Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Назначение и состав комплекса

1.1 Расположение электрооборудования и технические данные электрооборудования комплекса

1.2 Расчет освещения выработок

1.3 Выбор трансформаторной подстанции для питания комплекса

1.4 Расчёт низковольтной сети по допустимому току

1.5 Проверка кабельной сети по потере напряжения в номинальном и пусковом режимах

1.6 Расчёт высоковольтной сети от УРП до трансформаторной подстанции. Расчёт токов короткого замыкания в низковольтной сети

1.7 Выбор оборудования для защиты комплекса и управления комплексом, проверка его по отключающей способности и по чувствительности защиты

1.8 Выбор высоковольтных ячеек на УРП

1.9 Электробезопасность при обслуживании и ремонте комплекса

Список использованных источников

Введение

Открытое акционерное общество «Беларуськалий» является крупнейшим в РБ предприятием горнодобывающей промышленности, поставляющим калийные удобрения во многие страны дальнего и ближнего зарубежья. Его структурными подразделениями являются: 1-ое Рудоуправление (введено в эксплуатацию в 1963 году), 2-ое Рудоуправление (в 1965), 3-е Рудоуправление (в 1969), 4-ое Рудоуправление (в 1979). В состав каждого рудоуправления входит рудник, для подземной добычи калийной руды и обогатительная фабрика, для ее переработки и выпуска минеральных калийных удобрений. В 2009 году в эксплуатацию 2-ого Рудоуправления введен Краснослободский рудник. В настоящее время ведется строительство Березовского рудника.

Площадь месторождения составляет 350 км2 . Месторождение состоит из 4-ех калийных горизонтов. В настоящее время разрабатываются 2-ой и 3-ий калийные горизонты. На 1-ом Рудоуправлении произведено вскрытие 1-ого калийного горизонта. В целом по месторождению наблюдается плавное падение горизонтов в юго-восточном направлении, максимальный угол падения составляет шесть градусов.

Производственное объединение стремится внедрить новейшее оборудование таких стран как Германия, Англия, Польша, Украина и др. Благодаря широкому применению высокопроизводительного оборудования, комплексной автоматизации технологических процессов добычи руды и подготовительных работ существенно меняются показатели уровня производительности объединения. Постоянно наращиваются объемы выпуска пользующейся спросом вновь освоенной на предприятиях объединения продукции: обеспыленных мелкозернистых калийных удобрений, пищевой и кормовой соли, полностью удовлетворяется потребность населения в высококачественных удобрениях, выпускаемых в расфасованном виде.

Сильвинитно-обогатительная фабрика - это основной цех калийного комбината. Она состоит из главного отделения, отделения дробления, сушки, фильтрации, сгущения, реагентного и солеотвала. Современные обогатительные фабрики ОАО “Беларуськалий” представляют собой высоко механизированное, оснащенное большим количеством электрооборудование с широким диапазоном мощностей, предприятия на которых широко внедряется комплексная автоматизация технологических процессов и управление производством на базе микропроцессорной техники и электронно-вычислительных машин.

1. Назначение и состав комплекса

1.1 Расположение электрооборудования и технические данные электрооборудования комплекса

Проходческий комбайн КРП-3-660/1140 предназначен для проведения горных выработок арочной формы сечением 8 м2 с углом наклона ± 150 по соляным породам сопротивлению резанью до 450 Н/мм2.

Область применения комбайна являются капитальные, подготовительные и очистные выработки калийных рудников, в которых возможно образование взрывоопасной газовой смеси 1 категорий группы Т1 (метан), в том числе выработки, проходимые по пластам, опасным по газодинамическим явлениям. Комбайн может применяться при расширении пройденной выработки.

Комбайн работает в комплексе, который включает в себя шахтный самоходный вагон ВС-17В, бункер-перегружатель БП-14М, передвижной скребковый перегружатель ППС-1М и вентилятор местного проветривания ВМЭУ-6/1-01.

При проходке комплексом КРП-3-660/1140 отбитая руда поступает в бункер-перегружатель. После заполнения бункера комбайн перестает рубить, подъезжает самоходный вагон и руда из бункера скребковым конвейером перегружается в вагон. Комбайн снова начинает рубить, а вагон транспортирует руду к скребковому перегружателю, откуда руда поступает на ленточный конвейер к стволу.

