руди. І так цикли повторюються безперервно. У зв'язку з нерівномірністю навантаження вагонеток на вантажних пунктах за часом у рідшала від 10 до 30 і більше хвилин, час за один цикл коливається в широких межах і за 7 год. роботи складає в середньому 70 хв, що перевищує розрахунковий час на 18 хв або становить 6 рейсів на зміну з продуктивністю 48 вагонеток на один локомотиво-склад.

Для забезпечення своєчасного відвантаження руди з видобувних ділянок на відкатці щомісячно працює 10 локомотівосоставов. Робота з відвантаження руди з добувних ділянок організована цілодобово, за винятком святкових днів. Зміни машиністів електровозів по 8 годин, з них по 30 хв на прийом і здачу електровозів і рухомого складу. Разом робочого часу 7 годин. В денну зміну до 12.00 відвантаження руди не проводиться (профілактичний ремонт устаткування по руднику). У цей час рухомий склад використовується на зачистці відкатних гірських виробок по ділянках.
Для транспортування гірничої маси з проміжних ділянок застосовуються акумуляторні електровози АМ-8 і вагони УВБ-4.
Доставка матеріалів та устаткування здійснюється згідно заявок, поданих ділянками підрозділів руднка. Траспортуванні робочих рудника від рудного стовбура до місця роботи і назад здійснюється у вагонах ВП-18 згідно з розкладом руху пасажирських поїздів, затвердженого головним інженером.
Віброленти-живильники для рудоспусков.
Віброленти-живильники типу ВРЛ-1, ВРЛ-2, ВРЛ-3 - встановлюються на вантажних пунктах в рудоспусках для створення вимушених коливань на напрямній для випуску руди.
Таблиця 2.1.
Технічна характеристика вібраторів.
Найменування показників
Од.
ВРЛ-1
ВРЛ-2
ВРЛ-3
Технічна продуктивність
т / год
350
500
500
Вантажно-несуча здатність
Т.
без обмеження
Розміри кондиційного шматка
Мм
500
800
800
Вага двигуна
кг
200
550
700
Обурююча сила вібраторів
кг
800
1000
1300
Частота коливань
1/об
2800
2800
2800
Потужність ел.двигуном
кВт
0,6
1,5
1,5
Кут нахилу до горизонту
Град
20
20
20
Тип вібратора
ІВ-21
ІВ-24
ІВ-24
Круговий опрокід.
Перекидач типу ОКЕ-2 призначений для розвантаження глухих вагонів ємністю 4 м . Куб. без розчеплення складу шляхом повороту ротора з вагоном навколо осі обертання на 360 градусів.
Таблиця 2.2.
Технічна характеристика ОКЕ-2.
Найменування показників
Од.
Величини
Габаритні розміри
Довжина
Ширина
Висота
мм
11790
6300
4480
Довжина ротора по осі дисків
мм
7700
Діаметр кінцевих дисків
мм
4400
Діаметр приводних роликів
мм
500
Загальне передавальне число
320
Кількість одночасно
Работющіх приводів
шт
4
Тип електродвигуна
- Потужність
- Число оборотів
КВт
1/хв
АТ-2-61-10
1
970
Продуктивність
Перекидача
Ваг / год
200
2.2. Комплекси самохідного устаткування, застосовуваного на руднику "Таймирський"
Виїмку запасів виробляють у три стадії: відпрацювання нижнього, основного і підпокрівельного шару.

Комплекс для відпрацювання нижнього шару.

До складу комплексу входять:
- Бурова самохідна установка типу: "Меди - Бор" і "Бумер";
- Вантажно-доставних машин типу: "ЛФ- 27 " і "КССМ- 6 " ;
- Самохідна каретка для волани та огляду покрівлі "ПЕК- 22 " і "КССМ-6";
- Торкрет-установка "АЛІВІЯ- 300 " .

Комплекс відпрацювання основного шару з отбойкой руди повстанців шпурами, в який входить устаткування:

- Бурова самохідна установка типу "Бумер- 135 " ;
- Вантажно-доставочні машини типу "ЛФ- 12 " , "АФ- 12 " , "КССМ- 9 " ;
- Самохідна каретка для волани та огляду покрівлі типу "ПЕК- 22 " , "ПЕК- 24 " .

Комплекс для відпрацювання підпокрівельного шару, в який входить наступне обладнання:

- Бурова самохідна установка типу "БУМЕР- 135 " ;
- Вантажно-доставних машина типу "АФ- 12 " і "КССМ- 12 " ;
- Самохідна каретка для огляду і волани покрівлі "ПЕК- 24 " ;
- Торкрет-установка "АЛІВІЯ- 300 " .

Комплекс для відпрацювання цілика при камерно - целікової системі розробки, в який входить наступне обладнання:

- Бурова установка типу "Меди-Бор" та "Бумер- 127 " - При проходці транспортно-доставкового штреку, верхнього та нижнього розрізного штреку;
- Бурова установка типу "Фен-дрілл" - для розбурювання цілика;
- Самохідна каретка для огляду і волани покрівлі типу "ПЕК- 24 " ;
- Торкрет-установка типу "АЛІВІЯ- 300 " .
2.3. Вентиляція рудника
2.3.1. Загальні положення
Велика глибина розробки родовища, наявність у рудах і вміщуючих породах метану, високі температури руд і порід, висока окислюваність відбитих сульфідних руд, застосування ВР на отбойке гірської маси, а також самохідного устаткування з дизельним приводом на бурінні, доставці, зачистці, кріпленні виробок і на допоміжних роботах вимагають застосування штучного провітрювання поверхневими вентиляторами.

2.3.2. Схема і спосіб провітрювання рудника
Провітрювання рудника «Таймирський» здійснюється усмоктувальним способом за флангової схемою. Свіже повітря з поверхні в підземні виробки на робочі горизонти - 950м, - 1100м, - 1300м надходить по вертикальних стовбурів: КС - 3, СС - 3, ПЗЗ, ВПС, за рахунок загальношахтної депресії, створюваної головними вентиляторними установками на вентиляційних стовбурах НД - 5 , ВС - 6. Далі по відкатних та транспортним виробках надходить в очисні, підготовчі, нарізні виробки і технологічні камери. Після провітрювання очисних робіт, підготовчих і нарізних прохідницьких вибоїв та камерних виробок відпрацьований струмінь повітря видається на вироблення вентиляційно-закладних горизонтів - 950м, - 1000м, - 1200м і далі направляється до стовбурів ВС - 5 і ВС - 6, за якими вентиляторами ВЦД - 47м «Північ» викидається на поверхню в атмосферу.
Всі повітроподавального ствола рудника обладнані калориферними установками для підігріву свіжого повітря в холодні періоди року. Кожна калориферних установка складається з системи калориферів марок ТРВВ - 8 і ВО - 146/1510 - 71 - Н - УХЛ4. Підігрітий повітря калориферними вентиляторами ВОД - 40 на стовбурах КС - 3 та ПЗЗ змішується з холодним атмосферним повітрям в змішувальних камерах і прямує по вентиляційних каналах у стовбури.
Вентиляторні установки ВЦД - 47м «Північ» на стовбурах ВС - 5 і ВС - 6 мають по два агрегати (вентилятора) кожен - робочий і резервний, які працюють по черзі згідно графіка. Кожна вентиляторна установка обладнана приладами контролю подачі (продуктивності) і тиску (депресії).
Очисні виробки на руднику провітрюються за рахунок загальношахтної депресії. Провітрювання тупикових прохідницьких вибоїв здійснюється вентиляторами місцевого провітрювання ВМ - 12 і ВМЕ - 6 нагнітальним способом і стисненим повітрям після підривних робіт. Камерні вироблення - склади ВМ, камери ПММ, камери СДО, депо акумуляторних електровозів провітрюється відокремленої струменем повітря.
Вентиляційна схема провітрювання рудника передбачає можливість реверсування повітряного струменя в аварійних випадках. При реверсуванні повітряного струменя в холодну пору року проектно передбачений підігрів подається в шахту повітря по НД - 5, ВС - 6 за допомогою газового нагрівача ВГС - 6,3, встановленого у кожної вентиляційної установки на поверхні і сполученого з нею вентиляційним каналом.
Калориферні установки на КС - 3 та ПЗЗ в аварійному режимі (зупинка калориферного вентилятора) працюють на прямоток з надходженням зовнішнього повітря у стовбури.
Еквівалентна отвір - 22,99 м 2 . Кількість повітря необхідне для провітрювання рудника Q = 808,6 м 3 / с.
Таблиця 2.3.
Втрати повітря.
Витоку
М 3 / с
від Q В,%
Зовнішні витоку
Витоку через копер ВС - 5.
48
9,6
Витоку через копер ВС - 6.
35
9,0
Внутрішні витоку
Гор .- 950 м .
10
Гор .- 1200 м .
32
Таблиця 2.4.
Характеристика вентиляторів головного провітрювання.
Найменування
ГВР НД-5
ГВР НД-6
Вентилятори
ВЦД-47м
«Північ»
ВЦД-47м
«Північ»
Діаметр робочого колеса вентилятора, мм
4700
4700
Число ступенів (робочих коліс).
2
2
Продуктивність до реверсування, м 3 / с.
501
391
Те ж після реверсування, м 3 / с.
436
383
Розвиваємо, вентилятором депресія до реверсування, мм. вод. ст.
270
300
Те ж після реверсування, мм. Вод. Ст.
270
260
Номінальна швидкість обертання колеса вентилятора, об / хв.
450
490 с закр. УСМ на 45 °
Спосіб управління реверсивними і переключающими пристроями.
Напівавтомат
Напівавтомат
Час переходу вентилятора на реверсивний режим роботи, хв.
5
5
Таблиця 2.5.
Баланс повітря по руднику.
Вхідна струмінь
М 3 / с
Відпрацьований струмінь
М 3 / с
Клітьового стовбур № 3
Скиповий стовбур № 3
Породо - закладний стовбур (ПЗЗ)
Повітряно -, що подає стовбур (ВПС)
Стиснене повітря
266,0
100,0
244,0
178,0
30,0
Вентиляційний ствол № 5 (НД-5)
Вентиляційний ствол № 6 (НД-6)
457,0
361,0

