Електропостачання та електрообладнання дільниці вугільної шахти

Характеристика гірничо-геологічних умов проектування. Розподіл електричної енергії на дільницях шахти. Розрахунок освітлення підземних виробок. Визначення електричного навантаження, добір потужності трансформаторів. Розрахунок струмів короткого замикання.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 17.05.2015
Размер файла 516,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра автоматизації керування електротехнічними комплексами

КУРСОВА РОБОТА

по курсу: "Електропостачання та електрообладнання машин і установок"

на тему: «Електропостачання та електрообладнання дільниці вугільної шахти»

Виконала:

Сівцова Т.О.

Київ 2011

Зміст

Вступ

1. Коротка характеристика гірничо-геологічних і технічних умов проектування

2. Вибір схеми розподілу електричної енергії на дільницях шахти

3. Розрахунок освітлення підземних виробок

3.1 Метод питомої потужності

3.2 Метод коефіцієнта використання світлового потоку

3.3 Точковий метод

3.4 Розрахунок освітлення в інших виробках шахти

3.5 Розрахунок потрібної на освітлення потужності

3.6 Добір освітлювальних кабелів

4. Визначення електричного навантаження та добір потужності трансформаторів

5. Розрахунок дільничної кабельної мережі наругою до 1140 В

5.1 Добір кабелів по нагріву

5.2 Вибір перерізу кабелю за механічною міцністю

5.3 Перевірка обраних кабелів на термічну стійкість

5.4 Розрахунок дільничної мережі за втратою напруги

5.5 Перевірка електричної мережі за пусковим режимом

6. Розрахунок струмів короткого замикання у дільничних мережах напругою до 1140В

7. Добір апаратури керування та захисту в дільничній мережі напругою до 1140 В

7.1 Добір автоматичних вимикачів

7.2 Добір магнітних пускачів

7.3 Добір установок спрацьовування максимального захисту автоматичних вимикачів

7.4 Добір уставок спрацьовування максимального захисту рудничних пускачів

7.5 Добір плавких вставок запобіжників

Література

Вступ

Електропостачання підземних гірничих робіт обумовлено рядом специфічних факторів, основними з яких є: гірничо-геологічні умови залягання родовища корисної копалини, прийняті схеми розкриття родовища та технологія ведення гірничих робіт, потужність шахти, кількість одночасно розробляємо горизонтів, а також існуючих умов навколишнього середовища запиленість та підвищена вологість в гірничих виробках, наявність метану та ін.

Найбільш потужними споживачами енергії в підземних виробках шахт та рудників є високовольтні електроспоживачі водовідливних установок, потужність яких в залежності від водопритоку та глибини шахти сягає 2000 кВт, Основними споживачами електроенергії є машини і механізми добувних та прохідницьких комплексів та засобів транспорту. Загальна встановлена потужність електроприймачів окремих дільниць високопродуктивних шахт складає 800-1000 кВт і більше, що вимагає використання для них більш вищої напруги живлення - 1140 В.

Нині для живлення підземних електроспоживачів вугільних шахт використовують напруги: 0,38; 0,66; 1,14; та 6 кВ. Напруга 6 кВ використовується для розподілу електроенергії на шахті, живлення стаціонарних електроспоживачів потужністю 200-250 кВт і вище, напруга 0,66 та 1,14 кВ - для живлення електродвигунів добувних та підготовчих дільниць та транспорту, для силових споживачів рудників використовують напругу 0,38 кВ Живлення ручного електроінструмента здійснюється напругою 127 В, а освітлення-127 та 220 В.

Для живлення електровозної відкатки, як правило, використовують напругу 250 В постійного струму, рідше--550 та 470 В (при високочастотній відкатці).

При розробці круто падаючих пластів, небезпечних раптовими викидами вугілля та газу, до цього часу ще широко використовують енергію стиснутого повітря. В цілому питомі виграти енергії з використанням пневмоенергіі в 3-4 рази вищі, ніж при використанні електроенергії. Найбільш повно умовам забезпечення безпеки використання електроенергії на цих шахтах відповідає система електропостачання з упереджуючим відключенням.

На шахтах з гідравлічним добуванням вугілля основними споживачами електроенергії являються високонапорні насосні станції та перекачні вуглесосні станції, потужність яких досягає 2000 кВт. Кількість низьковольтних споживачів на гідрошахтах обмежена. Питомі витрати електроенергії на гідрошахті суттєво вищі, тому, що загальна встановлена потужність електроспоживачів в 4-5 раз вища ніж на звичайних вугільних шахтах.

Децентралізація гірничих робіт, їх віддаленість від центрів живлення вимагає прокладки в шахті розподільних мереж значної довжини. Середня загальна довжина лінії 6 кВ в шахті складає 48 км, а максимальне значення її досягає 100 і більше км. Обмежений простір гірничих виробок диктує використання електрообладнання з мінімальними габаритами, що викликає використання в підземних виробках обмеженої потужності джерела живлення--підземної трансформаторної підстанції (переважно до 630 кВА, не більше 1000 кВА).

З безперервним переміщенням гірничих робіт пов'язане використання пересувних підстанцій, гнучкість та мобільність системи електропостачання. Зовнішнє середовище, в якому працює СЕП в підземних виробках вимагає відповідного рудникового та вибухобезпечного виконання електрообладнання, та самої системи електропостачання, наявності засобів контролю складу середовища та заборони подачі напруги на обладнання, що знаходиться в небезпечній зоні.