Технические данные электрооборудования комплекса приведены ниже.

Электрооборудование комбайна КРП-3-660/1140:

- электродвигатели исполнительных органов 2 шт. ЭДКРВ250LB4ПК

- электродвигатель маслонасосов 1 шт. АДКО4-110

и бермовых фрез

- электродвигатели вентиляторов 2 шт. 3ВР 132M2

- электродвигатель конвейера 1 шт. ВРП160S4IM4081

- электродвигатель насоса цепей управления 1 шт. АИУ90LB4IM4081

Техническая характеристика электродвигателей приведена в таблице 1.

Таблица 1 Техническая характеристика электродвигателей комбайна КРП-3-660/1140

Технический параметр	Значение, единица измерения
ЭДКРВ250LB4ПК
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	2 по 110 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
КПД	91 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,85
Номинальный ток	71 А
Пусковой ток	532,5 А
АДКО4-110
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	110 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
КПД, %	92,5 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,84
Номинальный ток	71 А
Пусковой ток	532,5 А
3ВР132M2
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	2 по 11 кВт
Частота вращения	3000 об/мин
КПД	89,5 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,9
Номинальный ток	7 А
Пусковой ток	45,5 А
Технический параметр	Значение, единица измерения
ВРП160S4IM4081
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	15 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
КПД	90 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,84
Номинальный ток	10 А
Пусковой ток	60 А
АИУ90LB4IM2081
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность, кВт	1,5 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
КПД	90 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,79
Номинальный ток	1,5 А
Пусковой ток	9 А

Общая установленная мощность - 368,5 кВт.

Электрооборудование шахтного самоходного вагона ВС-17В:

- электродвигатели ходовые 2 шт. АВТ 15-4/6/12

- электродвигатель маслостанции 1 шт. АВК-30/15

- электродвигатель конвейера 1 шт. ВРП 160S4У2,5

Техническая характеристика электродвигателей приведена в таблице 2.

Таблица 2 Техническая характеристика электродвигателей самоходного вагона ВС-17В

Технический параметр	Значение, единица измерения
АВТ 15-4/6/12
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	22/46/23 кВт
Частота вращения	1500/1000/500 об/мин
КПД, %	79/77,5/75 %
Коэффициэнт мощности, cos ц	0,92/0,91/0,56
Номинальный ток	15/33/28 А
Пусковой ток	87/165/105,6 А
АВК-30/15
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	30/15 кВт
Частота вращения	1500/750 об/мин
КПД	88/85%
Коэффициэнт мощности, cos ц	0,88/0,6
Номинальный ток	20/15 А
Пусковой ток	130/105 А
ВРП160S4У2,5
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети,	50 Гц
Мощность	15 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
КПД	91 %
Коэффициент мощности, cos ц	0,84
Номинальный ток	10 А
Пусковой ток	60 А

Общая установленная мощность - 137кВт.

Электрооборудование бункера перегружателя БП-14М:

- электродвигатель конвейера 1 шт. ВРП180M4У5

Техническая характеристика электродвигателя приведена в таблице 3.

Таблица 3 Техническая характеристика электродвигателя бункера-перегружателя БП-14М

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	30 кВт
Частота вращения	1500 об/мин
Технический параметр	Значение, единица измерения
КПД	89,5 %
Коэффициент мощности cos ц	0,87
Номинальный ток	20 А
Пусковой ток	120 А

Электрооборудование передвижного скребкового перегружателя ППС-1М:

- электродвигатель конвейера ВРП180S4У2,5

Техническая характеристика электродвигателя приведена в таблице 4.

Таблица 4 Техническая характеристика электродвигателя перегружателя ППС-1М

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	22 кВт
Частота вращения	1470 об/мин
КПД	90 %
Коэффициент мощности cos ц	0,86
Номинальный ток	14 А
Пусковой ток	84 А

Электрооборудование вентилятора местного проветривания ВМЭУ-6/1-01:

- приводной электродвигатель АВРМ 160М2

Техническая характеристика электродвигателя приведена в таблице 5.

Таблица 5 Техническая характеристика электродвигателя вентилятора местного проветривания ВМЭУ-6/1-01

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальное напряжение	1140 В
Частота сети	50 Гц
Мощность	25 кВт
Частота вращения	3000 об/мин
КПД	90,5%
Коэффициент мощности cos ц	0,85
Номинальный ток	17 А
Пусковой ток	102 А

Расположение оборудования комплекса представлено на чертеже.

