Электроснабжение участка шахты

Следовательно, ячейка КРУВ-6 выбрана правильна по подходящим параметрам.

2.5. Расчет освящения

В данной выработке наиболее целесообразно применить светильник СЗВ-60, т.к. у него высокая безопасность и низкое потребление энергии.

Определяем число светильников, по формуле:

n= +(5 : 7) (11)

где L - длина освящаемой выработки, м

Lc – расстояние между светильниками в лаве.

n= =30 штук

рассчитываем мощность трансформатора для питания светильников, по формуле:

S_тр = , кВа (12)

Где Р_св – мощность лампы светильника, Вт

n – количество ламп;

n_с – К.П.Д. сети;

n_св – К.П.Д. светильника;

- коэффициент мощности светильника

S_тр = = 2 кВа

По подходящим параметрам принимаем трансформатор ТСШ-4/0,7.

Определяем расчет освящения сечения кабеля, по формуле:

S=*ΔV%, мм² (13)

где М – момент нагрузки равен;

С – коэффициент, зависящий от проводимости материала.

S==2,54 мм²

Принимаем кабель ГРШЭ 3Ч4+1Ч2,5

2.6. Расчет кабельной сети участка

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для каждого потребителя, по формуле:

I = , А (14)

где Р – мощность потребителя, кВт

cos φ – коэффициент мощности потребителя

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для комбайна 1ГШ86 , по формуле:

I = = 267 А

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для конвейера в лаве СУОКП, по формуле:

I = = 112 А

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для насосной станции СНУ5, по формуле:

I = = 77 А

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для насосной станции НУМС-30, по формуле:

I = = 28 А

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для лебедки ЛГКН, по формуле:

I = = 10 А

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для электросверл СЭР19М, по формуле:

I = = 2,3 А

Определяем суммарный ток в фидерном кабеле, по формуле:

I_с = , А (15)

где ∑Р – суммарная мощность приемников, подключаемых к кабелю.

Cos φср - средневзвешенный коэффициент мощности

приемников, подключаемых к кабелю.

I_с = = 258,6 А

Для данной схемы целесообразно применить два фидерных кабеля ЭВТ 3Ч70.

Рисунок 1 – Схема расположения кабелей

Таблица 3 – Технические характеристики кабелей для механизмов

Продолжение таблицы 3 - Технические характеристики механизмов

2.7. Определение потери напряжения сети

Наиболее мощным и удаленным от трансформатора потребителем является ЭКВ4УУ. Следовательно, до него и будем определять потери напряжения.

определяем потерю напряжения сети, по формуле:

ΔV_с =ΔV6+ΔV8+ΔV_Тр ≤ 63, В (16)

где ΔV_каб – потери напряжения в любом кабеле

ΔV_Тр – потеря напряжения в трансформаторе.

определяем потерю напряжения в любом кабеле, по формуле:

ΔV_каб = , В (17)

Где Iк – ток в кабеле, А

Lк – длина кабеля, м

cos φ – коэффициент мощности кабеля

γ – удельная проводимость меди, м/Ом*мм²

Sк – принятое сечение кабеля, мм²

Определяем потерю напряжения в трансформаторе, по формуле:

ΔV_Тр = В (V_а * cos φ + V_р. * sin φ), В (18)

где sin φ – коэффициент загрузки трансформатора

V_а – активная составляющая напряжения к.з трансформатора

V_р - Реактивная составляющая.

V_а = (19)

где Р_к.з – потери короткого замыкания трансформатора, вА

S_н – мощность принятого трансформатора, кВА

V_р = ,% (20)

где V_к – напряжение к.з трансформатора, В

ΔV₈ = = 13, В

ΔV₆ = = 6, В

V_а = = 0,9%

V_р = = 3,4%

ΔV_Тр = * (0,9 * 0,83 + 3,4 * 0,55)= 15,3 В

ΔV_с =13+6+15,3 ≤ 63, В

Следовательно, сечение кабелей выбрано правильно, т.к. значение соответствует равенству.

2.8. Определение потери напряжения сети при пуске

мощного короткозамкнутого двигателя.

Определение потери напряжения сети при пуске мощного короткозамкнутого двигателя определяется, по формуле:

ΔV_с.п = ΔV_т.п+ ΔV_т.к.п + ΔV_г.к.п ≤ 162, В (20)

Определяем потерю напряжения в трансформаторе, по формуле:

ΔV_Тр = (V_а * cos φ + V_р. * sin φ), В (21)

где I_тт – пусковой ток трансформатора, А

ΔV_Тр = (0,9 * 0,83 + 3,4 * 0,55)= 84,9 В

Определяем потерю напряжения в магистральном кабеле, по формуле:

ΔV_м.к = , В (22)

где L – длина кабеля, м

cos φ – пусковой коэффициент мощности

ΔV₈ = =23, В

Определяем потерю напряжения в гибком кабеле мощного двигателя при пуске, по формуле:

ΔV_г.к = , В (22)

где L – длина гибкого кабеля, м

ΔV₇= =26, В

ΔV_с.п. =89,9+23+26 ≤ 162, В

Следовательно, выбранные сечения кабелей вполне достаточны, чтобы обеспечить работу электроприемников в любом режиме.

2.9. Определение емкости кабельной сети

Правилами безопасностями предусматривается ограничение общей длины кабелей, (присоединенных к трансформатору) емкостью относительно земли величиной не более 1мкф на фазе.

Таблица 4 – емкость кабеля

Для учета величины емкостей электродвигателей, аппаратов и трансформаторов суммарную емкость кабелей увеличиваем на 10%:

∑С = 1,1*0,33=0,36 мкффазу (23)

Таким образом, емкость сети участка меньше допустимой 1мкффазу, следовательно эксплуатация такой сети допустима.