Підземні споживачі електроенергії в залежності від глибини залягання родовища можуть живитися електроенергією через стовбур або через спеціальні свердловини чи шурфи. Остаточний вибір способу живлення та системи електропостачання шахти чи рудника проводять на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

1. Коротка характеристика гірничо-геологічних і технічних умов проектування

Вихідні дані:

Потужність шару

m, м

2,8

Довжина ствола

Lст, м

1800

Кут нахилу

б, о

0

Довжина лави

L, м

180

Потужність КЗ на шинах РПП-6

S, МВА

45

Категорія шахти за газом

3

Схема підготовки - панельна;

Система розробки - довгими стовпами за простиранням;

Спосіб управління покрівлею - повне обрушення;

Транспорт із очисного вибою - конвейерний;

Транспорт із підготовчого вибою - конвейерний.

На основі гірничотехнічних умов обґрунтовуються прийнятні засоби механізації робіт на ділянці, прохідницьких робіт і транспорту, вибір машин, механізмів і комплексу обладнання, які заносяться в таблицю 1.

2. Вибір схеми розподілу електроенергії на дільниці шахти

Схема розподілу електроенергії на дільниці залежить від схеми та технології виконання гірничих робіт, категорії шахти по газу та пилу, кута падіння та глибини залягання родовища, встановленого у виробках дільниці технологічного устаткування та прийнятого рівня напруги електричної мережі.

На рисунках зображено розташування електрообладнання в основних вузлах шахти.

Таблиця 1.

Споживачі

Тип машини

Тип електродвигуна

К-ть шт.

Потужність Рн,кВт

н, кВт

з, %

cosц

Ін

Іпуск

Очисний вибій з комплексом КМ-130

Підстанція Т1

Перевантажувач

ПТКЗУ

ЭДКОФ 43-4

2

55

110

89

0,84

61

400

Конвеєр

СП-301

2ЭДКОФВ250LВ4

2

110

220

93,2

0,85

122

912

Насосна станція

СНТ-32

ВРПВ255М4

ВАИУ100М2

2

2

55

5,5

121

91,5

85

0,85

0,89

62

6,3

435

42

Насосна станція (підпит.)

СНТ-32

ВРПВ255М4

ВАИУ100М2

2

2

55

5,5

121

91,5

85

0,85

0,89

62

6,3

435

42

Підстанція Т2

Комбайн

1КШЭ

ЭКВ200-2У5

ВРП180S4

2

2

200

22

400

44

94

88,5

0,86

0,88

217

25

1000

142

Насос зрошення

ВРП 200 М2

1

37

37

90.5

0,87

41.5

253

Підготовчий вибій

Підстанція ТЗ

Вентилятор (резерв)

ВМЦ-8

АИУВ-250

2

75

150

83,5

0,83

132

528

Підстанція Т4

Вентилятор

ВМЦ-8

АИУВ-250

2

75

150

83,5

0,83

132

528

Конвеєр

СР-70А

ВРП160S4

ВАУИ132М4

1

1

22

11

33

88,5

89,3

0,88

0,84

25

12,8

142

90

Конвеєр

СР-70А

ВРП160S4

ВАУИ132М4

1

1

22

11

33

88,5

89,3

0,88

0,84

25

12,8

142

90

Підстанція Т5

Конвеєр

2ЛТП80У

ЭДКОФ250М4У2-5

ВР160S4

КМТ-411

2

1

2

55

15

2,4

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

61

17,4

17,4

400

Напільно-транспортний пристрій

НТУ

ВАО-72-4

2

30

60

88

0,92

94

528

Підстанція Т6

Комбайн

ГПКС

ЭКВ3-60

ЭДК3

1

1

60

70

130

91,5

90

0,87

0,86

66

79

462

385

Насос зрошення

ВРП 200 М2

1

37

37

90.5

0.87

41.5

253

Перевантажувач

ПТК19

ЭДКОФ250М4У2-5

2

55

110

91,5

0,85

61

400

Підстанція Т7

Конвеєр

ЛТП80У

ЭДКОФ250М4У2-5

ВР160S4

КМТ-411

2

1

2

55

15

2,4

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

61

17,4

17,4

400

Напільно-транспортний пристрій

НТУ

ВАО-72-4

1

30

30

88

0,92

94

528

Вантажний пункт

КАП

ТГ

ВАО-72-4

ВРП180М4

1

1

30

30

60

88

89,5

0,92

0,88

94

33,5

528

191

Очисний вибій

Підстанція Т8

Конвеєр

ЛТП80У

ЭДКОФ250М4У2-5

ВР160S4

КМТ-411

2

1

2

55

15

2,4

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

61

17,4

17,4

400

Напільно-транспортний пристрій

НТУ

ВАО-72-4

1

30

30

88

0,92

94

528

Рис. 1. Схема розташування електрообладнання в лаві

Рис. 2. Схема розташування електрообладнання в шахті

3. Розрахунок освітлення підземних виробок

3.1 Метод питомої потужності (освітлення лави)

де щ - питома потужність на освітлення 5 Вт/м3;

- довжина лави, м,

- ширина вибійного простору, м.

Необхідна кількість світильників:

де - потужність лампи, Вт.

Вибираємо світильник типу СЗВ-60, з Рл ~ 60 Вт

Відстані між окремими світильниками у вибої:

Приймаємо l = 4 м.

3.2 Метод коефіцієнта використання світлового потоку (камера РПП-6)

1) Вибираємо світильник, лампу

Таблиця 2

Світильник

Лампа

Виконання

Напруга, В

Потужність, Вт

ККД, %

Світловий потік, лм

РВЛ-20М-У5

ЛБ20ПТБ-40

РВ, 1В

127

20

0,65

980

Рис. 3. Освітлення камери РПП-6 кВ

2) Показник приміщення:

де: і - довжина та ширина освітлювального приміщення, м;

h - висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м. А = 11 м; В = 3,5 м; h = 1,1 м.