3. Електропостачання гірничого підприємства
Для покриття всього навантаження основного майданчика споруджена окремо стоїть ГПП-33 з трансформаторами 2 х 32 мВА.
Ру-6кВ ГПП-33 виконується з одинарною системою шин, секціонованими з 4 секцій з АВР на секційному вимикачі і комплектується з камер серії К-ХХIII, К-ХХIV з вимикачами ВЕМ-6 (Sоткл = 350 МВА). На відхідних від ГПП лініях встановлюються струмообмежуючі реактори.
При турбокомпресорний і надшахтній будівлі КС-3 споруджуються розподільні підстанції РП-305 і РП-363, від яких радіальними лініями харчуються трансформаторні підстанції, ел.двигуном 6кВ і підземні центральні й розподільні підстанції.
Передача електричної енергії від ГПП-ЗЗ до турбокомпресорний і стовбурах КС-З і СС-З здійснюється по кабельних лініях.
На майданчиках рудника "Таймирський" споруджено три головних знижувальних підстанції.
На основній площадці ГПП-33 з трансформаторами 2х32 МВА; на майданчику допоміжних стволів ГПП-32 з трансформаторами 2х25 МВА; на майданчику вентиляційних стовбурів № 5 і № 6 ГПП-35 з трансформаторами 2х16 МВА. Схеми комутації ГПП прийняті без вимикачів на стороні вищої напруги з установкою відокремлювачів в ланцюгах трансформаторів і передачею вимикаючого імпульсу на головний вимикач живильної лінії по високочастотних каналах. Для живлення електричною енергією рудника "Таймирський" споруджено дві ПЛ-110кВ від секції ЗРУ-110кВ ТЕЦ-2.
Від РП-305 харчуються електродвигуни турбокомпресорів і насосів оборотного водопостачання.
Від РП-363 поверхню і підземні споживачі комплексу КС-3.
У надшахтній будівлі ПЗЗ споруджена розподільна підстанція 6 кВ - РП-352. Від РП-352 харчуються підйомні машини ПЗЗ і трансформаторні підстанції у районі ствола ПЗЗ.
На майданчику вентиляційних стовбурів № 5 і 6 споруджується окремо стоїть ГПП-35. Основними споживачами електроенергії є дві вентиляційні установки ВЦД-47, підйомні машини на стовбурах № 5 і 6 і підземні електроустановки. У будівлі вентиляторних установок вбудовуються РП-360 і ТП-360 на ПС-5 та РП-361 і ТП-361 на ПС-6. Від РП отримують живлення електродвигуни 6кВ вентиляторних установок, трансформаторні підстанції та підземні підстанції.
Передбачаються такі види захисту.
На силових трансформаторах ГПП-33, ГПП-35:
- Поздовжня диференційний захист;
- На ГПП-35 - максимальна струмовий захист на стороні вищої напруги з двома витримками часу;
- На ГПП-33 - максимальна струмовий захист з витримкою часу, максимальна струмовий захист з витримкою часу на вводах 6 кВ;
- Газовий захист в баку трансформатора діюча на відхилення і сигнал;
- Газовий захист в баку переключающего пристрою, що діє на відключення;
- Реле рівня олії з дією на сигнал;
- Захист від перевантаження на вводах 6кВ з дією на сигнал;
Від захистів диференціальної, газової, максимальної з боку вищого напруги передбачається передача вимикаючого імпульсу на головний вимикач живильної лінії 110кВ на ТЕЦ-2 і ПП-110кВ, після відключення, якого в бестоковую паузу поізводітся відключення пошкодженого трансформатора за допомогою отделителя. Для передачі сигналів телеотключенія застосовується апаратура типу ВЧТО-М. Канали зв'язку організуються по лініях електропередач 110кВ.
На секційних масляних вимикачах ГПП та РП:
Передбачається максимальна струмовий захист з витримкою часу прискоренням при дії АВР. На лініях, що живлять РП передбачається максимальна струмовий захист з витримкою часу, земляна захист з витримкою часу з дією на сигнал.
На лініях, що живлять ТП, передбачається максимальна струмовий захист з витримкою часу, струмова відсічення і газовий захист для внутрішньоцехових ТП.
На лініях, що живлять підземні електромережі 6кВ, передбачається максимальна струмовий захист з витримкою часу, спрямована захист нульової послідовності з дією на відключення, захист мінімальної напруги з дією на відключення.
Передбачаються такі автоматичні пристрої:
- АВР на секційних вимикачах 6кВ ГПП-33 і ГПП-35 при відключенні одного з трансформаторів або лінії живлення. АВР з частотним пуском і контролем напрямки потужності;
- АВР на секційних вимикачах 6кВ РП-360, 361, 363, 305. АВР з частотним пуском і контролем напрямки потужності;
- АВР на щитах 0,4 кВ на ГПП;
- АПВ вводів 6кВ при відключенні на тривалий час одного з трансформаторів, яке вводиться вручну на що залишився в роботі трансформаторі;
- АЧР, на ГПП-33 відключаються лінії скіпових машин, на РП-305 - лінії компресорів;
- Автоматичне керування перемикачем напруги під навантаженням на силових трансформаторів ГПП;
- Автоматичне керування обдуванням трансформаторів ГПП;
- Автоматичні осцилографи для запису аварійних процесів на ГПП-33, ГПП-35, ПП-110;
- АВР на секціонування ліній 110 кВ, на перемикача пункті;
АПВ ліній 110 кВ на перемикача пункті.
Управління ввідними і секційними вимикачами 6кВ на ГПП передбачається зі щита управління, на якому розміщується також апаратура захисту та автоматики силових трансформаторів і секційних вимикачів. Управління вимикачами ліній 6кВ проводиться за допомогою ключів, встановлених на камерах КРУ і КСВ.
3.1. Диспетчеризація
Передбачається двоступенева диспетчеризація об'єктів електропостачання: від диспетчера мереж і підстанцій Талнахском району та від диспетчера енергопостачання рудника "Таймирський".
Передбачається наступний обсяг телемеханізації.
На ГПП:
- Телесигналізація положення вимикачів вводів, секційних, ліній, що відходять на РП, секційних і лінійних відокремлювачів, короткозамикачів в нулі;
- Телесигналізація несправності трансформаторів, землі в мережі 6кВ, аварії, несправність пожежної небезпеки;
- Телекерування секційним масляним вимикачем.
На перемикача пункті:
- Телекерування усіма вимикачами 110кВ;
- Телесигналізація аварії, несправність пожежної небезпеки.
На РП: сигналізація положення вимикачів вводів і секційних, сигналізація аварії, несправність пожежної небезпеки.
Як канали зв'язку для телемеханіки використовуються вільні телефонні пари в телефонній мережі, перевірені на затухання.

3.2. Каналізація електричної енергії
Повітряні лінії електропередач 110 кВ.
Магістральні лінії від ТЕЦ-2 до отпайки до ГПП-33 провід марки АСО-240, від отпаек на ГПП-33 до отпаек на ГПП-32 - АСО-150.
Отпайки ВЛ до ГПП-33 виконуються проводом АС-120 на дерев'яних опорах.
Отпайки ВЛ до ГПП-32 виконуються проводом АС-95.
Отпайки ВЛ до ГПП-35 виконуються проводом АС-95 на дерев'яних опорах, розрахованих для IV ожеледного району, зважаючи на великий перепаду висот по трасах ПЛ.
Проектовані лінії від грозових перенапруженні захищаються тросами по всій довжині ПЛ.
Всі тросові опори підлягають заземленню. На пересікаються трубо і газопроводах встановлюються захисні решітки, і передбачається пристрій повторних заземлювачів.
Для піханія власних потреб ПП-110 передбачається спорудження повітряної лінії б кВ від ГПП-30 (другий харчування по кабельній лінії від ГПП-32).
Лінія виконується проводом АС-50 па дерев'яних опорах.
Позацехові кабельні мережі 6 і 0,4 кВ.
Позацехові мережі майданчиків рудника, електричні зв'язки між головними знижувальних, розподільними і трансформаторними підстанціями вирішені кабельними лініями. Кабелі прийняті броньовані, з алюмінієвими жилами.
Прокладка кабелів виконується в кабельних тунелях, каналах, на кабельних конструкціях по стінах будинків, в земляних троншеях, по кабельних естакадах.

Підстанції.
ГПП-33, на основному майданчику рудника, встановлюються два силові трансформатори ТРДН-32000/110, з розщепленою обмоткою НН, з регулюванням напруги під навантаженням.
Схема комутації ГПП-33 прийнята з установкою відокремлювачів в ланцюгах трансформаторів і пристроєм перемички з боку трансформаторів.
У перемичці встановлюються роз'єднувачі та елімінатор. Короткозамикачі в ланцюгах трансформаторів встановлюються для резервування передачі вимикаючого імпульсу.
Розподільний пристрій 6кВ виконується закритого типу. Схема РУ-6 кВ виконана з одинарною системою шин, секціонованими на 4 секції, з АВР на секційних вимикачах. Оперативний струм на ГПП-33 - постійний. Закрита частина виконується двоповерхової з розташуванням на 2-му поверсі РУ-6 кВ, токоограничивающих реакторів на лініях, що відходять і щита управління; на першому поверсі - кабельне приміщення, камери для установки роз'єднувачі за реакторами і КТП-2х250кВА для власних потреб ГПП-33.
На ГПП-35 встановлюються два силові трансформатори ТДН-16000/110, з регулюванням напруги під навантаженням. РУ-6 кВ комплектується шафами серії КРУ-2-6Е з вимикачами ВМП-10К з приводами ПЕ-11.
ПП-110кВ виконується закритого типу, розташований на майданчику допоміжних стовбурів.
РУ-110кВ ПП складається з 5 осередків з повітряними вимикачами ВВН-110А-6 і 2 осередків з трансформаторами напруги і розрядниками. Ошиновка РУ-110кВ виконується гнучкими сталеалюмінієвий проводами.
На відкритій частині ПП-110 встановлюються прийомні портали і апаратура В.Ч. зв'язку. У щитовому блоці розташовуються: щити захисту та управління воздушенимі вимикачами, акумуляторна батарея СК-3, компресорна для подачі стисненого повітря до приводів вимикачів і роз'єднувачі і трансформаторна підстанція 2КТП-250 для живлення власних потреб ПП-110.
Розподільні й трансформаторні підстанції.
Розподіл електричної енергії на напрузі 6 кВ до високовольтних електродвигунів та трансформаторних підстанцій 6 / 0, 4 кВ по поверхневих споруд площядок рудника передбачається як з шин ГПП, так і від рапределітельних підстанцій 6кВ.
РП-6кВ розташовується в місцях зосередження навантажень електричних споживачів, і комплектуються з шаф типу КРУ2-6Е і КСО-266.
Розподіл електричної енергії на напрузі 400/230 В для харчування силових електроприймачів цехів і освітлення проводиться від цехових ТП 6 / 0, 4 кВ.
Цехові ТП виконані за типовим проектом - комплектні трансформаторні підстанції (КТП) двотрансформаторних з потужністю трансформаторів 630-1000 кВА.
3.3. Розрахунок електропостачання комплексу поверхні
Складемо укрупнену однолінійну схему.
Визначимо розрахункове навантаження ГПП-33
За методом коефіцієнта попиту приймаємо
Для всієї навантаження приймаємо cosj = 0,8
, (3.1)
, (3.2)
, (3.3)
для ЕКГ-190
,
,
.
Результати решти розрахунків зведені в таблиці.
Таблиця 3.1.
Відомість електричних навантажень на ГПП-33.
Найменування
Кількість, шт.
Руст.
КВт
Кс
Cosj
Рр,
КВт
Qр,
КВАр
Sр,
КВА
РП-309:
ЕКГ-190
1
250
0,7
0,8
175
131
219
ЕКГ-121
1
250
0,7
0,8
175
131
219
ТП-309
1
800
0,7
0,8
560
420
700
Двиг. Конвеєрів СС-3
2
320
0,7
0,8
224
168
280
Двиг. Конвеєрів СС-3
2
500
0,7
0,8
350
263
438
ТП-312
1
1600
0,7
0,8
1120
840
1400
РП-363
Насоси
3
500
0,7
0,8
350
263
438
ТП-363
1
1600
0,7
0,8
1120
840
1400
ПМ1 клітьового підйом
1
1600
0,7
0,7
1120
840
1400
ПМ2 клітьового підйом
1
3500
0,7
0,7
2450
1838
3063
ВОД-40 (СД)
1
1600
0,7
-0,9
1120
0
1120
РП-365
ПМ скиповой підйом
2
5000
0,7
0,7
3500
2625
4375
ТП-365
ТМЗ
1
800
0,7
0,8
560
420
700
РП-305
Компресори СД
8
3200
0,7
-0,9
2240
0
2240
Насоси
1250
0,7
0,8
875
656
1094
Допом. Приводи
1000
0,7
0,8
700
525
875

Сумарна розрахункове навантаження всієї ГПП-33
,
S = 11860кВАр.
На основі даного розрахунку, при проектуванні на перспективу, за табл. 27.8 [1] намітимо до установки на ГПП-33 два трансформатора типу ТРДН-40000/110 оскільки трансформатори типу ТРДН-32000/110 зняті з виробництва.
Перевірка на перевантажувальну здатність при установці на ГПП-33 двох трансформаторів.
- Умова виконується.
3.4. Розрахунок високовольтних кабельних ліній
Перевірочний розрахунок робимо для кабелів від ГПП-33 до РП-365.
Згідно ПУЕ [2], розрахунок виробляємо за:
1) економічної щільності струму
розрахунковий струм кабельної лінії
, (3.4)
;
за умовою прокладки кабелю і температурі О.С.
, (3.5)
де до 1 = до 2 = 1 - коефіцієнти враховують умови прокладки кабелю (на естакадах) і температуру О.С. = 15 о С.
, (3.6)
де j Е = 1,7 А / мм 2 - економічна густина струму при числі годин використання максимуму навантаження 3000-5000.
;
за табл. 4.14. [3] вибираємо кабель марки ААБГ-3х240.
2) за допустимому току нагріву
умова: I РA <I ДОП
,
де S'р - розрахункова потужність в аварійному режимі
;
з урахуванням цього до табл. 4.14. [3] вибираємо кабель марки ААБГ - 3 (3х240).
3) перевірочний розрахунок на термічну стійкість
, (3.7.)
де I - сталий струм К.З., t Ф - приведений час усталеного струму К.З., до - температурний коефіцієнт = 75А * з 0,5 / мм 2
розрахункове значення струму К.З. наведено нижче
;
4) Згідно ПУЕ [2] перевірку кабельних ліній по допустимому падінню напруги не виробляємо.
Розрахунок кабельної лінії від ГПП-33 до РП-363 зводимо в таблицю.
Таблиця 3.2.
Вибір кабельної лінії.
Марка кабелю
Iдоп., А
Iрасч., А
Iрасч. А, А
S терміч.стоік., Мм 2
ААБлГ-4 (3х185)
1000
528
705
63
3.5. Розрахунок струмів короткого замикання
Складемо схему заміщення ГПП-33, РП-363 і РП-365 беручи

Розрахунок ведемо за методом розрахункових кривих для турбогенераторів по загальному зміни.
базисний струм
;
розрахункові опори елементів схеми заміщення:
повітряна лінія l = 1,5 км
перетин ПЛ
;
де - Економічний переріз при числі годин максимального використання> 5000.
;
;
трансформатор
;
при S> 1000кВА активний опір не враховуємо
кабель ААБлГ-4 (3х185), l = 335м від ГПП-33 до РП-363
;
;
кабель ААШВУ-3х150, l = 25м від РП-363 до 9РПП6 яч. № 2
;
;
кабель ААБлГ-4 (3х185), l = 707м від ГПП-33 до РП-365
;
;
реактор РБ-10-630-0, 56
;
сумарне наведене індуктивне опір від джерела живлення до точки КЗ К1
;
сумарне наведене активний опір від джерела живлення до точки КЗ К1
;
, 0,255 <0,26; активний опір можна не враховувати
розрахунковий опір до точки К1
, При S c ис = періодична складова є незатухаючої
I 0,1 = I "= I ;
струм трифазного короткого замикання
;
ударний струм короткого замикання
при за кривими рис.6.2. [4] визначаємо Куд = 1,6
;
потужність короткого замикання
;
сумарне наведене індуктивне опір від джерела живлення до точки КЗ К3
;
сумарне наведене активний опір від джерела живлення до точки КЗ К3
;
, 0,285 <0,2853; активний опір можна не враховувати
розрахунковий опір до точки К3
,
струм трифазного короткого замикання
;
ударний струм короткого замикання
при за кривими рис.6.2. [4] визначаємо Куд = 1,6
;
потужність короткого замикання
;
сумарне наведене індуктивне опір від джерела живлення до точки КЗ К2
;
сумарне наведене активний опір від джерела живлення до точки КЗ К2
;
, 0,274 <1,376; активний опір можна не враховувати
при струм трифазного короткого замикання
;
ударний струм короткого замикання
при за кривими рис.6.2. [4] визначаємо Куд = 1,8
;
потужність короткого замикання
;
сумарне наведене індуктивне опір від джерела живлення до точки КЗ К4
;
сумарне наведене активний опір від джерела живлення до точки КЗ К4
;
, 0,269 <0,275; активний опір можна не враховувати
при Sсіс = струм трифазного короткого замикання
;
підживлення місця КЗ від СД
I ном.СД = ;
I К = 4831 +4 * 147 = 5419А
ударний струм короткого замикання
при за кривими рис.6.2. [4] визначаємо Куд = 1,6
;
потужність короткого замикання
;
На підставі зроблених розрахунків можна відмовитися від установки реакторів на ГПП-33, що призведе до деякого збільшення потужності КЗ, але знаходиться в межах термічної та динамічної стійкості комутаційної апаратури.

