Расчет электроснабжения участка карьера. Характеристики сетевых электроприемников экскаваторов. Расчет электрических нагрузок

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова

 (технический университет)

Расчетная работа №3

По дисциплине:   Электроснабжение горных предприятий

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Автор: студент гр.     ЭР-98-2                    _____________               / /

                                     (шифр группы)                               (подпись)                                              (Ф.И.0.)

Санкт-Петербург

2002г.

 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА КАРЬЕРА 8.

Исходные данные:

	2
					4
			3						5

 

 

Табл.1         Характеристики сетевых электроприемников экскаваторов

Тип Экскаватора	Мощность Сетевого эл. Двигателя, КВт	Номиналь-ный ток, А	Номиналь-ное напряже-ние, В	Cosj	Кратность пускового тока,	Кратность пускового момента,	Мощность трансформа-тора собственных нужд, кВт
ЭШ-10.70А	1250	143	6000	0,9(опер.)	4,5	0,7	250
ЭКГ-4,6	250	29	6000	0,9	5,0	1,7	100
ЭШ-25.100А	2 х 1900	2 х 225	6000	0,85(опер.)	5,3	0,9	2 х 400

Выбор мощности ПКТП для буровых станков

Тип бурового Станка	Установленная мощность, КВт	Коэффициент спроса, КС	Cosj	Расчетная мощность, кВ×А	Расчетный ток, А		Мощность ПКТП, кВ×А
					380 В	660 В
2СБШ-200Н	282	0,7	0,7	282	431	249	400

Удельный расход электроэнергии по экскаваторам

Годовая производительность экскаваторов

Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок в горной промышленности производим по методу коэффициента спроса применительно к добычным и вскрышным экскаваторам (высоковольтные электропотребители), а также к буровым станкам и другим электроприемникам (низковольтные электропотребители)

;   ;   , где К_с – коэффициент спроса; Р_уст – установленная мощность электропотребителей, кВт;  – соответствующий  данной группы электропотребителей (рис.1).

Под установленной мощностью Р_уст понимается суммарная номинальная мощность приемников, присоединенных к сети, за исключением трансформаторов собственных нужд.

Для синхронных двигателей, работающих с опережающим величина Q_Р принимается со знаком минус, а значение  в зависимости от загрузки двигателя , его номинального коэффициента мощности  и тока возбуждения , определяется по рис.1.

Расчетная мощность по фидеру или участку определяется суммированием расчетных мощностей отдельных приемников с учетом коэффициента участия в максимуме нагрузки:

S_P = k_å, где k_å - коэффициент участия в максимуме нагрузки, k_å = 0,8¸0,9.

Электроприемники	Число электроприемников	Мощность кВт	Коэффициенты			Расчетная Мощность
			Сos j	tgj	Kc	Активная, кВт	Реактивная, квар
Напряжение 6 Кв
Экскаватор ЭКГ-4,6	2	250	0,6	1,3	0,6	150	195
Экскаватор ЭШ-10.70	1	1250	0,6	-1,3	0,6	750	-975
Экскаватор ЭШ-25.100	1	3800	0,6	-1,3	0,6	2280	-2964
Итого:	Х	Х	Х	Х	Х	3180	-3549
Напряжение 0,38 кВ
2СБШ-250Н	2	282	0,7	1,02	0,7	197,4	201,34
Всего:	Х	Х	Х	Х	Х	3377,4	-3347,6

Выбор подстанций и трансформаторов

Для передвижных комплектных трансформаторных подстанций напряжением 35-110/6-10 кВ номинальная мощность трансформаторов ПКТП определяется по расчетной нагрузке электроприемников, питающихся от этой подстанции. При этом должно быть соблюдено условие S_тр ³ S_Р.

Выбранная мощность трансформатора ПКТП проверяется на возможность нормального пуска сетевого двигателя удаленного от подстанции экскаватора.

При питании двигателя от отдельного трансформатора (блочная схема), мощность двигателя может составлять 80% мощности трансформатора.

рис.2

Исходные данные для расчета (табл.1):

Р_н1 = 1250 кВт;                    cosj_н1 = 0,9(опер.)                          К_с1 = 0,6;

Р_н2 = 250 кВт;                      cosj_н2 = 0,9;                                      К_с2 = 0,6;

Р_н3 = 250 кВт;                      cosj_н3 = 0,9;                                    К_с3 = 0,6.

Р_н4 = 2 х 1900 кВт;              cosj_н4 = 0,85(опер.);                        К_с4 = 0,6.

Р_н5 = 282 кВт;                      cosj_н5 = 0,7;                                   К_с5 = 0,7.

Р_н6 = 282 кВт;                      cosj_н5 = 0,7;                                   К_с5 = 0,7.

