Схема електропостачання цеху УДТК ВАТ "ПівдГЗК"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

Характеристика підприємства

Південний гірничo-збагачувальний кoмбінат був пoбудoваний в дуже стислі терміни. 30.05.1952 р. булo затвердженo прoектне завдання, а вже 27.07.1955 р. була вирoблена перша тoнна кoнцентрату (через два місяці перша тонна агломареату), що і є днем народження ПівдГЗК. 28 листoпада 1956 рoку Державнoю кoмісією був підписаний акт введення в експлуатацію першoї черги ПівдГЗК-1 з річнoю прoдуктивністю пo сирій руді 9000 тис.т., кoнцентрату 4446 тис.т. і аглoмерату 2625 тис.т.

В результаті рекoнструкції і технічнoгo переoзбрoєння ПівдГЗК дo 1980 рoку дoсяг вирoбничих пoтужнoстей пo видoбутку сирoї руди 35.5 млн.т., вирoбництву залізo-руднoгo кoнцентрату 17.2 млн.т., аглoмерату 8.3 млн.т., на рівні яких працював дo 1990 рoку.

У лютoму 1966 рoку Указoм Президії Верхoвнoї Ради СРСР за успішне викoнання завдань семирічнoгo плану пo збільшенню вирoбництва і пoліпшенню якoсті залізoруднoї сирoвини і за дoсягнуті успіхи у вдoскoналенні технoлoгії вирoбництва кoлектив кoмбінату був нагoрoджений oрденoм Трудoвoгo Червoнoгo Прапoра.

За дoстрoкoве викoнання плану 1975 рoків і успішне завершення 9-oї п'ятирічки кoлективу кoмбінату булo присудженo перехідний Червoний Прапoр ЦК КПРС, Ради Міністрів СРСР, ВЦСПС і ЦК ВЛКСМ Рада Міністрів України привласнила кoмбінату звання «Імені XXV з'їзду КПРС».

За рoки існування кoмбінату 466 трудящих нагoрoдженo oрденами і медалями, дванадцяти привласненo звання заслуженoгo працівника СРСР і УРСР, дев'яти привласненo звання лауреатів Державних премій СРСР.

Глибoка екoнoмічна криза в Україні не oбійшла стoрoнoю і ПівдГЗК. Пoрушення гoспoдарських зв'язків, oбмеження в електрoвжитку, взаємні неплатежі привели дo скoрoчення вирoбництва в 1996 р. в пoрівнянні з 1990 р. на 70%, втраті власних oбoрoтних кoштів і джерел їх пoпoвнення. Гoлoвне, щo удалoся зберегти за цей періoд це висoкoпрoфесійний трудoвий кoлектив, завдяки якoму вдалoся в 1997 рoці припинити спад вирoбництва і збільшити випуск прoдукції в 2004 рoці в пoрівнянні з 1996 рoкoм пo кoнцентрату на 50.7%, пo аглoмерату на 52.4%.

За п'ятдесятирічний періoд кoмбінатoм вирoбленo 619 млн. тoнн кoнцентрату, 333 млн. тoнн аглoмерату, здoбутo залізистих кварцитів 1291 млн. тoнн, вивезенo вскришних пoрід 446 млн. м3.

Рис.1.1 -ПівдГЗК

Вирoбничий прoцес на підприємстві відбувається пo складній схемі: дoбича сирoвини ведеться в кар'єрі, рoзрoбка руди і скельнoї вскриші рoбиться вибухoвим спoсoбoм. Завантаження руди і вскриші здійснюється екскаватoрами. Гірська маса вивoзиться електри-фікoваним залізничним транспoртoм на дрoбильні фабрики і у відвали.

На горизонті -90 метрів знахoдиться дрoбильний кoмплекс, де відбувається пoчаткoве пoдрібнення руди. На дрoбильній фабриці знахoдитися дрoбильний тракт, для пoдачі руді з кар'єру безпoсередньo на дрoбильну фабрику. Загальна прoтяжність кoнвеєрнoгo тракта - 2 км 700 м. Після прoцесу пoдрібнення сирoвина пoступає на збагачувальну фабрику, де в кульoвих млинах здійснюється її пoдрібнення і витягання магнітнoгo заліза (кoнцентрату). Частина кoнцентрату є тoварнoю рудoю і відвантажується завoдoм-спoживачем, oснoвна частина пoступає на аглoфабрику, де рoбиться спікання залізoруднoгo кoнцентрату і аглoруди в oфлюсoваний аглoмерат.

Спечений аглoмерат піддається пoдрібненню і після цьoгo прoдукція відвантажується спoживачам абo складується на склади гарячoгo аглoмерату. Прoдукція вантажиться в аглoхoппера.

Структура підприємства

ВАТ «ПГЗК» є досить великим підприємством, що складається з великої кількості різних підрозділів:

- Цехів

- Управлінь

- Служб

Між підрозділами існує адміністративне, оперативне та методичне підпорядкування.

На підприємстві розрізняють:

- Основні цехи (пов'язані безпосередньо з виробництвом основної продукції комбінату концентрату та агломерату )

- Допоміжні цехи (здійснюють технічне та транспортне обслуговування основного і не основного виробництва)

- «Не основні» цеху (пов'язані з дозвіллям і оздоровленням працівників комбінату, а також з виробництвом різних товарів народного споживання).

Підприємство включає в себе 6 основних та 24 допоміжних структурних пiдроздiли на правах цеху та 27 відділів та служб апарату управління. Основними пiдроздiлами є: - рудоуправління - яке займається вiдкритим видобутком руд, виробництвом щебню;

- управлiння залiзничного транспорту - займається внутрiшнiми кар'єрними перевезеннями до дробарок видобутої руди, супутнiх та скельних порiд у вiдвали.

- управлiння залiзничного транспорту - займається внутрiшнiми кар'єрними перевезеннями до дробарок видобутої руди, супутнiх та скельних порiд у вiдвали.

Внутрiшнi перевезення в межах промислового майданчика товарної продукцiї та транспортування її вагонами Укрзалiзницi до станцiї «Допомiжна»

Рис 1.2-Кар'єр ВАТ “ПівдГЗК”

- управлiння дробарно-транспортного комплексу - дроблення сирої руди (розмiри куска 1500мм до розмiру 20мм та нижче), дроблення скельної гiрничої маси (вiд 300мм та нижче), конвеєрне господарство з транспортування гiрничої маси:;

- рудозбагачувальна фабрика №1- виробництво концентрату iз сирої дробленої руди з дробленням її до розмiру 0,074мм для виробництва агломерату та часткової реалiзацiї споживачам;

- рудозбагачувальна фабрика №2 - виробництво концентрату iз сирої дробленої руди до розмiру 0,074мм для реалiзацiї споживачам;

- агломерацiйний цех - виробництво (спiкання) офлюсованного агломерату для реалiзацiї металургiйним заводам України.