2.10. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания рекомендуется производить так, как изложено в Правилах безопасности в угольных и сланцевых шахтах, отдавая предпочтение методу приведенных длин.

Смысл расчета в том, чтобы найти суммарно приведенные длины кабелей от трансформатора до каждой точки короткого замыкания.

Определяем суммарно приведенную длину, по формуле:

∑L_прив = L_прив1+ …+ L_прив.п + (1+ К)*10, м (24)

где ∑L_прив – суммарно приведенная длина

L_прив1 и L_прив.п – приведенные длины от трансформатора до

соответствующих точек К.З

К – число коммутационных аппаратов, последовательно

включенных в цепь К.З, включая автоматический

выключатель подстанции

К₁ ∑L_прив = 100*0,72+100*1 + (1+ 3)*10 = 212, м

К₂ ∑L_прив = 100*0,72+100*1,97 + (1+ 3)*10 = 309, м

К₃ ∑L_прив = 100*0,72+50*1,97 + (1+ 3)*10 = 230, м

К₄ К₅ ∑L_прив = 100*0,72+20*3,06 + (1+ 3)*10 = 173,2 м

К₆ ∑L_прив = 100*1 = 100, м

К₇ ∑L_прив = 100*0,72+ (1+ 2)*10 = 102, м

К₈ ∑L_прив = 100*0,72+ (1+ 2)*10 = 102, м

Рисунок 2 – схема размещения точек К.З.

Таблица 5 – Приведенные длины точек К.З.

2.11. Выбор низковольтной аппаратуры

Для управления комбайном принимаем ПВИ -250

I_У=I_п =850 А

Принимается стандартная уставка. I_У=900 А

Проверяем выбранную уставку по двухфазному току К.З

=3,18 >1,5 (25)

Для управления конвейера СУОКП принимается пускатель ПВИ-125

Принимает ток уставки I_у=850А.

= 3,3>1,5

Для управления станцией СНУ – 5, принимаем пускатель ПВИ – 63.

Принимаем ток уставки I_у=250 А

=14,5>1,5

Для управления электросверлами принимается АПШ-1. I_у= 40 А

Для защиты осветительной сети принимаем АПШ-1. I_вст+ I_н = 10 А

Для защиты ветви питающей комбайн и СУОКП принимаем

АВ – 315Р. Принимаем ток уставки I_у=250 А

= 3,7 >1,5

Для управления станцией НУМС-30, принимаем пускатель ПВИ – 63.

Принимаем ток уставки I_у=250 А

=14,5>1,5

Для защиты ветви питающей остальные потребители АВ – 200.

Принимаем ток уставки I_у=700 А

= 5,7 >1,5

2.12. Проверка отключающейся способности аппарата.

Как известно по ПБ должны соблюдаться условия:

>1,2 или I_У <0,55 I₀ (26)

Легко убедиться, что для вашего примера первое условие не соблюдается.

Тогда обратимся ко второму условию и получим во всех случаях положительные результаты.

Для ПВИ-250 1200 < 0,55*4000

Для ПВИ-125 1200 < 0,55*2500

Для ПВИ-125 700 < 0,55*2500

Для ПВИ-63 700 < 0,55*1500

Следовательно, максимальные защиты всех принятых аппаратов отвечает требованиям ПБ, а сами аппараты обладают достаточной отключающейся способностью.

3. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Защитное заземление предназначено для защиты людей от поражения электрическим током. Это достигается соединением с «землей» металлических частей электротехнических устройств, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Защитное. Заземление осуществляется также соединением с «землей» трубопроводов, сигнальных тросов, натяжных тросов и т. д. Исключение составляет металлическая крепь. Если учесть, что максимальный ток течки может достигать 20 А, а минимально опасное напряжение в условиях шахты принято 40 В, то сопротивление заземляющей сети должно быть не более 2 Ом, что и предусматривается Правилами безопасности.

Рисунок 3 - путь тока при замыкании на корпус в системе с изолированной нейтралью

В случае замыкания на корпус и прикосновения к нему человека (рис.3) ток идет в «землю» через заземление и через тело человека, но поскольку сопротивление тела человека намного больше сопротивления заземления, то большая часть тока проходит по защитному заземлению. Чем лучше устройство заземления и, следовательно, меньше его сопротивление, тем безопаснее в эксплуатации электрооборудование.

Однако переходное сопротивление любого одиночного местного заземлителя значительно больше 2 Ом. Поэтому все подлежащие заземлению устройства и местные заземлители соединяются параллельно, образуя заземляющую сеть, общее сопротивление которой меньше сопротивления отдельных заземлителей и не превышает 2-Ом. Таким образом, обще шахтная заземляющая сеть осуществляется непрерывным соединением всех подлежащих заземлению объектов, с одной стороны, заземлителями, а с другой стороны, друг с другом (через броню и свинцовую оболочку бронированных кабелей или заземляющую жилу гибких кабелей).

При наличии в шахте нескольких горизонтов каждый должен иметь свою заземляющую сеть, которая присоединяется к главным заземлителем. Правила безопасности предусматривают постоянный контроль за состоянием заземления. Так, наружный осмотр заземляющих устройств должен вестись ежесменно. Наружный осмотр всей заземляющей сети — не реже одного раза в 3 мес, при этом измеряется общее сопротивление заземляющей сети у каждого заземлителя. Осмотр и ремонт главных заземлителей должен проводиться не реже одного раза в 6 мес.

Защитное заземление — основное средство защиты людей от поражения электрическим током, однако при увеличении переходного сопротивления сети более 2 Ом надежность защиты снижается, а в случае обрыва или неправильного присоединения элементов заземляющей сети защитное действие вообще прекращается. Кроме того, при прикосновении человека