3) Загальний світловий потік, потрібний для забезпечення необхідної освітленості

де: К3 = 1,5 - коефіцієнт запасу, який враховує старіння ламп та запорошеність їхніх ковпаків;

Еmin=10 - мінімальна освітленість по нормам, лк;

- площа освітлювального приміщення, м;

- коефіцієнт нерівномірності освітлення;

- коефіцієнт використання освітлювальних установок.

Потрібна кількість ламп:

Приймаємо n=3 шт.

3.3 Точковий метод (місце перевантажування вугілля)

Таблиця 3

Світильник

Лампа

Виконання

Напруга, В

Потужність, Вт

ККД, %

Світловий потік, лм

РВЛ-40М-У5

ЛБ-40, ЛТБ-40

РВ, 1В

220

40

68

2480

де - кількість світильників, рівновіддалених від освітлювальної точки;

- поправочний коефіцієнт;

- сила світла лампи під кутом б; б=42° - кут нахилу променя, який падає в розрахункову точку;

h - висота підвісу світильника над робочою поверхнею;

- коефіцієнт запасу;

Рисунок 4. Розрахункова схема точкового методу

Освітлення на вертикальній поверхні:

Необхідна кількість світильників:

де L=900 м - довжина освітлювальної виробки, м;

l - відстань між світильниками, м.

Приймаємо N=127 шт.

3.4 Розрахунок освітлення в інших виробках шахти

Таблиця 5

Світильник

Лампа

Виконання

Напруга, В

Потужність, Вт

ККД, %

Світловий потік, лм

РВЛ-40М-У5

ЛБ-40, ЛТБ-40

РВ, 1В

220

40

68

2480

1. Підготовчий вибій:

2. Глухий вибій:

3. Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

3.5 Розрахунок потрібної на освітлення потужності

Розрахунок потужності на освітлення виробки, Вт:

1) Лава: ;

2) РПП-6: ;

3) Місце перевантаження вугілля:

4) Підготовчий вибій:

5) Глухий вибій:

6) Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

Повна розрахункова потужність освітлювального трансформатора, В•А

,

де: = 0,94... 0,96 - ККД електричної мережі,

- електричний ККД світильника, який враховує втрати потужності в пусковому апараті (для ламп розжарювання = 1, для люмінесцентних світильників = 0,83... 0,87),

- коефіцієнт потужності світильника з люмінесцентною лампою (для світильників з лампою розжарювання = 1).

1) Лава: ;

2) РПП-6: ;

3) Місце перевантаження вугілля: ;

4) Підготовчий вибій:

5) Глухий вибій:

6) Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

За розрахунковою потужністю приймаємо пусковий агрегат за умовою:

Таблиця 6. Обираємо АПШ-1

Sн, кВА

Uн, В

Iн, А

Вид максимального захисту

Уставка максимального захисту, А

РКЗ, Вт

UКЗ, %

Rтр, Ом

Xтр, Ом

Zтр, Ом

ВН

НН

ВН

НН

4

380/660

133

6,75/3,9

17,5

РМС

45

100

3,5

0,11

0,17

0,11

3.6 Добір освітлювальних кабелів

Переріз жил освітлювального кабеля знаходять з відношення.

де: М - момент навантаження, кВт•м;

- нормативне значення втрат напруги,

С - коефіцієнт залежності від матеріалу провідника та напруги мережі, С=8,5 для кабельної лінії з мідними жилами при напрузі 127 В.

Для зосередженого навантаження в кінці лінії момент навантаження

де: - навантаження, кВт;

- довжина лінії, м.

Для лінії з рівномірно розподіленим навантаженням за довжиною:

де: - потужність всіх світильників, кВт;

- довжина освітлювальної лінії, м.

- довжина кабелю від трансформатора до освітлювальної лінії, м.

1. Для лави:

(КГЕШ 3Ч6+1Ч2,5)

2. Для РПП-6:

(КГЕШ 3Ч6+1Ч2,5)

3. Для місця перевантаження вугілля:

(2Ч(КГЕШ 3Ч16+1Ч10))

4. Підготовчий вибій:

(КГЕШ 3Ч6+1Ч2,5)

5. Глухий вибій:

(КГЕШ 3Ч6+1Ч4)

6. Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

(КГЕШ 3Ч6+1Ч2,5)

4. Визначення електричного навантаження та добір потужності трансформаторів.

Для визначення електричного навантаження найширше застосування одержав метод коефіцієнта попиту, базовою величиною якого є установлена потужність споживачів.

Розрахункове значення активної , кВт, реактивної , квар, та повної , кВ·А потужностей за цим методом:

,

,

,

де: - коефіцієнт попиту,

- кількість споживачів,

- номінальна потужність двигуна, кВт, відповідає розрахунковому значенню коефіцієнта потужності .

а) для очисних вибоїв, обладнаних механізованими комплексами,

,

б) для очисних вибоїв з індивідуальним кріпленням і в підготовчих вибоях

,

де: - номінальна потужність найбільш потужного двигуна в групі споживачів.

Якщо прийняти, що споживання реактивної потужності двигуна мало залежить від його завантаження, то розрахункове значення

,

де: - відповідає номінальному коефіцієнту потужності двигуна ; - коефіцієнт корисної дії двигуна.

Результати розрахунку навантажень таблиця 7.

