Расчет электроснабжения участка угольной шахты. Схема замещения сети. Потеря напряжения в магистральном кабеле

Страницы работы

Фрагмент текста работы

ЗАДАЧА 1

Расчет электроснабжения участка угольной шахты

Исходные данные для расчета даны в таблице 1. Паспортные данные электропотребителей берутся из таблицы 2 и заносятся в таблицу 3. Номинальный ток Iн определяется исходя из Рн. В соответствующей точке сети необходимо определить трехфазный ток короткого замыкания (к.з.) I , величину напряжения в номинальном режиме U и выбрать коммутационный аппарат.

Рис.1. Схема электроснабжения участка

При расчете токов к.з. используется метод приведения к базисным условиям, для чего задано базисное напряжение Uб. Кроме того, задана мощность к.з. на шинах ЦПП.

На рис.1 дана принципиальная схема электроснабжения участка шахты; здесь l1 – длина высоковольтного кабеля, км; l2 – длина магистрального низковольтного кабеля. км; l5 ,l6 ,l7 - длина гибких кабелей соответственно комбайна, конвейера и вентилятора, км; 1 – шина ЦПП; 2 и 3 – соответственно высоковольтные и низковольтные распределительные устройства передвижной понизительной подстанции (РУ ПУПП); 4,5,6,7, - точки подключения коммутационных аппаратов; 8,9,10 – клеммы электроприемников.

Таблица 1

Вариант

Оборудование

Длина гибких        кабелей, км

Напряжение

вторичной обмотки, U, кВ

Комбайн

Конвейер

Вентилятор

l5

l6

l7

2

МК67

СП48М

ВМ6

0,40

0,28

0,01

0,66

Окончание табл. 1

Вариант

Длина кабеля

Базис-ное на-пря-жение, Uб, Кв

Мощность к.з.  на шинах ЦПП, S

Точки, в которых нужно

Высо-ковольтного, l1, км

Низковольтного,l2, км

определить

определить величину напряжения

выбрать коммутационный

аппарат

2

0,5

0,35

0,69

48

4

8

4

Таблица 2

Установка

Тип

Двигателя

Pн,

КВт

КПД

hн

Коэффициент мощностиcosjн

Iп/Iн

МК67

ЭКВ4У-125

125

91,8

0,81

7,0

СП48М

ЭДКОФ4-55

165

92,0

0,87

6,5

ВМ6

ВРМ160

24

88,0

0,87

6,0

Дано: комбайн МК67, конвейер СП48М, вентилятор ВМ6; длина кабельной линии: l1 = 0,5 км, l2 = 0,35 км,     l5 = 0,4 км, l6 = 0,28 км, l7 = 0,01 км; напряжение соответственно первичной и вторичной обмоток: U = 6 кВ, U = 660 В; базисное напряжение Uб=0,69 кВ; мощность короткого замыкания                    = 48 МВ·А.

Определить:  в точке 4 (рис.1), величину напряжения при номинальном режиме в точке 3, выбрать соответствующий аппарат в точке 6.Результаты расчетов свести в таблицу.

Исходные данные:

Таблица 3

Установка

Рн, кВт

Iн,

А

Cosjн

hн

Iп/Iн

Длина гибкого кабеля, м

Комбайн

МК67

125

147

0,81

91.8

7

400

Конвейер

СП48М

165

180

0,87

92

6,5

280

Вентилятор

ВМ6

24

27

0,87

88

6

10

 


Рис.2  Схема замещения сети
Преобразовав формулу 

, найдем номинальный ток:

комбайна

;

конвейера

;

вентилятора

.

Полученные данные внесем в табл.3. В соответствии с поставленной задачей нарисуем схему замещения сети (рис.2).

Для определения тока трехфазного к.з. в точке 4 необходимо знать параметры сети и сопротивление участковой трансформаторной подстанции. Так как мощность ПУПП неизвестна, необходимо определить расчетную мощность участка и выбрать участковую подстанцию.

Расчетная мощность участка.

, где   - коэффициент спроса;

- установленная мощность;

- мощность наиболее мощного двигателя.

Отсюда

Расчетная мощность трансформатора

где - средневзвешенный коэффициент мощности.

Поскольку

то     cos

Отсюда               .

Выберем участковую трансформаторную подстанцию типа ТСВП-250 в соответствии с условием  (здесь Sт - номинальная мощность трансформатора), имеющую следующие паспортные данные: Sт.н.=250 кВ×А, Uв.н.= 6 кВ, Uн.н.=0,69/0,4 кВ, Iв.н.=24,1 А, Iн.н.=209/362 А, uk=3,3%, Ix,x=3,5%, Px,x=1590 Вт, Рк=2160 Вт.

Сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к обмотке низкого напряжения трансформатора  Rт=0,019 Ом, Хт=0,064 Ом.

Примечание: при использовании отпаек для изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора приведенные значения сопротивления Rт и Хт умножаются на коэффициент Кот равный 0,95; 1,0; 1,05.

Сопротивление трансформатора, приведенное к низкому напряжению (НН), можно определить по формулам

Для определения сопротивления сети необходимо предварительно выбрать сечения кабелей, для чего надо знать значения расчетных токов.

Выбор сечения жил кабелей производится в соответствии с условием Iкаб £ Iкаб.доп . Определим расчетный ток в магистральном кабеле длиной l2 = 350 м  (рис.1)

Выберем сечение жил кабеля и определим допустимый ток кабеля из условия  I2 £ Iдоп;  при Sк..м.= 95 мм2 , Iдоп = 300 А. Принимаем кабель КГЭШ (3х95+1х10+3х4), его удельное сопротивление  R0=0,202 Ом/км, X0=0,078 Ом/км . Сопротивление магистрального кабеля R2=0,202.0,35=0,07 Ом, X2=0,078.0,35=0,0273 Ом.

Определим сечение и сопротивление высоковольтного кабеля длиной l1=500 м. Расчетный ток этого кабеля принимаем равным номинальному току первичной обмотки ПУПП: I1=24,1 А. При сечении SВН=25 мм2 , Iдоп=105 А. Удельное сопротивление

R10=0.74 Ом/км, X10=0,066 Ом/км. Сопротивление всего кабеля R1=R10l1=0.74.0,5=0.37 Ом; X1=X10l1=0,066.0,5=0,033 Ом.

Окончательно принимаем высоковольтный кабель (от ЦПП до участковой подстанции) типа ЭВТ (3х25+1х10), который проверяем по экономической плотности тока, термической стойкости к токам к.з. и допустимой потере напряжения.

Выбранное по длительно допустимому току нагрузки сечение кабеля проверяют на термическую стойкость из условия , где Iпр – предельно допустимый кратковременный ток к.з. в кабеле, кА; - ток трехфазного к.з. в начале проверяемого кабеля, кА. Примем в качестве защитного аппарата на ЦПП взрывобезопасную ячейку РВД-6. Тогда для сечения 25 мм2  Iдоп = 8 кА.

Высоковольтный кабель по термической стойкости с медными жилами сечением 25 мм2 и более и мощности к.з. на шинах РПП-6 (ЦПП) не выше 50 МВ×А проверять не требуется

Похожие материалы

Информация о работе