Министерство энергетики Российской Федерации

Управление кадров и социальной политики

Междуреченский горностроительный колледж

Специальность: «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования в горной промышленности»

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА ШАХТЫ

Пояснительная записка

КП.1806.01.ЭО.00.15.ПЗ

Принял Выполнил

преподаватель студент гр. 2ТЭОП-02

Шапошников В.А Чапайкин С.Н.

2004

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАБОТКИ ПЛАСТА

1.1 Характеристика пласта

1.2 Параметры системы отработки пласта

2 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА

2.1 Характеристика потребителей электроэнергии

2.2 Определение мощности подстанции

2.3 Расчет и выбор высоковольтного кабеля

2.4 Выбор высоковольтной ячейки

2.5. Расчет освящения

2.6. Расчет кабельной сети участка

2.7. Определение потери напряжения сети

2.8. Определение потери напряжения сети при пуске

мощного короткозамкнутого двигателя.

2.9. Определение емкости кабельной сети

2.10. Расчет токов короткого замыкания

2.11. Выбор низковольтной аппаратуры

2.12. Проверка отключающейся способности аппарата.

3 УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Угольная промышленность — одна из ведущих отраслей народного хозяйства. Уголь широко используется во всех отраслях промышленности.

В "Основных - направлениях экономического и социального развития на 1981-1985 годы и на период до 1990 года", утвержденных XXVI съездом КПСС и на последующих Пленумах ЦК КПСС, в том числе на апрельском (1985 г.), поставлены задачи интенсификации производства и повышения его эффективности.

Для решения этих задач необходимо значительное повышение концентрации и интенсификации горных работ, применение более мощных и производительных горных машин и, следовательно, рост энергоемкости угольных шахт, создание и внедрение нового, более совершенного электрооборудования.

Существенная специфика горной электротехники связана с особыми, тяжелыми условиями работы электрооборудования в шахтах и возможностью образования в подземных выработках угольных и сланцевых шахт метановоздушной или пылевоздушной смеси, в результате чего при определенной концентрации может произойти взрыв. Поэтому все электрооборудование в шахтах должно быть специального изготовления, т.е. оно должно иметь средства взрывозащиты, которые исключали бы передачу взрыва окружающей среде от электрических искр или дуг, возникающих при его работе.

Кроме того, на работу электрооборудования влияют высокая влажность окружающей среды, наличие токопроводящей угольной пыли, агрессивных вод, повышенная вибрационная нагрузка, а также стесненность пространства, обусловливающая необходимость создания электродвигателей и электрических аппаратов возможно меньших размеров.

Подземные выработки шахт характеризуются также повышенной

опасностью поражения электрическим током, поэтому в горной электротехнике уделяется особое внимание решению вопросов безопасного применения электроэнергии.

Подавляющее большинство шахтных машин и механизмов приводится во вращение асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Условия их эксплуатации значительно отличаются от условий эксплуатации двигателей общего назначения, но не только из-за особенностей окружающей среды, а вследствие специфики технологических процессов в шахте, нестабильности нагрузки, большого разнообразия режимов работы отдельных машин и механизмов, значительных колебаний напряжения в участковой электрической сети при пуске мощного двигателя комбайна. Указанные обстоятельства обусловили необходимость создания (кроме рудничных двигателей общего применения) также специализированных двигателей для привода конкретных машин: очистных и проходческих комбайнов, скребковых конвейеров, погрузочных машин, шахтных маневровых лебедок и др.

Специфика горной электротехники проявляется также в вопросах электроснабжения, например в том, что, один из 10—12 двигателей, питающихся от трансформаторной участковой подстанции, соизмерим по мощности с трансформатором.

Одно из основных условий эффективного использования нового шахтного оборудования — применение безопасных и экономичных систем электроснабжения, обеспечивающих высокое качество электроэнергии на участках шахт.

Для безотказной, эффективной и безопасной эксплуатации рудничного электрооборудования большое значение имеют квалификация и качество подготовки обслуживающего персонала и, в частности, горных техников.

1 ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАБОТКИ ПЛАСТА

1.1 Характеристика пласта

Пласт мощностью 2м, проходит под углом падения 6°, водообильность 10м³/ч.

Использование техники при разработке пластов угля с высокой сопротивляемостью резанию должно сопровождаться применением специальных способов ослабления пласта (отжим или увлажнение), способствующих одновременно снижению пылеобразования при выемке.

Комплексная механизация, базирующаяся на узкозахватных выемочных машинах (комбайнах или стругах), механизированных, гидрофицированных крепях и без разборных конвейерах, в наибольшей степени отвечает современным требованиям технологии, предусматривающей механизацию и автоматизацию всех тяжелых и трудоемких работ. Это реально оправдавшее себя направление является основой технического прогресса в угледобыче.

1.2 Параметры системы отработки пласта

Параметры системы отработки пласта выбираем длинными столбами по простиранию, что позволит быстро и удобно производить выемку угля. Для разработки пологих и наклонных пластов применяется 15 типов механизированных комплексов. Для разработки крутых пластов, где в настоящее время применяются два типа серийных комплексов в ближайшие годы будет освоено еще три конструкции. Расширяется применение автоматизированных комплексов и агрегатов.