Таблиця 7

Споживачі електроенергії

Тип машин

Потужність , кВт

Кількість двигунів

, кВт

ККД,

Очисний вибій з комплексом КМ-130

Підстанція Т1

Перевантажувач

ПТКЗУ

55

2

110

89

0,84

0,65

80

Конвеєр

СП-301

110

2

220

93,2

0,85

0,62

146

Насосна станція

СНТ-32

55

4

220

91,5

0,85

0,62

149

Насосна станція

СНТ-32

55

4

220

91,5

0,85

0,62

149

Освітлення

АПШ-1

10,1

-

10,1

85

0,5

1,73

20,5

Разом

780,1

544,5

Підстанція Т2

Комбайн

1КШЭ

200

22

2

2

400

44

94

88,5

0,86

0,88

0,59

0,54

251

26,8

Насос зрошення

37

1

37

90,5

0,87

0,56

22,9

Лебідка

ЗЛТ

18,5

1

18,5

90

0,86

0,59

12

Освітлення

АПШ-1

10,1

2,7

-

10,1

2,7

85

1

0,5

1

1,73

0

20,5

0

Разом

512,3

333,2

Підготовчий вибій

Підстанція Т3

Вентилятор (резерв)

ВМЦ-8

75

2

150

83,5

0,83

0,67

120

Освітлення

АПШ-1

2

-

2

85

0,5

1,73

4

Разом

152

124

Підстанція Т4

Вентилятор

ВМЦ-8

75

2

150

83,5

0,83

0,67

120

Конвеєр

СР-70А

22

11

2

2

44

22

88,5

89,3

0,88

0,84

0,54

0,65

28,6

16

Освітлення

АПШ-1

2

-

2

85

0,5

1,73

4

Разом

218

166,8

Підстанція Т5

Конвеєр

2ЛТП80У

55

15

2,4

2

1

2

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

0,62

0,62

0,62

74,5

10,3

3,3

Напільно-транспортна установка

НТУ

30

2

60

88

0,92

0,42

28,6

Освітлення

АПШ-1

1,6

-

1,6

85

0,5

1,73

3,2

Разом

191,4

119,9

Підстанція Т6

Комбайн

ГПКС

60

70

1

1

60

70

91,5

90

0,87

0,86

0,56

0,59

36,7

45,8

Насос зрошення

37

1

37

90,5

0,87

0,56

22,9

Перевантажувач

ПТК-19

55

2

110

91,5

0,85

0,62

74,5

Освітлення

АПШ-1

1,6

-

1,6

85

0,5

1,73

3,2

Разом

278,6

183,1

Підстанція Т7

Конвеєр

ЛТП80У

55

15

2,4

2

1

2

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

0,62

0,62

0,62

74,5

10,3

3,3

Напільно-транспортна установка

НТУ

30

1

30

88

0,92

0,42

14,3

Вантажний пункт

КАП

ТГ

30

30

1

1

30

30

88

89,5

0,92

0,88

0,42

0,54

14,3

18,1

Освітлення

АПШ-1

1,32

0,06

-

1,32

0,06

85

85

0,5

0,5

1,73

1,73

2,7

0,12

Разом

221

137,6

Конвеєр

ЛТП80У

55

15

2,4

2

1

2

110

15

4,8

91,5

90

90

0,85

0,85

0,85

0,62

0,62

0,62

74,5

10,3

3,3

Напільно-транспортна установка

НТУ

30

1

30

88

0,92

0,42

14,3

Разом

159,8

102,4

Тоді повна розрахункова потужність

,

,

де: - номінальна напруга мережі.

Для ПДПП №1:

Для ПДПП №2:

Для ПДПП №3:

Для ПДПП №4:

Для ПДПП №5:

Для ПДПП №6:

Для ПДПП №7:

Для ПДПП №8:

Потужність трансформатора (ПДПП) вибирається згідно із співвідношенням

,

Результати розрахунку електричного навантаження підстанцій

Таблиця 8

Група споживачів

, кВ·А

, кВ·А

Прийнятий трансформатор

Тип

, Вт

, %

ПДПП№1

702,6

630

ТСВП630/6

4700

3,5

ПДПП №2

555,8

630

ТСВП630/6

4700

3,5

ПДПП№3

195

250

ТСВП250/6

2490

3,5

ПДПП №4

237,8

250

ТСВП250/6

2490

3,5

ПДПП№5

179,2

250

ТСВП250/6

2490

3,5

ПДПП№6

241,9

250

ТСВП250/6

2490

3,5

ПДПП№7

197,5

250

ТСВП250/6

2490

3,5

Таблиця 9. Типи вмонтованих в підстанції вимикачів

Потужність підстанції, кВА

Тип вмонтованих вимикачів

Uн, В

Комутаційна здатність на відключення, кА

Уставка спрацювання реле максимального захисту, А

160

А 3732 БТ3

660

25

400-1200 через 100 А

250

А 3732 БТ3

660

30

400-1200 через 100 А

630

А 3742 БТ3

660

30

800-2400 через 200 А

Розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора (ПДПП) з урахуванням втрат у трансформаторі активної () та реактивної () потужностей

,

де з достатньою точністю можна прийняти , .

Для ПДПП №1:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №2:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №3:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №4:

втрати активної потужності: ;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №5:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №6:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №7:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №8:

втрати активної потужності: ;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Розрахункове навантаження на шинах розподільного пункту РПП-6 (ЦПП)

,

,

де: - коефіцієнт суміщення максимуму, який приймають на шинах РПП-6 = 0,85.