4. Автоматизований електропривод гірських машин і установок
Скіпові підйомні машини рудника «Таймирський» розміщені в баштовому копрі і призначені для видачі руди з горизонту 1150м. (Для північної гілки) - 1345м. (Для південної гілки).
Основна вимога до системи автоматичного управління підйомною установкою - точне виконання заданої діаграми швидкості незалежно від завантаження підйомних судин та інших зовнішніх факторів, що впливають на навантаження приводного двигуна підйомної установки.
Системи автоматичного управління вантажних і грузолюдскіх підйомних установок повинні відповідати вимогам економічності, забезпечувати надійність і безпеку роботи підйому в усіх режимах, а саме:
- Малу швидкість при знятті підйомних судин з брусів
- Реалізацію заданих законів у період розгону, гальмування і дотягіванія, що виключають появу прискорень і уповільнень, що перевищують гранично допустимі значення, що встановлюються за умовою виключення прослизання канатів по шківа тертя і виникнення неприпустимих динамічних навантажень.
- Відключення електроприводу і включення робочого гальма при стопорении з контролем положення судин при завантаженні і розвантаженні.
- Контроль роботи завантажувально-розвантажувальних пристроїв і стану технологічного обладнання підйомної установки.
- Контроль відхилення швидкості і включення захисних пристроїв при привішені швидкістю допустимих значень.
- Захисту від перепідйому, нульову та максимальну захисту.
- Передбачати зупинку судин в проміжних точках стовбура.
світлову сигналізацію про режими роботи підйомної установки в будівлі підйомної машини, в оператора завантажувального пристрою, у диспетчера.
Сучасні регульовані електроприводи постійного струму для автоматизованих підйомних установок виконують на основі двигунів постійного струму з незалежним збудженням.
Оскільки регулювання швидкості здійснюється за рахунок зміни напруги, що підводиться до якоря двигуна, то в якості перетворювача напруги постійного струму найбільш перспективні тиристорні керовані випрямлячі, які можуть підключатися безпосередньо до якірної обмотці приводного двигуна або до обмотки збудження генератора постійного струму, що живить приводний двигун.
Управління приводами з вентильними випрямлячами здійснюється за допомогою електронних регуляторів, які мають більшу швидкодію.
Розробляються і застосовуються уніфіковані системи регулювання з послідовною корекцією, виконуваної активними ланками, побудованими на операційних підсилювачах постійного струму (з коефіцієнтами підсилення в розімкнутому стані не менш 10 4), що мають наступні переваги:
- Реалізацію з високою точністю бажаних передавальних функцій,
- Малу потужність управління підсилювачів, що дозволяє застосовувати датчики і задатчики параметрів з дуже малою вихідною потужністю;
- Легкість і простоту налагодження систем керування електроприводами.
Побудова систем управління на базі використання підсилювачів забезпечує можливість широкої уніфікації схем і конструкцій елементів, у тому числі різного роду функціональних і інших аналогових пристроїв, призначених не тільки для автоматизації електроприводів, але і для вирішення завдань автоматизації технологічних процесів.

4.1.Обоснованіе прийнятого способу та апаратури автоматизації
Оскільки для підйомних установок накладаються обмеження по швидкості і прискорення, викликані вимогою зниження динамічних навантажень у канатах і забезпеченням комфорту при перевезенні людей, то не потрібно швидкої зміни величини і знака електромагнітного моменту двигуна. Немає також необхідності у швидкому реверсі швидкості у технологічних та аварійних режимах. Реверс швидкості виробляється тільки зі стану спокою після зупинки електродвигуна. Тому виявляється бажаним і можливим застосування для шахтних підйомних машин приводу за системою ТП-Д з нереверсивні силовим ТП і реверсивним ТБ. Такий привід є економічним і надійним, може забезпечувати необхідну плавність зміни швидкості, прискорення і моменту двигуна.
Переваги систем підпорядкованого керування стосовно до приводів підйомних машин.
Реалізація систем підпорядкованого управління як багато разів інтегруючих дозволяє забезпечити мінімальні помилки регулювання з управління і навантаженні. У таких системах статична помилка дорівнює нулю при зміні в широких межах статичного навантаження підйомних установок, дуже малими виявляються динамічні помилки регулювання. На основі побудови САУ як багаторазово інтегруючої з астатизмом другого порядку забезпечується задоволення технологічних вимог щодо точності та швидкодії підйомних установок усіх типів та виконанні.
Зменшення часу циклу та підвищення продуктивності підйомної установки забезпечується:
- Гарантованої лінійністю зміни швидкості; зменшенням періоду рушання машин;
- Чіткістю повторення заданої діаграми швидкості при оптимальному використанні перевантажувальної здатності двигуна; великою точністю підтримки максимальної швидкості, а також зниженою швидкістю дотягіванія;
- Підвищенням точності зупинки машини та підйомних судин в кінці шляху; винятком пауз для маневрів при, ручному управлінні і неточною зупинці
Застосуванням систем підпорядкованого управління досягаються:
- Достатня точність завдання швидкості і висока точність регулювання швидкості та відпрацювання заданої діаграми;
- Стабільність програми швидкості за допомогою задатчика інтенсивності, що заміняє програмно-профільне пристрій, практичне виключення розрегулювання пристрої завдання швидкості, виключення необхідності його підлаштування та можливості некваліфікованого втручання для зміни заданої програми руху;
- Підвищення безпеки експлуатації підйомної установки;
- Після аварійної зупинки підйомної машини, коли ділянка шляху від місця зупинки до точки нормального уповільнення виявляється менше шляху розгону, подальший розгін обмежується точкою нормального уповільнення; після аварійної зупинки машини на шляху уповільнення продовження руху можливе тільки на зниженій швидкості дотягіванія;
- Лінійність зміни заданої і дійсної швидкості;
- Заміна лінії нишпорення прямолінійним зміною швидкості підвищує к. п. д. установки, зменшує ефективну потужність двигуна і витрата електроенергії;
- Можливість обмеження пусковий потужності приводу і поліпшення роботи високовольтної мережі;
- Більш високі показники формування діаграми руху;
стабільність швидкості, прискорення, швидкості наростання струму якірного ланцюга приводу, ривка, обмеження граничного струму; обмеження параметрів діаграми руху при пуску з середини стовбура після аварійної зупинки підйомної машини.
Застосування систем підпорядкованого управління дозволяє отримати оптимальні діаграми по навантаженнях на кінематичні ланки підйомної установки (на машину і підйомні канати). При цьому збільшується надійність машини за рахунок поліпшення динамічних властивостей приводу, знижується темп втомного зносу, підвищується термін служби устаткування. При поліпшенні режиму роботи обладнання зменшуються витрати і час догляду за обладнанням.
При автоматичному виконанні циклу підйому істотно поліпшується робота підйомної установки, так як вибір оптимальної діаграми швидкості здійснюється застосуванням електронного програмного пристрою - задатчика інтенсивності і САУ - УБСР.
Принцип підлеглого регулювання полягає в тому, що вихідна напруга регулятора є вхідним сигналом для наступного внутрішнього контуру управління. Характер перехідного процесу в системі визначається типами ланок у системи.
Завдання всіх регуляторів зводиться до формування певного перехідного процесу. Кожен регулятор повинен провести компенсацію максимальної постійної часу, яка входить в даний контур регулювання. Так як на практиці неможливо абсолютно компенсувати постійну часу, то система налаштовується на певний оптимум.
Налагодження системи полягає в забезпеченні мінімального часу регулювання і не перевищення величиною перерегулювання допустимого критичного значення. Це означає, що передавальна функція замкнутої системи складається з двох ланок оптимізується до наступної передатної функції:
, (4.1)
де відношення постійних часу T 2 / T 1 = m = 2 - умова налаштування на технічний оптимум.
Регулювання струму якірного ланцюга.
Згідно із загальним методом синтезу систем підпорядкованого регулювання розрахунок параметрів систем підпорядкованого регулювання виробляють шляхом послідовної оптимізації окремих контурів регулювання, що полягає у приведенні передавальної функції замкненого контура відповідно до поставлених вимог.
У системі регулювання швидкості супідрядних є контур регулювання струму якірного ланцюга. Загальноприйнятий принцип оптимізації з умови технічного оптимуму базується на спрощеній структурній схемі двигуна постійного струму, не враховує зворотного зв'язку по е.р.с., на сталості параметрів і лінійності характеристик елементів, що входять в контур регулювання струму.
Об'єктом регулювання для контуру струму є тиристорний перетворювач і ДПТ-НВ, передатна функція яких:
; (4.2)
де К ТП - коефіцієнт посилення ТП,
До Т - коефіцієнт зворотного зв'язку по е.р.с.,
R - опір якірного ланцюга,
T m - постійна часу ТП,
T Я - постійна часу якірного ланцюга.
При T m> T Я внутрішню зворотний зв'язок по е.р.с. не враховують.
Передавальна функція замкнутого контуру струму:
; (4.3)
За умовою технічного оптимуму приймається T 1 = T m і а Т = 2 - коефіцієнт демпфування.
При цьому забезпечується оптимальне якість регулювання в сенсі мінімуму перерегулювання при високій швидкодії, але не враховується швидкість наростання струму якірного ланцюга, яка регламентується рядом технологічних умов роботи електропривода підйому.
Одна з вимог до системи регулювання струму - необхідність обмеження швидкості наростання струму якірного ланцюга. Для цього використовують двоконтурну систему регулювання струму якірного ланцюга з додатковим контуром обмеження його похідної. При цьому налаштування внутрішнього контуру (значення а Т) визначається вже не вимогами обмеження di Я / dt, а з умови узгодження роботи внутрішнього і зовнішнього контурів, що досягається при виконанні нерівності
t Р. ВН = <t Р. ВШ
в якому час регулювання зовнішнього контуру перевищує час регулювання внутрішнього.
На підставі цього можна записати:
; (4.4)
де T m - еквівалентна некомпенсируемое постійна контуру струму.
Регулювання швидкості.
При синтезі контуру регулювання швидкості необхідно враховувати, що САУ повинна бути двукратноінтегрірующей і забезпечувати необхідну точність відпрацювання заданої діаграми швидкості.
Завдання синтезу контуру регулювання швидкості - визначення оптимальних його параметрів, тобто коефіцієнтів а С і b З з умови забезпечення необхідного швидкодії при заданих параметрах внутрішнього контуру регулювання струму.
Передавальна функція замкнутої САУ швидкістю має вигляд:
; (4.5)
Для визначення бажаної передавальної функції задаються масштабом часу:
Z = t рег / t н
Де t н - нормований час перехідного процесу, яке обчислюється за нормованим перехідним функцій:
t рег = 5dv max / a max
Тут t рег - час регулювання, визначається за величиною допустимої динамічної помилки d, максимальної швидкості руху підйомних судин v max, максимального прискорення в період розгону і уповільнення а max.
Підбираючи параметри системи а Т q m і Z домагаються задовільної якості регулювання при малих значеннях а Т q m і великих значеннях Z. При збільшенні а Т q m і зменшенні Z збільшуються перерегулювання і коливальність процесу.
Особливість статичних систем автоматичного регулювання координат електропривода - виникнення статичної помилки, що характеризує відмінність між заданим і дійсним значеннями регульованого параметра в статично режимах. Стосовно до систем автоматичного регулювання електроприводом рудничних підйомних установок, під статичним режимом розуміють режим руху зі сталою швидкістю.
При цьому статичну помилку системи автоматичного регулювання оцінюють різницею між заданою і дійсною швидкостями руху, вираженими в абсолютних або відносних одиницях:
Dn = n заданий - n дійств; d = (n задано - n дійств) / n б,
де n задано, n дійств, n б - відповідно задана, дійсна і базова швидкості. За базову швидкість зазвичай беруть максимальну швидкість руху підйомних судин.
Статична помилка - одна з кількісних оцінок якості процесу регулювання - залежить від керівника і обурює впливів, параметрів електропривода і параметрів системи автоматичного регулювання. Обурює впливів (у системі електроприводу рудничних підйомних установок - статичне зусилля, обумовлене різницею статичних натягів піднімається і опускається гілок канату) значною мірою змінюється в залежності від типу і виконання підйомної установки.