Допомiжнi пiдроздiли:

- цех шламових та породних систем збагачувальних фабрик

- перекачування та складування хвостiв збагачення;

- управлiння з ремонту технологiчного обладнання - ремонт технологiчного обладнання структурних пiдроздiлiв комбiнату;

- управлiння торгiвлi та громадського харчування включає: м'ясопереробний комплекс, продовольчi крамницi, їдальнi та буфети комбiнату, виробляє окремi види харчової продукцiї, надає послуги щодо торгiвельного обслуговування та громадського харчування працiвникiв;

- управлiння будiвництва гiдротехнiчних споруд - будiвництво нового хвостосховища та нарощування дамб дiючих хвостосховищ;

- цех мереж та пiдстанцiй - транспортування та розподiл серед структурних пiдроздiлiв електроенергiї;

- теплосиловий цех - постачання води та пару по комбiнату та на житловий масив "ПiвдГЗК", постачання технiчної та питної води структурним пiдроздiлам комбiнату, опалення виробничих та адмiнiстративних примiщень пiдприємства та житлового масиву;

- автотранспортний цех - транспортне обслуговування структурних пiдроздiлiв та працiвникiв комбiнату;

- ремонтно- будiвельний цех - ремонтнi та будiвельнi роботи в структурних пiдроздiлах комбiнату;

- центральна лабораторiя контрольно-вимiрювальних приладiв та метрологiї - установка та ремонт контрольно- вимiрювальних приладiв та приладiв автоматики, контроль їх стандартизацiї та органiзацiї їх повiрки;

- центральна аналiтична лабораторiя - хiмiчнi аналiзи сировини та готової продукцiї, проведення аналiзiв по забрудненню навколишнього середовища (запилення, вiдхiднi гази, стiчнi води, атмосфернi впливи);

- вiддiл технiчного контролю - вiдбiр проб сировини, промiжних продуктiв i готової продукцiї з подальшим переданням на хiмiчний аналiз, контроль ведення технологiчного процесу;

- вiддiл автоматичних систем управлiння - розробка, впровадження та супровiд програмного забезпечення, технiчне обслуговування та ремонт електронно-обчислювальних машин та мереж, експлуатацiя компьютерних систем, експлуатацiя прикладних i системних задач, розробка програмного забезпечення;

- цех пiдготовки виробництва та складського господарства - складування та розподiл помiж структурними пiдроздiлами обладнання, запасних частин та матерiалiв, промiжне складування та пiдготовка металобрухту перед його вiдправкою споживачам;

- цех технологiчної диспетчеризацiї - забезпечення телефонним та радiозв'язком, промисловим телебаченням структурних пiдроздiлiв комбiнату;

- цех товарiв народного споживання - виготовлення товарiв народного споживання;

- цех благоустрою - упорядкування територiї комбiнату та санiтарної зони навколо нього з висадкою зелених насаджень, тепличне господарство, облiк працiвникiв, що потребують покращення житлових умов;

- управлiння охорони - забезпечення збереження майна комбiнату, органiзацiя та забезпечення дотримання пропускного режиму;

- спецiалiзована об'єктово-аварiйна служба - контроль використання газонебезпечний дiльниць структурних пiдроздiлiв комбiнату;

- вiдомча пожежна частина №32 - органiзацiя та реалiзацiя протипожежних заходiв, гасiння пожеж закрiплених територiй;

- медико-санiтарна частина - полiклiнiчне обслуговування робiтникiв комбiнату, санаторне оздоровлення робiтникiв комбiнату;

- цех палацу культури та творчостi - проведення культурно - масових заходiв з робiтниками комбiнату та членами їх сiмей;

- фiзкультурно-оздоровчий комплекс - органiзацiя та проведення спортивно-масових та оздоровчих заходiв серед працiвникiв комбiнату та членiв їх сiмей;

- база вiдпочинку "Чайка" с. Красне Скадовського району Херсонської областi - курортне оздоровлення працiвникiв пiдприємства та членiв їх сiмей в лiтнiй перiод.

- санаторiй-профiлакторiй - санаторне оздоровлення робiтникiв комбiнату, вiдокремлений пiдроздiл ВАТ "ПiвдГЗК" без права юридичної особи.

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ ТА ВИБІР ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

1.1 Призначення та основні відомості про технологічний механізм, його конструкція та принцип дії,загальний вид,кінематика і режим роботи

Сьогодні важко собі представити металургійне підприємство без конвеєрів різних типів. На сьогодні конвеєра є самим економічно вигідним і зручним транспортом для доставки вантажів усередині підприємства. Подивимося на дробильний Цех №1, що перебуває на Криворізькому ПГЗКі.

Пo принципу дії машини розділяють на дві самостійні конструктивні групи: машини періодичної й безперервної дії. Конвеєра ставляться до другого (їх також називають машинами безперервного транспорту й транспортуючих машин). Конвеєрний транспорт у цих умовах більше економічний, чим залізничний або автомобільний.Отже, конвеєри є складовою й невід'ємною частиною сучасного технологічного процесу - вони встановлюють і регулюють темп виробництва, забезпечують його ритмічність, сприяють підвищенню продуктивності праці і збільшенню випуску продукції. Конвеєри є основними засобами комплексної механізації й автоматизації транспортних і вантажно-розвантажувальних робіт і з технологічних операцій.Конвеєри на сучасних підприємствах застосовують у якості: - високопродуктивних транспортних машин, що передають вантажі з одного пункту в іншій на ділянках внутрішньозаводського й у ряді випадків - зовнішнього транспорту; - транспортних агрегатів потужних перевантажувальних пристроїв (наприклад, мостових перевантажувачів, отвалоутворювачів та інших) і вантажно-розвантажувальних машин; - машин для переміщення вантажів виробів по технологічному процесі потокового виробництва від одного робочого місця до іншого, від однієї технологічної операції до іншої, що встановлюють, організуючий і регулюючих темп виробництва й що сполучають, у ряді випадків, функції накопичувачів (рухливих складів) і розподільників вантажів-виробів по окремих технологічних лініях;

- машин і передатних пристроїв у технологічних і автоматичних лініях виготовлення й обробки деталей і складальних одиниць виробів. Тісний зв'язок конвеєрів із загальним технологічним процесом виробництва обумовлює їхню високу відповідальність. Порушення роботи хоча б одного конвеєра в загальній транспортно-технологічній системі викликає порушення роботи всього комплексу машин системи й підприємства в цілому. Будь-яка автоматична технологічна система не може працювати при несправності транспортних агрегатів. Варто також мати на увазі, що конвеєри по транспортно-технологічному призначенню, як правило, не мають дублерів.

Рисунок.1.1 Геометрична схема стрічкового конвеєра СК-2

Стрічкові конвеєри відносяться до класу механізмів безперервної дії, для яких основним є статичний режим роботи механізму, пуск і гальмування виконуються відносно рідко. Дані конвеєри мають високу продуктивність і надійність у роботі. Вони широко застосовуються в гірничорудній і вугільній промисловості, у будівництві для транспортування сипучих матеріалів.

Спрощена геометрична схема конвеєру СК-2 зображена на рис.1.1.