2 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА

2.1 Характеристика потребителей электроэнергии

В связи с тем, что участок оборудован очистным комплексом 1ОКП наиболее целесообразно применить комбайн 1ГШ68, при мощности пласта 2м и углом падения 6°. Т.к. длина лавы 120м к проекту применяем конвейер СУОКП. При эксплуатации гидросистемы крепи из-за высокой производительности и экономичности применяем насосные станции СНУ5 при к.п.д. 89%. Для обеспечения повышения эффективности комплекса с учетом расположения конвейера устанавливаем перегружатель типа 1КСП2. Для освещения очистного участка применяется трансформатор ТСШ-04/07. Для передвигания ПУПП, РПП-0,66, насосных станций и различных монтажных работ – лебедку ЛГКН. Предохранительная лебедка не требуется, т.к угол наклона пласта меньше 9°.

Таблица 1 – Технические характеристики механизмов

Продолжение таблицы 1 - Технические характеристики механизмов

2.2 Определение мощности подстанции

Используя данные таблицы 1 определяем мощность трансформаторной подстанции.

Коэффициент спроса определяем по формуле:

К_с = 0,4 + 0,6 · , (1)

где Р_{ном max} –номинальная мощность наибольшего электродвигателя;

Р_ном∑ - суммарная мощность всех потребителей.

К_с = 0,4 + 0,6 ·= 0,537.

Определяем средневзвешенный cos φ, по формуле:

сosφ ср = , (2)

где Р - установленная мощность потребителя;

cos - коэффициент потребителя;

∑Р – суммарная мощность потребителей.

сosφ ср = = 0,8

Расчетная мощность трансформатора определяем, по формуле:

S = = =367кВ∙А. (3)

Принимаем передвижную подстанцию ТСВП 400/6-0,69 мощностью 400 кВ∙А.

Таблица 2 – Техническая характеристика подстанции

2.3 Расчет и выбор высоковольтного кабеля

В данном случае имеется в виду кабель, проложенный от центральной подземной станции до передвижной трансформаторной подстанции участка.

Определяем длительный расчетный ток, по формуле:

I=*I_Ф, А (4)

где 1,1 – коэффициент резерва;

К_от – коэффициент отпаек ( К_от = 0,95; 1; 1,05 соответствует

использованию отпаек трансформатора +5;-5%);

К_т – коэффициент трансформации трансформатора;

I_Ф – фактический ток нагрузки.

Определяем фактический ток нагрузки, по формуле:

I_Ф = ==429 А. (5)

Определяем коэффициент трансформации трансформатора по формуле:

К_т= , (6)

где V1- напряжение на первичной обмотки трансформатора;

V2 - напряжение на вторичной обмотки трансформатора.

К_т= =8,6

I= *429=51 А

Определяем сечение кабеля по термической стойкости, по формуле:

S_каб = , мм² (7)

Где S_каб – минимально допустимое сечение жилы кабеля по условиям

нагрева токами К.З;

- время прохождения тока К.З. для расчетов =0,25с;

С – коэффициент для меди С=165, для алюминия С=90.

I – установившейся ток к.з, согласно ПБ I=9634А.

S_каб = =29 мм²

Определяем сечение кабеля по потере напряжения, по формуле:

S=, мм² (8)

где I - длительный расчетный ток, А

L – длина кабеля от ЦПП до подстанции, А

cos φ_ср – принимается тот же, что и при определении мощности подстанции;

γ – удельная проводимость меди;

- допустимая потеря напряжения в кабеле ( принимается

равной 2,5% от V_н, что составляет 150 В при V_н = 6000 В).

S==1,88 мм²

Определяем сечение кабеля по экономической плотности, из соотношения по формуле:

S = , мм² (9)

Где I – расчетный ток в час максимума энергосистемы, А

Jэ – нормативное значение экономической плотности тока,

S = =16,3 мм²

Следовательно, к установке принимается кабель ЭВТ 3Ч35+1Ч10

2.4 Выбор высоковольтной ячейки

Поскольку в курсовом проекте речь идет о высоковольтной ячейке для управления трансформаторной подстанцией, то выбор падает на КРУВ-6. Эта ячейка имеет S₀ = 100 мВА и I₀ = 9,6 кА. Ее предельно отключаемый ток составляет 1200 А.

Номинальный ток КРУ принимается по условию:

I_н.я. ≥ I

где I_н.я – номинальный ток ячейки;

I - длительный расчетный ток.

55А ≥ 51А

Определяем токовую установку КРУВ-6, по формуле:

I_у = * (Iн.н.тр - Iн.дв + Iп.дв) (10)

Где Ктр – коэффициент трансформации;

1,2ч1,4 – коэффициент запаса;

Iн.н.тр – номинальный ток низкой стороны трансформатора;

Iн.дв – номинальный ток мощного двигателя;

Iп.дв – пусковой ток двигателя.

I_у =