Введение

Введение

Непрерывно растущие потребности народного хозяйства в твердом топливе требуют строительства новых и реконструкции действующих горных предприятий. При подземном способе добычи угля выполняется большой объем работ по проведению горных выработок.

Угольная промышленность страны располагает большим парком различных проходческих машин и механизмов, обеспечивающих высокие скорости проведения горных выработок.

Развитие техники, совершенствование технологии проведения горных выработок и организации работы приводят к коренным изменениям в характере труда. Основным его видом становится механизированный труд.

Главными задачами в области горнопроходческих работ являются: завершение внедрения комплексной механизации, широкое применение способов проведения горных выработок при отсутствии или малом числе людей, резкое улучшение технико-экономических показателей (в первую очередь повышение скоростей проведения, производительности труда и снижение стоимости работ). Все это требует уделять серьезное внимание подготовке рабочих и инженерно-технических работников для угольной промышленности.

Процессу непосредственной добычи полезного ископаемого предшествует значительный объем работ по проведению вскрывающих и подготовительных выработок, правильное расположение которых дает возможность вести рациональную отработку запасов месторождения. С увеличением глубины разработки полезных ископаемых усложняются условия работы: возрастают температура и газообильность в выработках, увеличивается опасных внезапных выбросов угля и газа, горных ударов. Поэтому требуется проведение определенных мероприятий по нормализации условий труда и техники безопасности ведения работ при одновременном повышении производительности труда и снижении себестоимости добычи.

Увеличение добычи и переработки угля, руд, чёрных и цветных металлов с применением горного и транспортного оборудования больше единичной мощности, а также постоянное усложнение и ухудшение горнотехнических и горно-геологических условий разработки месторождения полезного ископаемого и ростом глубины требуют внедрения в горнодобывающую промышленность нового электрооборудования и электросетевых устройств с улучшенными свойствами и энергетическими характеристиками и перевода всего энергоснабжения участка на более высокое напряжение 1140 В.

Благодаря разработкам отраслевых НИИ ряда горнодобывающих отраслей и электротехнической промышленностью создано, освоено в производстве и внедрено в промышленную эксплуатацию большое количество нового прогрессивного оборудования и электросетевых устройств, способов и средств защиты, контроля и управления.

Основной задачей перед учащимися является всесторонне изучать все специальные предметы. Хорошо разбираться в шахтном и подземном оборудовании, стремиться к изучению и внедрению в производство новой техники, более производительной и совершенной, а также более безопасной.

1. Краткая характеристика участка

Согласно принятой системы разработки длинными столбами по простиранию при мощности пласта 2,4 м, угле падения пласта 24, длине выемочного столба 1500 м. Для механизации очистных работ принимаем механизированную крепь 1М-144, комбайн KSW-460NE, лавный конвейер “Анжера-30”, насосная станции AZE-5, система орошения КОСВО.

Для доставки материала и оборудования на вентиляционном штреке устанавливаем дизельную монорельсовую дорогу 2ДМД.

На конвейерном штреке для транспортировки угля устанавливаем ленточный конвейер 1КЛК1000 с перегружателем ПСП-308.

2. Выбор рациональной схемы электроснабжения участка и выбор

напряжения

Выбор рациональной схемы электроснабжения участка начинаем с составления схемы очистного забоя, с размещения всех машин и механизмов согласно технологической схемы, которая соответствует проекту участка.

Для питания шахтных высоковольтных аппаратов 6 кВ;

Для питания потребителей очистного забоя 660 и 1140 В;

Для питания ручных электроинструментов и освещения 127 В;

Для цепей дистанционного управления и сигнализации 42 В;

Для местного освещения 36 В;

3. Расчёт освещения без проверки

освещённости.

Согласно ПБ и ПТЭ в угольных и сланцевых шахтах при данной системе расположения горных выработок освещению подлежат: лава-200м, сопряжение лавы со штреком и часть штрека.

Составляем схему горных выработок участка с указанием их размеров, схематическим расположением кабелей, светильников, трансформаторов.

Исходя из ПТЭ принимаем расстояние между светильниками в лаве-2 м, на конвейерном штреке-7 м.