При русі конвеєра приводний двигун повинен долати статичне навантаження, обумовлене силами тертя у всіх рухомих елементах, а також складові сили тяжіння вантажу, що транспортується на похилих ділянках конвеєра. Сили тертя виникають в підшипниках обертаючихся елементів, в місцях контакту роликів і катків з опорою, у тяговому елементі при його вигинах і внаслідок значної протяжності конвеєра і великої кількості рухомих елементів.

Сучасні стрічкові конвеєри, що працюють на відкритих розробках корисних копалин, забезпечують продуктивність до 20 тис.т/год при швидкості стрічки до 6 м / с.

Стрічкові конвеєри є найбільш поширеним типом транспортуючих машин безперервної дії у всіх галузях промисловості. З більш ніж півмільйона конвеєрних установок, що експлуатуються в нашій країні, 90% становлять стрічкові конвеєри. Вони використовуються в гірничодобувній промисловості - для транспортування руд корисних копалин та вугілля при відкритій розробці, в металургії - для подачі землі і палива, на підприємствах з потоковим виробництвом-для транспортування заготовок між робочими місцями і т. д. Відстань транспортування стрічковими конвеєрами досягає декількох кілометрів , а їх траса може мати цілком відмінну схему, що дозволяє пристосовувати конвеєри до реалій виробництва і місцевості.

Умови робочої експлуатації стрічкових конвеєрів вирізняються великою різноманітністю: від спекотного і вологого клімату тропіків до роботи на відкритому повітрі в суворих умовах при мінусових температурах. Стрічковий конвеєр умовно можна розбити на три основоположні відділи: головний, середню і хвостову. В якості головного несучого (транспортує) і тягового органу застосовуються гумовотканинні стрічки з гладкою поверхнею. Верхня гілка стрічки, в більшості випадків, має жолобчасту форму за рахунок застосування жолобчастих роликоопор. Завантаження верхньої гілки стрічки проводиться завантажувальним пристроєм (або кількома пристроями), розташованим у хвостовій частині конвеєра.

Розвантаження конвеєра найчастіше проводиться через приводний (головний) барабан. У ряді випадків необхідна проміжна розвантаження конвеєра в середній його частині, тоді застосовується барабанна розвантажувальний візок або плужковий скидачі. У рух конвеєрна стрічка приводиться фрикційним приводом. Привід конвеєра складається із приводного барабана і приводного механізму, з'єднаних між собою тихохідної муфтою. Приводний механізм складається з двигуна, редуктора і з'єднуючої їх муфти, які встановлюються на своїй рамі.

Конвеєрна стрічка розташовується на роликових опорах: верхня гілка стрічки на верхніх (жолобчастих або прямих), нижня гілка на нижніх прямих. Забезпечення фрикційного зв'язку приводного барабана зі стрічкою здійснюється шляхом натягування стрічки натяжним пристроєм. Натяжні пристрої можуть бути гвинтові,вагові і комбіновані. Крім того, на стрічковому конвеєрі є засоби автоматизації його роботи: центруючі роликові опори, пристрої проти сходу і розриву стрічки та ін.

Приводний барабан і натяжний пристрій встановлюються на свої опори, а роликові опори на секції, які самі встановлюються на стійки середньої частини. У ряді випадків, доцільно нижню гілку стрічки підтримувати прямими верхніми роликовими опорами, які встановлюються на стійках з кронштейном.

Стаціонарні стрічкові конвеєри загального призначення повинні проектуватися для кожного конкретного випадку застосування. При проектуванні конвеєра визначається схема його траси, вихідні дані (продуктивність, швидкість стрічки, характеристика вантажу, що транспортується) та інші умови експлуатації даного конвеєра.

1.1.1 Кінематична схема СК-2

Кінематична схема стрічкового конвейера СК-2 зображена на рис.1.2.



Рис.1.2 Стрічковий конвеєр має наступне електромеханічне обладнання:

1. Електродвигун (мотор);2. Муфта; 3. Вал швидкохідний; 4. Вал-шестерня швидкохідної щаблі; 5. Корпус редуктора; 6. Підшипниковий вузол з глухою кришкою; 7.Зубчасте колесо швидкохідної щаблі;8. Вал-шестерня тихохідної щаблі;9. Вал-шестерня проміжна;10. Зубчасте колесо тихохідної щаблі;11.Барабан приводний стрічкового конвеєра;12.Вал приводного барабана;13.Опора підшипникова приводного барабана;14. Стрічка конвеєра;15. Муфта

1.1.2 Вимоги до електроприводу

Конвеєри залежно від їх призначення і області застосування можуть експлуатуватися в найрізноманітніших умовах і в тому числі вкрай несприятливих: на відкритому повітрі, на висоті над рівнем моря, що перевищує 1000м, а також у приміщеннях, що містять пари активних речовин і характеризуються підвищеною вологістю, забрудненістю, високою температурою навколишнього середовища. Це висуває жорсткі вимоги щодо безпеки та простоти обслуговування електроустаткування, надійності його роботи:

- приводний двигун повинен мати закрите виконання і володі типідвищеним пусковим моментом;

-забезпечувати плавний пуску і гальмування;

- надійне обмеження прискорення та ривка, а також максимального моменту двигуна і його похідної (останні вимоги обумовлені наявністю великих поступально рухаючихся мас, приведений момент інерції яких може на порядок перевищувати момент інерції електродвигуна). Різке додавання моменту при наявності пружних механічних зв'язків викликає механічні коливання при пуску, в результаті чого в стрічці виникають додаткові динамічні зусилля, що призводить до механічних коливань у тяговому органі.

- забезпечувати рівномірний розподіл навантаження між двигунами (нерівномірність навантаження обумовлена відмінністю механічних характеристик двигунів і відмінностями у зчепленні двигунів з конвеєрною стрічкою);

- забезпечувати регулювання швидкості конвеєра в залежності від обсягу переміщуваного вантажу з метою зниження споживання електроенергії і зменшення зносу конвеєрної стрічки.

1.1.3 Технічна характеристика СК-2

Ширина стрічки, мм 2000

Швидкість руху стрічки, м / с 2,32

Продуктивність, т / год 4700

Сумарна встановлена потужність, кВт 1600

Повна довжина конвеєра, м 1021

Висота підйому, м 185,35

Максимальний кут нахилу конвеєра, град 6

Матеріал що транспортується руда

Насипна вага, т/м3 2,1

Максимальний розмір шматків, мм 180

Діаметр привідного барабана, мм 1640

Кількість приводних барабанів, шт 1

Кількість приводних двигунів, шт 2

Частота обертання ротора приводного двигуна, об/хв. 740

Напруга на статорі приводного двигуна, В 6000

Передаточне число, 27,36

Кількість редукторів,шт 2

Товщина робочої обкладки, мм 20

1.2 Розрахунок потужності і вибір електродвигуна

Потужність на валу двигуна конвеєра, кВт:

(1.1)

кг/с -продуктивність конвеєра;

-висота підйому;

м-довжина транспортування;

0,4 -коефієнт опору рухові конвеєра;

Загальний ККД визначається за формулою :

(1.2)

де -ККД зубчатої передачі; =0,98- ККД підшипників.

За розрахункової потужності приводного двигуна вибираю двигун АКНз-4-15-45-8[4] параметри якого наведено в табл.1.1.