Р_Р1 = К_с1× Р_н1 = 0,6×1250 = 750 кВт,           Р_Р2 = К_с2× Р_н2 = 0,6×250 = 150 кВт,

Р_Р3 = К_с3× Р_н3 = 0,6×250 = 150 кВт,             Р_Р4 = К_с4× Р_н4 = 0,6×3800 = 2280 кВт,

Р_Р5 = К_с5× Р_н5 = 0,7×282 = 197,4 кВт,          Р_Р6 = К_с6× Р_н6 = 0,7×282 = 197,4 кВт..

При расчете реактивной нагрузки экскаваторов с синхронным приводом, находим коэффициенты их загрузки ½b½ и по рис.1 при известных cosj_Н и I_в = I_вн  определяем значения cosj_Р:

     

 

 

Расчетная реактивная нагрузка экскаваторов:

Q_P1 = Р_Р1×tgj_Р1 = -750×1,3 = -975 квар; Q_P2 = Q_P3 = Р_Р2×tgj_Р2 = 150×1,3 =195 квар;

Q_P4 = Р_Р4×tgj_Р4 = -2280×1,3 = -2964 квар;

Q_P5 = Q_P6 =  Р_Р5×tgj_Р5 = -197,4×1,02 = 201,34 квар .

Расчетная нагрузка по участку в целом:

S_P = K_S

 кВ×А.

Выбираем трансформатор типа ТМН-6300/35 мощностью 6300 кВ×А u_к=6,5%, установленный на передвижной комплектной трансформаторной подстанции 35/6 кВ.

В нашем примере имеются два буровых станка 2СБШ-200Н, которые имеют расчетную активную мощность Р_Р=197,4 кВт.

Мощность трансформатора определяется

, кВ×А

где cosj_Р – средневзвешенное значение коэффициента мощности группы электроприемников. Принимают cosj_Р = 0,6-0,7. Тогда:

, кВ×А

Принимаем две передвижных комплектных трансформаторных подстанций 6/0,4 кВ ПСКТП-400/6, имеющих сухие трансформаторы, мощностью 400 кВ×А.

Расчет электрических сетей

Выбор сечения проводников по нагреву сводится к сравнению расчетного тока I_Р с длительно допустимыми токами нагрузки для стандартных сечений:

I_Р £ I_доп,

Расчетный ток в линии

где U_н – номинальное напряжение приемника.

Выбираем сечение воздушных и кабельных линий в соответствии со схемой рис 2.

Определим расчетные токи во всех элементах сети.

Расчетный ток в низковольтном кабеле 2СБШ-200Н

, А

Расчетный ток экскаватора ЭКГ-4,6

, А.

Расчетный ток экскаватора ЭШ-10,70

,  А.

Расчетный ток экскаватора ЭШ-25,10

,  А.

Принимаем сечения: кабелей:

2СБШ-200Н – 2(3х70+1х25) типа КРПТ,    I_доп = 250 , А;

ЭКГ-4,6 – (3х25+1х18) типа КШВГ,   I_доп = 120, А;

ЭШ-10,70– (3х35+1х10) типа КШВГ, I_доп = 145 , А.

ЭШ-25,10– 2(3х120+1х25) типа КШВГ, I_доп = 310 , А.

Определим удельное сопротивление кабельных и воздушных линий:  

2СБШ-200Н: кабель КРПТ(3х70) – R_о=0,28 Ом/км; Х_о=0,08 Ом/км;  ЭКГ-4,6: кабель КШВГ(3х25) – R_о=0,767 Ом/км; Х_о=0,091 Ом/км; ЭШ-10,70: кабель КШВГ(3х35) – R_о=0,539 Ом/км; Х_о=0,087 Ом/км; ЭШ-25,10: кабель КШВГ(3х120) – R_о=0,163 Ом/км; Х_о=0,076 Ом/км;

Воздушная линия (3х50) – R_о=0,394 Ом/км; Х_о=0,083 Ом/км.

Воздушная линия до ЭШ – 25,10 (3х185) – R_о=0,099 Ом/км; Х_о=0,073 Ом/км.

Сопротивление линий (соответственно): 

1. R =(R_оl)/2 =(0,28×0,4)/2=0,056 Ом, Х =(Х_оl)/2=(0,08×0,4)/2=0,016 Ом – для 1и 1.1;

2. R = 0,767×0,4 = 0,3  Ом, Х = 0,091×0,4 = 0,0364  Ом для 2 и 2.1;

3. R = 0,539×0,4 = 0,21  Ом, Х = 0,087×0,4 = 0,03  Ом – для 3;

4. R = 0,163×0,4 = 0,0652 Ом, Х = 0,076×0,4 = 0,0304  Ом для 4;

5. R = 0,394×1 = 0,394 Ом, Х = 0,083×1 = 0,083  Ом – до обоих