Расчет энергоресурсов и регулирование режимов энергопотребления в горнодобывающей промышленности

Содержание

Введение

1. Расчет освещения штрека

1.1 Расчет освещенности штрека

1.2 Расчет и выбор осветительного агрегата

1.3 Расчет и выбор осветительного кабеля

1.4 Основные правила ТБ при эксплуатации шахтных осветительных сетей

2. Выбор ВВ ячеек промежуточного РУ-6 и расчет ВВ кабельной сети

2.1 Расчет и выбор кабельной сети промежуточных РУ-

2.2 Расчет токов короткого замыкания

2.3 Выбор ВВ ячеек

2.4 Описание принципиальной схемы ячейки РВД-6 ОП

2.5 Основные правила ТБ при эксплуатации ВВ электроустановок рудника

Список используемой литературы

Введение

Горнодобывающая промышленность является одной из энергоемких производств. Основным видом энергии на горнодобывающих предприятиях является электрическая энергия. Поэтому актуальной задачей на рудниках является – экономное расходование энергоресурсов и энергии и соответственно регулирование режимов электропотребления.

Специфика электроснабжения подземных машин и механизмов определяется такими факторами как:

ростом глубины горных работ и в связи с этим ухудшением горно-геологических условий и все большим удалением источника питания от центра электрических нагрузок;

удлинением транспортных магистралей;

тенденцией к росту единых мощностей подземных потребителей;

соизмеримостью мощности электропривода горных машин с мощностью трансформаторной подстанции.

Поэтому основными направлениями улучшения электроснабжения горных машин и механизмов являются:

создание и внедрение регулируемого электропривода;

создание и внедрение электрооборудования для снабжения подземных электропотребителей повышенным напряжением;

применение глубокого ввода высокого напряжения для мощных очистных и проходческих комплексов;

рациональное размещение промежуточных РУ-6;

применение кабельных линий с малыми потерями напряжения.

Целью данной работы является рациональный выбор сечения жил ВВ кабельных линий и ВВ ячеек, путем соответствующих расчетов.

1. Расчет освещения штрека

Согласно задания необходимо осветить конвейерный штрек сечением в свету в , на длину 220 м. Для освещения конвейерного штрека применяем светильники РВЛ-20М (см. стр. 310).

Краткая техническая характеристика светильников РВЛ-20М:

Согласно санитарным нормам, минимальная освещенность на почве выработки должна составлять (см. 2 стр. 263)

1.1 Расчет освещенности штрека

Расчет фактической освещенности конвейерного штрека производим точечным методом (см. 1 стр. 323).

Предварительно принимаем расстояние между светильниками 6 м и высоту подвески светильников . Тогда расчетная схема освещенности штрека будет иметь вид (см. рис. 1.1).

Рисунок 1.1 Расчетная схема освещенности штрека

Фактическая освещенность на почве штрека при заданном расположении светильников составляет

,(1.1)

где – относительный коэффициент светового потока светильника к световому потоку условной лампы с Ф=1000лк, К3=1,4 – коэффициент запыленности, учитывающий запыленность колпаков светильников.

– сила света под углом (см. 2 стр. 260).

т.е. при заданном расположении светильников освещенность на почве выработки вполне удовлетворяет требованию санитарных норм. Необходимое количество светильников

(1.2)

1.2 Расчет и выбор осветительного агрегата

Расчетная мощность трансформатора осветительного агрегата составит (см. 1 стр. 326).

, где(1.3)

Рл=20 Вт – мощность ламп светильников;

nл=32 – количество светильников;

– КПД осветительной сети;

=0,65 – КПД светильников;

=0,5 – коэффициент мощности светильников.

В качестве осветительного агрегата принимают пусковой агрегат АП – 4.

Краткая техническая характеристика, пускового агрегата АП – 4 (см. 2 стр. 267).

1.3 Расчет и выбор осветительного кабеля

Расчет сечения жил осветительного кабеля производим методом момента нагрузки (см. 1 стр. 362).

Момент нагрузки осветительного кабеля агрегат будет подключено по

46 (1.4)

Вт – суммарная осветительная нагрузка на кабель;

м – длина осветительного кабеля с учетом кабеля от АП до первого тройника.

Сечение жил осветительного кабеля

, где (1.5)

С=8,5 – термический коэффициент для жил кабеля с меди и ;

– допустимое падение напряжения в шахтных осветительных сетях.

Принимаем стандартное сечение осветительного кабеля и кабель типа ГРШ3*2,5+1*1,5 с сечением жил 2,5 мм2.

1.4 Основные правила ТБ при эксплуатации шахтных осветительных сетей

Рудничные светильники и аппаратура осветительных сетей должны удовлетворять ГОСТам, техническим условиям и требованиям ПБ и ПУЭ.

Светильники, установленные в очистных забоях должны иметь защитные устройства, предотвращающие слепящее действие на глаз человека.

Неиспользованные кабельные ввода на аппаратуре осветительных сетей должны быть закрыты заглушками.

При эксплуатации осветительных установок необходимо регулярно очищать колпаки светильников от пыли и заменять сгоревшие лампы.

Применение ламп без защитных колпаков запрещено.

Стационарные светильники в подземных выработках должны подвешиваться так, чтобы исключить их механическое повреждение движущимся транспортом.