5. Розрахунок дільничої кабельної мережі напругою до 1140 В

5.1 Добір кабелів за нагрівом

Вибір перерізу силових жил кабелю за нагрівом зводиться до порівняння розрахункового струму з тривалими допустимими струмами для стандартних перерізів: ,

Допустимі струми наводяться для стандартної температури навколишнього середовища = 25 °С. Для вугільних шахт фактичну температуру навколишнього середовища у виробках можна прийняти залежно від глибини залягання пласта:при глибині до 100 м - = 5 °С; при глибинах від 100 до 250 м - =20 °С; від 250 до 450 м - = 25 °С при глибині понад 450 м -=30 °С. Глибина нашої шахти 400 м тому фактична температура співпадає зі стандартною.

Для групи електроспоживачів розрахунковий струм:

,.

Розрахунковий струм для кабельної лінії, від якої живиться одинокий споживач:

,

У разі живлення по одному кабелю кількох одночасно працюючих двигунів розрахунковий струм дорівнює сумі їх номінальних струмів , для прохідницьких комбайнів і навантажувальних машин з приводом, який складається з багатьох двигунів розрахунковий струм обчислюють за формулою

,

де: - встановлена потужність електродвигунів прохідницької машини.

Результати розрахунків зводяться в таблицю 10.

5.2 Вибір перерізу кабелю за механічною міцністю

Мінімальне значення перерізу силових кабелів за механічною міцністю рекомендують приймати для живлення:

- механізмів, змонтованих на спеціальних візках у складі загального електропотягу, не менше 10 мм2;

- окремо встановлених механізмів, що періодично переміщуються, не менше 16 мм2.

5.3 Перевірка обраних кабелів на термічну стійкість

Кабелі на термічну стійкість перевіряють для забезпечення пожежобезпеки кабелів при дугових коротких замиканнях в підземних виробках в допомогою захисних апаратів із заданою швидкістю вимикання максимальних струмів короткого замикання.

Перевірки проводяться для коефіцієнта навантаження кабелю = 1 та температури навколишнього середовища = 25 °С за умови:

,

де: - граничне допустимий короткочасний струм короткого замикання в кабелі,

- струм трифазного короткого замикання на початку кабелю, що перевіряється.

5.4 Розрахунок дільничної мережі за втратою напруги

Вибрані кабелі дільничної мережі перевіряють за допустимими втратами напруги, які від трансформатора до найбільш віддаленого електроспоживача приймаються:

,

де: , - відповідно напруги холостого ходу трансформатора та номінальна мережі. При цьому допустима втрата напруги при нормальному режимі роботи не повинна перевищувати при напрузі 660 В - 63 В.

Сумарні втрати напруги в мережі не повинні перевищувати допустимих значень:

,

де: - втрати напруги відповідно в трансформаторі, магістральному та гнучкому кабелях, В.

Втрати напруги в трансформаторі у відсотках складають:

,

де: - коефіцієнт навантаження трансформатора,

, - відповідно розрахункове та номінальне навантаження трансформатора,

- коефіцієнт потужності трансформатора,

; , відносні величини відповідно активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора у відсотках складають:

,,

де: - втрати короткого замикання в трансформаторі, Вт;

- напруга короткого замикання.

Втрати напруги в трансформаторі:

,

де: - коефіцієнт зміни напруги в трансформаторі, що дорівнює 0,95, 1,0 та 1,05 при відпайках відповідно +5%, 0 та -5%.

Втрата напруги в кабелі без урахування індуктивного опору кабелю:

, або,

де: - довжина кабелю, м;

- питома провідність матеріалу жил кабелю, м/(Ом·мм2) для кабелю з мідними жилами при температурі 65 °С, = 50,

- площа перерізу жил кабелю, мм2.

Після розрахунку втрат напруги в трансформаторі обчислюють втрати напруги в гнучкому кабелі, який має максимальним момент навантаження. Без урахування індуктивного опору кабелю, втрати напруги в гнучкому кабелі:

, або,

де: , , , - номінальні значення струму, потужності, ККД та коефіцієнта потужності двигуна,

- довжина гнучкого кабелю, м,

1,05 - коефіцієнт, що враховує провисання кабелю,

- довжина лави, м,

- крок переміщення розподільного пункту, що дорівнює 30...70 м.

Гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю

Для ПДПП №1:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №2:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №3:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №4:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №5:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №6:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №7:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №8:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

5.5 Перевірка електричної мережі за пусковим режимом

Перевірка кабельної мережі за умовами пуску найбільш потужного та віддаленого асинхронного електродвигуна з коротко замкнутим ротором полягає в тому, щоб забезпечити мінімально допустимий рівень напруги на його затискачах. Допустиме зменшення напруги обумовлюється допустимим зменшенням пускового моменту за умовою зрушення з місця.

У загальному випадку мінімальна напруга на затискачах електродвигуна при його пуску:

,

де: =9550 - номінальний момент електродвигуна, Н·м,

- таблична кратність пускового моменту,

- початковий пусковий момент, Н·м,

- мінімальна кратність пускового моменту, яка забезпечує зрушення з місця і розгін машини. Значення приймають для комбайнів 1,0...1,2, для скребкових комбайнів 1,2...1,5, для стрічкових конвеєрів 1,2...1,4, для вентиляторів 0,5...0,6, для стругових установок 1,2.

Для визначення напруги на затискачах двигуна комбайна при його запуску можна скористатися формулою:

,

де: - втрата напруги в мережі від решти працюючих двигунів при номінальній напрузі у тій частині мережі, з якої живиться комбайн, В,

- кількість двигунів комбайна, що одночасно вмикаються і живляться з одного кабелю,

- початковий пусковий струм двигуна, А,

- коефіцієнт потужності двигуна при пуску,

- сумарний активний опір трансформатора , магістрального та гнучкого кабелів, Ом:

,

Аналогічно сумарний реактивний опір

,

Значення та приймаються за каталогом на двигуни, у разі відсутності каталогів приймають = 0,5.