Таблиця 1.1-Технічна характеристика двигуна АКНЗ-4-15-45-8

Потужність(,к Вт)	800
Напруга(,В)	6000
Частота обертання(,об/мин)	740
КПД(,%)	94,7
Cosц,%	0.85
Ковзання(,%)	1.8
Струм обмотки ротора(,A)	555
,Ом	0,015
,В	850
	2,3
J,Кг

1.3 Вибір редуктора

Потужність виконавчого механізму: Вт

Кутова швидкість вала виконавчого механізму:

(1.3)

де поступальна швидкість руху стручки конвеєра,

- діаметр привідного барабану.

Швидкість вала виконавчого механізму:

(1.4)

Номінальний момент ВМ:

 (1.5)

Номінальний момент двигуна

(1.6)

Cтатичний момент опору приймаємо рівним номінальному моменту двигуна .

Передаточне число редуктора:

(1.7)

(1.8)

На основі розрахунку обираю з каталогу редуктор циліндричний двохступінчатий Ц2-1250 [9]. Редуктори циліндричні двохступінчаті загальнопромислового застосування типорозмірів Ц2-1250 призначений для зміни крутящих моментів та частоти обертання

1.4 Розрахунок перетворювача, вибір елементів силової частини

1.4.1Розрахунок роторного випрямляча

Діапазон регулюваня швидкості АД визначається межею регулювання вихідної потужності Pм, тому мінімальна регульована потужність визначається так:

 (1.9)

Так як потужність АД пропорційна швидкості в кубі, то мінімальна, регульована кутова швидкість ()-визначається з пропорції:

( 1.10)

(1.11)

Максимальне ковзання при цьому дорівнює:

(1.12)

Мінімальне ковзання вважаючи, що дорівнює:

(1.13)

Випрямляч у роторному колі обирається з умови що струм на виході випрямляча був не менше ніж випрямлений номінальний струм ротора.

Максимальне значення випрямленого струму:

(1.14)

Струм через вентиль роторної групи (діод):

 (1.15)

Максимальна зворотнанапруга на вентиліроторноїгрупи:

(1.16)

На основі розрахунку з каталогу обираємо діод Д373-800-У2 [9] ,середній прямий струм діода =600A ,імпульсна зворотня напруга =1000В.

1.4.2 Розрахунок вентилів інвертора

Вентилі вибираються виходячи з випрямленого струму і напруги вторинної обмотки погоджувального трансформатора. Струм через вентиль інверторної групи дорівнює:

(1.17)

Зворотня напруга на вентилі інверторної групи (тиристорі) де вторична напруга погоджувального трансформатора:

(1.18)

На основі розрахунку обираю тиристор 2SF128 фірми Nippon Electric CO,LTD [9] максимально допустимий середній струм у відкритому стані =800A ,повторна імпульсна зворотня напруга =1000В.

1.4.3 Розрахунок і вибір погоджувального трансформатора і дроселя в колі випрямленого струму

Регулювання АД відбувається у верхньому діапазоні швидкостей при цьому напруга на роторі (=248,6 В) значно менше напруги мережі () тому для поліпшення енергетичних показників необхідний погоджувальний трансформатор. Щоб уникнути прориву інвертора мінімальний кут інвертування приймають > :

(1.19)

Лінійнана пруга вторинних обмоток трансформатора :

(1.20)

Зворотня напруга на вентилі инверторной групи (тиристорі):

(1.21)

Величина випрямленного струму ротора при тривалому навантаженні двигуна дорівнює:

(1.22)

Струм вторинної обмотки трансформатора: коефіцієнт схеми інвертора (для 3-фазної мостової схеми):

(1.23)

Потужність трансформатора (де -число фаз вторинної обмотки трансформатора):

(1.24)

Відносне значення Ek приймається рівним :

Лінійна напруга первинної обмотки трансформатора:

Напруга короткого замикання трансформатора:

(1.25)

Коефіцієнт трансформації:

(1.26)

Струм первинної обмотки трансформатора:

(1.27)

Втрати короткого замикання:

(1.28)

Активний опір трансформатора

 (1.29)

Повний опір фази трансформатора :

(1.30)

Реактивний опір трансформатора:

(1.31)

На основі розрахунку обираємо трансформатор ТОЛ 10-УТ21 200/5 [9] з наступними параметрами:

, , ,,.

Відносне значення напруги КЗ: Відносне значення струму холостого ходу: Номінальний випрямлений струм ротора:

(1.32)

Індуктивність згладжувального дросселя вибирається з умови:

(1.33)

Отже приймаємо дросель ФРОС-1000/0,5 [9] з наступними параметрами індуктивність ,,, активний опір дроселя,реактивний опір

ВИСНОВКИ

За вихідними даними та характеристиками досліджуваного механізму визначаємо потужність приводного двигуна. З запропонованого переліку обираємо асинхронний двигун АКНЗ-4-15-45-8 котрий задовольняє умовам технологічного процесу та вимогам до електроприводу .

Виходячи з різниці швидкостей обертання приводного барабану та швидкості обертання приводного двигуна та за значенням поступальної швидкості конвеєрної стрічки визначаємо передаточне число редуктора(27,58). За значенням передаточного числа обираємо циліндричний двохступінчатий редуктор Ц2-1250.

Виходячи з характеристик двигуна, його номінальних параметрів, обираємо наступні елементи силового кола:силовий трансформатор ТОЛ 10 УТ21 200/5,інвертор з тиристорами 2SF128, згладжуючий дросель ФРОС 1000/0,випрямляч з діодами Д373-800-У2.

РОЗДІЛ 2 АНАЛІЗ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА ТЕХНОЛОГІЧНОГО МЕХАНІЗМУ

2.1 Обґрунтування і вибір системи керування електроприводом

Порівняємо такі системи електровприводу як АВК, ПЧ-АД, ТП-Д.

Частотно-регульований асинхронний електропривод (ПЧ-АД)[3].

Основні переваги:

- плавність регулювання і висока жорсткості механічних характеристик, що дозволяє регулювати швидкість в широкому діапазоні;

- двигун працює з невеликими величинами абсолютного ковзання, і втрати в двигуні не перевищують номінальних.

Основні недоліки:

- висока вартість (особливо для приводів великої потужності) перетворювачів частоти;

- складність реалізації більшості схем.

Асинхронно-вентильний каскад (АВК)[4].

Основні переваги:

- високий ККД при знижених обертах;

- так як відсутня необхідність глибокого регулювання швидкості трансформатор та інвертор мають потужність в 2 рази меншу ніж потужність асинхронного двигуна, що зменшує вартість електроприводу;

- плавне регулювання швидкості і моменту,не вимагає великої кількості силової контактної апаратури.

Основні недоліки:

- перевантажувальна здатність асинхронного двигуна у схемі каскаду знижується на 17 % ;

- висока вартість і складність апаратури перетворювачів та додаткові втрати в них.

Тиристорний перетворювач-двигун (ТП-Д)[3].

Основні переваги:

- висока швидкодія (зберігається в широкому діапазоні значень потужності електроприводу) та точність керування;

- дозволяє використовувати малопотужні керуючі пристрої, простіше реалізувати складні закони керування.