1.2 Расчет освещения выработок

Принимаем светильники РВЛ-40М для освещения перегрузов и конвейерного штрека. Техническая характеристика светильника приведена в таблице 6.

Таблица 6. Техническая характеристика светильника РВЛ-40М

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальное напряжение	220 В
Мощность	40 Вт
Световой поток	2480 лм
КПД	68 %
Исполнение	РВ, 1В

Принимаем для перегрузов высоту подвеса светильников H=2,8 м. Способ подвеса светильников - горизонтально под кровлей. Принимаем расстояние между светильниками L=5,0м.

Расчёт освещения перегрузов.

Расчёт освещения в заданной точке

,

где 2 - число светильников

С - коэффициент, представляющий отношение светового потока принятой лампы к световому потоку условной лампы , для которой Ф=1000лм; Iб - сила света под углом б к оси светильника, определяемая по кривым светораспределения, кд;

Kз - коэффициент запаса, учитывающий запыленность колпака светильников и старение нити лампы : Kз = 1,7

H - высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м;



Отсюда

Сила света под углом в точке ,

Определяем освещённость

Производим сравнение расчётной освещённости с допустимой : , что удовлетворяет требованиям Межотраслевых правил по охране труда при работе в электроустановках.

Определяем количество светильников для перегруза:

l - длина перегрузов, м;

L - расстояние между светильниками, м.

Расчёт освещения конвейерного штрека.

Принимаем для конвейерного штрека высоту подвеса светильников H=2,8м. Способ подвеса светильников - горизонтально под кровлей выработки. Принимаем расстояние между светильниками L=13м.

Расчёт освещения в заданной точке:

Отсюда

Сила света под углом в точке ,

Определяем освещённость:

Производим сравнение расчётной освещённости с допустимой: , что удовлетворяет требованиям Межотраслевых правил по охране труда при работе в электроустановках.

Определяем количество светильников для конвейерного штрека:

Определяем мощность светового трансформатора

,

где P - мощность светильника, Вт;

n - суммарное количество светильников перегрузов и конвейерного штрека;

зс - КПД сети;

з - КПД светильника;

cos ц - коэффициэнт мощности.

Принимаем количество агрегатов АШТ-О-6 равное 1 для одного конвейера. Техническая характеристика агрегата приведена в таблице 7.

Таблица 7 Техническая характеристика шахтного осветительного агрегата АШТ-О-6:

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальная мощность	6 кВА
Частота сети	50 Гц
Напряжение первичной цепи	1140/660 В
Напряжение вторичной цепи	230/133 В
Номинальный ток первичной цепи	3,2/5,6 А
Номинальный ток вторичной цепи	14/24 А
Ток транзитной нагрузки	32 А
Напряжение искробезопасных цепей	18 В
Номинальный ток АВ	16 А
Ток уставки АВ первичной цепи	192 А

Выбор кабеля для освещения.

Определяем момент нагрузки.

,

где P - мощность светильника, Вт;

n - суммарное количество светильников перегрузов и конвейерного штрека;

l - длина установки конвейера, м.

Определяем сечение магистрального кабеля:

,

где M - момент нагрузки, кВт • м

C - коэффициент, учитывающий материал проводника.

U - допустимая потеря напряжения в линии, %.

Принимаем кабель КРПСН 3Ч4+1Ч2,5.

Расчёт освещения 3-х других конвейеров аналогичен данному.

1.3 Выбор трансформаторной подстанции для питания комплекса

Выбор трансформаторной подстанции производят путём расчёта мощности подстанции по методу коэффициента спроса. От подстанции питается комбайн КРП-3-660/1140 в комплексе с шахтным самоходным вагоном ВС-17В, передвижным скребковым перегружателем ППС-1М, бункером-перегружателем БП-14М и вентилятором местного проветривания ВМЭУ-6/1-01. Их суммарная мощность электродвигателей равна:

где PК - установленная мощность электродвигателей комбайна КРП-3-660/1140, кВт;

PС.В. - установленная мощность электродвигателей шахтного самоходного вагона ВС-17В, кВт;

PБП - мощность электродвигателя бункера-перегружателя БП-14М, кВт;

PППС - мощность электродвигателя передвижного скребкового перегружателя ППС-1М, кВт;

PВ - мощность электродвигателя вентилятора местного проветривания ВМЭУ-6/1-01, кВт.