де: = 0,9 - середньозважений коефіцієнт навантаження працюючих електродвигунів, крім комбайнового, що запускається,

- установлена потужність групи електродвигунів, які живляться від трансформатора (крім комбайнового електродвигуна), кВт,

- установлена потужність групи електродвигунів, які живляться з магістрального кабелю, з якого живиться також комбайновий двигун (крім потужності двигуна комбайна), кВт.

Для ПДПП №1 здійснюємо перевірку на запуск двигуна конвеєра:

Для ПДПП №2 здійснюємо перевірку на запуск електродвигуна комбайна:

Для ПДПП №6 здійснюємо перевірку на запуск електродвигуна комбайна:

Для ПДПП №7 здійснюємо перевірку на запуск двигуна конвеєра:

6. Розрахунок струмів короткого замикання у шахтних дільничних мережах напругою до 1140 В

Розрахунок проводимо методом приведеної довжини. Для цього визначимо мінімальні значення струмів к.з. за додатком 26. В таблиці 10 наведені Кпр для різних перерізів кабелів.

Таблиця 10

Напруга, В

для кабелів перерізом, мм2

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

380-1140

-

12,3

8,22

4,92

3,06

1,97

1,41

1,00

0,72

0,54

0,43

Тоді мінімальний струм к.з. обираємо, знаючи Кпр•Lкаб.

Трифазне к.з. дорівнює

Результати зводимо в таблицю 11.

Таблиця 11

Точка к.з.

Довжина кабелю, м

Площа кабелю, мм2

Кпр

, А

, А

ПДПП №1

К1

5

95

0,54

2,7

8656,5

9995,66

К2

50

25

1,97

101,2

4708

5436,32

К3

50

16

3,06

155,7

3215,2

3712,59

К4

231

16

3,06

709,56

986,5

1139,11

К5

8

16

3,06

24,48

7570,7

8741,9

К6

8

16

3,06

24,48

7570,7

8741,9

К7

4

16

3,06

12,24

8116,8

9372,4

К8

4

16

3,06

12,24

8116,8

9372,4

К9

10

4

12,3

125,7

4254,3

4912,4

ПДПП №2

К1

5

70

0,72

3,6

8557

9880,76

К2

231

50

1

234,6

2643,26

3052,17

К3

10

10

4,92

52,8

6340,62

7321,51

К4

231

50

1

234,6

2643,26

3052,17

К5

10

16

3,06

34,2

7127,8

8230,47

К6

10

4

12,3

126,6

4250

4907,47

ПДПП №3

К1

5

35

1,41

7

4721

5451,33

К2

2

35

1,41

9,82

4631

5347,41

К3

5

35

1,41

14

4577,4

5285,52

К4

10

4

12,3

130

3115,5

3597,46

ПДПП №4

К1

5

50

1

5

4695,5

5421,89

К2

3

35

1,41

9,23

4631

5347,4

К3

3

35

1,41

9,23

4631

5347,4

К4

10

4

12,3

128

3136

3621,1

К5

100

50

1

100

3442

3974,47

К6

2

10

4,92

109,84

3330

3845,1

К7

150

50

1

150

2920,5

3372,3

К8

2

10

4,92

159,84

2828

3265,49

ПДПП №5

К1

5

25

1,97

9,85

4631

5347,41

К2

10

6

8,22

92

3538

4085,32

К3

5

25

1,97

19,7

4497

5192,68

К4

5

25

1,97

19,7

4497

5192,68

К5

5

25

1,97

19,7

4497

5192,68

К6

5

25

1,97

19,7

4497

5192,68

К7

5

10

4,92

34,45

4298,1

4963

К8

5

10

4,92

34,45

4298,1

4963

ПДПП №6

К1

5

50

1

5

4695,5

5421,89

К2

10

6

8,22

87,2

3596,7

4153,1

К3

30

35

1,41

47,3

4120,2

4757,59

К4

30

35

1,41

47,3

4120,2

4757,59

К5

5

10

4,92

29,6

4360

5034,49

К6

5

25

1,97

14,85

4566

5272,36

ПДПП №7

К1

5

35

1,41

7

4669,7

5392,1

К2

10

4

12,3

130

3115,5

3597,46

К3

50

25

1,97

105,5

3380,4

3903,34

К4

50

25

1,97

105,5

3380,4

3903,34

К5

50

25

1,97

105,5

3380,4

3903,34

К6

50

25

1,97

105,5

3380,4

3903,34

К7

10

10

4,92

56,2

3998,68

4617,27

К8

10

10

4,92

56,2

3998,68

4617,27

К9

10

10

4,92

56,2

3998,68

4617,27

ПДПП №8

К1

5

25

1,97

9,85

4631

5347,4

К2

10

25

1,97

29,55

4360

5034,49

К3

10

25

1,97

29,55

4360

5034,49

К4

10

25

1,97

29,55

4360

5034,49

К5

10

25

1,97

29,55

4360

5034,49

К6

8

25

1,97

25,61

4420,1

5103,88

7. Добір апаратури керування та захисту в дільничій мережі напругою до 1140 В

7.1 Добір автоматичних вимикачів

Автоматичні вимикачі добирають за призначенням за номінальною напругою мережі , розрахунковим струмом та перевіряють по граничному струму вимикання (комутаційній здатності). При цьому повинні виконуватися такі умови:

; ; ,

де: , - номінальні струми та напруга автомата,

- граничний струм автомата, що вимикається;

- струм трифазного короткого замикання на вихідних затискачах автоматичного вимикача.

7.2 Добір магнітних пускачів

Магнітні пускачі добирають за номінальною напругою мережі номінальним струмом керованого двигуна а також за потужністю та режимом роботи двигуна:

; ; ,

де: , - номінальний струм і напруга пускача;

- максимальна потужність керованого пускачем двигуна залежно від -ї категорії застосування контактора за ГОСТ 11206-77Е;

- номінальна потужність двигуна.

У разі керування групою електродвигунів:

,

Обраний пускач перевіряють за розривною здатністю:

,

де: - граничний струм що вимикається;

- струм трифазного короткого замикання на виході пускача.

Якщо гранична комутаційна здатність пускача недостатня, то беруть більш потужний пускач або додатковий комутаційний апарат.

Якщо послідовно з магнітним пускачем в мережі встановлені інші захисні апарати (автомати в ПДПП та на РПП-0,66), перевірку розривної здатності пускача допускається проводити за виразом:

,

де: - кількість апаратів, які послідовно ввімкнені у силовому ланцюгу й обладнані максимальним захистом: = 1 при = 2, =1,1 при = 3...4.

При цьому уставки спрацювання захисту автоматичних вимикачів мають бути такими, щоб забезпечувати опрацьовування захисту при виникненні короткого замикання у найбільш віддаленій точці, тобто:

,

де: - двофазний струм короткого замикання у найвіддаленішій точці; - струм спрацювання захисту автомата.

Якщо умова не виконується, то для забезпечення неперервності дії захисту вздовж всієї лінії (для забезпечення перекриття зон дії засобів захисту, коли пускач вимикає струми в межах своєї комутаційної здатності, а більші струми короткого замикання вимикають автомати) уставка максимального захисту автомата повинна відповідати умові

,

Якщо ці умови не виконуються, можливе встановлення додаткового автомата з меншою уставкою спрацювання захисту для групи малопотужних споживачів.

7.3 Добір уставок спрацювання максимального захисту автоматичних вимикачів

Струм установки максимального захисту автомата обирають за умовою:

,

де: - номінальний пусковий струм найбільш потужного електродвигуна;

- сума номінальних струмів решти електроспоживачів.

Вибране значення уставки повинно бути перевірене на надійність вимикання автоматом струму двофазного короткого замикання у найвіддаленішій точці захищеної мережі за умовою:

,

Кратність 1,25 допускається у разі використанні гнучких екранованих і броньованих кабелів.

7.4 Добір уставок спрацювання максимального захисту пускачів

Для захисту відгалуження з одним електродвигуном з короткозамкненим ротором уставка опрацювання захисту пускача вибирається за умовою:

,

де: - пусковий номінальний струм двигуна.

Для захисту відгалуження з одночасним пуском кількох двигунів:

,

Для захисту відгалуження з асинхронним двигуном з фазним ротором:

,

Для захисту мережі з освітлювальним навантаженням

,

де: - розрахунковий струм освітлювального навантаження.

Струм уставки максимальних реле пускачів, які захищають освітлювальні трансформатори:

,

де: - коефіцієнт трансформації трансформатора.

Для захисту трансформаторів, вбудованих у пускові агрегати

,

де: - пусковий струм підключеного до трансформатора електродвигуна;

- розрахунковий струм решти споживачів трансформатора.

Обрана уставка спрацювання захисту пускача повинна перевірятися на надійність його роботи за умовою:

,

Якщо умова не виконується, треба змінити параметри мережі так, щоб сумарний опір її елементів понизився, а струми короткого замикання підвищилися.

7.5 Добір плавких вставок запобіжників

У деяких рудникових пускачах (ПРВ, ПРШ, ПМВИР) захист від струмів короткого замикання забезпечується з допомогою запобіжників. Номінальний струм плавкої вставки запобіжників:

- для захисту магістральної лінії:

,

де: 1,6...2,5 - коефіцієнт, що забезпечує неперегорання плавкої вставки при пуску двигуна; для нормальних умов пуску приймають 2,5, у важких умовах 1,6...2;

- для захисту відгалужень:

з асинхронним короткозамкненим двигуном ,

з освітлювальним навантаженням,

- для захисту первинних обмоток освітлювальних трансформаторів

,

де: - розрахунковий струм вторинної обмотки трансформатора.

Для установлення, в запобіжник приймають плавку вставку з номінальним струмом, найбільш близьким до розрахункового. Надійність спрацьовування плавкої вставки при мінімальних струмах короткого замикання перевіряють за умовою:

,

при цьому кратність, що дорівнює 4, приймають в мережах напругою 127 В і в мережах напругою 380 й 660 В при струмах уставки 160 та 200 А. В останньому випадку при = 125 А кратність приймають такою, що дорівнює 6,4, а для уставок 20...100 А - такою, що дорівнює 7.

Для захисту трансформаторів зі схемою з'єднання Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

або потрібне виконання умови:

,

електричний шахта трансформатор замикання

зі схемою з'єднання Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

або Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

:

.