Основні недоліки:

- мала перевантажувальна здатність та чутливість до механічних коливань;

- обмежений темп наростання струму і напруги;

- накопичення погіршення стану структури переходу при повторних перевантаженнях певної тривалості.

З урахуванням всіх переваг і недоліків вибираємо електропривод виконаний по схемі асинхронно-вентильного каскаду(АВК).

2.2 Функціональна схема електроприводу по системі АВК

Рисунок 2.1-Функціональна схема асинхронно-вентильного каскаду (АВК)

Електропривод по системі АВК включає наступне електромеханічне обладнання:

ТГ - тахогенератор;ШДУ - станція управління;СУ - система управління агрегатом ; К1 і К2 - контактори станції керування;Т - трансформатор; В-випрямляч; І - інвертор; ДТ1 і ДТ2 - датчики струму

2.3 Дослідження статичних режимів роботи електроприводу

2.3.1 Складання схеми заміщення електропривода і розрахунок необхідних параметрів

Рисунок 2.2 Схема заміщення електроприводу

Еквівалентний опір схеми заміщення [5]:

(2.1)

Складові еквівалентного пору: - індуктивний опір трансформатора;- активний опір фази ротора;- активний опір статора приведений до ротора;- активний опір згладжую чого дроселя;- активний опір трансформатора.

Номінальний струм статора:

(2.2)

Коефіцієнт приведення опорів

 (2.3)

Параметри схеми заміщення AД у відносних одиницях(в.о.):

- активний опір обмотки статора (2.4)

- реактивний опір обмотки статора (2.5)

- активний опір обмотки ротора (2.6)

- реактивний опір обмотки ротора (2.7)

- опір намагнічування (2.8)

Коефіцієнт трансформації АД:

(2.9)

Визначаємо опори:

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

(2.14)

(2.15)

(2.16)

Індуктивний опір фази АД приведені до ротора:

(2.17)

(2.18)

2.3.2 Побудова швидкісної характеристики двигуна

ЕРС холостого ходу інвертора при в=0 :

(2.19)

ЕРС холостого ходу ротора при S=1:

(2.21)

Еквівалентний опір, приведений до роторного колапри:

(2.22)

Еквівалентний опір, приведений до роторного колапри:

(2.23)

Струм у роторному колі:

(2.24)

Природна швидкісна характеристика зміні значення зображена на рис2.3.

Рисунок 2.3 Швидкісна характеристика АВК

2.3.3 Побудова механічної характеристики електроприводу

Критичне ковзання(як функція від додаткового опору):

(2.25)

Критичний момент:

(2.26)

Приймаємо статичний момент рівним номінальному моменту двигуна

Ковзання холостого ходу АВК (де в- кут керування інвертора):

(2.27)

Еквівалентний опір холостого ходу, приведений до роторного кола:

(2.28)

Вираження для моменту АВК:

(2.29)

Визначення кутів керування інвертора:

(2.30)

(2.31)

Для номінально їшвидкості роботи ВМ :

Режим роботи під навантаженням ВМ : ,

Граничні кути керування інвертора,



Рисунок 2.4 Система механічних характеристик АВК при зміні кута керування

Для побудови графіка в залежності від швидкості необхідна формула:

(2.32)

Рисунок 2.5. Система механічних характеристик АВК при зміні ковзання

2.3.4 Енергетичні характеристики

В АВК ККД визначається за формулою:

(2.33)

- номінальний момент двигуна;- змінні втрати у системі.

Визначаємо коефіцієнти :

(2.34)

(2.35) (2.36)

(2.37)

Графік залежності ККД електроприводу від кутової швидкості по системі АВК має наступний вигляд рис2.6.

Рисунок 2.6- Залежність ККД системи АВК від кутової швидкості

2.3.5 Розрахунок коефіцієнта потужності

Визначається за формулою:

(2.38)

Активна потужність двигуна

(2.39)

(2.40)

(2.41)

Активна потужність трансформатора:

(2.42)

Коефіцієнт потужності двигуна:

(2.43)

Реактивна потужність трансформатора:

 (2.44)

Номінальний випрямлений струм ротора:,

Індуктивний опір обмотки ротора

Реактивна потужність двигуна:

(2.45)

Коефіцієнт враховуючий викривлення форми кривих первинного струму двигуна і трансформатора

Отже,маємо:

(2.46)

Графік залежності зображено на рис. 2.7.

Рисунок 2.7- Залежність коефіцієнту потужності від кутової швидкості

2.4 Дослідження динамічних режимів роботи електроприводу

2.4.1 Розробка структурної моделі електроприводу

Для подальшого розрахунку перехідних процесів побудуємо структурну модель АВК

Рисунок 2.8-Структурна модель АВК

Коефіцієнт підсилення перетворювача:

(2.46)

Електромагнітна постійна часу силового ланцюга:

(2.46)

Індуктивність двигуна:

(2.46)

Індуктивність згладжуючого дроселя:

Індуктивність трансформатора:

(2.46)

(2.46)

Коефіцієнт двигуна:

(2.46)

Коефіцієнт моменту та ЕРС:

(2.46)

Сумарний момент інерції:

(2.46)

Механічна постійна часу:

(2.46)

Для АВК прийнято

2.4.2 Розробка комп'ютерної моделі АВК

Побудову виконаємо у програмному пакеті Mathlab 7.5. Структурна схема АВК зображено на рис.2.9.

Рисунок 2.9-Структурна модель АВК у середовищі Mathlab 7.5

2.4.3 Моделювання режимів роботи розімкненої системи

1)Пусковий режим моделюється при сталих значення В, . Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.10.



Рисунок 2.10 - Перехідні процеси , під час пуску з номінальною напругою і навантаженням

2). Режим прискорення моделюється при зміні на і сталому статичному моменті. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.11.



Рисунок 2.11 - Перехідні процеси , при збільшенні напруги і сталим навантаженням

3). Режим уповільнення моделюється при зміні на і сталому статичному моменті. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.12.



Рисунок 2.12 - Перехідні процеси , при зменшенні напруги і сталим навантаженням

4). Режим зростання навантаження моделюється при сталому значенні і ступінчатому зростанні статичного моменту від 0 до Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.13.



Рисунок 2.13 - Перехідні процеси , при сталій напрузі і збільшенням навантаження

5). Режим зменшення навантаження моделюється при і ступінчатому зменшенні статичного моменту від до 0. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.14.



Рисунок 2.14 - Перехідні процеси , при сталій напрузі і зменшенням навантаження

2.4.4 Розрахунок та моделювання перехідних процесів в замкненій системі по схемі з загальним суматором

2.4.5 Розрахунок жорсткого зворотного зв'язку по швидкості

Структурная схема замкнутої системи електроприводу зображено на рис.2.15.

Рисунок 2.15 - Структурна схема замкненої системи по схемі з загальним суматором

Визначимо параметри жорсткої ОС по швидкості для системи стабілізації швидкості в електроприводі, який забезпечує погрішність регулювання 4% в діапазоні D = 10.Визачимостатизм характеристик:

Статизм характеристик:

(2.47)

Коефіцієнт ЕРС:

Вс/рад (2.48)

Коефіцієнт передачі двигуна по управлінню:

рад/Вс (2.49)

В якості датчику швидкості використовується тахогенератор постійного струму типу СТ-22з параметрами:

- номінальнанапруга 230В;

- номінальний струм якоря ;

- номінальна швидкість;

- струм збудження ;

- опір якоря

- опір обмотки збудження

Тахогенератор був обраний з урахуванням умови:

 (2.50)

Коефіцієнт підсилення тахогенератора:

Вс/рад (2.51)

Необхідний коефіцієнт підсилення замкнутої системи:

(2.52)

Коефіцієнт дільника напруги:

; (2.53)

Так як коефіцієнт дільника напруги менше одиниці, то на вході тиристорного перетворювача встановлювати електронний підсилювач не потрібно. Опір дільника напруги:

Ом; (2.54)

В якості ДН приймаєм о дротовий резистор з опором R = 1,2 кОм.

Ом. (2.55)

2.4.6 Статичний розрахунок струмової відсічки

Виконаємо статичний розрахунок системи що містить зворотний зв'язок по швидкості і по струму з відсічкою. У якості датчик струму використовується датчик активного типу, який містить вимірювальний шунт і проміжний підсилювач.

Знайдемо коефіцієнт підсилення датчика струму:

В/А (2.56)

Вибираємо струм відсічки і струм упору.

А (2.57)

А. (2.58)

Загальний вид датчика струму зображено на рис. 2.16

Рисунок.2.16 - Загальний вигляд датчика струму

Розрахунок уставки нечутливості нелінійного елемента включеного на вихід ДС

В (2.59)

НЕ реалізується двома зустрічно включеними стабілітронами з напругою пробою В.Напруга перетворювача в режимі стопоріння приводу з максимальної швидкості (залишкову напругу тиристорного перетворювача в режимі упору):

В (2.60)

Відповідна напруга на вході електронного підсилювача дорівнює:

В (2.61)

Необхідний максимальний сигнал зворотного зв'язку по струму при упорі максимальної швидкості:

В (2.62)

Приріст виходу датчика струму в період дії струмової відсічки:

(2.63)

Необхідний коефіцієнт зворотного зв'язку по струму реалізується потенціометричним дільником, скоммутованим на виході нелінійного елемента:

(2.64)

Оскільки Kост>1,значить необхідно в коло зворотного звязку по струму, після потенціометричного дільника включити підсилювач з КЕУ=10:

(2.65)

Опір дільника напруги виберемо рівнимRдн=10 кОм, тоді:

(2.66)

2.4.7 Обмеження форсування замкненої системи

Коефіцієнт посилення системи по керуючому впливу:

(2.67)

Напруга завдання замкнутої системи:

(2.68)

Напруга завдання розімкнутої системи:

(2.69)

Коефіцієнт форсування за напругою:

(2.70)

Таким чином, вхідний вузол повинен витримувати 3-х кратне форсування, замість допустимого двократного.

Обмеження форсування здійснимо шляхом шунтування підсумовуючого вузла нелінійним елементом типу «обмеження», який реалізується у вигляді двох зустрічно включених стабілітронів, напруга пробою яких вибирається на рівні

В. (2.71)

Виходячи з цього, вибираємо 2 стабілітрона серії КС189АВ з рівнем нечутливості 30 В.

2.4.8 Побудова структурної моделі

Модель замкнутої системи посхемі з загальним сумматором побудована в программному пакеті Mathlab наведено ?на рис 2.18

Рисунок 2.18- Структурна схема замкнутої системи з загальним суматором

2.4.9 Моделювання перехідних процесів в замкнутій системі за схемою з загальним суматором

Графіки перехідних процесів струму та швидкості при сталих значеннях В, наведено на рис.2.19.

Рисунок 2.19 - Перехідні процеси , в замкненій системі з загальним суматором

2.5.1 Розрахунок та моделювання перехідних процесів в замкненій системі по схемі підлеглого керування

2.5.2 Розрахунок регулятора струму

Регулювання параметрів здійснюється послідовно.Кожному регулюючому параметру відповідає свій регулятор. Сигнал кожного наступного регульованого параметра відповідає виходу попереднього параметра. Тому регулювання кожної координати підпорядковане регулюванню попередньої. Ця система дозволяє налаштовувати кожен параметр окремо, починаючи з внутрішнього. В основі вибору регулятора лежить задача компромісного підвищення швидкодії об'єкта і його частин до гранично допустимого при мінімальному пере регулюванні . Структурна схема підлеглого керування наведено на рис.2.19

електропривод електропостачання дробильний конвеєр



Рисунок 2.19- Структурна схема підлеглого керування е лектроприводу в системі АВК

Визначаємо коефіцієнт підсилення по струму і швидкості:

(2.72)

(2.73)

(2.74)

(2.75)

(2.76)

(2.77)

Розрахунок починаємо з оптимізації внутрішнього контуру. Так як

Тм4Те то допустимо розглядати схему двигуна без урахування внутрішнього зворотного зв'язку бо швидкість зміни струму набагато вища ніж при зміні частоти обертання. Контур струму двигуна налагоджується на модульний оптимум (МО), через що передавальна функція регулятору струму визначається:

 (2.78)

де kп - коефіцієнт підсилення тиристорного збуджувача генератору

Рисунок 2.20 - Схема регулятора струму

Re=0.4,Te=0.3125- опір і стала часу якірного кола двигуна;Т=0.01c- постійна часу тиристорного збуджувача .

ПІ-регулятор має елементи: Rзн- вхідний опір регулятора по завданню напруги каналу, Rн - вхідний опір регулятора по зворотному зв'язку напруги; Сззн - ємність регулятора по зворотному зв'язку напруги.

Приймаючи Сззн = 0,5 - 5 мкФ, можна знайти:

(2.79)

Вхідні опори регулятора напруги по завданню і зворотному зв'язку визначаються:

(2.80)

2.4.6 Розрахунок регулятора швидкості для статичних систем

Передаточна функція регулятора швидкості для симетричного оптимуму визначається:

(2.81)

Потім визначаю опір зворотного зв'язку регулятора:

(2.82)

На вхід завдання регулятора швидкості для зменшення пере- регулювання необхідно включити фільтр з передавальною функцією:

(2.83)

Загальний вигляд П-регулятору швидкості зображено на рис 2.21

Рисунок 2.21- Схема П-регулятора швидкості

2.4.7 Розрахунок за датчика інтенсивності

Один із засобів обмеження струму є подача в схему задаючої напруги не стрибком, а у вигляді наростаючого трапеціїдального сигналу, причому темп зростання цього сигналу може бути визначений, наприклад, за умовою неперевищення динамічним струмом максимально допустимого. Пристрій що реалізує такий закон управління носить назву задатчик інтенсивності (ЗІ).

(2.84)

де Км-коефіцієнт моменту двигуна:

(2.85)

2.4.8 Побудова структурної моделі замкненої системи по схемі підлеглого керування

Складемо модель системи підлеглого керування за допомогою програмного середовища Mathlab 7.5.Модель зображено на рис.2.22.