5. Автоматичне управління технологічними процесами, машинами і установками

5.1. Автоматизація виробничих процесів

Проектами передбачаються наступні рішення по пускових об'єктах:
За баштовому копру і надшахтній будівлі КС-3 та ствола:
- Автоматизація калориферних установок I і II черги
- Автоматизація зумпфом водовідливу
- Автоматизація системи пожежогасіння
- Автоматизація системи охолодження підйомних машин
- Автоматизація систем припливного повітропостачання в надшахтній будівлі.
За диспетчеризації рудника:
- Телевимірювань поточне (ТІТ) і телевимірювань інтегральне (Тії) параметрів гарячого водопостачання, холодного водопостачання, повітропостачання по майданчиках допоміжних стовбурів, вентиляційних стовбурів і по основному майданчику.
По галереях і мереж АБК основного майданчика:
- Автоматизація контролю параметрів вузла введення на гарячій воді
За АБК на основному майданчику:
- Автоматизація припливних систем П1 ... П7
- Автоматизація систем знепилювання ОС1 ... ОС5
- Автоматизація зумпфової водовідливу
- Автоматизація контролю параметрів вузла введення на гарячій воді.
За турбокомпресорний:
- Автоматизація турбокомпресора № 12 (прив'язка аппратури УКАС-АМ, що надходить у комплекті з компресором). Додатково виконано винесення приладів контролю температури масла, води і підшипників турбокомпресора № 12 в операторську із заміною приладу контролю температури води і масла з КСМ2 на УМЗ.
За ПДЦ на гор. -1100 М:
- Автоматизація контролю рівнів руди в рудоспусках
- Автоматизація маслостанції дробарки
- Автоматизація аспіраційної установки.

5.2. Телемеханизация і диспетчеризація

Проектами передбачається телемеханізація об'єктів поверхні (підстанції, вентиляторні, калориферні, пожбакі, підйомні машини, мережі ТВЗ) і підземної частини рудника (підстанції, водовідливні установки, ШВД). Крім того, виконано розміщення диспетчерського і телемеханічного обладнання в диспетчерському пункті рудника на відм. +14.200 Будівлі АБК на основному майданчику.
Збір та передача інформації типу ТС-ТІТ-ні-ТУ-СК здійснюється комплексом пристроїв відображення інформації УОТІ з мікропроцесором «Електроніка-60». Інформація диспетчеру і енергооператора може бути представлена ​​крім комплексу УОТІ.
Проектами передбачається створення робочих місць гірського диспетчера, енергооператора, поста ліквідації аварій.
Засобами відображення інформації є щит гірничого диспетчера (ЩГД), щит ліквідації аварії (ЩЛА), щит енергооператора (ЩЕО), стіл енергооператора.

5.3. Метаноконтроль

Контроль за станом рудникової атмосфери за допомогою автоматичних приладів передбачається в камерних виробках гір. -1300 М і ПДЦ, в яких виконана місцева світлова та звукова сигналізація з відключенням електроенергії при гранично допустимій концентрації метану.
Сигналізація про наявність метану в приствольних дворах НД-5 і ВС-6 вентиляційно - закладних горизонтів -950 м., -1000 М ., І -1200 м. виведена диспетчеру на стійку СПИ-1. Крім того, виконана місцева світлова та звукова сигналізація.

5.4. Зв'язок і сигналізація

Об'єкти пускового комплексу оснащені наступними видами зв'язку:
- Загальношахтної телефонним зв'язком абонентів від АТС100/2000 рудника «Жовтневий»;
- Диспетчерської телефонним зв'язком з абонентами поверхні на базі комутатора ПОС-90, встановленого біля гірського диспетчера, і з абонентами в підземних виробках, на базі комплексу ДИСК-ШАТС;
- Гучномовного пошуково-розпорядчої зв'язком на об'єктах поверхні;
- Гучномовного іскробезпечного зв'язком оповіщення та аварійною сигналізацією підземних об'єктів на базі комплексу ДИСК-ШАТС;
- Місцевої стовбурової високочастотної зв'язком між машиністами підйомів з рукоятника та стовбуровими на базі апаратури систем «Сигнал-16» і «Сигнал-17»;
- Телефонним зв'язком диспетчера транспорту з абонентами горизонтів за допомогою іскробезпечного апаратури КДШ, високочастотної зв'язком з машиністами електровозів на базі апаратури ВГСТ-76;
- Місцевого телефонного зв `язком у стовбурах і на горизонтах окремими ланцюжками на базі телефонних апаратів системи МБ;
Виробничі приміщення і АБК обладнані автоматичною пожежною сигналізацією.

5.5. АСБ-Чус гір. -1300 М

Робочою документацією передбачається обладнання горизонту -1300 м пристроями автоматичної світлофорної блокування (АСБ) і частотного управління стрілочними переводами (Чус) з використанням апаратури АБСС.1М і комплексу НЕРПА-1. У проекті також передбачені пристрої автоматичного управління сигнальними вогнями і шлюзовими дверима на сполучної виробленні з ПС-6 з можливістю видачі через систему телемеханіки інформації диспетчеру про становище дверей, зайнятості шлюзу, а також прийому сигналів управління дверима від диспетчера.
Автоматизація шлюзових вентдверей виконана на базі апаратури управління шлюзовими пристроями Ашем.
Пристрої АСБ запроектовані для кільцевої схеми відкатки у встановленому напрямку руху складів з використанням однієї робочої частоти (1660 Гц) та обліком розроблених та затверджених заходів щодо безпечного руху електровозного транспорту і виконання маневрових робіт.
Даним проектом передбачено 7 вузлів АСБ і коректування трьох вузлів, введених в дію III пусковим комплексом копальні.
За погодженням з експлуатацією рудника визначені стрілочні переводи, устатковані пристроями частотного управління з рухомого електровоза і за схемою з місцевим управлінням.
Проектом передбачається також випереджає сигналізація «Бережися електровоза».
Розміщення обладнання АСБ, Чус, Ашем проводиться у спеціальних нішах.
Місця встановлення світлофорів, сигнальних покажчиків, транспарантів «БЕ», датчиків АСБ і Чус уточнюються при монтажі пристроїв.

6. Спеціальна частина
6.1. Сутність питання про нормування якості електроенергії на промислових підприємствах
При відомих економічних характеристиках споживачів та показники впливу параметрів електроенергії на режими роботи мереж і устаткування, з одного боку, і відомих вартостях відповідних технічних засобів підвищення КЕ-з іншого, теоретично можна для кожного споживача визначити оптимальні рівні параметрів електроенергії аналогічно оптимального значення реактивної потужності. Практичне ж рішення задач підвищення якості електроенергії таким шляхом наштовхується на труднощі як інформаційного, так і організаційного характеру. Перші обумовлені необхідністю отримання специфічної інформації про параметри електроенергії, яка в даний час оперативно не реєструється, другі-двухсторонностио проблеми електромагнітної сумісності: посилювати вимоги до викривляє ЕП в частині перешкод, що вносяться ними в мережу, або знижувати сприйнятливість інших ЕП до цих перешкод. Обидва шляхи вимагають певних витрат, і теоретично тут також може бути знайдене оптимальне рішення.
Однак виробляти ЕП з різними характеристиками впливу на режим мережі або з різним ступенем сприйнятливості, погодившись з конкретною електромагнітної обстановкою в тих чи інших вузлах системи, практично неможливо. Крім того, електромагнітна обстановка з часом змінюється, що при такому підході зажадає зміни характеристик ЕП. На відміну від споживання реактивної потужності, що змінюється практично в однозначному напрямку, значення параметрів електроенергії можуть змінитися в будь-яку сторону. І, нарешті, в даний час відсутні методи та засоби (програми для ЕОМ), що дозволяють визначати ці оптимальні значення з точністю, достатньою для практичних цілей і виправдовує таку складну організацію робіт. Тому прийнятий в даний час шлях збереження допустимої електромагнітної обстановки в мережі полягає у нормуванні граничних значень параметрів електроенергії. Параметри електроенергії або їх комбінації, на значення яких накладають відповідні обмеження (норми), називають показниками електромагнітної сумісності обладнання.
Для забезпечення електромагнітної сумісності обладнання необхідно мати комплекс взаємно узгоджених норм, що застосовуються в різних сферах проектування і експлуатації мереж та ЕП:
1) норми на граничні рівні спотворень, що вносяться в мережу окремими ЕП. Ці норми використовують при конструюванні ЕП, що вносять спотворення в мережу;
2) норми на граничні рівні спотворень, що вносяться в мережу енергосистеми споживачами енергії. Ці норми відносяться до кордонів розділу мереж і визначають характер заходів, які повинен прийняти споживач, який має різні спотворюють ЕП, частина з яких, можливо, не обладнана спеціальними гнітючими пристроями, а спотворення не впливають на роботу ЕП даного споживача. Ці норми використовують при проектуванні або реконструкції мережі споживача з метою прийняття централізованих заходів щодо запобігання викиду неприпустимо великих спотворень в живильну мережу. В умовах експлуатації на цих нормах повинна грунтуватися система надбавок до тарифів на електроенергію за внесення спотворень, що перевищують встановлений рівень;
3) норми на якість поставляється енергії, що представляють собою умови, що забезпечуються енергопостачальними організаціями на межі розділу мереж. В експлуатації на цих нормах повинна грунтуватися система знижок з тарифів за поставку електроенергії зниженої якості;
4) норми на граничні рівні спотворень на вводах ЕП, чутливих до перекручувань живлячої напруги, що використовуються при конструюванні ЕП. На підставі цих норм передбачають заходи щодо захисту ЕП від перешкод. Очевидно, що рівень спотворень на вводах ЕП в загальному випадку не співпадає з їх рівнем на межі поділу і може бути вище останнього через перекручування, внесених власними ЕП. Крім того, в умовах експлуатації можливі випадки, коли в післяаварійних режимах енергія поставляється зі зниженим якістю. Це призводить до зниження економічних показників обладнання, але не повинно приводити до виходу його з ладу. Тому норми спотворень в розрахунку на які повинні конструюватися ЕП повинні бути вище норм, що пред'являються до якості електроенергії в нормальних умовах електропостачання.
Фактичні режими роботи ЕП будуть відрізнятися від тих, у розрахунку на які вони проектувалися, внаслідок різноманіття умов, в яких використовуються ЕП, і зміни в часі параметрів електроенергії на їх вводах. Для деяких типів ЕП вплив параметрів може проявлятися в одній і тій же формі (наприклад, нагрівання). При цьому перевищення одного з ПКЕ над нормованим значенням може не викликати необхідності застосування будь-яких заходів, якщо інші ПКЕ в цей час знаходяться істотно нижче граничних значень. Для оцінки допустимості режимів роботи конкретного устаткування в конкретних умовах необхідно, з одного боку, знати функцію спільного впливу на характеристики обладнання всіх ПКЕ, а з іншого-вміти оцінювати допустимість режиму при випадковому характері впливаючих чинників.
Розробка охарактеризованого вище комплексу норм ще не завершена. В даний час діє стандарт, який встановлює норми якості електроенергії на вводах ЕП (ГОСТ 13109-67). Цей стандарт не вкладається в структуру норм, описану вище, представляючи собою норми на якість електроенергії, споживаної безпосередньо ЕП, тобто щось середнє між описаним в пп.З і 4, безвідносно до організаційного механізму відповідальності за недотримання норм. Незважаючи на недоліки стандарту, його використання виявилося корисним в основному у зв'язку з урахуванням його вимог проектними організаціями. В умовах же експлуатації перевірка дотримання його вимог практично не проводилася через відсутність як засобів вимірювання ПКЕ, так і організаційного механізму контролю якості. Позначився і той факт, що в ряді випадків ЕП функціонують нормально і при недотриманні його вимог.
ГОСТ 13109-67 встановлює для трифазних мереж змінного струму шість ПКЕ: відхилення напруги, відхилення частоти, розмах коливань напруги, розмах коливань частоти, коефіцієнти зворотній послідовності і спотворення синусоидальности напруг.
Метою даної роботи є розгляд останнього показника (спотворення синусоидальности).
Завдання обмеження рівнів гармонік в електричних мережах має два аспекти: технічний і економічний.
Необхідність лімітувати допустимі величини гармонік визначається такими технічними вимогами, як виняток неуспішних комутацій вентильних перетворювачів (особливо це стосується реверсивним перетворювачів, що працюють і в випрямному, і в інвентарному режимі); запобігання ушкоджень батарей конденсаторів і інших апаратів внаслідок резонансних явищ на вищих гармоніках; забезпечення якісної роботи пристроїв релейного захисту і вимірювальних приладів, систем автоматики, телемеханіки та зв'язку.
При наявності вищих гармонік погіршуються економічні показники роботи систем електропостачання підприємств в результаті виникнення додаткових втрат від гармонік і скорочення терміну служби ізоляції електричних машин, трансформаторів, батарей конденсаторів і силових кабелів.;
В даний час в різних країнах діють національні норми, що лімітують, як правило, рівень гармонік у кривих напруг або струмів. При складанні цих норм бралися до уваги виключно технічні міркування, так як, на думку ряду зарубіжних авторів, можливість розрахунку збитків від дії гармонік дуже проблематична. В окремих випадках енергетичними системами Західної Європи задаються максимально допустимі рівні окремих гармонік напруги, що необхідно для вибору силових фільтрів.
Міжнародної електротехнічної комісією (МЕК) прийняті норми, згідно з якими допускається миттєве відхилення напруги мережі, тобто різниця ординат кривих результуючої напруги і першої гармоніки, на шинах перетворювача не більше 5% амплітудного значення.
6.2. Сутність спотворення синусоидальности кривих напруг і струмів
Спотворення викликаються роботою ЕП з нелінійної вольт-амперної характеристикою і регульованих перетворювачів змінного струму в постійний. Криві струму і напруги в цих випадках набувають вигляду, відмінний з синусоїди. Користуючись методом гармонійних складових, можна вихідну несинусоїдальну криву розкласти на суму синусоїдальних з певними значеннями амплітуд гармонік їх початкових кутів.
Гармоніки створюють магнітні поля різних послідовностей. Так як криві напруг в кожній фазі зрушені між собою на 1 / 3 (або на повний період третьої гармоніки), то треті гармоніки збігаються один з одним по фазі і утворюють нульову послідовність. Аналогічно ведуть себе всі гармоніки, кратні трьом. Тому струми гармонік, кратних трьом, не можуть існувати в трифазній мережі без нульового проводу або вийти за межі обмоток, з'єднаних в трикутник. Порядок чергування фаз для гармонік n = 4, 7, 10, 13 ... (N -1 ділиться на 3) збігається з прямим, а гармонік n = 2, 5, 8, 11, ... (N +1 ділиться на 3) - на протилежне.
6.3. Впливу вищих гармонік на силові установки
Вищі гармоніки в системі електропостачання промислових підприємств, як вже зазначалося раніше, небажані з ряду причин: з'являються додаткові втрати в електричних машинах, трансформаторах та мережах; утруднюється компенсація реактивної потужності за допомогою батарей конденсаторів; скорочується термін служби ізоляції електричних машин та апаратів; погіршується якість роботи систем релейного захисту, автоматики, телемеханіки та зв'язку.
При роботі асинхронного електродвигуна в умовах несинусоїдального напруги декілька знижуються його коефіцієнт потужності і обертаючий момент на валу.
На практиці перекручування кривої напруги мало впливає на коефіцієнт потужності двигуна; так, наприклад, якщо амплітуди 5-й і 7-ї гармонік напруги становлять відповідно 20 і 15% амплітуди першої гармоніки, то коефіцієнт потужності двигуна зменшується на 2,6% в порівнянні з значенням його при синусоїдальному напрузі. В умовах промислових підприємств спотворення напруги бувають меншими, тому вплив вищих гармонік на коефіцієнт потужності асинхронного електродвигуна можна не враховувати.
Моменти, що розвиваються вищими гармоніками струму, також складають дуже малу величину обертаючого моменту асинхронних і синхронних двигунів, що визначається першими гармонікою живлячої напруги. Так, для асинхронного двигуна середньої потужності при питомій вазі 5-ої гармоніки напруги, що дорівнює 20% основної, момент, обумовлений 5-й гармонікою, не перевершує 0,1% моменту, що розвивається під час промислової частоті.
6.4. Вплив гармонік на ізоляцію електроустановок
Спотворення форми кривої напруги надає істотний вплив на виникнення і перебіг іонізаційних процесів в ізоляції електричних машин і трансформаторів.
При наявності газових включень в ізоляції в цих включеннях виникає іонізація, сутність якої полягає в утворенні об'ємних зарядів і подальшої нейтралізації їх. Нейтралізація заряду пов'язана з розсіюванням енергії, наслідком якого є електричне, механічне та хімічний вплив на навколишній діелектрик. У результаті іонізаційних процесів розвиваються місцеві дефекти в ізоляції, що призводить до зниження її електричної міцності, зростанням діелектричних втрат і в кінцевому рахунку до скорочення терміну служби.
Кількість розрядів у газових включеннях залежить від форми кривої напруги, прикладеної до ізоляції.
Детальні багаторічні дослідження форм кривих напруги в мережах промислових підприємств показують, що в більшості випадків за рахунок вищих гармонік криві напруги приймають більш загострену форму в порівнянні з синусоїдою і тому наявність вищих гармонік в цих мережах призводить до прискореного старіння ізоляції електричних машин і трансформаторів.
При наявності гармонік у кривій напруги процес старіння діелектрика конденсаторів протікає також більш інтенсивно, ніж у випадку, коли конденсатори працюють при синусоїдальному напрузі. Це пояснюється тим, що фізико-хімічні процеси в діелектриках, що зумовлюють старіння їх, значно прискорюються при високих частотах електричного поля. Аналогічно впливає додатковий нагрів, викликаний протіканням вищих гармонік струму.
Таким чином, наявність вищих гармонік у кривій напруги, навіть у допустимих межах, призводить до значної інтенсифікації процесу старіння діелектрика конденсаторів і як наслідок скорочення терміну служби їх.
Відповідно до ГОСТ 1262-68 батареї конденсаторів можуть довго працювати у перевантаженні їх струмами вищих гармонік не більше ніж на 30%; допустиме підвищення напруги лімітується величиною 10%. Однак при тривалій експлуатації конденсаторів в цих умовах термін служби їх скорочується. В умовах промислових підприємств, як правило, конденсатори періодично опиняються в режимі, близькому до резонансу струмів на частоті будь-якої з гармонік низького порядку; внаслідок систематичних перевантажень вони швидко виходять з ладу. В даний час на багатьох великих промислових підприємствах, де є потужні вентильні перетворювачі, батареї конденсаторів без застосування спеціальних заходів захисту їх від вищих гармонік, по суті, не працюють. У результаті знижується коефіцієнт потужності електроустановок цехів і виробництв, погіршуються економічні показники систем електропостачання підприємств.
При несинусоїдної напрузі мережі відбувається прискорене старіння ізоляції силових кабелів. Для підтвердження цього положення були зіставлені результати вимірів струмів витоку кабелів, прокладених майже одночасно і працюють у схожих температурних умовах; частина обстежених кабелів працювала при практично синусоїдальному напрузі, інша - при рівні гармонік у кривій напруги в межах 6-8,5% (переважали 5 -а і 7-я гармоніки). Струми витоку в другому випадку через 2,5 роки експлуатації опинилися в середньому на 36% більше, через 3,5 року - на 43%.