Все работы, связанные с заменой осветительного оборудования, должны производиться при снятом напряжении или в резиновых диэлектрических перчатках, предохранительных очах с применением специального инструмента с изолированными рукоятками. Для шахтных осветительных сетей допускается применение напряжения не более 220 В.

2. Выбор ВВ ячеек промежуточного РУ-6 и расчет ВВ кабельной сети

Согласно задания от промежуточного РУ-6 заменены трансформаторные подстанции ТСВП250/6 и ТСВП160/6 ВВ кабелем длиной L1=1200 м, ТСВП 400/6 L2=800 м и ТСВП 630/6 ВВ кабелем – L3=750 м.

От ЦПП до РУ-6 проложен ВВ кабель длиной L=200 м.

Краткая техническая характеристика трансформаторных подстанций

2.1 Расчет и выбор кабельной сети промежуточных РУ-6

Рисунок 2.1 Расчетная схема ВВ кабельной сети РУ-6

Сечение жил ВВ кабелей промежуточных РУ-6 рассчитываем по длительно-допустимому току нагрузки и экономической плотности тока с последующей проверкой, выбранных сечений на допустимое падение напряжения и термическую стойкость. Расчетная схема кабельной сети промежуточного РУ-6 (см. рис.2.1)

Расчетные токи:

кабеля трансформаторных подстанций ТСВП 250/6 и ТСВП 160/6

(2.1)

кабель трансформаторной подстанции ТСВП 400/6

(2.2)

кабель трансформаторной подстанции ТСВП 630/6

(2.3)

кабель от ЦПП до РУ-6

(2.4)

Сечение жил ВВ кабелей сети определяем по:

длительно-допустимому току нагрузки (по нагреву) (см. 1 стр 185)

при

при (2.5)

при

при

по экономической плотности тока (см. 1 ст 189)

, где (2.6)

– расчетный ток соответствующего кабеля;

– экономическая плотность тока.

тогда

Предварительно применяем стандартное сечение жил ВВ кабельной сети удовлетворяющее вышеперечисленным требованиям.

кабель от ЦПП до РУ-6

кабель от РУ-6 до ТСВП250/6

кабель от РУ-6 до ТСВП400/6

кабель от РУ-6 до ТСВП630/6

Проверка принятых сечений жил ВВ кабельной сети на допустимое падение напряжения, которое должно быть не более 5% от номинального (см. 1 стр. 188).

Т.е. (2.7)

Фактические потери напряжения в ВВ кабельной сети.

, где (2.8)

– соответствующий расчетный ток ВВ кабеля;

L – длина соответствующего ВВ кабеля;

– расчетное значение коэффициента мощности потребителей;

– проводимость меди;

S – сечение жил соответственного ВВ кабеля.

тогда

Фактическое падение напряжения в ВВ кабелях до подстанции ТСВП:

ТСВП1-0

ТСВП2

ТСВП3

т.е. выбранное сечение жил ВВ кабельной сети промежуточного РУ-6 вместе удовлетворяют требованию по допустимому падению напряжения.

Примечание: Проверку ВВ кабелей промежуточного РУ-6 на термическую стойкость произведем в подразделе расчета токов короткого замыкания.

2.2 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания в ВВ кабельной сети промежуточного РУ-6 произведем в натуральных величинах (см. 1 стр. 282).

Расчетная схема токов к.з. см. рис. 2.2

Рисунок 2.2 Расчетная схема токов к.з. в ВВ кабельной сети РУ-6

При мощности к.з. на шинах ЦПП 50 МВА ток трехфазного к.з. на шинах ЦПП составит

(2.9)

Сопротивление электросистемы до шин ЦПП

(2.10)

Сопротивление ВВ кабелей (см. 1 стр. 193):

от ЦПП до РУ-6 при

(2.11)

от РУ-6 до ТСВП250/6 при

от РУ-6 до ТСВП400/6 при

от РУ-6 до ТСВП630/6 при

Суммарное сопротивление электросистемы до соответствующих точек короткого замыкания:

шины РУ-6, точке К

от шин РУ-69 до ТСВП1-0, точке К1(2.12)

от шин РУ-6 до ТСВП2, точке К2

от шин РУ-6 до ТСВП3, точке К3

Токи трехфазного к.з. в соответствующих точках:

(2.13)

на шинах РУ-6

,

а

на вводе ТСВП250/6 и ТСВП160/6, точка К1

на вводе ТСВП400/6, точка К2

на вводе ТСВП630/6, точка К3

Мощность к.з. на шине ТСВП

(2.14)

на вводе ТСВП250/6 и ТСВП160/6

на вводе ТСВП400/6

на вводе ТСВП630/6

Проверка ранее выбранных сечений жил ВВ кабельной сети на термическую стойкость (см. 1 стр. 188).

Минимальное сечение жил ВВ кабеля по термической стойкости должно быть не менее

, где(2.15)

=0,2 с – время срабатывания защиты

С=165 – термический коэффициент

– ток трехфазного к.з. вначале линии.

Сечение жил кабеля от ЦПП до РУ-6

кабель от РУ-6 до ТСВП250/6 и ТСВП160/6

кабель от РУ-6 до ТСВП400/6

кабель от