Выбор схемы электроснабжения добычного участка. Расчёт и выбор кабельной сети. Выбор и проверка электрических аппаратов

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 1. Выбор схемы электроснабжения добычного участка.     .     .     .     .     .      2 2. Исходные условия и технические данные.      .     .     .     .     .     .     .     .      2 3. Расчёт электрических нагрузок и выбор передвижных участковых подстанций.      .     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .   3 4.  Расчёт и выбор кабельной сети.     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .      4 4.1. Выбор высоковольтного кабеля.  .     .     .     .     .     .     .     .     .     .     .      6 4.2. Расчёт низковольтной кабельной сети.   .     .     .     .     .     .     .     .     .      8 4.2.1. Выбор сечения жил кабеля по механической  прочности.     .     .     .      8 4.2.2. Проверка кабельной сети по допустимой потере напряжения при нормальной работе электроприёмников.  .     .     .     .     .     .     .    8 4.3. Проверка сети по пусковому режиму и режиму опрокидывания наиболее мощного и удаленного электродвигателя.     .     .     .     .     .  10 5. Расчёт токов К.З. методом приведённых длин.    .     .     .     .     .     .     .     11 6. Выбор и проверка электрических аппаратов.       .     .     .     .     .     .     .     12

 Электроснабжение

1. Выбор схемы электроснабжения добычного участка

Источником электроснабжения для шахты  является подстанция 35/6кВ       Электроснабжение подземных токоприемников осуществляется напряжением 6000, 1140 и 660 В  через участковые передвижные подземные подстанции, которые в свою очередь получают питание от центральной подземной подстанции и центральных распределительных пунктов соответствующего блока и пластов.

2. Исходные условия и технические данные

Глубина ведения горных работ, м                         150-390

Мощность пласта, м                                                1,8-2,4

Угол падения пласта, град                                      5-8

Категория шахты по газ                                          сверхкатегорная

Система отработки панели                                     длин.столбы по простиранию

Расстояние от участка до ствола, м                       2500

Длина выемочного столба, м                                 1500

Фронт лавы, м                                                          270

Технические данные электроприёмников приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1.

Тип рабочей машины	Номер ЭД.			Тип ЭД.		Технические данные электрических двигателей
						, кВт	,А	,А		, %	,В
Электроприёмники ПУПП-1
1. Комбайн К500Ю		М1М2	ДКВ 5-250 КМ			200	126	945	0,86	93	1140
		М3М4	ДКВ 45			45	29	159	0,83	91
		М5	ДКВ 15			15	11	66	0,88	80
2. Перегружатель ПСП-308		M4	2ДКВ 315L4		200		129	903	0,84	94	1140
3. Дробилка  ДУ-1		М5	ДКВ 280 м4		110		71	497	0,84	94	1140
			∑PH=815кВт

Электроприёмники ПУПП-2
4. Конвейер КСЮ-271:       Верх               1ск Низ                 2ск 1ск 2ск	М6	2ДКВ 355L4/12	250 85	159 113	1033 452	0,82 0,45	93,5	1140
	М7		250 85	159 113	1033 452	0,82 0,45	85
5. Лебёдка ЛПК-10Б	М8	ВРПВ 180 М2	30	18	126	0,86	0,90	1140
6. Лебёдка ЛПК-10Б	М9	ВРПВ 180 М2	30	18	125	0,86	0,90	1140
7. Насосная станция  AZE-5	М 10	АВР 250 М4	90	57	399	0,87	0,92	1140
8. Насосная станция   AZE-5	М 11	АВР 250 М4	90	57	399	0,87	0,92	1140
9. Насосная станция   AZE-5	М 12	АВР 250 М4	90	57	399	0,87	0,92	1140
		∑PH=830кВт

3. Расчёт электрических нагрузок и выбор передвижных

 участковых подстанций

Расчётная мощность подземных передвижных подстанций для питания электроприёмников подземных выработок определяется по формуле

                                           , кВт                                 (7.1)                             

где    ∑Р_н- суммарная установленная мощность электродвигателей, питающихся от  трансформатора, кВт;

К_с - коэффициент спроса;

Cosφ_с.в.=0,7 -средневзвешенный коэффициент мощности.

При применении очистного комплекса с механизированной крепью:

                                                                                       (7.2)

где     Р_нм - номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя, кВт;

∑Р_н- суммарная номинальная мощность одновременно запускаемых двигателей,  кВт;

                                       , кВт                                        (7.3)

Определим мощность трансформаторной подстанции для ПУПП-1:

кВт.

Определим мощность трансформаторной подстанции для ПУПП-2:

кВт.

К установки принимаем TSE-1250/6-1,2 с трансформаторной мощностью S_тн=1250 кВт.

Технические данные выбранных к установке подстанций сводим в таблицу 7.2.

Таблица 7.2.

Номер подстанции	Тип, мощность, напряжение	в/н и н/н обмоток, А	%	кВт	кВт	Сопротивление Ом
ПУПП-1	TSE-1250/6-1,2	120/600	5,0	6,97	2,76	0,0064	0,0572
ПУПП-2

4. Расчёт и выбор кабельной сети

Технические данные кабельной сети          Таблица 7.3.  