6.5. Вплив вищих гармонік на системи автоматики
Вплив вищих гармонік на системи імпульсно-фазового управління вентильними перетворювачами може призвести до виникненню так званої гармонійної нестійкості. Явище гармонійної нестійкості полягає в появі на шинах багатофазного перетворювача великої напруги парному гармоніки або гармоніки, кратній трьом; при цьому в кривій напруги мережі з'являються також інші гармоніки парних порядків і кратні трьом, проте менші за розміром. Спотворення кривої напруги мережі можуть бути настільки великими, що в інверторному режимі перетворювача з'являться порушення комутації; при цьому робота системи імпульсно-фазового управління також може виявитися нестійкою.
Гармонічна нестійкість може виникнути при підключенні перетворювача до електричної системи, потужність короткого замикання якої порівнянна з потужністю перетворювача, у разі, якщо є інші джерела гармонік (наприклад, силові трансформатори). Основною причиною появи гармонійної нестійкості є асиметрія керуючих імпульсів, неминуча в реальних системах імпульсно-фазового управління. Наслідком цієї асиметрії є поява в спектрі струму перетворювача парних гармонік і гармонік, кратним трьом; посилення їх при наявності зазначених вище умов і призводять до гармонійної нестійкості.
Підвищення напруги на частоті будь-якої гармоніки істотно обмежується при використанні загороджувальних фільтрів в системах імпульсно-фазового управління.
Виникнення гармонійної нестійкості виключається при дотриманні умови
, (6.1)
де x к - опір короткого замикання електромережі енергосистеми на шинах перетворювача; I d н - номінальний випрямлений струм перетворювача; U-лінійна напруга мережі.
Для перетворювачів ПМ СС-3:
;
На вході систем імпульсно-фазового керування підключаються фільтри, завдяки чому посилення парних гармонік і гармонік, кратних трьом, практично не має місця.
У деяких енергосистемах були зафіксовані випадки невірної роботи блокувань від хитань, причиною яких були вищі гармоніки струму, зокрема п'ята гармоніка. Спостерігалися також випадки помилкової роботи пристроїв релейного захисту, в яких використовувалися фільтри струмів зворотної послідовності, через наявність струмів вищих гармонік, які утворюють систему зворотній послідовності. Вплив вищих гармонік на роботу релейного захисту проявляється при рівні гармонік а струмі навантаження лінії порядку 5-7%.
Вищі гармоніки струму і напруги в мережі погіршують роботу телемеханічних пристроїв і навіть викликають збої, якщо силові ланцюги використовуються в якості каналів зв'язку між полукомплектов диспетчерського і контрольованого пунктів. Ускладнює використання простої та дешевої системи циркуляторного телекерування по лініях розподільних мереж з використанням парних гармонік.
6.6. Розрахунок компенсації реактивної потужності
Складемо рівняння балансу реактивної потужності
, (6.2)
де - Реактивна потужність підлягає компенсації