Средневзвешенный коэффициент мощности (cosц) принимаем равным 0,7.

Определяем коэффициент спроса:



где Pmax - мощность наиболее мощного электродвигателя комплекса, кВт;

?P - суммарная мощность электродвигателей комплекса, кВт.

Определяем расчётную мощность трансформаторной подстанции:

Принимаем трансформаторную подстанцию КТПВ 630/6-1,2, у которой Sн ? Sp (630 ? 424). Техническая характеристика подстанции приведена в таблице 8.

Таблица 8 Техническая характеристика трансформаторной подстанции КТПВ 630/6-1,2

Технический параметр	Значение, единица измерения
Мощность силового трансформатора	630 кВ•А
Номинальное напряжение первичных обмоток	6000 В
Номинальное напряжение вторичных обмоток	1200 В
Номинальный ток первичных обмоток	60,6 А
Номинальный ток вторичных обмоток	353 А
Напряжение короткого замыкания	3,5 %
Ток холостого хода	1,2 %
Потери короткого замыкания силового трансформатора	3850 Вт
Потери холостого хода силового трансформатора	2000 Вт
Частота сети	50 Гц

1.4 Расчёт низковольтной сети по допустимому току

Выбор сечения жил кабелей производят в соответствии с допустимым током электроприёмников.

Выбираем кабель для перемычки от трансформаторной подстанции до пускателя комбайна:

Предварительно принимаем пускатель для запитки комбайна - ПВИТ-320МВ

Рассчитываем номинальный ток в перемычке от подстанции до пускателя:

,

где

коэффициент загрузки трансформатора;

Iном.н.н. - номинальный ток вторичных обмоток силового трансформатора трансформаторной подстанции.

Допустимый ток при етом будет равен:

По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей выбираем сечение токоведущей жилы кабеля S = 70 мм2 . Для запитки пускателя комбайна принимаем сечение жилы кабеля S = 95 мм2. Принимаем кабель КГЭШ-3Ч95+1Ч10. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 300 А.

Выбираем кабель для комбайна КРП-3-660/1140:

Рассчитываем номинальный ток электродвигателей комбайна:

,

где Pу - суммарная мощность электродвигателей комбайна, кВт;

Кс - коэффициент спроса;

Uном - номинальное напряжение низковольтной сети, В;

cos ц - средневзвешенный коэффициент мощности электродвигателей комбайна и бункера-перегружателя, и который равен:

,

где Pи.о. и cos ци.о - установленная мощность электродвигателей исполнительных органов комбайна и соответствующие им коэффициенты мощности, кВт;

Pм.б.ф. и cos цм.б.ф - установленная мощность электродвигателя маслонасосов и бермовых фрез комбайна и соответствующий ему коэффициентымощности, кВт;

Pв. и cos цв. - установленная мощность электродвигателей вентиляторовкомбайна и соответствующие им коэффициенты мощности, кВт;

Pк. и cos цк - установленная мощность электродвигателя конвейера комбайна и соответствующий ему коэффициент мощности, кВт;

Pн.ц.у. и cos цн.ц.у. - установленная мощность электродвигателя насоса цепей управления комбайна и соответствующий ему коэффициент мощности, кВт. Допустимый ток при этом будет равен:



По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 25 ммІ. В соответствии с данными технического паспорта предварительно выбранного пускателя, при которых сечение токоведущей жилы выводного кабеля должно быть в пределах от 6 до 16, а также от 75 до 150 мм2, принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 95 мм2. Принимаем кабель КГЭШ-3Ч95+1Ч10+3Ч4. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 300 А.