Номер КЛ	Тип  кабеля	Длина, м	Расчётный ток нагрузки,  А	Выбор сечения, мм				Предварит. выбранное сечение , мм2	Проверка сечения, мм2						Окончательно принятое сечение с учётом жил заземления и управления
				по нагреву	по эконом. фактору	По мех. прочности			По потере напряжения		По пуску и опрокидыв.		По термостойкости
1	2	3	4	5	6	7		8	9		10		11		12
1. Высоковольтные подземные кабели
1	СБГ	1500	121,5	25	55	10		50	95		-		-		СБГ 3×50
2. Кабельная сеть ПУПП 1
2	КГЭШ	355	392/2= 196	2× 70	-	-		2× 70	2× 70		2× 70		2× 70		2 КГЭШ 3×70+1×10+3×4
3	КГЭШ	305	321	70	-	-		70	70		70		70		2 КГЭШ 3×70+1×10+3×4
1	2	3	4	5	6	7	8			9		10		11		12
4	КГЭШ	50	71	16	-	-	16			16		25		25		КГЭШ 3×25+1×10+3×4
5	КГЭШ	50	129	25	-	-	25			25		35		35		КГЭШ 3×35+1×10+3×4
3. Кабельная сеть ПУПП 2
6	КГЭШ	10	399/2= 249	2×70	-	-	2×70			2×70		2×70		2×70		2 КГЭШ 3×70+1×10+3×4
7	КГЭШ	55	159	35	-	-	25			25		50		50		КГЭШ 3×50+1×10+3×4
8	КГЭШ	55	113	35	-	-	25			25		50		50		КГЭШ 3×50+1×10+3×4
9	КГЭШ	305	159	35	-	-	25			25		50		50		КГЭШ 3×50+1×10+3×4
10	КГЭШ	305	113	35	-	-	25			25		50		50		КГЭШ 3×50+1×10+3×4
11	КГЭШ	10	57	4	-	-	4			4		16		16		КГЭШ 3×16+1×10+3×2,5
12	КГЭШ	10	57	4	-	-	4			4		16		16		КГЭШ 3×16+1×10+3×2,5
13	КГЭШ	10	57	4	-	-	4			4		16		16		КГЭШ 3×16+1×10+3×2,5
14	КГЭШ	5	18	16	-	-	16			16		16		16		КГЭШ 3×16+1×10+3×2,5
15	КГЭШ	25	18	16	-	-	16			16		16		16		КГЭШ 3×16+1×10+3×2,5

Длину кабеля определяем из расстановки оборудования с учётом провисания кабеля гибкого 10% и бронированного 5%. Учитывая шаг передвижки энергопоезда, который принимаем равным 50м.

4.1. Выбор высоковольтного кабеля

Расчёт кабельной сети на напряжение 6000В производится по следующим    параметрам:

- по длительно допустимому току;

- по экономической плотности тока;

- по термической устойчивости;

- по допустимой потере напряжения.

Для питания передвижных подстанций от РПП-6 до ПУПП выбираем кабель СБГ 

Определим сечение кабеля по длительно допустимому току от РПП-6 доПУПП №1, №2 исходя из условия:

                                                 ,                                                (7.4)

где     I_доп – длительно допустимый ток на кабель, А;

I_в – расчетный ток высоковольтного кабеля, А.

Расчетный ток высоковольтного кабеля выберем с учетом загрузки трансформаторов ПУПП №1, №2. Питание трансформаторных подстанций №1, №2 осуществляется по одному высоковольтному кабелю №1.

                                                              (7.5)

                                                   (7.6)

Тогда расчетный ток первичной обмотки трансформаторов будет равен:

                                                                      (7.7)

                                                                       (7.8)

где    I_1m1, I_1m2 – соответственно токи первичной обмотки трансформаторов ПУПП №1, ПУПП №2.

Расчетный ток в высоковольтном кабеле №1:

                                                          (7.9)

По таблице длительно допустимых токов нагрузок принимаем кабель №1 с сечением рабочей жилы S=70мм² и допустимой токовой нагрузкой I_доп=145А [ стр. 106, табл. 6,2].

Условие (7.4) выполнилось.

Определим сечение кабеля по экономической плотности тока.

Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока производится в зависимости от типа кабеля и числа часов использования максимума нагрузки в год:

                                              , мм²                                            (7.10)

где i_эк- экономическая плотность тока, А/мм².

Определим сечение кабеля №1 по экономической плотности тока от РПП-6 до ПУПП №1 и ПУПП №2:

мм²

Определим сечение кабеля по допустимой потере напряжения.

, В                       (7.11)

где     I_вк - расчётный ток высоковольтного кабеля, А;

R_к ,X_к - активное и индуктивное сопротивление, Ом.    

,Ом                                         (7.12)

, Ом                                        (7.13)

где     r_o ,x_o - удельное активное и индуктивное сопротивление кабеля