- Втрати реактивної потужності
;
;
;
.
Додаткові втрати активної потужності в ПЛ від передачі реактивної
;
6.7. Розрахунок компенсації реактивної потужності з урахуванням підключення силових резонансних фільтрів
При комплексному підході до вирішення проблеми якості електроенергії в мережах з нелінійними навантаженнями застосуємо багатофункціональні пристрої - силові резонансні фільтри (СРФ) вищих гармонік, які поряд зі зниженням рівнів вищих гармонік генерують в живильну мережу реактивну потужність.
За номограммам рис.8.2. [2] визначимо можливість підключення вентильної навантаження виходячи з допустимого рівня коефіцієнта несинусоїдальності.
Для підіймальних машин СС-3:
;
З даного співвідношення випливає, що при даній потужності нелінійної (вентильної) навантаження в мережу будуть видаватися вищі гармоніки неприпустимого рівня і підключення батарей конденсаторів до шин ГПП-33 призведе до виходу останніх з ладу.
Для більш точних даних про коефіцієнт несинусоїдальності скористаємося даними з літератури [5].
Проведене дослідження показників якості електричної енергії у вузлах навантаження з тиристорними перетворювачами показало:
Таблиця 6.1.
Показники якості електричної енергії.
Коефф.несінус.
з 0.00 до 8.00
з 8.00 до 16.00
з 16.00 до 24.00
Серед. за добу
ПМ "Південь"
4,175
3,35
8,425
5,325
ПМ "Північ"
11,85
10,8
19,3
14
На обох підйомних машинах КНС> 5%.
Намети до установки СРФ на кожну підйомну машину.
Для підіймальних машин КС-3:
;
За номограммам рис.8.2. [4] визначити можливість підключення вентильної навантаження виходячи з допустимого рівня коефіцієнта несинусоїдальності важко, тому що отримана точка знаходиться на межі зони неприпустимість встановлення БК.
Для більш точної оцінки скористаємося формулою:
, (6.3)
де , (6.4)
Кр = 4 при дванадцяти пульсная схемою випрямлення
Кр = 0 при шести пульсная схемою випрямлення
Для великої підйомно машини:
;
%.
Для малої підйомно машини:
;
%.
СС-3:
Реактивна навантаження групи перетворювачів
;
Допустиме значення реактивного навантаження групи перетворювачів
;
Реактивна потужність групи перетворювачів підлягає компенсації
;
6.8. Розрахунок силових резонансних фільтрів
Існуюча практика застосування резонансних фільтрів грунтується на використанні комплекту фільтрів, налаштованих по можливості точно на частоти гармонік, що переважають у амплитудном спектрі струмів нелінійних навантажень. Такий підхід визначався, головним чином, прагненням знизити рівень гармонік в мережі до мінімального значення (теоретично до нуля). Застосування фільтрів малої і середньої потужності (з відношенням потужності батарей фільтра Qр до потужності короткого замикання мережі Sкз порядку Кр = Qр / Sкз <0,01) зумовлювало підвищені вимоги до точності налаштування з метою уникнути посилення окремих гармонік напруги в мережі, перевантаження фільтрів та інших несприятливих явищ.
Зростання питомої ваги нелінійних навантажень, що мають низький коефіцієнт потужності, призвело до необхідності застосовувати у складі фільтрів батареї конденсаторів дуже великої потужності (Кр> 0,015), що дозволило значно знизити вимоги до точності налаштування фільтрів. Слід також відзначити, що збитки, обумовлений вищими гармоніками струму і напруги в мережі максимальний при значних величинах напруги гармонік і зменшується в квадратичної залежності. Тому необхідність повного зниження рівнів гармонік на основі економічних міркувань, практично відсутня; досить знизити їх до межі, що визначається технічними вимогами, наприклад, до значення коефіцієнта несинусоїдальності 5%, допустимого згідно з ГОСТ 13109-67. При такому підході в розглянутому випадку (Кр> 0,015) відпадає необхідність встановлювати велике число фільтрів.
Чинне значення основної та вищих гармонік
;
де n - порядковий номер гармоніки
;
;
;
;
Реактивна потужність перетворювача підлягає компенсації
Q = 7,43 / 2 = 3,715 МВАр;
За табл.16-19 [6] вибираємо конденсатор:
тип КС2-6 ,3-100-2УЗ
ємність С = 8,03 мкФ; ціна Ц = 2,15 у.о. / кВАр.
Варіант розподілу реактивної потужності між фільтрами
Ф11 Q = 1,5 МВАр - 5 паралельно включених конденсаторів в кожній фазі
Ф13 Q = 1,5 МВАр - 5 паралельно включених конденсаторів в кожній фазі
Ф23 Q = 0,9 МВАр - 3 паралельно включених конденсаторів в кожній фазі
Фільтр 25 гармоніки не встановлюємо, тому що маємо перекомпенсація реактивної потужності.
Розглянемо необхідність установки Ф23 гармоніки з точки зору обгрунтування точності настройки СРФ.
Ф11 ;
Ф13 ;
Ф23 ;
Оскільки , То знижувати вимоги до точності настройки СРФ не можна і необхідно використовувати всі 3 СРФ.
;
6.9. Анормальні гармоніки, що генеруються вентильними перетворювачами
При симетрії керуючих імпульсів систем імпульсно-фазового управління вентильні перетворювачі є джерелами непарних вищих гармонік струму, які можуть бути знайдені за відповідними формулами або кривим. При гармонічному аналізі кривих лінійних струмів керованих перетворювачів у ряді випадків має місце асиметрія керуючих імпульсів; кути управління a по окремих каналах системи управління можуть відрізнятися один від одного і від інсталяційного значення a на величину помилки.
Наявність помилок кутів управління в статичному режимі роботи перетворювача обумовлюється розкидом параметрів елементів, з яких зібрані пристрою імпульсно-фазового управління, а також недосконалістю частотних фільтрів на вході цих пристроїв; останнє істотно при живленні їх від мережі з несинусоїдальними напругою. Поява значних помилок можна також при неякісній налаштуванні систем імпульсно-фазового управління. При 6-фаз-ної схемою в спектрі струму перетворювача містяться як гармоніки канонічних порядків (n = 5; 7; 11; 13), так і неканонічні, або анормальні гармоніки (n = 2, 3, 4, 6, 8, 9; 10 ...).
Розподіл помилок кутів запалювання керованих вентилів підпорядковується нормальному закону. Це пояснюється в першу чергу тим, що на величину помилки впливає велика кількість незалежних випадкових факторів.
Величини анормальних гармонік струму, що генеруються вентильними перетворювачами, дуже малі, вони не можуть створити значних гармонік напруги в живильній мережі.
6.10. Параметри силових фільтрів
Ланцюги фільтрів включаються в зірку з ізольованою нейтраллю, з'єднання в трикутник не застосовується через побоювання, що перекриття ізоляції однієї фази конденсаторів, що приводить до міжфазних замикань, може викликати великі пошкодження фільтрів. До нульової точці в більшості випадків підключаються реактори; при цьому корпусні ізоляція конденсаторів має напруга щодо землі на кілька відсотків менше, ніж у випадку, коли до нульової точки підключені, конденсатори; це міркування вважається істотним і таке включення є рекомендованим.
Відповідно до технічних умов експлуатації батарей конденсаторів, прийнятими в більшості європейських країн, які тривалий час допустимі перевищення напруги та струму понад номінальних значень лімітуються деякими величинами відповідно Сі і Ci (у частках від номінальних значень). Згідно ГОСТ1282-68 Сі == 1,1 і Сi == 1,3; тривалі перевантаження конденсаторів призводять до скорочення строку служби їх.
Для конденсаторів, що працюють у схемах силових фільтрів, прагнуть не допускати перевищення напруги в порівнянні з номінальним значенням (Сu = 1) фазна напруга промислової частоти на затискачах батареї конденсаторів фільтра визначається за формулою
, (6.5)
де Un-фазну напругу промислової частоти на шинах підстанції.
, (6.6)
Коефіцієнт характеризує ступінь збільшення напруги на батареї, у порівнянні з напругою на шинах за рахунок послідовного включення реактора.
;
;
;
Напруга n-ої гармоніки на конденсаторах при з'єднанні в зірку
, (6.7)
де Inб - струм n-ої гармоніки, що протікає в батареї конденсаторів; - Ємнісний опір її при промисловій частоті.
;
;
;
Номінальний струм батареї конденсаторів:
, (6.8)
Ф11 ;
Ф13 ;
Ф23 ;
Перевірка вибраних батарей конденсаторів проводитися за умовою допустимого перевантаження по напрузі:
, (6.9)
де ;
Ф11 ;
Ф13 ;
Ф23 ;
Перевірка вибраних батарей конденсаторів за умовою допустимого перевантаження по струму:
, (6.10)
Враховуючи можливість проникнення у фільтр інших гармонік крім тієї, на яку він налаштований, доцільно вибрати коефіцієнт Сi з деяким запасом; остаточно друга умова для вибору батарей фільтрів представимо у вигляді
, (6.11)
Ф11 , - Умова не виконується.
У реальних умовах слід приймати до уваги відхилення ємності від номінальних значень. Дане відхилення розглянемо нижче.
Ф13 , - Умова виконується;
Ф23 , - Умова виконується;
Вибір реактора виробляємо за рівнянням ідеального резонансу. При ідеальній налаштування в резонанс і номінальних значеннях індуктивності Lном і ємності Сном справедливо наступне співвідношення:
, (6.12)
, (6.13)
Ф11 ;
Ф13 ;
Ф23 ;
За табл.4-30 [3] вибираємо:
Ф11 тип РБА-6-200-4
;
DР = 5,1 кВт на фазу, Ц = 1720у.е.
За табл.16-38 [6] вибираємо:
Ф13 тип РБАС-6-2х1000-4
;
DР = 8,5 кВт на фазу
За табл.16-38 [6] вибираємо:
Ф23 тип РБАС-6-2х600-4
- Однієї гілки
DР = 7,5 кВт на фазу
Відхилення індуктивності і ємності від номінальних значень.
Індуктивність L має відхилення, обумовлене недосконалістю технології виготовлення реакторів:
; (6.14)
де відносне відхилення індуктивності від номінального значення .
Відповідно до ГОСТ 1479-69 допускається відносне відхилення індуктивності в межах 0-15%.
У реальних умовах внаслідок зміни геометричних розмірів реактора в залежності від температури нагріву індуктивність його дещо зростає з температурою, а проте це зміна незначно і їм можна знехтувати.
Ємність батарей конденсаторів С також має відхилення DС від номінального значення, обумовлене в першу чергу різною товщиною паперу, що просочується синтетичними рідинами:
, (6.15)
де відносне відхилення ємності від номінального значення .
Відповідно до ГОСТ 1282-68 допускається відносне відхилення ємності конденсаторів в межах -5 +10%.
Залежність ємності батареї конденсаторів Сt від температури нагріву визначається відомим співвідношенням
, (6.16)
Тут Со - величина ємності при температурі 20 ° С;
Dt = t ° -20 °; -Температурний коефіцієнт ємності;
для конденсаторів з просоченням синтетичними рідинами він дорівнює -4-8 • 10 -4 1 / ° С.
Таким чином, вираз для ємності конденсаторів однієї фази фільтра можна представити у вигляді
, (6.17)
З урахуванням вище викладеного, зробимо перерахунок для фільтра 11 гармоніки по допустимій перевантаження по струму.
;
;
Ф11 , 1,14> 1,12 - перевищення допустимого струму на 1,7%.
Індуктивне і ємнісне опору фільтру змінюються зі зміною частоти живильної мережі. Позначивши через Dw відхилення частоти від номінального значення, можемо записати:
, (6.18)
де відносне відхилення частот від номінального значення .
Абсолютна величина реактивного опору фільтру гармоніки DXфn при розладі резонансного контуру унаслідок відхилень індуктивності і ємності від номінальних значень представляється виразом
, (6.19)
Реальні значення та межі зміни величин, що входять у формулу, наступні:
Dt = 0-60 ° С; = -0,02 -0,01.
Ф11 ;
=
=-83Ом - відхилення носить ємнісний характер.
Ф13 ;
=
=-70Ом - відхилення носить ємнісний характер.
Ф23 ,
=
=-12Ом - відхилення носить ємнісний характер.
Відносне відхилення реактивного опору фільтру від величини ємнісного опору при ідеальній резонансної налаштування виражається формулою
, (6.20)
Ф11 ;
Ф13 ;
Ф23 ;
a-це коефіцієнт, що характеризує расстройку фільтра в залежності від можливих відхилень індуктивності і ємності, обумовлених технологічними і експлуатаційними умовами. Потрібно, щоб çaï <0,1, таким чином, можлива расстройка може досягати двох порядків.
Оцінимо величину відносного відхилення реактивного опору фільтру на нерезонансних частотах зокрема на частоті n = 13. Реактивний опір фільтра на частоті гармоніки порядку :
, (6.21)
;
- Відхилення реактивного опору фільтру на нерезонансних частотах можна не враховувати.
6.11. Особливості роботи силового фільтра при відхиленнях від резонансної настройки
Ідеальний фільтр гармоніки повністю споживає струм цієї гармоніки In, генерований нелінійними навантаженнями в живильну мережу. При кінцевих значеннях активного і реактивного опорів фільтра споживаний їм струм може бути більше або менше струму гармоніки, що генерується всіма джерелами.
Позначимо коефіцієнтом завантаження фільтру n-ої гармоніки струмом цієї гармоніки або, для стислості, коефіцієнтом завантаження по струму.
, (6.22)
де , (6.23)
Qr - умовна добротність фільтру, що визначається ставленням реактивного опору реактора та активного опору кола фільтра при промисловій частоті; приймаємо Qr> 10,
b - відносне відхилення повного опору фільтру від величини індуктивного (ємнісного) опору при резонансі
, (6.24)
Аналіз ланцюгів фільтрів з урахуванням можливих варіантів компоновок їх показує, що для фільтрів 5, 7, 11 і 13-ої гармонік з потужністю батарей конденсаторів 1500 квар і більше практично завжди можна забезпечити Qr> 10. За цих умов з достатньою для практики точністю можна вважати b »a.
При нехтуванні активним опором фільтру (Qr ® ), Формула переходить в більш просту
, (6.25)
У формулі береться знак "плюс", якщо провідність фільтра носить індуктивний характер.
Ф11 = 1,5,
;
Коефіцієнт ефективності роботи фільтру (Скорочено - коефіцієнт ефективності) характеризує відносне зменшення гармоніки напруги в мережі і визначається відношенням провідності мережі та еквівалентної провідності мережі і фільтра (а також і окремих батарей конденсаторів, якщо вони є) на частоті цієї гармоніки.
Коефіцієнт ефективності визначається за формулою
, (6.26)
де ;

;

Ф13 = 2,
;

;

.
6.12. Аналіз частотних характеристик мереж з фільтрами і окремо встановлюються батареями конденсаторів
Включення в мережу батареї конденсаторів без захисних реакторів, призводить до зміни еквівалентної реактивної провідності мережі. Вплив ємності батарей на еквівалентну частотну характеристику зростає з ростом номера гармоніки. Підключення батареї зумовлює зменшення величини ємнісного опору прямої послідовності мережі, внаслідок чого нуль частотної характеристики зсувається в область менших частот. При цьому можливе виникнення резонансу струмів на частотах, як правило, 11-й і 13-ої гармонік, що досить небезпечно для мережі і батареї. Тому у випадку, коли в мережі є силові фільтри, батарею конденсаторів слід включати після підключення фільтрів.
Для виключення резонансу струмів на частотах гармонік відносно невисокого порядку (n = 17, 19) за наявності батарей конденсаторів без захисних реакторів необхідно встановлювати силові фільтри підвищеної потужності, особливо на частоти гармонік порядків n = 11, 13; потужність конденсаторів фільтрів в порівнянні з розрахунковою збільшується на 15-20%.
Спільне використання силових фільтрів і батарей конденсаторів без захисних реакторів цілком припустимо, проте необхідно додатково враховувати можливість появи нулів частотної характеристики на частотах гармонік 17-25-го порядків.
Проведений аналіз дозволяє також побудувати раціональну систему захисних відключень фільтрів при аварійному відключенні одного з них.
Якщо включені фільтри 11-й і 13-ої гармонік, то при аварійному відключенні фільтра 11-ї гармоніки повинен відключатися також фільтр тринадцятий гармоніки; при відключенні фільтра тринадцятий гармоніки фільтр 11-ї гармоніки може бути залишений в роботі. Батарея конденсаторів, підключена до шин без захисного реактора може бути залишена в роботі.

6.13. Вибір комутаційні апаратури

Робочий струм фільтра:

;

;
За табл.31.7. [1] вибираємо роз'єднувачі тип: РВ-6/400
Граничний наскрізний струм I = 41кА
Граничний струм термічної стійкості / час проходження струму термічної стійкості
16кА/4с.
Перевірку виробляємо по термічній стійкості:
, (6.26)
.
Вибір вакуумного вимикача.
За табл.31.4. [1] намічаємо до застосування тип: ВВ-10-20/630УЗ
Струм динамічної стійкості Iдін = 52кА
Граничний струм термічної стійкості / час проходження струму термічної стійкості
20кА/3с.
Час відключення 0,075 с.
Час включення 0,1 с. Привід пружинний.
Ц = 161у.е.
Перевірка:
Перевірку виробляємо по термічній стійкості:
;
;
по динамічній стійкості:
i ном.дін.> i уд., 52кА> 47,4.
Вибір запобіжників.
Згідно ПУЕ [2] номінальний струм плавкої вставки запобіжника Iв, не повинен перевищувати 160% номінального струму захищається ним конденсатора, тобто
, (6.27)
Робочий струм фільтра:
, (6.28)
Ф11 ;
, ;
Ф13 , ;
Ф23 ;
, ;
За табл.31.14. [1] вибираємо
Ф11, 13 тип: ПКТ 102-6-31,5 УЗ
Iном = 50А
Ф23 тип: ПКТ 102-6-31,5 УЗ
Iном = 80А
6.14. Розрахунок батарей конденсаторів
Складемо рівняння балансу реактивної потужності
,
;
За табл.31.25. [1] намічаємо до застосування конденсаторну установку типу:
УКЛ-6 ,3-1800У1 з 4 осередків.

