Электроснабжение лавы

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Расчет электрических  нагрузок и выбор передвижных  участковых подстанций………………………………………………………………………...2

 

2 Расчет и выбор шахтных  кабельных сетей……………………………………4

      2.1 Выбор типа кабеля………………………………………………………..4

       2.1.1 Выбор типа бронированного кабеля…………………………………..4

      2.1.2 Выбор типа гибкого и полугибкого кабеля…………………………...5

      2.2 Определение расчетных нагрузок кабеля………………………………5

       2.3 Выбор сечения кабеля по нагреву………………………………………6

 

3 Проверка кабельной сети……………………………………………………….6

      3.1 Проверка кабельной сети участка по допустимой потере напряжения                      

           при нормальной работе электроприемников……………………………6                                             

     3.2 Проверка кабельной сети по пусковому режиму и режиму  

          опрокидывания наиболее мощного и удаленного электродвигателя….8                     

    3.3 Проверка кабелей по термической стойкости токам короткого     

          замыкания………………………………………………………………...10

      3.4 Проверка низковольтной кабельной сети на величину емкости фаз   

            относительно земли……………………………………………………...10

     3.5 Проверка активного сопротивления изоляции участковой сети

            относительно земли……………………………………………………...11

 

4 Расчет токов короткого  замыкания…………………………………………...12

 

5 Выбор и проверка электрических  аппаратов………………………………...14

       5.1 Выбор аппаратов………………………………………………………..14

       5.2 Проверка коммутационных аппаратов на отключающую           

             способность……………………………………………………………..14

 

6 Выбор уставок максимальных токовых защит………………………………15

 

7 Расчет освещения и  осветительной сети……………………………………..16

      7.1 Выбор типа светильника………………………………………………..16

     7.2 Расчет электрического освещения……………………………………..17                                                                                                    

       7.3 Расчет  осветительной сети……………………………………………..18

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчет электрических нагрузок и выбор передвижных участковых подстанций.

 

Выбору мощности силовых  трансформаторов должно предшествовать определение расчетных нагрузок, которые должен обеспечить трансформатор, как в нормальных, так и в  аварийных режимах.

Выбор мощности силовых трансформаторов  на выемочном поле для питания  очистных, подготовительных работ, бремсберговых конвейеров, погрузочных пунктов и др. потребителей производится методом коэффициента спроса.

Для определения расчетных  нагрузок участковых трансформаторов  составим таблицу, в которую занесем  электродвигатели рабочих машин  и их мощности.

 

Таблица 1 – Технические  данные электроприёмников участка.

 

Тип рабочей машины	Номер электродвигателя на схеме	Рн, кВт	∑Рн, кВт
Комбайн 1ГШ-68	М1 М2	160 160	320
Конвейер КСП-202	М3 М4	110 110	220
Маслостанция СНУ5	М5 М6 М7	17 17 11	45
Насос НУМС	М8	30	30
Перегружатель ПТК	М9 М10	55 55	110
Дробилка ДШУ	М11	55	55
Поддерживающая лебедка 1ЛП	М12	17	17
Доставочная лебедка ЛШВ-25	М13	30	30
Лебедка для передвижки энергопоезда ЛПК	М14	22	22
∑Рн=849кВт

 

Определим расчетную мощность трансформатора с учетом коэффициента спроса по формуле:

 

 

где - суммарная установленная номинальная мощность                  электродвигателей, питающихся от трансформатора, кВт;

       - коэффициент спроса;

       - средневзвешенный коэффициент мощности.

 

 

 

где - номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя.

 

 

 

 

 

где - номинальная мощность электродвигателя;

       - номинальный коэффициент мощности двигателя.

 

 

 

 

 

Подстанция может быть принята с номинальной мощностью, менее расчетной не более чем  на 5%.

 

 

 

К установке принимаем передвижную подстанцию ТСВП-1000/6-1,2/0,69-УХЛ5-ВВ.

Сведем технические данные передвижной станции в таблицу.

 

Таблица 2 – Технические  данные выбранной передвижной подстанции.

 

Тип подстанции	Рном, кВт	Uном, В		Iном, А		Uк, %	Потери		Сопротивление, Ом
		ВН	НН	ВН	НН		Рх	Рк	Rт	Xт
КТСВП2-630/6	630	6	1,2/0,69	61	304/515	3,5	1,8	4,2	0,017	0,0776

 

 

 

 

2 Расчет и выбор  шахтных кабельных сетей

 

Выбор и расчет шахтных  сетей сводится к определению  таких сечений, которые обеспечивали бы подведение к приемникам электроэнергии высокого качества без перегрева  сверх допустимой величины в нормальных и аварийных режимах. Кроме того, электрическая сеть должна обладать достаточной механической прочностью, экономичностью, должна обеспечивать высокую производительность рабочих  машин и требуемый уровень  безопасности.