Определяем количество светильников для лавы:

. (3.1)

где l - длинна лавы, м;

L – расстояние между светильниками, м;

Определяем количество светильников которое может питать один АП-4 по формуле:

шт. (3.2)

где SАП - мощность АП-4, кВ ∙ А;

ηС = 0,8 ­­­- к. п.д. осветительной сети;

ηСВ = 0,85 – к. п.д. светильника;

cos φ = 0,5 коэффициент мощности светильника;

РСВ = 15 Вт – мощность одного светильника;

Определяем количество светильников в штреке:

ПСВ. ШТ = ПСВ – ПСВ. Л =2 * 90 – 55 = 90 шт. (3.3)

Для освещения участка принимаем светильник РВЛ-15М.

4.Характеристика потребителей

электроэнергии.

Для расчёта электроснабжения участка, шахты, данные об электроприёмниках заносим в таблицу 1.

5.Определение мощности и выбор УТП

Наиболее распространённым методом определения мощности участковой подстанции является “метод коэффициента спроса”. По этому методу мощность подстанции определяется по формуле:

SТР. Р= , кВ∙А; (5.1)

SТР. Р. 1 = = 643.6 , кВ∙А;

SТР. Р. 1 = = 514,9 , кВ∙А;

S’ТР. Р. = , кВĦА (5.2)

SТР. Р 2 = = 650 , кВ∙А;

S’ТР. Р. 2 = = 520 , кВ·А

S’ТР. Р. 3 = = 152,7 , кВ·А

SТР. Р 3 = = 190,9 , кВ∙А;

где ∑РН – суммарная мощность потребителя подстанции, кВт;

КС – коэффициент спроса, учитывающий степень загрузки и одновременности работы, а также КПД кабельной сети и двигателей определяется по формуле:

КС = 0,4 + 0,6 ∙ (5.3)

КС 1 = 0,4 + 0,6 ∙ = 0,94 ;

КС 2 = 0,4+0,6 ∙ = 0,69 ;

КС 3 = 0,4+0,6 ∙ = 0,97 .

где РН.MAX – номинальная мощность наиболее мощного потребителя, кВт;

cos φСР. ВЗ – средневзвешенный коэффициент мощности определяется по формуле:

cosφСР. ВЗ= ; (5.4)

cos φСР. ВЗ. 1 = = 0,82 ;

cos φСР. ВЗ. 2 = = 0,69 ;

cos φСР. ВЗ. 3 = = 0,8 .

SТР. Р.АП = 4 кВ ∙ А – мощность трансформатора пускового агрегата.

Для питания потребителей лавы принимаем две подстанции ТСВП 630/6.

Для питания потребителей конвейерного и вентиляционного штреков принимаем подстанцию ТСВП 160/6.

Таблица 1. Общие сведения об электроприёмниках участка шахты.

Потребители	Колич. Потр.	Колич. дв	Мощн. дв., кВт	Тип эл. двигат.	IНОМ., А	IПУСК., А	КПД ,%	Cos φ	∑PН, кВт
Потребители первой подстанции
KSW-460NE Комбайн.	1	2 2 1	200 45 13	SG4B 540-4B dSKKs 180Lz dSKgw 160M4	135 74 8,8	810 444 48	95,5 89,5 90	0,81 0,85 0,82	400 90 13	6 6 5,5
Насос орош-я КОСВО	1	1	55	ЭДКОФВ-43/ 4-У2-5	35,5	230	90	0,85	55	6,5
Потребители второй подстанции
“Анжера-30” Конвейер.	1	2	200	АВР280Д4	95	617	95	0,9	400	6,5
ПСП-308 Скреб. перегр.	1	1	200	АВР280Д4	95	617	95	0,9	200	6,5
Насосн. ст-я AZE-5	2	1 1	110 2	ВАОК615S6(В) ВР100S4	72,3 1,5	470 8,7	92,5 82	0,85 0,81	220 4	6,5 5,8
Потребители третьей подстанции
1КЛК1000 Лент. конвейер	1	2	75	ВАОК315S8	90	540	90,2	0,80	150	6
Натяжная станция.	1	1	7,5	ВР-132S4	9	54	86	0,88	7,5	6	1,6

6. Расчёт и выбор кабеля напряжением

6 кВ.

6.1. По нагреву рабочим током

IP = , А (6.1)

IP 1, 2 = = 61,1 А;

IP 3 = = 15,4 А;

где STP – номинальная мощность трансформаторной подстанции, кВ∙А;

UН = 6 кВ – номинальное напряжение сети.

6.2. По экономической плотности тока.

Сечение жил кабеля по экономической плотности тока определяется по формуле:

SЭК = , мм2 ; (6.2)

где iЭК = 2,5 А/мм2 - экономическая плотность тока ;

SЭК 1, 2 = = 24,4 мм2;

SЭК 3 = = 6,2 мм2.

6.3.По термической устойчивости к токам к. з.

S1 = мм2 (6.3)

где tФ = 0,25 с – фиксированное время действия токов к. з., которое для шахты принимается равным времени срабатывания максимальной защиты и высоковольтного выключателя;

I∞ - действующее значение трёхфазного установившегося тока к. з., А, определяется по формуле:

А; (6.4)

где SК. З.ЦПП = 50 МВ ∙ А – мощность к. з.;

C = 122 – коэффициент, учитывающий температуру нагрева жил кабеля.

6.4. По допустимой потере напряжения.

SΔU = , мм2 (6.5)

где LК – длинна высоковольтного кабеля, м;

ΔUд = 150 В – допустимое падение напряжения при UН = 6 кВ;

j = 50 Ом/м ∙ мм2 – удельная проводимость медной жилы;

SΔU 1, 2 = = 27 мм2;

SΔU2 = = 2,4 мм2.

Для питания первой подстанции принимаем кабель ЭВТ6000 3*35+1*10+4*4.

Для питания второй подстанции принимаем кабель ЭВТ6000 3*25+1*10+4*4.

Для питания третьей подстанции принимаем кабель ЭВТ6000 3*25+1*10+4*4.

Параметры	ТСВП 160/6-0,69	ТСВП 630/6-1,2
Ном. Мощность, кВ*А	160	630
Ном. Перв. напр.,В	6000±5%	6000±5%
Ном. Вторичн. Напр., В	690/1200	690/1200
Напряжение к. з. %	3,5	3.5
Ток холостого хода %	4,5 (3,6)	1,5
Потери хол-го хода, Вт	1	2800
Потери к. з. при 115°С, Вт	1700(1900)	4400
Активн. сопрот-е, Ом	0,0118	0,0168
Реактивн. сопрот-е, Ом	0,0329	0,078

Таблица 2. Технические данные трансформаторов.

7. Расчёт и выбор низковольтной кабельной сети участка.

7.1. Выбор типов кабеля.

 

В подземных выработках шахт должны применяются кабели только с медными жилами и защитными покрытиями, не распространяющими горение.

Запрещается применение кабелей с алюминиевыми жилами и алюминиевой оболочкой. В связи с этим для питания групп электроприёмников применяют кабели ЭВТ – фидерные кабели. Для питания одиночных потребителей принимаем кабель марки ГРШЭ.

Для облегчения ведения расчётов составляем “скелетную” схему электроснабжения участка, на которой указываем тип кабеля, длину кабеля, тип потребителя, количество и мощность двигателей, и их номинальные токи, а также токи к. з.

7.2. Определение расчётных нагрузок для выбора сечения кабеля.

В качестве расчётной нагрузки при выборе сечения кабеля могут быть:

7.2.1. Для кабелей питающих одиночные электродвигатели, за расчётный ток принимается номинальный ток двигателя, или определяется по формуле:

IP=,А; (7.1)

7.2.2. Для кабелей питающих группу электродвигателей, работающих не одновременно, расчётный ток определяется по формуле:

IP=,А; (7.2)

7.2.3. Для кабелей питающих электродвигатели, расчётный ток определяется по формуле:

IР = , А; (7.3)

7.3. Выбор сечения по экономическим факторам

При увеличении сечения линии, стоимость капитальных
затрат увеличивается, но резко уменьшается величина потерь электроэнергии. Существует сечение кабеля, при котором бытовые затраты оказываются наименьшими. Это сечение является экономически выгодным. Сечение по экономической плотности определяется по формуле:

SЭК=IP/iЭК , мм2; (7.4)

где iЭК = 2,5 А/мм2 – экономическая плотность тока.

Результаты заносим в таблицу 3.

7.4. Выбор сечения кабеля по механической прочности.

Для каждого типа электроприёмников существует минимально допустимое сечение кабеля, при котором обеспечивается достаточная механическая прочность. Из удобства эксплуатации кабель не должен иметь большого сечения.

7.5. Проверка сечения кабельной сети участка по допустимой потере напряжения при нормальной работе электроприёмников.

Цель данной проверки заключается в том, чтобы не допускать отключения напряжения на зажимах электродвигателя при нормальной работе за пределы допустимых норм (-5+10 %) UН. Поскольку за номинальные напряжения на зажимах вторичных обмоток шахтных трансформаторов приняты напряжения 690 и 1200 В, то величина допустимой потери напряжения на зажимах электродвигателя определяется по формуле:

ΔUДОП = UТР. – UДВ.MIN., В; (7.5)

ΔUДОП 1, 2 = 1200 – 1083 = 117 В;

ΔUДОП 3 = 690 – 627 = 63 В;

где UТР­­ = 1200 В - напряжение на вторичной обмотке трансформатора;

U­ДВ.MIN­ – минимально допустимое напряжение на зажимах электродвигателя, В, определяется по формуле:

U­ДВ.MIN.­=U­Н­∙0,95,В; (7.6)

U­ДВ.MIN1­,2 = 1140 ∙ 0,95 = 1083 В;

U­ДВ.MIN3 = 660 ∙ 0,95 = 627 В;

В правильно рассчитанной сети суммарное падение напряжения до зажимов электродвигателя не должно превышать допустимых значений. Суммарная потеря напряжения определяется по формуле:

ΔU­i­ = ΔU­ТР.­ + ΔU­К1­ + ΔU­K2­ + … + ΔU­kn­ , В; (7.7)

ΔU­KSW-460NE = 24,3 + 0,2 + 0,2 + 11,3 = 36 В;

ΔU­Анжера-30= 21,3 + 0,17 + 0,05 + 18 = 39,5 В;

ΔU­1КЛК1000= 22,3 + 0,68 + 2,04 + 1,36 = 26,3 В;

где ΔU­TP­ – падение напряжения в трансформаторе, В, определяется по формуле:

ΔU­ТР.­ = β (U­а ∙ cos φ­CР. ВЗ­ + U­Р­ ∙ sin φ­СР. ВЗ­) ∙ , В; (7.8)

ΔU­ТР 1­ = 0,81 (0,74 ∙ 0,82 + 3,34 ∙ 0,57) ∙ = 24,3 В;

ΔU­ТР 2­ = 0,82 (0,74 ∙ 0,88 + 3,34 ∙ 0,47) ∙ = 21,3 В;

ΔU­ТР 3 = 0,95 (1,18 ∙ 0,8 + 3,29 ∙ 0,6) ∙ = 22,3 В;

где β – коэффициент загрузки трансформатора, определяется по формуле:

β = ; (7.9)

β­1 = = 0,81;

β­2­ = = 0,82;

β­3 = = 0,95;

U­а­ - активная составляющая напряжения к. з.,%, рассчитывается по формуле:

U­а = , % ; (7.10)

U­а 1,2 = = 0,74 % ;

U­а 3 ­= = 1,18 % ;

где Р­К. З.­ – потери к. з., Вт ;U­Р­ – реактивная составляющая напряжения к. з., % определяется по формуле:

U­Р­ = , % ; (7.11)

U­P 1­,2 = = 3,34 % ;

U­P 3 = = 3,29 % ;

где U­К. З.­ – напряжение к. з., %; ΔU­К­ – падение напряжения кабеля, В:

ΔU­K­ = , В; (7.12)

ΔU­KSW-460NE, 1 = = 0,2 В;

ΔU­KSW-460NE, 2 = = 0,2 В;

ΔU­KSW-460NE, 4 = = 11,3 В;

ΔUАнжера-30, 8 = = 0,17 В;

ΔU­Анжера-30, 9 = = 0,05 В;

ΔU­Анжера-30, 10 = = 18 В;

ΔU­1КЛК1000, 1 = = 0,68 В;

ΔU­1КЛК1000, 2 = = 2,04 В;

ΔU­1КЛК1100, 4 = = 1,36 В.

где ∑P­H­ – суммарная мощность двигателей питающихся по данному кабелю.

L­К­ – длина кабеля, м;

К = 1,4 – коэффициент, учитывающий индуктивное сопротивление кабеля; S­K­ – сечение кабеля, мм2;

U­H­ – номинальное напряжение сети, В.

7.6. Проверка кабельной сети по потере напряжения при пуске наиболее мощного и удалённого двигателя.

Считается, что потребители на участке работают под нормальной нагрузкой, а наиболее мощный запускается. При этом в кабельной сети протекают номинальные токи всех двигателей, где пусковой ток наиболее мощный.

При этом должно выполняться условие:

U­ДВ.MIN­ < U­ДВ. Р.­., В.

где U­ДВ.MIN.­ = 0,85·U­Н­ , В – максимально допустимая потеря напряжения на зажимах электродвигателя при пуске:

U­ДВ. Р.­=, В; (7.13)

U­ДВ.Р. KSW-460NE = = 988 > 920 B;

U­Д-30 = = 1070 > 920 В;

U­ДВ. Р. 1КЛК1000 = = 614 > 533 В.

где U­ТР.­ – напряжение на вторичной обмотке ТСВП, В;

ΔU – падение напряжения до зажимов двигателя, В;

I­n­ – пусковой ток запускаемого двигателя, А;

R,X – активное и индуктивное сопротивление цепи до зажимов запускаемого двигателя, Ом.

R = V­TP.­ + V­K1­ + … + V­kn,, Ом; (7.14)

X = X­TP­ + X­K1­ + … + X­КП­,, Ом; (7.15)

RKSW-460NE = 0,0168 + 0,518· 0,002 + 0,518 · 0,001 + 0,518 · 0,18 = 0,111 Ом;

X­KSW-460NE = 0,078 + 0,122 · 0,002 + 0,122 · 0,001 + 1,92 · 0,18 = 0,105 Ом;

RАнжера-30 = 0,0168 + 0,151 · 0,003 + 0,151 · 0,001 + 0,173 · 0,18 = 0,048 Ом;

X­Анжера-30 = 0,078 + 0,06 · 0,003 + 0,06 · 0,001 + 0,173 · 0,18 = 0,109 Ом;

R1КЛК1000 = 0,0349 + 0,259 · 0,012 + 0,259 · 0,03 + 0,081 · 0,015 = 0,044 Ом;

X­1КЛК1000 = 0,0329 + 0,061 · 0,01 + 0,061 · 0,03 + 0,081 · 0,015 = 0,047 Ом;

где R­К­ – сопротивление кабеля Ом;

RК­ = ρ ∙ l , Ом; (7.16)

где ρ – удельное сопротивление медной жилы, Ом/км;

l – длинна кабеля, км.

№ кабе-ля	Наим. потребителя	Длинна кабеля, м	Расч. ток, А	Выбор сечений, мм2	Пров. сечен.,мм2	Принят кабель
По нагр.	По экон. прочн.	По мех. прочн.	Норм. Работа	При пуске
Для первой подстанции
1	Фидер	2	320	2*70	128/2*70	-	2*70	2*70	ЭВТ 3*70+1*10
2	Фидер	1	320	2*70	128/2*70	-	2*70	2*70	ЭВТ 3*70+1*10
3	Фидер	1	320	2*70	128/2*70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
4	KSW-460NE	180	310	2*50	128/2*70	2*70	2*70	2*70	ГРШЭ 3*70+1*10+3*4
5	КОСВО	5	30	4	12/16	16	-	-	ГРШЭ 3*16+1*10+3*2,5
Для второй подстанции
1	Фидер	2	168	70	67,2/70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
2	Фидер	1	168	70	67,2/70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
3	Фидер	1	168	70	67,2/70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
4	Фидер	1	168	70	67,2/70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
5	AZE-5	7	68,4	16	27,3/35	35	-	-	ГРШЭ 3*70+1*10+3*4
6	AZE-5	6	68,4	16	27,3/35	35	-	-	ГРШЭ 3*70+1*10+3*4
7	ПСП-308	50	112,7	35	45/50	50	-	-	ЭВТ 3*50+1*10
8	Фидер	3	225,4	120	90,1/95	-	95	95	ЭВТ 3*95+1*10
9	Фидер	1	225,4	120	90,1/95	-	95	95	ЭВТ 3*95+1*10
10	Анжера-30	180	225,4	2*35	90,1/95	95	95	95	ГРШЭ 3*70+1*10+3*4
Для третьей подстанции
1	Фидер	10	167,1	70	66,8/70	-	70	70	ЭВТ 3*70+1*10
2	Фидер	30	167,1	70	66,8/70	-	70	70	ЭВТ 3*70+1*10
3	Фидер	70	167,1	70	66,8/70	-	-	-	ЭВТ 3*70+1*10
4	1КЛК1000	15	164,2	50	65,6/70	70	70	70	ГРШЭ 3*50+1*10+3*4
5	НСТ	5	7,4	2,5	2,9/4	4	-	-	ГРШЭ 3*10+1*4+3*2,5

Таблица 3. Выбор сечений кабелей.

8. Расчёт токов к. з.

8.1. Расчёт токов двухфазного к. з.

В низковольтных сетях шахты производится расчёт с целью проверки установок плавких вставок, защит на возможность их срабатывания при самых неблагоприятных условиях. Исправная защита может и не сработать, если величина токов к. з. окажется равной или меньше токов срабатывания защиты. Необходимо, чтобы самый наименьший ток к. з. был больше в 1,5 раза тока установки и в четыре-семь раз больше тока плавкой вставки.

Двухфазный ток к. з. рассчитывается при условии:

8.1.1. Точка к. з. находится в наиболее удалённом присоединении пускателя или автоматическом выключателе:

8.1.2. Считается, что в момент к. з. напряжение в сети на 5% ниже номинального значения;

8.1.3. Считается, что в момент к. з. сеть питается от системы бесконечно большей мощности и напряжения на её зажимах не меняется.

Двухфазный ток определяется по формуле:

IК. З.(2) = , А; (8.1)

где Z – полное сопротивление сети до места к. з., Ом.

Токи к. з. определяются также приведённым длинам из таблицы.

8.2. Расчёт токов трёхфазного к. з.

Расчёт токов трёхфазного к. з. производится для проверки коммутационного аппарата на отключающую способность. Необходимо, чтобы самый большой ток к. з., который будет проходить через аппарат, был не менее чем в 1,2 раза больше тока, определяющнго коммутационную способность аппарата.

Трёхфазный ток к. з. рассчитывается при условии:

8.2.1. Точка к. з. расположена непосредственно на входе из аппарата;

8.2.2. Считается, что в момент к. з. напряжение в сети на 10% ниже номинального значения;

8.2.3. Кабельная сеть холодная, т. е. сопротивление дуги равно 0:

трёхфазный ток к. з. можно определить по формуле:

IК. З.­(3) = 1,6 ∙ IК. З.­(2), А. (8.2)

Результаты заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4. Расчёт токов короткого замыкания.

Точка к. з.	LКАБ, м	S, мм2	L­ПР­., м	I­Р­., А	IК. З­.,­(2) А	I­К. З.,­(3) А
Для первой ПУПП
К­0	-	-	0	320	5163	8261
К­1	2	2*70	2,88	320	5140	8224
К­2	2; 1	2*70	4,32	320	5129	8206
К­3	2; 1; 180	2*70; 2*70; 2*50	263,5	320; 320; 310	3042	4867
К­4	2; 1; 1	2*70	5,76	320	5117	8187
К­5	2; 1; 1; 5	2*70; 2*70; 2*70; 16	21	320; 320; 320; 30	4995	7992
Для второй ПУПП
К­0	-	-	0	168; 225,4	5163	8261
К­1	2	70	1,44	168	5152	8243
К­2	3	120	1,29	225,4	5153	8245
К3	2; 1	70	2,16	168	5146	8233
К4	2; 1; 50	70; 70; 50	52,16	168; 168; 112,7	4724	7558
К5	2; 1; 1	50	2,88	168	5140	8224
К6	2; 1; 1; 6	70; 70; 70; 35	11,34	168; 168; 168; 68,4	5073	8117
К7	2; 1; 1; 1	70	3,6	168	5134	8214
К8	2; 1; 1; 1; 7	70; 70; 70; 70; 35	13,47	168; 168; 168; 168; 68,4	5056	8089
К9	3; 1	120	1,72	225,4	5149	8238
К10	3; 1; 180	120; 120; 35	98,92	225,4	4910	7856
Для третьей ПУПП
К0	-	-	0	167,1	3013	4821
К1	10	70	7,2	167,1	2993	4789
К2	10; 30	70	28,8	167,1	2878	3454
К3	10; 30; 15	70; 70; 50	43,8	167,1; 167,1; 64,2	2777	4443
К4	10; 30; 70	70	87,2	167,1	2538	4061
К5	10; 30; 70; 5	70; 70; 70; 4	148,7	167,1; 167,1; 167,1; 7,4	2200	3520

9. Расчёт, выбор и проверка

низковольтной аппаратуры управления и максимальной защиты.

Выбор аппаратуры управления производится по номинальному току, номинальному напряжению и предельной коммутационной способности аппарата.

9.1. При выборе по номинальному току и напряжению необходимо соблюдать специальные условия:

UНОМ. СЕТИ = UНОМ. АП., В; (9.1)

IНОМ. АП. ≥ IРАБ., А; (9.2)

9.2. При выборе аппаратуры по предельной отключающей способности должно выполнятся условие:

IОТКЛ ≥ 1,2 ∙ I­К. З­(3) , А; (9.3)

где I­ОТКЛ.­ – коммутационная способность аппарата на отключение, А.

Расчёт, выбор и проверка установок и плавких вставок производится в соответствии с “Инструкцией по выбору и проверке уставок реле максимального тока и плавких вставок предохранителей в шахтных электрических сетях”.

Таблица 5. Выбор аппаратуры управления и защиты.

Потре- битель	I­Р­, А	I­К. З.,­(2) А	Принять аппарат	I­НОМ.,­ А	I­ОТ. ОП.,­ А	Расчётный ток уставок, А	I­УТЗП,­ А	I­У,­ А	)­
Для первой подстанции
А1 ТСВП 630/6	320	5134	А3742У	320	18000	1137	-	2000	2,05
А2 Фидер	320	5117	ВВ-400ДО	400	12000	1137	-	1400	3,6
П1 KSW-460NE	320	5129	ПВИ-400Н+RTУ5	400	4800	1101,8	0,8	1200	4,2
П2 КОСВО	320	4995	ПВИ-400Н+RTУ5	400	4800	230	0,8	800	6,2
Для второй подстанции
А1 ТСВП 630/6	168; 225,4	5112	А3742У	320	18000	1497,8	-	2000	2,5
А2 Фидер	168	5134	ВВ-250Р	250	12000	690,8	-	750	6,8
П1 ПСП-308	168	5146	ПВР-250	250	3000	617	0,5	500	8,2
П2 AZE-5	168	5140	ПВР-250	250	3000	471,5	0,5	500	10,1
П3 AZE-5	168	5056	ПВР-250	250	3000	471,5	0,5	500	10,1
А3 Фидер	225,4	5149	ВВ-250ДО	250	12000	1234	-	1500	3,4
П5 Анжера-30	225,4	4910	ПВР-250	250	3000	1234	1,0	1375	3,5
Для третьей подстанции
А1 ТСВП 160/6	167,1	2985	А3732У	320	18000	1089	-	1600	2,9
А2 Фидер	167,1	2538	ВВ-400ДО	250	12000	1089	-	1250	2
П1 1КЛК1000	167,1	2777	ПВИ-250БТ	250	3750	1080	0,7	1125	2,4
П2 НСТ	7,4	2200	ПВИ-32	32	-	54	0,5	63	34,9

10. Выбор расчёт и проверка КРУ

Комплексные распределительные устройства напряжением 6 кВ выбираются по номинальному току, номинальному напряжению и предельной коммутационной способности.

Для КРУ, питающих подстанции ТСВП 630/6-1200, за номинальный ток принимаем расчётный ток кабеля I­Р1,2­ = 61,1 А, для ТСВП 160/6-690 принимаем – I­­­Р3 = 15,4 А.

К установке принимаем высоковольтное КРУ типа КРУВ-6.

Расчёт и выбор КРУ по предельно отключающей способности определяется по значениям установившегося трёхфазного тока к. з., определяется по мощности тока к. з. на шинах ЦПП.

I­∞­­ = , А; (10.1)

I­∞­­ = =4816, А;

Электродинамическую устойчивость КРУ проверяем по ударному и эффективному току к. з. За один период ударный ток к. з. определяется по формуле:

I­­­У­ = ∙ К­У­ ∙ I­∞­­ , А; (10.2)

I­­­У­ = ∙ 1,3 ∙ 4811 = 8854, А;

где К­У=1,3–ударный коэффициент для электрически удалённых сетей при к. з.

Эффективное значение тока к. з. определяется по формуле:

I­ЭФ­ = 1,09 ∙ I­∞­, А; (10.3)

I­ЭФ­ = 1,09 ∙ 4811 = 5249, А;

Расчёт по термической устойчивости сводится к определению тока термической устойчивости.

I­t = I∞ ∙ , А; (10.4)

I­t = = 2408, А.

где 0,25с – фактическое время срабатывания защиты;

t = 1с – расчётное время срабатывания КРУВ-6.

Ток уставки максимального реле КРУ определяется по формуле:

I­­­У = ∙ (I­Н.MAX­ + ∑I ­Н. ОСТ.­) , А (10.5)

где 1,2 - 1,4 – коэффициент надёжности;

К­Т­ – коэффициент трансформации:

К1, 2­ = = 5; (10.6)

К3 = = 8,7;

I­­­У КРУ 1­ = ∙ 1004 = 241 А; (10.7)

I­­­У КРУ 2 = ∙ 1886,45 = 453 А;

I­­­У КРУ 3 = ∙ 809 = 112 А.

Расчёт величины	Параметры
КРУ первой подстанции
U­Н­ = 6 кВ	U­Н­ = 6 кВ
I­­­Р­ = 61,1 А	I­­­Н­ = 320 А
I­∞­ = 4816 А	I­­­ОТК.­ = 9600 А
I­ЭФ­­­ = 5249 А	I­­­У­­ = 25000 А
I­t­ = 2408 А	I­­­У­­­СТ­ = 270А
I­­­У­­ = 8854 А	I­­­ВКЛ­ = 25000 А
КРУ второй подстанции
U­Н­ = 6 кВ	U­Н­ = 6 кВ
I­­­Р­ = 61,1	I­­­Н­ = 320 А
I­∞­ = 4816 А	I­­­ОТК.­ = 9600 А
I­ЭФ­­­ = 5249 А	I­­­У­­ = 25000 А
I­t­ = 2408 А	I­­­У­­­СТ­ = 540А
I­­­У­­ = 8854 А	I­­­ВКЛ­ = 25000 А
КРУ третьей подстанции
U­Н­ = 6 кВ	U­Н­ = 6 кВ
I­­­Р­ = 15,4 А	I­­­Н­ = 167 А
I­∞­ = 4816 А	I­­­ОТК.­ = 9600 А
I­ЭФ­­­ = 5249 А	I­­­У­­ = 25000 А
I­t­ = 2408 А	I­­­У­­­СТ­ = 140 А
I­­­У­­ = 8854 А	I­­­ВКЛ­ = 25000 А

Таблица 6. Параметры КРУ.

11. Техника безопасности и противопожарные мероприятия.

Перед началом производства работ со снятием напряжения для недопущения обычного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов, следует;

11.1. Вывесить плакат “Не включать, работают люди” на проводах коммутационных аппаратов, с помощью которых может быть подано напряжение;

11.2. Заземлить с помощью переносных заземлителей, отключенные и не заземлённые стационарные устройства, токоведущие части;

11.3. Проверить указатель напряжения, отверстие его на токоведущих частях;

11.4. Для предотвращения ошибочного включения коммутационного аппарата заблокировать его в положении “Отключено”.

Чтобы исключить возможность возникновения рудничных пожаров от электрического тока, необходимо соблюдать правила по монтажу и эксплуатации рудничных электроустановок. Особое внимание уделять работе маслонапорных аппаратов и состоянию кабельных линий. Чтобы исключить возможность пожаров, необходимо не допускать нахождения возле машин и аппаратов легко воспламеняющихся материалов.

12. Защитные заземления

Заземлитель в зумпфе или в водосборнике, выполненный из стальной полосы, должен иметь площадь не менее 0,75 м2, толщину не менее 5 мм и длину не менее 2,5 м. Отвод от главных заземлителей необходимо делать медным проводом сечением не менее 50 мм2 или стальной полосой сечением не менее 100 мм2.

Для заземления в сточных канавах применяют стальные полосы площадью не менее 0,6 м2, толщиной не менее 3 мм и длинной не менее 2,5 м, помещённые на дно сточной канавы. Для устройства этого заземлителя на дно канавы необходимо положить слой песка 50 мм, уложить заземлитель и засыпать его слоем песка 150 мм.

В качестве местного заземлителя в сухих выработках используется стальная труба диаметром 30 мм, длинной 1400 мм, которая должна находиться в шпуре 1400 мм. Стенки труб должны иметь отверстия 20 штук, диаметром 5 мм2. Между стенками шпура и трубой должна засыпаться гидроскопичная масса.

 

Список литературы

1. : “Электрооборудование и электроснабжение участка шахты”, - Москва “Недра” 1983 год.

2. : “Справочник энергетика угольной шахты”, - Москва “Недра” 1983 год.

3. : “Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт”, – Москва “Недра” 1975 год.

4. “Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах”

5. : “Горная электротехника”, - Москва “Недра” 1986 год