Вибір комутаційні апаратури.

Робочий струм комірки конденсаторів:

;

За табл.31.7. [1] вибираємо роз'єднувачі тип: РВ-6/400
Граничний наскрізний струм I = 41кА
Граничний струм термічної стійкості / час проходження струму термічної стійкості
16кА/4с.
Перевірку виробляємо по термічній стійкості:
,
;
Вибір вакуумного вимикача.
За табл.31.4. [1] намічаємо до застосування тип: ВВ-10-20/630УЗ
Струм динамічної стійкості Iдін = 52кА
Граничний струм термічної стійкості / час проходження струму термічної стійкості
20кА/3с.
Час відключення 0,075 с.
Час включення 0,1 с. Привід пружинний.
Ц = 161у.е.
Перевірка:
Перевірку виробляємо по термічній стійкості:
,
;
по динамічній стійкості:
Вибір запобіжників.
Згідно ПУЕ [2] номінальний струм плавкої вставки запобіжника Iв, не повинен перевищувати 160% номінального струму захищається ним конденсатора, тобто
;
;
За табл.31.14. [1] вибираємо
тип: ПКТ 101-6-20УЗ
Iном = 31,5 А
6.15. Вимірювання, управління, сигналізація і блокування
Вимірювання струму в ланцюзі конденсаторної установки дозволяє контролювати нормальну роботу конденсаторів. Рівність ємностей всіх трьох фаз конденсаторної установки має вимірюватися трьома амперметрами, що вказують струм у кожній фазі установки, або одним амперметром з перемикачем.
За свідченнями амперметрів можна судити про завантаження конденсаторів струмами як основний, так і вищих гармонік. Для під'єднання трьох амперметрів достатньо двох трансформаторів струму, третій амперметр включається на суму струмів, що проходять у двох інших фазах.
Для нормальної експлуатації конденсаторних установок необхідно контролювати напругу на затискачах конденсаторів, який не повинен перевищувати допустимий для них напругу. Доцільно підключати вольтметр до шин розподільчого пристрою, так як при цьому представляється можливим вимір напруги в мережі при відключеній конденсаторної установки. Так само включається вольтметр за відсутності розрядного трансформатора напруги, коли застосовуються конденсатори з вбудованими розрядними опорами.
Облік виробленої конденсаторної установкою реактивної енергії здійснюється лічильниками реактивної енергії, які встановлюють на приєднаннях конденсаторних установок потужністю 100 кВАр і вище за умови, якщо віддача ними реактивної енергії враховується при розрахунку з підприємством за коефіцієнтом потужності. Дані про кількість реактивної енергії, виробленої конденсаторної установкою, і дані про споживання активної енергії дозволяють визначити коефіцієнт потужності електроустановки.
Приєднання конденсаторних установок можливе до мережі як нижче, так і вище 1 000 В. Включення конденсаторних установок може проводитися рубильником або роз'єднувачем при ручному управлінні або вимикачем при дистанційному управлінні на змінному або постійному оперативному струмі. Однак ці способи не можуть забезпечити швидкості оперативного управління і вимагають наявності на підстанціях обслуговуючого персоналу. Доцільно віддавати перевагу автоматичного управління конденсаторними установками.
Схеми управління прикріпленням КУ аналогічні схемами управління трансформаторами, електродвигунами. При цьому необхідно особливу увагу звернути на таке. Включення і відключення приєднання КУ слід виробляти по можливості швидше, щоб уникнути повторних запалювання при перемиканні.
При дистанційному автоматичному управлінні приєднанням КУ слід передбачати у схемі включення КУ після її відключення витримку часу порядку 3-5 хв., Яка необхідна для розрядки КУ до безпечної напруги (не вище 50 в). Витримку часу порядку 3-5 хв. необхідно передбачати і в схемі автоматичного управління, яка необхідна для відбудови від короткочасних змін режимів роботи мережі. У схемі автоматичного керування передбачається установка перемикача для перекладу на ручне або автоматичне керування. При цьому повинна бути врахована можливість обов'язкового ручного аварійного відключення вимикача конденсаторної установки.
Конденсаторна установка повинна примусово відключатися при можливе зникнення напруги в мережі. У схемі управління повинна бути передбачена заборона повторного включень конденсаторної установки при її відключення від дії релейного захисту внаслідок внутрішніх пошкоджень в конденсаторах або порушенні режиму роботи мережі; при цьому повинен бути поданий звуковий сигнал від встановленого для цієї мети вказівного реле. У схемах сигналізації з автоматичним регулюванням немає необхідності подавати звуковий сигнал при автоматичному відключенні або включення конденсаторної установки або передбачати вказане реле. У цьому випадку слід встановлювати лічильник числа операцій спрацьовування автоматики.
Конденсаторні установки напругою вище 1 000 у обов'язково повинні мати блокування. Крім звичайної блокування між вимикачем і роз'єднувачем блокування влаштовується додатково на вимикачі з дією на замок двері конденсаторної установки. Блокування повинна бути влаштована таким чином, щоб двері КУ не можна було відкрити при включеному вимикачі і не можна було б включити вимикач при відкритих дверях у КУ.
У конденсаторних установках, що складаються з декількох секцій, роз'єднувачі цих секцій повинні бути забезпечені блокуванням з основним вимикачем установки, яка забороняє управління роз'єднувачами секцій при включеному вимикачі.
6.16. Релейний захист
Кожна конденсаторна установка повинна мати загальну захист всієї установки в цілому від струмів короткого замикання, яка здійснюється відповідно до ПУЕ. Конденсаторні установки напругою 3-6-10 кВ відповідно до Правил влаштування електроустановок повинні мати такі захисту:
від короткого замикання, загальну для всієї конденсаторної установки, виконувану у вигляді максимального струмового захисту, що діє на відключення без витримки часу;
від короткого замикання в самих конденсаторах, не обладнаних вбудованої індивідуальним захистом;
від перевантаження струмами вищих гармонік, якщо така перевантаження можлива;
від підвищення напруги, коли відомо, що рівень напруги в місці приєднання конденсаторної установки буде перевищувати 110% номінальної напруги. Для надійного дії максимального струмового захисту при коротких замиканнях необхідно, щоб розрахунковий струм короткого замикання був більше струму спрацювання захисту. Так як захист діє без витримки часу, то вона повинна бути відбудована при нормальній роботі від робочого струму, струму включення, струму розряду в мережу.
Струм включення і струм розряду в мережу конденсаторної установки викликаються перехідними процесами. Струм включення виникає при подачі напруги на конденсатори, а струм розряду в мережу - при коротких замиканнях в мережі, до якої приєднані конденсатори. Величина і час проходження цих струмів визначаються параметрами конденсаторної установки і джерела живлення. Однак ці струми дуже швидко загасають, хоча бувають у кілька разів більше номінального струму конденсаторної установки.
Щоб уникнути помилкового спрацьовування загального захисту конденсаторної установки від коротких замикань струм уставки максимальної захисту беруть приблизно в 2 рази більше номінального струму конденсаторної установки.
У схемах захисту конденсаторних установок застосовуються звичайні електромагнітні струмові реле миттєвої дії, можуть бути використані також індукційні струмові реле з обмежено залежною витримкою часу. Ці реле забезпечують не тільки захист від струмів короткого замикання, а й від перевантаження.
Захист конденсаторної установки від перевантаження може працювати надійно в тому випадку, якщо кількість включених конденсаторів не змінюється. Але - якщо в умовах автоматичного регулювання потужності конденсаторних установок під один головний вимикач приєднано кілька конденсаторних установок і кожна має свій перемикач, то при включенні або відключенні частини установки струм, що протікає через струмові реле, буде змінюватися. Виробляти зміна уставок реле при всякій зміні включеної потужності установки не допускається.
У цьому випадку встановлюють на кожній секції установки окремий комплект трансформаторів струму з струмовими реле, які діють на головний вимикач, що передбачає відключення всієї установки в цілому.
Селективність дії загальної захисту конденсаторної установки повинна також забезпечуватись відповідним вибором індивідуального захисту самих конденсаторів.
Індивідуальний захист конденсаторів потрібна для конденсаторних установок, в яких застосовують конденсатори на напругу 3, 6, 10 кВ. Відмінність цих конденсаторів від конденсаторів напругою до 1 000 В полягає в тому, що вони не мають вбудованої індивідуального захисту.
При короткому замиканні в конденсаторах дуже важливо не допускати в них зростання енергії дуги короткого замикання, що виникає всередині пошкодженого конденсатора, до величини, при якій корпус конденсатора може бути зруйнований. Невиконання цієї вимоги може призвести не тільки до руйнування самих конденсаторів, але і до пошкодження знаходиться поблизу них обладнання.
Захист конденсаторів на напругу 3-10 кВ від струмів короткого замикання здійснюють швидкодіючими і струмообмежуючими плавкими запобіжниками типу ПК. При правильному виборі запобіжників своєчасно локалізується пошкодження захищаються конденсаторів.
Основними умовами при виборі силових запобіжників для захисту конденсаторів є наступні:
номінальна напруга запобіжників повинна відповідати напрузі мережі, у якій установлюються конденсатори;
запобіжники повинні витримувати значні коливання навантаження, звичайні в умовах нормального режиму роботи конденсаторів;
запобіжники повинні бути розраховані на періодичні перехідні струми. Для конденсаторів малої потужності кидки струму по відношенню до номінального при включенні мають велику кратність, ніж для потужних конденсаторів;
при паралельному з'єднанні конденсаторів запобіжники повинні витримувати максимальний розрядний струм, що протікає від непошкоджених конденсаторів до ушкодженої;
запобіжники повинні швидко відключати пошкоджений конденсатор, забезпечуючи при цьому вимоги селективності;
розривна потужність запобіжників повинна бути не менше виникає на висновках конденсатора потужності короткого замикання;
при пробої окремих з'єднаних послідовно секцій конденсатора номінальний струм плавкої вставки запобіжника не повинен значно перевищувати номінальний струм конденсатора.
6.17. Втрати в кабелях пов'язані з низьким коефіцієнтом потужності
Приймаються початковий cosj = 0,7; з урахуванням компенсації cosj = 0,95.
Втрати враховуємо тільки в кабельній лінії від ГПП-33 до РП-365, тому що коефіцієнт потужності збільшується тільки до місця установки компенсуючих пристроїв.
Опір кабелю ААБлГ-4 (3х185), l = 707м від ГПП-33 до РП-365

Робочий струм при cosj = 0,8

Робочий струм при cosj = 0,95

Втрати активної енергії при cosj = 0,7

Втрати активної енергії при cosj = 0,95

Різниця втрат активної енергії за рік

6.18. Додаткові втрати від вищих гармонік в електричних машинах
Втрати в електричних машинах. При роботі синхронних і асинхронних двигунів в умовах несинусоїдального напруги виникають додаткові втрати потужності, зумовлені вищими тимчасовими гармоніками струму в ланцюгах статора і ротора. З'являються також додаткові втрати в сталі статора та ротора; однак ці втрати малі і ними можна знехтувати. Основна частина додаткових втрат від гармонік у синхронних машинах припадає на частку демпферного клітини і обмотки статора; втрати в обмотці ротора, як правило, виявляються меншими. В асинхронних двигунах високої напруги втрати в статорі і роторі приблизно однакові.
Оцінка величин втрат від вищих тимчасових гармонік у синхронних двигунах виробляємо за кривими рис.3-6. [7], на яких зображені відносини цих втрат DР Д n при напрузі, рівній одному відсотку напруги основної частоти, до сумарних номінальним втрат DРном.
Питомі втрати для однієї гармоніки будуть різними залежно від того, яку послідовність утворює система векторів напруги цієї гармоніки, оскільки різної виявляється частота струмів у роторі і демпферного системі. Використовуємо середні значення питомих втрат, розрахованих для випадку прямого і зворотного прямування фаз векторів напруги гармонік.
Для СД компресорної станції

Сумарні втрати DР S n,% зумовлені всіма гармоніками напруги

, (6.29)
для СД DР ном = 0,003 Р ном = 0,003 * 3200 * 8 = 81,6 кВт
по кривим рис. 3-6. [7] визначаємо відносини:
%;
%;
.
Для трансформаторів підйомних машин КС-3.
Втрати активної потужності від струмів вищих гармонік в трансформаторах виражаються формулою
, (6.30)
де I nТ-ток n-ої гармоніки, що протікає через трансформатор; r т - опір трансформатора при промисловій частоті; до - коефіцієнт, що враховує збільшення опору короткого замикання для вищих гармонік внаслідок впливу поверхневого ефекту та ефекту близькості. Для силових трансформаторів можна прийняти до 11 = 3,2 і до 13 = 3,7.
Для трансформаторів ТП-365, ТП-363, ТП-312, ТП-309:
, (6.31)
за табл. 27.6. [1] приймаємо DРм = DРх.х. + DРк.з.
Ом