Таблиця 12. Добір апаратури керування та захисту

Призначення апарата

Струми, А

Тип прийнятого апарата

ПДПП №1

РПП-0,69 №1

307,3

1385,5

9995,66

8656,5

20

1800

АВ-400 ДО

Перевантажувач

114

400

5436,32

4708

12,5

1030

ПВИ-515МВ

Конвеєр

121.5

912

3712,59

3215,2

3,750

1100

ПВИ-250

Конвеєр

121,5

912

1139,11

968,5

3,750

1100

ПВИ-250

Насосна станція

119

378

8741,9

7570,7

12,5

1030

ПВИ-515МВ

Насосна станція

119

378

9372,4

8116,8

12,5

1030

ПВИ-515МВ

ПДПП №2

РПП-0,69 №1

286

1041

9880,76

8557

20

1400

АВ-400 ДО

Комбайн

383,9

1000

3052,17

2643,26

12,5

1260

ПВИ-630МВ

Насос зрошення

41

253

7321,51

6340,62

12,5

1030

ПВИ-515МВ

ПДПП №3

РПП-0,69 №2

170,6

528

5451,33

4721

20

800

АВ-400 ДО

Вентилятор

158

528

5347,2

4631

12,5

1030

ПВИ-515МВ

ПДПП №4

РПП-0,69 №2

208

528

5421,29

4695,5

20

800

АВ-400 ДО

Вентилятор

158

528

5347,4

4631

12,5

1030

ПВИ-515МВ

РПП-0,69 №3

208

284

3974,47

3442

20

800

АВ-400 ДО

Конвеєр

32,8

142

3265,49

2828

3,75

500

ПВИ-250БТ

РПП-0,69 №4

208

284

3372,3

2920,5

20

800

АВ-400 ДО

Конвеєр

32,8

142

3845,1

3330

4,8

800

ПВИ-320

ПДПП №5

РПП-0,69 №5

156,8

581

5347,41

4631

20

800

АВ-400 ДО

Конвеєр

133,6

400

5192,68

4497

12,5

1030

ПВИ-515МВ

НТУ

57

328

4963

4298,1

12,5

1030

ПВИ-515МВ

ПДПП №6

РПП-0,69 №6

211,6

616,3

5421,89

4695,5

20

800

АВ-400 ДО

Комбайн

73,6

462

4757,49

4120,2

4,8

800

ПВИ-320

Насос зрошення

41,1

253

5034,49

4360

12,5

1030

ПВИ-515МВ

Перевантажувач

113,2

400

5272,36

4566

12,5

1030

ПВИ-515МВ

ПДПП №7

РПП-0,69 №7

172,8

718,6

5392,1

4669,2

20

800

АВ-400 ДО

Конвеєр

133,6

400

3903,34

3380,4

4,8

800

ПВИ-320

НТУ

57

528

4617,27

3998,68

4,8

800

ПВИ-320

ВАП

59,6

528

4617,27

3998,68

4,8

800

ПВИ-320

ПДПП №8

РПП-0,69 №8

137,6

457

5347,4

4631

20

800

АВ-400 ДО

Конвеєр

133,6

400

5034,49

4360

12,5

1030

ПВИ-515МВ

НТУ

57

328

5103,28

4420

12,5

1030

ПВИ-515МВ

Список використаної літератури

1. Дзюбан В.С., Ширнин И.Г., Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. - М.: Недра, 1983.- 542 с.

2. Инструкция по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. - М.; ВСН 12.25, 003-60, 1981.- 42 с.

3. Машины и оборудование для угольных шахт; Справочник /Дод. ред. В.М. Хорина. - М.; Недра, 1988.-325 с.

4. И.С. Рябенко. Методические указания к курсовому проекту "Электроснабжение и электрооборудование шахт" /Сост. В.М. Кононцов, А.И. Соловей. - К.: КПИ, 1988.-39 с.

5. Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. - М.: Недра, 1975. - 448 с.

6. Электрооборудование и электроснабжение участка шахты; Справочник /Р.Г. Беккер, В.В. Дегтярев, Д.В. Седаков и др. - М., Недра, 1983. - 371 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Розрахунок електричних навантажень та побудова графіків навантаження підстанції. Вибір потужності трансформаторів підстанції та перевірка їх по навантажувальній здатності. Розрахунок струмів короткого замикання та вибір струмообмежувальних реакторів.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.05.2009

  • Визначення струмів одно-, трьох- і двохфазного короткого замикання в визначених точках. Вибір витримок часу релейного захисту ліній електропередач та трансформатора струму. Розрахунок струмів спрацювання захистів трансформатора від короткого замикання.

    курсовая работа [286,0 K], добавлен 14.05.2012

  • Розрахунок електричних навантажень та компенсація реактивної потужності. Вибір високовольтної схеми електропостачання. Розрахунок струмів короткого замикання. Релейний захист електродвигуна та облік електроенергії. План обслуговування та ремонту.

    курсовая работа [653,0 K], добавлен 11.05.2015

  • Вихідні параметри для розрахунку головної водовідливної установки шахти. Тип насосу і кількість робочих коліс. Розрахунок внутрішнього діаметра трубопроводу. Визначення робочого режиму насосної установки. Приводні двигуни насосів і пускової апаратури.

    контрольная работа [495,4 K], добавлен 22.09.2015

  • Огляд конструкцій трифазних силових трансформаторів та техніко-економічне обгрунтування проекту. Визначення основних електричних величин і коефіцієнтів трансформатора. розрахунок обмоток, параметрів короткого замикання та перевищення температури масла.

    курсовая работа [525,2 K], добавлен 25.01.2011

  • Характеристика системи автономного електропостачання. Будова і склад електрохімічного генератора. Аналіз робочого процесу паливних елементів. Технологічні схеми електрохімічних агрегатів. Захист електрохімічних генераторів від струму короткого замикання.

    дипломная работа [156,7 K], добавлен 23.02.2009

  • Розрахунок виробничої програми цеху ливарного виробництва. Вибір режиму роботи цеху, визначення фондів часу роботи. Проектний розрахунок плавильного відділення. Проектний розрахунок складу формувальних матеріалів. Витрати води та електричної енергії.

    курсовая работа [150,6 K], добавлен 06.07.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.