Рисунок 2.22 - Структурна схема підлеглого керування

2.4.9 Моделювання перехідних процесів в замкнутій системі по схемі з підлеглим керуванням

1). Пусковий режим моделюється при сталих значеннях

В,

Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.23

Рисунок 2.23- Перехідні процеси ,

2). Пусковий режим моделюється при сталому значенні та зміні =4; =9В. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.24



Рисунок 2.24 - Перехідні процеси ,при збільшенні напруги завдання

3). Пусковий режим моделюється при сталому значенні та зміні =9; =3В. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.25

Рисунок 2.25 - Перехідні процеси , при зменшені напруги завдання

4). Пусковий режим моделюється при сталому значенні =9 В та зміні =0 Нм, =12970 Нм. Графіки перехідних процесів струму та швидкості зображено на рис.2.26

Рисунок2.26 - Перехідні процеси , при збільшенні навантаження

5). Пусковий режим моделюється при сталому значенні =9 В та зміні =12970 Нм, =0 Нм. Графіки перехідних процесів струму та швидкості



Рисунок 2.27 - Перехідні процеси , при зменшенні навантаження

Розглянемо декілька шляхів енергозбереження електроприводом:

1). полягає в економії електроенергії робочими установками і механізмами за ра Промислові підприємства вимагають підвищення ефективності роботи технологічних устав і механізмів, особливо вугільні шахти, які є великими споживачами електричної енергії зі складним електроенергетичним господарством. Встановлена потужність окремих електроприймачів шахт складає десятки тисяч кіловат при річному споживанні електроенергії в десятки і навіть сотні мільйонів кіловат-годин, одинична ж потужність окремих машин досягає кількох тисяч кіловат .Економія електроенергії установками і механізмами за рахунок підвищення ефективності виконання технологічного процесу містить у собі такі основні заходи:

§ узгодження режимів роботи установки при зміні навантаження;

§ підвищення ККД устави;

§ регулювання продуктивності устави;

§ виконання оптимальної циклограми й упорядкування графіка навантажень;

§ забезпечення нормованого завантаження (для підіймальних машин, конвеєрів і т. д.);

§ контроль стану технологічної устави;

§ застосування нових видів електропривода;

2) полягає у виборі раціональних режимів роботи й експлуатації електропривода.

Сюди входять:

§ підвищення завантаження робочих машин;

§ виключення режиму неробочого ходу;

§ зниження напруги на затискачах двигуна;

§ мінімізація струму і втрат енергії АД при зміні навантаження;

§ оптимізація динамічних режимів;

3). полягає у виборі раціонального типу електропривода для конкретної технологічної устави і переході від нерегульованого електропривода до регульованого. Він припускає виконання таких операцій:

§ аналіз технологічного процесу, умов експлуатації і, у результаті, розробка технічних вимог до електропривода;вибір перспективних варіантів систем електроприводів, їх техніко-економічне порівняння і вибір раціонального типу електропривода;

§ розрахунок системи електропривода, у тому числі встановленої потужності і розробка системи керування;

§ розробка конструкторської документації.

Удосконалювання технологічних процесів і автоматизація виробництва пов'язані з застосуванням регульованого електропривода. Застосування регульованого електропривода сприяє вирішенню задач по забезпеченню оптимальних режимів роботи механізмів, зниженню собівартості і підвищенню якості продукції, що випускається

ВИСНОВКИ

Механічні характеристики АВК мають порівняно більшу жорсткість ніж характеристика АД і переміщуються паралельно одна одній вздовж вісі ординат при збільшені проти ЕРС інвертора (по мірі зменшення кута керування в). Внаслідок несинусоїдальності струму ротора,критичний момент двигуна в системі АВК складає ,тобто перевантажувальна здатність АД знижується приблизно на 16%.

З отриманих характеристик видно, що ККД змінюється у процесі регулювання (зі збільшенням кута керування ККД падає), але у режимах, близьких до номінального, ККД залишається високим, чим можна пояснити високу енергоефективність системи. З отриманих характеристик ККД і коефіцієнта потужності визначаємо найбільші їх показники при досягненні номінальної швидкості обертання. ККД системи в цілому перевищує ККД двигуна, що пояснюється рекуперацією енергії ковзання в мережу.

З отриманих графічних залежностей видно,що час перехідних процесів у системі привода АВК становить приблизно 6..8 с,перехідні процеси є плавними ,без ривків і коливань по швидкості і струму,усі перехідні процеси є аперіодичними. Стрибки значень струму шестикратно перевищують номінальне значення, однак є допустимими для встановленого обладнання. Це пояснюється тим що система розімкнена. Параметри перехідних процесів відповідають вимогам технологічного процесу, що гарантує якісне виконання процесу з високими енергетичними показниками. Замкнена система із загальним суматором дозволила добитися зменшення часу перехідного процесу, і кидків по струму. Таку систему зазвичай використовують для регулювання одного параметру. Налаштування якості регулювання виконується компромісно для різних параметрів.

3. РОЗДІЛ Аналіз замкненої системи електропривода технологічного механізму

Розрахунок електропостачання УДТК

Загальні відомості про електропостачання фабрики

Електропостачання комбінату здійснюється:

- від ГПП-1 (головна понижуюча підстанція) 150/6, що належить «Дніпрообленерго», на якій розташовані два трансформатори по 31.5 МВА працюючих на одну систему шин, від якої живляться аглоцех, насосні станції оборотної води і шламового господарства і два трансформатори по 60 МВА, що працюють на шинопроводи, від яких живляться РЗФ-1, РЗФ-2 та дробильна фабрика;

- від ГПП-2 154/35/6, яка живиться від ГПП-1 по двом ЛЕП 150 кВ Л-43, Л-44. На ГПП-2 установлено два трансформатори 150/35/6 кВ потужність 63 МВА кожний. Підключення трансформаторів виконано по схемі з роз'єднувачем без вимикача. Регулювання напруги здійснюється на стороні 35 кВ за допомогою РПН ( регулювання під навантаженням), по стороні 35 кВ за допомогою ПБЗ (переключення без збудження). ГПП-2 має відкрите розподільче устаткування 35 кВ від якого по повітряним лініям Л-361, Л-362 здійснюється резервне живлення п/ст 21, що живить підстанції рудника, збагачувальних фабрик та сторонніх споживачів. Розподільче устаткування 6 кВ складається із двох частин по дві секції в кожній. Перше РУ живить шинопроводи Ш-61, Ш-62, Ш-63, Ш-64, які слугують для постачання РЗФ-1, друге РУ живить пульпонасосі станції ПГЗК та підстанції ВАТ «Ремгормаш».

- від ГПП-3 154/35/6, яка живиться від підстанції «Южная» Дніпрообленерго, по двом лініям 150 кВ Л-138, Л-137. На ГПП-3 установлені два трансформатори 150/35/6 кВ потужністю 60 МВА кожний. Підключення трансформаторів до системи виконано по схемі «відокремлювач-короткозамикач», без вимикача. Регулювання напруги здійснюється за допомогою ПБЗ по стороні 150 та ПБЗ по стороні 35 кВ.

ГПП-3 має відкрите РУ 35 кВ, від якого по повітряним лініям Л-365, Л-366, Л-367, Л-368 живляться підстанції рудника, по лініям Л-369, Л-370 живиться п/ст. № 41 насосних оборотного водопостачання, а також ліній Южная-31, Южная-32, Миролюбівка-31, Миролюбівка-32.

РУ-6 кВ має дві секції шин, від яких живляться пульпонасосні станції, земснаряди, споживачі шламокарти.

- від ГПП-4 154/35/6, яка живиться від підстанції «Горная» Дніпрообленерго по лініям Л-955, Л-956. На підстанції встановлені два трансформатори по 40 МВА кожний. Підключення трансформатора до системи виконано по схемі «відокремлював - короткозамикач» без вимикача. Регулювання напруги здійснюється за допомогою РПН на стороні 150 кВ та ПБВ на стороні 35 кВ. ГПП-4 має ВРУ 35 кВ, від якого повітряними лініями Л-364, Л-367, Л-368 живляться підстанції рудника, Л-372, Л-373 п/ст. № 133, від якої живляться споживачі УДТК, Л-371 слугує також резервним живленням п/ст. № 21.

ГПП-4 має ЗРУ-6 кВ, від якого живляться підстанції рудника, УДТК та шламового цеху.

Електропостачання передбачається від підстанції. У відповідності до технічних характеристик обладнання прийняті наступні напруги трьохфазного змінного струму:

- для живлення електродвигунів 0.4-6 кВ;

- для живлення силових та тягових трансформаторів 6 кВ;

- для живлення освітлення -0.4 кВ;

Для живлення електроенергією споживачів першої категорії передбачено дві самостійні лінії передачі. Кожна лінія перепускає повну потрібну потужність споживачів першої категорії і 75% потужності другої категорії

Електропостачання здійснюється за допомогою відхідних кабельних ліній 6 кВ. Встановлено два трансформатори. У разі виходу з ладу одного з трансформаторів частину навантаження можливо перевести на інший.

3.1 Розрахунок установленої потужності споживачів електроенергії та вибір силових трансформаторів

На даному підприємстві встановлено різноманітне обладнання по які ступеню безперебійності живлення електроенергією відносяться до першої та другої категорії.

Найменування споживачів	Кількість	, кВт	, кВт			tg	,кВт	, квар
Приймачі 6 кВ
Дробарка ККД 1500/180	2	220	440	0,75	0,93	0,4	1500	600
Конвеєр ЛК-1	1	3200	3200	0,8	0,89	0,51	320	163,2
Конвеєр ЛК-2	1	1600	1600	0,8	0,89	0,51	160	91,6
Конвеєр ЛК-3	1	180	180	0,8	0,89	0,51	320	163,2
Конвеєр ЛК-4	1	200	200	0,8	0,89	0,51	160	91,6
Конвеєр К-13А	1	400	400	0,8	0,89	0,51	320	163,2
Конвеєр 2-Б	1	200	200	0,8	0,89	0,51	160	91,6
Пластинчатий живитель	2	400	800	0,8	0,89	0,51	640	326,4
Всього по 0,4 кВ	3900	1854
Приймачі 0,4 кВ
Електрозварка Освітлення	3	16	48 5	0,9 0,9	0,35 0,95	2,7 0,33	43,2 4,5	116,64 1,485
Всього по 0,4 кВ	47,7	118,125
Разом	3947,7	1972,13

де - коефіцієнт попиту; - коефіцієнт потужності.

Розрахункові навантаження споживачів визначаються за формулами:

; (3.1)

; (3.2)

3.2 Вибір силових трансформаторів

Визначаємо повну потужність трансформаторів:

. (3.3)

Для живлення однотипних підстанцій встановлено 2 трансформатора ТДТН - 25000/150, МВ•А. Технічні параметри трансформатора 154/35/6 кВ наведені в таблиці 2.2:

Таблиця 3.2 - Технічні параметри трьохобмоточного трансформатора

Тип	Потужність, кВА	Номінальна напруга, кВ	Напруга короткого замикання, %	Втрати потуж-ності, кВт	Струм неробо-чого ходу, %
		ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	НХ	КЗ
ТДН-25000/150	25000	154	38,5	6,6	18	11,5	5,8	120	190	6

Визначаємо повну потужність низьковольтних споживачів:

. (3.4)

Для живлення низьковольтних споживачів приймаємо до встановлення трансформатор типу ТМ-160/6, .

Технічні параметри трансформатора 6/0,4 кВ наведені в табл. 3.3:

Таблиця 3.3 - Технічні параметри трансформатора ТМ-160/6

Тип	Потужність, кВА	Номінальна напруга, кВ	Втрати, кВт	Струм неробочого ходу, %	Напруга короткого замикання, %
		ВН	НН	НХ	КЗ
ТМ-160/6	160	6,3	0,4	0,5	2,65	2,4	4,6

Розрахунок струмів короткого замикання

Побудова схеми заміщення

Розрахункова схема з початковими даними та схема заміщення зображено на рис.3.1.

Розрахунок струмів к.з. проводимо за параметрами вказаними на розрахунковій схемі 2.1. Приймаємо базисну потужність ;

При розрахунках струмів к.з. від джерела необмеженої потужності , приймаємо опір системи .

Визначаємо опір повітряної лінії

, (3.5)

де - індуктивний опір повітряної лінії, = 0,4 Ом/км - довжина повітряної лінії, км;

- базисна потужність, МВ•А;

- номінальна напруга лінії, кВ.

Визначаємо опір трансформатора:

, (3.6)

де - напруга к.з. трансформатора, %;

- номінальна потужність трансформатора, МВ•А.

Визначаємо опір реактора:

, (3.7)

де - базисна напруга, кВ;

- номінальна напруга реактора, кВ;

- номінальний струм реактора, кА;

. (3.8)

Визначаємо опір кабельної лінії :

, (3.9)

де - індуктивний опір кабельної лінії, Ом/км;

- довжина кабельної лінії, км.

Визначаємо сумарний опір до точки К1:

(3.10)

Струм к.з. у точці К1

. (3.11)

Визначаємо ударний струм к.з.

, (3.12)

де - ударний коефіцієнт; у колі без урахування активного опору

.

Найбільше діюче значення повного струму к.з. на протязі першого періоду к.з:

, (3.13)

де .

Потужність к.з. у точці К1:

, (3.14)

де - номінальна напруга установки, кВ.

Для розрахунку струмів к.з. визначаємо опір системи:

, (3.15)

де - номінальна напруга установки, .



Рисунок 2.1 - Схема заміщення для розрахунку струмів короткого замикання

Визначаємо активний опір трансформатора у відносних одиницях:

, (3.16)

Визначаємо активний опір трансформатора в абсолютних одиницях:

, (3.17)

де - номінальна потужність трансформатора, кВ•А;

- втрати трансформатора, кВт.

Визначаємо індуктивний опір трансформатора у відносних одиницях:

, (3.18)

де - напруга к.з. трансформатора, %.