6.19. Управління і регулювання батарей конденсаторів і СРФ
Необхідно чітко розмежовувати поняття автоматичного управління і автоматичного регулювання БК. При автоматичному управлінні в якості задаючого органу на вході ланцюга управління може використовуватися вимірювальний орган, наприклад реле, що реагує на електричну величину. При досягненні електричною величиною уставки спрацьовування вимірювального органа останній впливає на коммутирующий апарат, що включає в роботу БК. Якщо її включення не робить істотного впливу на вимірювану вимірювальним органом електричну величину, то зворотної дії від зміни режиму мережі на вхід ланцюга управління не відбувається. Напрямок впливів проходить по "відкритою" ланцюга керування. Подібне управління режимом БК може здійснюватися в тому випадку, коли питання про її роботу вирішується двояко: або включена, або відключена. Відключення БК відбувається при зниженні вимірюваної електричної величини до уставки повернення вимірювального органа. Таким чином, питання може вирішуватися лише в тому випадку, якщо доводиться мати справу з односекційній установкою.
У разі багатосекційний установки потужність останньої змінюється багато разів в часі відповідно до вимоги режиму вузла електричної мережі. Припустимо, що в результаті зростання навантажень вузла електричної мережі (рівноваги вплив) виникають відхилення регульованого параметра від заданого і для відновлення регульованої величини до заданого значення необхідно включити в роботу одну секцію БК. Зафіксоване вимірювальним органом автоматичного регулятора відхилення параметра супроводжується появою регулюючого впливу, що призводить до включення комутуючого апарату першої секції. Після цього параметр відновлюється до бажаного рівня. Це фіксується вимірювальним органом регулятора, який припиняє подальшу посилку сигналу на збільшення потужності БК. Якщо надалі у зв'язку із зростанням навантаження величина Q додатково зміниться, то регулятор може повторно надіслати регулюючий вплив на додаткове збільшення потужності БК. При зміні регульованого параметра у зворотний бік буде посланий імпульс на зменшення потужності БК. Тут після приведення в дію вимірювального органу регулятора вплив проходить від ланки до ланки, до "регульованою величиною". У результаті утворюється замкнута ланцюг регулювання, що діє до настання сталого стану. Регулятор шляхом порівняння заданого значення регульованої величини, одержуваного від задає органу, та фактичного її значення проводить вимірювання відхилення регульованої величини і відповідно впливає на об'єкт. Регулятор припиняє свою дію після повного вичерпання регулюючого діапазону, тому що після включення всіх секцій додаткове збільшення потужності БК неможливо (аналогічно зменшення потужності БК після відключення всіх секцій).
Порівнюючи наведені приклади можна визначити автоматичне керування як управління по незамкнутій схемою, а автоматичне регулювання - як управління за замкнутою схемою. Від того, чи здійснюється управління з розімкнутої або замкнутою схемою, залежить вибір параметрів регулювання. При замкнутій схемі в якості параметра регулювання можна використовувати комбінацію лише таких величин, які істотно змінюються із зміною режиму БК, наприклад, напруга мережі у поєднанні з напругою, пропорційним реактивної складової струму живлячої ділянки мережі. Регулювання режиму БК за замкнутою схемою повинно застосовуватися для багатосекційних батарей. При управлінні у розімкнутої схемою односекційній установкою не потрібно автоматичного регулятора. У цьому випадку можна використовувати реле управління, що реагує на будь-який параметр режиму електричної мережі, навіть практично не змінюється в результаті включення або відключення БК. В якості такого параметра може бути використано напруга або струм елемента електричної мережі. До пристроїв, що діють за розімкнутого схемою, належать також тимчасові програмні пристрої, циркулярна система телекерування і т. п.
З урахуванням вище сказаного для чотирьох секційної батареї конденсаторів застосуємо схему автоматичного регулювання у функції струму навантаження з застосуванням безконтактних елементів, показану на кресленні.
Визначимо ступінь регулювання Q.
Максимальні ступені збільшення напруги при включенні конденсаторної установки, щоб уникнути різких коливань напруги не повинні перевищувати 1-2% номінальної напруги мережі. Регулюючий ефект при включенні однієї секції конденсаторної установки визначимо за формулою:
, (6.31)
де Хс - реактивний опір елементів мережі, найближчих до установки.
DU% = %
Регульованими робимо всі секції БК.
Зона нечутливості регулювання режиму БК.
Включення і відключення секцій БК здійснюється за кілька відмінних параметрах, що надходять на вимірювальний орган U1 і U2. Різниця цих параметрів
DU = çU1-U2ï
визначає нечутливість регулювання, яка повинна перевершувати зміна результуючого напруги на вимірювальному органі, що спостерігається при включенні і відключенні секції БК.
Якщо контролюється активний струм або незалежний реактивний струм, то включення і відключення секції не супроводжуються зміною струму. Напруга в цих випадках є єдино змінюється величиною і зона нечутливості може бути невеликою.
Похибка, пов'язана зі зміною уставки регуляторів по напрузі, у відносному значенні змінюється відповідно до зміни цієї уставки. Зазвичай граничне значення зміни уставки за напругою становить 10%, що набагато більше 0,9% підвищення напруги внаслідок включення 1 секції БК.
6.20. Принципова схема автоматичного регулювання у функції струму навантаження секціями БК
У схемі автоматичного регулювання датчиком є ​​індуктивна котушка L, що складається з дроту, намотаного на сердечник, що складається з пластин прямокутної форми. Котушка розташована в безпосередній близькості від однієї з шин. Схема працює в такий спосіб.
При проходженні струму навантаження по шині у котушці L наводиться ЕРС. Змінна напруга, випрямлена мостом, що складається з чотирьох діодів VD1-VD4 подається на конденсатор С1, службовець фільтром, і С2, який заряджається через потенціометр R1, який здійснює регулювання часу заряду.
Напруга з цього конденсатора подається на подільники напруги, число яких відповідає кількості регульованих секцій БК. Дільник напруги складається з двох резисторів R2 і R4 і одного потенціометра R3, яким регулюється напруга, що подається на базу кожного з транзисторів, VT1, VT3, VT5 і VT7.
Якщо струм навантаження невеликий, то напруга на конденсаре С2 теж буде незначно. У цьому випадку транзистори VT1, VT3, VT5 і VT7 будуть закриті, тому що напруга на стабілітроні VD9 буде докладено до баз цих транзисторів через резистор R5 і дільник R3 і R4.Прі цьому транзистори VT2, VT4, VT6 і VT8 будуть відкриті і котушки реле К1, К2, К3 і К4 будуть притягнуті. При зростанні струму навантаження напруга на конденсаторі С2 також буде зростати з затримкою за часом, обумовленою постійної часу ланцюжка R1С2. Коли напруга на конденсаторі досягне певного значення, напруга, що подається з дільника R2-Rз-R4 на базу транзисторів VT1, VT3, VT5 і VT7, стає достатнім для їх відкриття, що відповідно викликає закриття транзисторів VT2, VT4, VT6 і VT8 з наступним відключенням котушок реле К1, К2, К3 і К4 в ланцюгах колекторів цих транзисторів. Напруга, порівняння в даній схемі можна плавно регулювати потенціометром дільника. Реле К1, К2, К3 і К4 розмикаючими контактами відповідно включають котушки проміжних реле К5, К6, К7 і К8 контакти яких включають включають котушки вакуумних вимикачів секцій БК-К13, К14, К15 і К16.
При зменшенні струму навантаження напруга на конденсаторі С2 також буде знижуватися з затримкою за часом, обумовленою постійної часу розряду С2. Коли напруга на конденсаторі досягне певного значення, напруга, що подається з дільника R2-Rз-R4 на базу транзисторів VT1, VT3, VT5 і VT7, стає мінімальним для їх закриття, що відповідно викликає відкриття транзисторів VT2, VT4, VT6 і VT8 з наступним включенням котушок реле К1, К2, К3 і К4 в ланцюгах колекторів цих транзисторів. Реле К1, К2, К3 і К4 замикаючими контактами відповідно включають котушки проміжних реле К9, К10, К11 і К12 контакти яких включають відключають котушки вакуумних вимикачів секцій БК-К17, К18, К19 і К20.
У ланцюзі вимикаючих котушок вакуумних вимикачів включені чотири вимикача SB1, SB2, SB3, SB4 для ручного відключення на випадок ревізії або ремонту БК. Транзистор VТ9 в схемі служить для стабілізації напруги.
Дана схема показала себе надійною в роботі, складається з серійних елементів і проста в обслуговуванні.
6.21. Управління батареями конденсаторів в аварійних режимах
Нарівні з управлінням місцевими джерелами реактивної потужності в нормальних режимах роботи актуальна проблема управління ними в аварійних режимах, коли виникають глибокі зниження напруги внаслідок коротких замикань із подальшими утрудненими самозапуск двигунів технологічного обладнання, а також явища "лавини напруги" у вузлах енергосистеми і навантажувальних вузлах.
Вплив на режим БК при перехідних процесах в електричній системі небажано, тому що це може призвести до великої кількості зайвих комутаційних операцій, а, отже, до передчасного зносу комутаційної апаратури. Тому недоцільно впливати на БК у випадках зниження напруги, коли короткі замикання відключаються без наслідків для роботи технологічного обладнання.
Управління БК в аварійних ситуаціях може бути двояким. Оскільки частина секцій багатосекційних БК в деяких режимах мережі знаходиться у відключеному стані, доцільно здійснювати включення цих секцій при аваріях. Таке включення можна виробляти за сигналом приладу, що виявляє глибоке зниження напруги, з невеликою витримкою временя щоб уникнути надмірно частого включення бк. Якщо коротке замикання відключається в межах цього часу і напруга відновлюється, то посилка сигналу на включення секцій БК не проводиться. Якщо ж після відключення короткого замикання зберігається глибоке зниження напруги, що є показником затяжного самозапуску двигунів технологічного обладнання або порушення стійкості вузла навантаження, то включаються всі відключені секції.
Слід, однак, враховувати, що підвищення напруги за рахунок включення відключених секцій БК є в ряді випадків незначним. Ускладнення ж автоматичної апаратури, яка передбачає аварійне включення всіх секцій, виявляється істотним. Тому така можливість має передбачатися лише для великих БК системного значення.
Для північної підйомної машини СРФ підключаємо без регулювання, тому що коефіцієнт несинусоїдальності протягом усієї доби більше нормованого значення.
Для СРФ південній підйомної машини застосуємо схему автоматичного керування в функції часу доби. Як датчики при такому регулюванні використовуються електричні втрорічние сигнальні годинник типу ЕВЧС-24, що мають 24-годинну програму перемикань СРФ.
6.22. Принципова схема автоматичного управління СРФ
Принцип роботи схеми полягає в наступному.
Протягом 1-ої та 2-ої зміни роботи підприємства коефіцієнт несинусоїдальності знаходиться в межах нормованого значення і в 3 зміну підвищується вище допустимого значення. На початку третьої зміни в 16 годин необхідно включити всі СРФ. У цьому випадку замикається контакт електричного годинника К1.1, К1.3, К1.5 і всі три включають котушки К2, К4, К6 з витримкою часу через відповідні реле часу КТ1, КТ3, КТ5 отримують харчування, які в свою чергу подають харчування на включають котушки вакуумних вимикачів. О 24 годині розмикаються контакти К1.1, К1.3, К1.5 і включаються контакти К1.2, К1.4, К1.6 і всі три відключають котушки К3, К5, К7 з витримкою часу через відповідні реле часу КТ2, КТ4 , КТ6 отримують харчування, які в свою чергу подають харчування на відключають котушки вакуумних вимикачів.
У схемі передбачено ручне управління за допомогою включають SB2, SB4, SB6 і вимикаючих SB3, SB5, SB7 кнопок.
6.23. Контроль за споживанням реактивної потужності
При відомому споживанні реактивної енергії за Д днів в цілому і окремо за нічні і вечірні зміни значення - Фактичне значення мінімальної споживаної реактивної потужності визначається за формулою
, (6.32)
tд - тривалість денного періоду доби.
З огляду на те що величини і невідомі, приймаємо такі припущення:
1) середня за всі нічні зміни реактивна потужність приблизно дорівнює її середнього значення за години максимальних навантажень системи;
, (6.33)
2) ставлення / приблизно дорівнює відношенню споживання активної потужності в ті ж періоди (остання вважається відомим):
, (6.34)
У випадку, коли КУ працюють протягом нічний і вечірній змін, що характерно для двох-і тризмінний підприємств, показання лічильників, відповідні природним навантажень (без КУ), можуть бути визначені додаванням до фактичних показаннями величин і відповідно.
Для цих скоригованих показань умова 2) буде дотримуватися, тобто
, (6.35)
при , (6.36)
, (6.37)
при , (6.38)
при семиденної робочому тижні ( = 1,2), , L = 0,7, Кq = 1
, (6.39)
;
В денну зміну рекомендується відключати деякі секції БК.
Для контролю за фактичним споживанням Q на шинах ГПП-33 за табл. 18.4. [3] намічаємо до застосування лічильник реактивної потужності тип: СР4-І689, клас точності 1,5, підключення через трансформатори струму і напруги.
Включення до трипровідною ланцюг.
Iном.первіч .= 5кА, Iном.вторіч .= 5А,
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Диплом
502.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок і вибір підйомної машини шахти Вентиляційна Тішинського рудника Тішинського родовища
Модернізація оптичної системи лазерної установки Квант 15
Модернізація оптичної системи лазерної установки Квант-15
Автоматизований електропривод багатоканатною підйомної установки
Проектування електроприводу ліфтової установки
Електропостачання та електрообладнання бурової установки
Модернізація стоматологічної установки типу Хірадант-691
Проектування електроприводу тепловізійної системи супроводу
Розрахунок системи тягового електропостачання залізничного транспорту
© Усі права захищені
написати до нас