 

Таблица 3 – Расчет и выбор  шахтных кабельных сетей

 

Номер ВЛ или КЛ	Тип провода или кабеля	Длина, м	Расчетный ток нагрузки, Iр, А	Выбор сечения, мм2		Предварительно выбранное  сечение, мм2	Проверка сечения, мм2			Окончательно принятые сечения  с учетом жил заземления и управления
				по нагреву	по мех. прочности		по потере напряжения	по пуску и опрокидыванию	по термостойкости
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1. Высоковольтные подземные  кабели
1	СБн	1540	50,51	10	-	10	10	-	10	3×10
2. Кабельная сеть ПУПП
21	КГЭШ-1140	20	156	35	35	35	35	35	35	3×35+1×10+3×4
22	КГЭШ-1140	20	156	35	35	35	35	35	35	3×35+1×10+3×4
3	КГЭШ-1140	220	197	50	50	50	50	50	50	3×50+1×10+3×4
41	КГЭШ-1140	20	135,4	35	35	35	35	35	35	3×35+1×10+3×4
42	КГЭШ-1140	198	67,7	10	10	10	10	10	10	3×10+1×10+3×4
5	КГЭШ-1140	15	27,5	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
6	КГЭШ-1140	15	27,5	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
7	КГЭШ-1140	15	18,5	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
8	КГЭШ-1140	15	67,7	10	10	10	10	10	10	3×10+1×10+3×4
9	КГЭШ-1140	15	33,8	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
10	КГЭШ-1140	15	10,5	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
11	КГЭШ-1140	15	18,5	4	10	4	10	10	10	3×10+1×10+3×4
12	КГЭШ-1140	15	13,5	10	10	10	10	10	10	3×10+1×10+3×4
13	КГЭШ-1140	242	101,5	25	25	25	25	25	25	3×25+1×10+3×4

 

2.1 Выбор типа кабеля.

 

2.1.1 Выбор типа бронированного  кабеля.

 

В условиях подземных выработок  угольных шахт необходимо применять  кабель с медными жилами и свинцовыми оболочками.

Принимаем бронированный  кабель СБн.

 

2.1.2 Выбор типа гибкого  и полугибкого кабеля.

 

Для присоединения передвижных  механизмов шахт должны применяться специальные шахтные гибкие и полугибкие кабели, кабели с негорючей изоляцией и экранированными жилами.

Принимаем гибкий кабель марки  КГЭШ-1140.

 

2.2 Определение расчетных  нагрузок кабеля

 

Расчетные нагрузки при выборе сечения кабеля определяются по формулам (4), (5) и (6).

Для высоковольтного кабеля от РПП-6 до ПУПП:

 

 

 

 

 

Для кабелей, питающих группу электродвигателей, работающих не одновременно:

 

 

 

 

 

Для кабелей питающих один электродвигатель:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор сечения кабеля  по нагреву

 

Для каждого типа кабеля установлена предельно допустимая температура нагрева при нормальной работе в зависимости от класса изоляции. Если температура нагрева будет  превышать предельно допустимую, то срок службы кабеля резко сокращается вследствие быстрого старения изоляции. Температура нагрева проводника определяется величиной протекающего тока, активным сопротивлением, температурой окружающей среды и рядом других факторов.

 

 

 

3 Проверка кабельной  сети

 

3.1 Проверка кабельной  сети участка по допустимой  потере напряжения при нормальной  работе электроприемников

 

Цель проверки заключается  в том, чтобы отклонение напряжения на зажимах электродвигателей при  их нормальной работе не превышало  допустимых норм (-5 ÷ +10%)U_н.

Проверяются только отрицательные  отклонения, следовательно допустимое напряжение на зажимах электродвигателей для напряжения 1140В будет равно 1083В.

Если за номинальное напряжение на зажимах трансформатора принять  максимально допустимое 1200В, то допустимая потеря напряжения будет равна:

 

 

 

Суммарная потеря напряжения () от ПУПП до зажимов электродвигателей не должна превышать 117В.

 

                                                                                               (7)

 

Суммарные потери напряжения в сети до зажимов двигателя:

 

                                                  (8)

 

где - потеря напряжения в трансформаторе, В;

      , - потеря напряжения в отдельных звеньях низковольтной                             кабельной сети, питающей двигатель, В.

Потерю напряжения в трансформаторе определяют по формуле:

 

 

 

 

 

Потерю напряжения в любом  отрезке кабельной сети можно  определить по формуле:

 

 

 

где - расчетный ток в кабеле, А;

      - активное сопротивление отрезка кабеля, Ом;

      - индуктивное сопротивление отрезка кабеля, Ом.

 

 

                                                                                                    (11)

 

                                                                                                    (12)

 

где , – удельное активное и индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км;

       - длина отрезка кабеля, км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 

 

Условие (7) выполняется.

 

3.2 Проверка кабельной  сети по пусковому режиму и  режиму опрокидывания наиболее  мощного и удаленного электродвигателя

 

При опрокидывании или  пуске асинхронного электродвигателя пусковой ток может достигать (5÷7) I_н, при этом потеря напряжения в сети достигает такой величины, при которой пусковой или критический момент электродвигателя оказывается недостаточным для преодоления момента на его валу. В этих условиях двигатель не разворачивается или останавливается и под действием больших токов может выйти из строя. Это вызывает необходимость проверки сечения кабельной сети на возможность пуска наиболее мощного и удаленного двигателя и предотвращает его опрокидывание при перегрузке.

Критерием успешной проверки сети по пусковому режиму мощного  и удаленного двигателя является выполнение условий:

 

                                                                                              (13)

 

 

 

Фактическое напряжение у  двигателя комбайна при пуске  определяется по формуле:

 

 

 

где - напряжение холостого хода трансформатора, В;

       – потеря напряжения в сети от нормально работающих двигателей                  в тех участках сети, через которые получает питание комбайновый                  электродвигатель, В;

       - пусковой ток, А;

       , - активное и индуктивное суммарное сопротивление сети до зажимов пускаемого двигателя;

       - коэффициент мощности при пуске двигателя.

 

                                                                                        (15)

 

 

 

                                                                                        (16)

 

 

 

Общая потеря напряжения в  элементах сети от нормально работающих двигателей определяется по формуле: