Электроснабжение участка (Power_Secqense)

Посмотреть архив целиком

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

    Согласно плану горных работ на данном участке принята бестранспортная система разработки на вскрыше с переэкскавацией горных пород в отработанное пространство и на добыче - транспортная с погрузкой полезного ископаемого в автомобильный транспорт. На первом уступе породы предварительно взрыхляют взрывом.

    Определение высоты уступов

    Высоту каждого уступа определяем исходя из технических характеристик экскаваторов.

    ЭШ­-15/90 НгНг0.5=42.5м

    Н1 21,25м

    ЭКГ-5А Нч =110.3м

    Н2= Нч.4. 10.3м

    Определение глубины карьера

    Н= Н1+ Н2=21.25+10.3=31.55м

    Определение фронта работ уступов

    Подготовка фронта горных работ заключается в основном в подводе транспортных путей и линий электропередачи т. к. участок разреза имеет длину 1000 м., то целесообразно фронт горных работ подготавливать по всей длине участка.

    2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УЧАСТКА ПО ДОБЫЧЕ И ВСКРЫШЕ

    Расчет годовой производительности экскаватора ЭШ-15/90

    Техническая производительность экскаватора




    E=15м³-ёмкость ковша

    tц =60с- техническая продолжительность цикла

    Кр=1.4-коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора

    Кн =0.8-коэффициент наполнения ковша

    Эксплуатационная производительность экскаватора

    Qэ =Qт Кч.р. =514 0.75=385м³/ч

    Кч.р.=0.75-коэффициент использования сменного времени экскаватора

    Сменная производительность экскаватора

    Qсм = Qэ tсм =38512=4628 м³/см

    tсм =12ч.-число часов сменного времени


    Суточная производительность экскаватора

    Qсут = Qсм n =46282=9257м³/сут

    n=2-количество рабочих смен в сутки

    Годовая производительность экскаватора

    Qгод = Qсут N= 9257 315=2915999 м³/год

    N=315-число рабочих дней в году

    Расчет годовой производительности экскаватора ЭКГ-8И

    Техническая производительность



    E=8м³-ёмкость ковша

    tц =26с- техническая продолжительность цикла

    Кр=1.4-коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора

    Кн =1-коэффициент наполнения ковша

    Эксплуатационная производительность экскаватора

    Qэ =Qт Кч.р. =791 0.75=593м³/ч

    Кч.р.=0.75-коэффициент использования сменного времени экскаватора

    Сменная производительность экскаватора

    Qсм = Qэ tсм =59312=7119 м³/см

    tсм =12ч.-число часов сменного времени

    Суточная производительность экскаватора

    Qсут = Qсм n =71192=14238 м³/сут

    n=2-количество рабочих смен в сутки

    Годовая производительность экскаватора

    Qгод = Qсут N= 14238 315=4484970 м³/год

    N=315-число рабочих дней в году

    Расчет годовой производительности экскаватора ЭКГ-5А

    Техническая производительность экскаватора




    E=5м³-ёмкость ковша

    tц =23с- техническая продолжительность цикла

    Кр=1.4-коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора

    Кн =1-коэффициент наполнения ковша

    Эксплуатационная производительность экскаватора

    Qэ =Qт Кч.р. =559 0.75=419м³/ч

    Кч.р.=0.75-коэффициент использования сменного времени экскаватора

    Сменная производительность экскаватора

    Qсм = Qэ tсм =41912=5031 м³/см

    tсм =12ч.-число часов сменного времени

    Суточная производительность экскаватора

    Qсут = Qсм n =50312=10062 м³/сут

    n=2-количество рабочих смен в сутки

    Годовая производительность экскаватора

    Qгод = Qсут N= 10062 315=3169564 м³/год

    N=315-число рабочих дней в году

    Годовая производительность экскаваторов

    Qгод 1 =2915999 м³/год

    Qгод 3 =4484970 м³/год

    Qгод 4 =3169564 м³/год

    Определение годовой производительности участка по вскрыше

    Qгод.в. =Qгод1=2915999 м³/год

    Определение годовой производительности участка по добыче

    Qгод.д. =Qгод 3+ Qгод 4=4484970+3169564=7654534 м³/год

    3 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

    Главные стационарные подстанции разреза устанавливаются на рабочем борту вне зоны ВБР с таким расчетом, чтобы они стационарно работали не менее 5-8 лет.

    При питании электроприемников разреза напряжением до и выше 1000В, предусматривать, как правило, систему с изолированной нейтралью.

    К одной передвижной (переносной) воздушной ЛЭП 6-10кВ предусматривать присоединения одной из следующих групп электроустановок в составе не более двух экскаваторов с ёмкостью ковша до 15 м³ и одной ПКТП с трансформатором мощностью до 630кВА.

    К одной опоре воздушной ЛЭП разрешается присоединять не более двух ПП или двух ПКТП, или же одного ПП и одной ПКТП вместе. Подключение к одному ПП двух экскаваторов запрещается.

    Заземление электроустановок на участке разреза напряжением до и выше 1000В должно выполняться общим. Общее заземляющее устройство участка разреза должно состоять из одного или нескольких центральных заземлителей, местных заземлителей и сети заземления, к которой должно присоединяться всё подлежащее заземлению электрооборудование.

    4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ.

    Определение масштаба участка разреза.

    На данном участке разреза масштаб определяем следующим образом:

    длина участка в метрах-1000м

    длина участка в см-13см

    М=1 : 7692 (по длине)

    М=1 : 4622 (по ширине)


    Определение длин ВЛ и КЛ

    Расчетная схема электроснабжения











    Рис.4.1.

    l1=707м l8=115м

    l2=553м l9=277м

    l5=200м l10=200м

    l6=200м l11=515м

    l7=200м l12=100м


    5. РАСЧЕТ ОБЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ УЧАСТКА

    Построение изолюксы горизонтальной освещенности

    Имея изолюксы на условной плоскости, задается углом наклона светового потока к горизонту Q=10град. Строим координатные оси x и y. Ось x совмещается с направлением максимальной силы света светового прибора и на осях x и y откладываем значение расстояний, в соответсвии с масштабом участка разреза. В точке 0 установлен светильник.

    Задаваясь отношением X1/Н определяем координату для данного угла Q =15град.



    = sinQ+(X /H ) cosQ

    Задаваясь горизонтальной освещенностью Er = 0.2лк определяем относительную освещенность

    Е1r ³ Кз ; кЛк

    Кз =1.5-коэффициент запаса для газоразрядных ламп

    По значениям и Е1, используя кривые относительной освещенности определяем

    По значениям  и Н определяем координату Y1

    Y1 =  H; м


    Результаты расчетов сводим в таблицу

    X

    15

    30

    45

    60

    75

    90

    105

    120

    135

    150

    180

    0.71

    -0.21

    0.06

    -0.18

    -0.19

    -0.08

    -0.1

    -0.13

    -0.14

    -0.15

    0.17

    1.22

    2.17

    3.13

    4.09

    5.05

    6.01

    6.97

    7.93

    8.89

    9.85

    11.7

    E

    0.12

    0.68

    2.06

    4.6

    8.6

    14.6

    22.8

    33.6

    47.4

    64

    108

    1.45

    1.8

    2.7

    2.2

    1.8

    1.7

    1.2

    0.8

    0.5

    0.4

    0.1

    Yм

    26

    58

    126

    134

    136

    153

    125

    95

    66

    59

    17.5














    Рис.5.1.

    Определение количества светильников

    Методом наложения полученной изолюксы на план горных работ определяем количество светильников, необходимых для общего равномерного освещения участка с заданной Еr =0.2 лк. Необходимо 3 светильника.


    6. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК


    Определение расчетных активных нагрузок

    электроприёмников участка

    Расчет активных нагрузок электроприёмников участка разреза будем вести по методу коэффициента спроса.


    Рр сп Рн ; кВт


    Определение расчетных реактивных нагрузок

    Определять будем, используя tgр - коэффициент соответствующий cosр для группы электроприёмников.


    Qp = Рр tgр




    Таблица

    Электро-приёмники

    Рн, кВт

    кс

    cos

    tg

    Рp, кВт

    Qp, кВтA

    Sт, кВтA

    1

    ЭШ-15/90

    1900

    0.7

    0.85

    -0.62

    1330

    -824

    250

    2

    ЭШ-10/70

    1170

    0.7

    0.8

    -0.75

    819

    -614

    250

    3

    ЭКГ-8И

    520

    0.5

    0.9

    -0.48

    260

    -218

    100

    4

    ЭКГ-5А

    250

    0.5

    0.91

    0.45

    125

    60

    100

    5

    2СБШ-200

    282

    0.7

    0.7

    1.02

    197.4

    200








    Рр=2731

    Qр = -1396

    Sт=700


    Определение полной расчетной нагрузки участка разреза


    Sp=K (Ppi) ²+( Qpi) ² + Sтсн =0.8 2731²+(-1396) ²+ 700=

    =0.8 (3067+700)=3014 кВА.

    Определение расчетных токовых нагрузок на каждом участке воздушных и кабельных ЛЭП распределительной сети

    По l1 и l7 протекает ток нагрузки экскаватора ЭШ-10/70




    Iф3 = Ip2

    П

    о l5 протекает ток нагрузки экскаватора ЭКГ-5А



    По l6 протекает ток нагрузки экскаватора ЭКГ-8И




    По l2 протекает ток нагрузки экскаватора ЭКГ-5А и ЭКГ-8И

    Iф2= Ip=60.2А

    По l9 и l8 протекает ток нагрузки экскаватора ЭШ-15/90



    По l11 и l12 протекает ток нагрузки экскаватора 2СБШ-200




    По бортовой магистрали ВЛ-6 кВ фидера №1 протекает расчетный ток нагрузки Iрф1= Ip1+ Ip5=174.6+27=201А

    По бортовой магистрали ВЛ-6 кВ фидера №2 протекает расчетный ток нагрузки Iрф2= Ip4+ Ip3=60.2А

    По бортовой магистрали ВЛ-6 кВ фидера №3 протекает расчетный ток нагрузки Iрф3= Ip2=122.56А

    Расчетный ток нагрузки вводной ячейки распределительного устройства ГСП участка разреза

    Iрв= Iрф1+ Iрф2+ Iрф3=201+60+122=383А

    Расчетный ток нагрузки воздушной линии 35 кВ, питающей ГСП участка разреза




    На полной расчетной назрузке участка разреза Sp =3767кВ предварительно выбираем трансформатор для ГСП марки ТМ-4000/35, мощностью Sнт =4000кВ, Vн1 =35кВ, Vн2 =6.3кВ, Vк% =7.5%

    Коэффициент загрузки трансформатора



    7. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ

    Выбор проводов ВЛ-35кВ

    Предварительно по нагреву выбираем сечение воздушной ЛЭП-35кВ, питающей ГСП

    Iр Iдоп

    Выбираем АС-16 с Iдоп =105А Iр =62А

    Из условия механической прочности выбираем АС-35 с Iдоп=130А

    Проверяем выбранное сечение провода по экономической плотности тока




    Таким образом, выбранное сечение проводов не удовлетворяет требованиям ПУЗ. Окончательно выбираем АС-70 с Iдоп =265А

    Выбор проводов воздушных линий 6 кВ

    Выбираем провода для магистральной ЛЭП-6кВ фидера №1.

    По нагреву выбираем А-50 с Iдоп =215АIрф1=201А.

    Из условия механической прочности выбираем провод А-50 с Iдоп =215А.

    Выбираем провода для магистральной ЛЭП-6кВ фидера №2.

    По нагреву выбираем А-16 с Iдоп =105АIрф1=60.2А.

    По условию механической прочности провод А-16 не удовлетворяет требованиям ПУЗ, поэтому выбираем А-35 с Iдоп =170А.

    Выбираем провода для магистральной ЛЭП-6кВ фидера №3.

    По нагреву выбираем А-25 с Iдоп =135АIрф1=122А.

    Из условия механической прочности выбираем провод А-35 с Iдоп =170А.

    Провод А-35 удовлетворяет требованиям ПУЗ.

    Выбор проводников кабельных линий

    По нагреву выбираем сечения гибких кабелей:

    для ЭШ-15/90 –КГЭ-6-350+116+110 с Iдоп =213А Iр1 =174А.

    для ЭШ-10/70 – КГЭ-6-325+110+16 с Iдоп =141А Iр2 =122А.

    для ЭКГ-8А – КГЭ-6-310+16+16 с Iдоп =82А Iр3 =37А.

    для ЭКГ-5А – КГЭ-6-310+16+16 с Iдоп =82А Iр4 =22А.

    для 2СБШ-200 – КГ-0.66-2(350+116+110) с Iдоп =444А Iр5=406А.

    Произведем проверку выбранных сечений гибких кабелей на термическую устойчивость от воздействия токов к.з., определенных в начале кабеля

    (у приключательных пунктов).

    S

    min= Iк ; мм²

    где - термический коэффициент;

    Iк- установившийся ток к.з. ,кА;

    tп-приведенное время действия тока к.з.,с.

    К

    абель для питания ЭШ-15/90

    Smin= 6 2.91 =11.04 мм² 50 ммІ и окончательно выбираем КГЭ-6-350+116+110 с Iдоп =213А.

    Кабель для ЭШ-10/70

    S

    min= 6 3.3 =12.52 мм² 25 мм² , выбрали правильно.

    Кабель для ЭКГ-8А

    S

    min= 6 5.75 =21.8 мм²

    Окончательно примем КГЭ-6-325+110+16

    Проверка сети по потерям напряжения

    В длительном режиме электроприёмников потери напряжения не должны превышать 5% от номинального.

    Определим потери напряжения для фидера №1.

    U%n=(0.1Uн²)Рр1(I8+I9)(Rовп+Xовпtgр1)+Рр5(I11+I12)(Rовп+Xовп

    Tgр5)=(0.16²)1330(0.115+0.277)(0.64+0.38(-0.62))+ +197.4(0.515+0.1)(0.64+0.38 1.02) =1.5%

    Определим потери напряжения для фидера №2.

    U%n=(0.1Uн²)Рр3I2(Rовп+Xовпtgр3)+Рр4I2(Rовп+Xовпtgр4)= =(0.16²)2600.553(0.92+0.391(0.48))+1250.553(0.92+0.3910.45)==0.5%

    Определим потери напряжения для фидера №3.

    U%n = (0.1Uн²)Рр2(I7+I1)(Rовп+Xовпtgр2)=

    =(0.16²)819(0.2+0.707)(0.92+0.391(-0.75) =1.2%

    Получаем, что проводники ВЛ и КЛ для фидеров №1,2,3 проходят по потере напряжения в длительном режиме работы электроприёмников.

    В пиковом режиме работы электроприёмников потери напряжения не должны превышать 10% от номинального.



    Для электроприёмников с асинхронным приводом

    U%=(0.1Uн²)Рр4I2(Rо+Xоtgр4)=(0.16²)1250.153

    (0.92+0.3910.45) =0.2%

    U%=(0.1Uн²)Рр5(I11+I12+I8)(Rо+Xоtgр5)=(0.16²)197(0.515+

    +0.1+0.115) (0.64+0.381.02) =0.4%

    Для электроприёмников с синхронным приводом

    U%=(0.1Uн²)Рн(I8+I9)RоКпик)=(0.16²)1900(0.115+ +0.277)0.641.8) =2.3%

    U%=(0.1Uн²)Рн(I1+I7)RоКпик)=(0.16²)1170(0.707+0.2) 0.921.8) =4.8%

    U%=(0.1Uн²)(РнI2RоКпик)=(0.16²)(5200.5530.921.8) =1.3%


    Для фидера №1

    U%1=(0.1Uн²)Рр5(I11+I8)(Rо+Xоtgр5)+Рн1(I9+I8)RоКпик=

    (0.16²)197.4(0.515+0.115)(0.64+0.381.02)+1900(0.277+0.155) 0.641.8 =2.7%

    Для фидера №2

    U%2=(0.1Uн²)(I2Рн4RоКпик+I2Рн3RоКпик)=(0.16²)(0.553250

    0.921.8+5200.5530.921.8) =1.9%

    Для фидера №3

    U%3=(0.1Uн²)(I1Рн2RоКпик)=(0.16²)(0.70711700.92 1.8) =3.8%

    Таким образом проводники ВЛ и КЛ для фидеров №1,2,3 проходят по потерям напряжения в пиковом режиме работы.


    8. ПРОВЕРКА СЕТИ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПУСКОВОМ РЕЖИМЕ

    Проверка сети сводится к определению фактического напряжения на зажимах сетевого двигателя мощного экскаватора в момент его пуска и сравнению этого напряжения с допустимым значением.

    Напряжение на зажимах сетевого двигателя экскаватора в момент его пуска определяется следующим выражением:





    где Uo напряжение х.х. трансформатора участковой подстанции, В;

    Uпр-потеря напряжения от прочей нагрузки в общих с пусковым двигателем элементах сети, В;

    Xвн-внешнее индуктивное сопротивление участка сети от трансформатора участковой подстанции до пускаемого двигателя, Ом;

    Кi -кратность пускового тока пускаемого сетевого двигателя;

    Sн-номинальная мощность пускаемого двигателя, кВА;

    Uн-номинальное напряжение пускаемого двигателя, кВ.

    Уровень напряжения на зажимоах сетевого двигателя в момент его пуска должен удовлетворять условию:




    Определение напряжения на зажимах двигателя экскаватора ЭШ-15/90

    Определим внешнее индуктивное сопротивление сети

    Xвн =Xтр+Xвл+Xкл; Ом

    Где Xтр-индуктивное сопротивление трансформатора участковой подстанции, Ом;

    Xвл и Xкл индуктивное сопротивление воздушной и кабельной ЛЭП-6кВ, Ом;






    XВЛ =0.380.115=0.04 Ом



    XКЛ =0.080.2=0.016 Ом

    XВН =0.75+0.04+0.016=0.8 Ом

    Определим потери напряжения в общих с пусковым двигателям элементах сети от бурового станка 2СБШ-200Н является участок воздушной линии l8

    U%пр =(Rобщ+Xобщ) Рр5/Uн; В

    где Rобщ и Xобщ - соответственно активное и индуктивное сопротивление участка воздушной линии l8 и трансформатора ГСП, Ом

    Рр5-нагрузка бурового станка, передаваемая по участку ВЛ-6кВ l5, кВт

    Uн - номинальное напряжение воздушной линии, кВ

    Rобщ =R0 l8 =0,640.115=0.07Ом

    где R0 =0.64 Ом/км

    Xобщ= X0 l8=0.380.115=0.04 Ом

    где X0 =0.38 Ом/км

    U%пр =(0.07+0.04) 197/6 =3.6В

    Определим фактическое напряжение на зажимах сетевого двигателя экскаватора ЭШ-15/90 в момент его пуска