Выбираем кабель для самоходного вагона ВС-17В:

Рассчитываем номинальный ток электродвигателей самоходного вагона:

,

где Pу - суммарная мощность электродвигателей самоходного вагона, кВт;

cos ц - средневзвешенный коэффициент мощности электродвигателей самоходного вагона, и который равен:

,

где Pх. и cos цх. - установленная мощность ходовых электродвигателей самоходного вагона и соответствующие им коэффициенты мощности, кВт;

Pк. и cos цк. - установленная мощность электродвигателя конвейера самоходного вагона и соответствующий ему коэффициент мощности, кВт;

Pм. и cos цм. - установленная мощность электродвигателя маслостанции самоходного вагона и соответствующий ему коэффициент мощности, кВт;

Допустимый ток при этом будет равен:

По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей выбираем сечение токоведущей жилы кабеля S = 4 ммІ. Для запитки самоходного вагона принимаем кабель по минимальному сечению кабеля для передвижных комплексов равным S = 16 ммІ. Принимаем кабель КГЭС-4Ч16+1Ч10. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 105 А.

Выбираем кабель для для вентилятора местного проветривания ВМЭУ-6/1-01:

По техническим данным номинальный ток электродвигателя вентилятора составляет:

Допустимый ток при етом будет равен:

По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей выбираем сечение S = 4 ммІ. Для запитки вентилятора принимаем кабель по минимальному сечению кабеля для передвижных комплексов равным S = 16 ммІ. Принимаем кабель КГЭШ-3Ч16+1Ч10. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 105 А.

Выбираем кабель для передвижного скребкового перегружателя ППС-1М:

По техническим данным номинальный ток электродвигателя перегружателя составляет:

Допустимый ток при этом будет равен:

По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей выбираем сечение S = 4 ммІ. Для запитки перегружателя принимаем кабель по минимальному сечению кабеля для передвижных комплексов равным S = 16 ммІ. Принимаем кабель КГЭШ 3Ч16+1Ч10. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 105 А.

Выбираем кабель для бункера-перегружателя БП-14М:

По техническим данным номинальный ток электродвигателя бункераперегружателя составляет:

Допустимый ток при етом будет равен:

По таблице токовых нагрузок для гибких кабелей выбираем сечение S = 4мм І. Для запитки бункера-перегружателя принимаем кабель по минимальному сечению кабеля для передвижных комплексов равным S = 16 ммІ. Принимаем кабель КГЭШ 3Ч16+1Ч10. Данный кабель выдерживает токовые нагрузки до 105 А.

1.5 Проверка кабельной сети по потере напряжения в номинальном и пусковом режимах

Проверяем кабельную сеть участка по допустимой потере напряжения для двигателя комбайна, как наиболее мощного и удаленного электроприёмника (запитанного от трансформаторной подстанции).

Сначала выполняем проверку для номинального режима. Потери в номинальном режиме в сети с номинальным напряжением 1140 В не должны превышать 117 В. Для этого необходимо найти суммарные потери:

,

где ? Uтр - потери напряжения в трансформаторе, В;

? Uм - потери напряжения в перемычке от подстанции до пускателя, В;

? Uк - потери напряжения в магистральном кабеле комбайна, В.

Потерю напряжения в трансформаторе определяем по формуле:

,

коэффициент загрузки траснформатора, при этом:

Sр - расчётная мощность трансформаторной подстанции, кВ•А;

Sном - номинальная мощность трансформаторной подстанции, кВ•А;

Uа - активная составляющая падения напряжения, %;

Uр - реактивная составляющая падения напряжения, %;

Определяем активную составляющую падения напряжения:

,

где Pк.з. - потери короткого замыкания в трансформаторе, Вт;

Определяем реактивную составляющую падения напряжения:

где Uк.з. - напряжение короткого замыкания в трансформаторе, %.

Тогда потери напряжения в трансформаторе составят:

в натуральных величинах:

,

где Uн.н. - номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторной подстанции, А.

Потери напряжения в перемычке от трансформаторной подстанции до пускателя определяем по формуле:

,

где Iм - ток в перемычке, который равен:

, при етом:

Iн.н. - номинальный ток вторичных обмоток трансформаторной подстанции, А;

L - длина перемычки, м;

г - удельная проводимость меди, м/Ом мм 2;

S - сечение токоведущей жилы кабеля; мм 2.

Тогда потери напряжения в перемычке составят:

Потери напряжения в магистральном кабеле комбайна определяются по формуле:

,

где Iр - расчётный номинальный ток электродвигателей комбайна;

l - длина магистрального кабеля комбайна, км;

rа - активное сопротивление жил кабеля, Ом/км

rx - индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом/км,

и составят:

Суммарные потери напряжение в рабочем режиме составят:

,

что меньше допустимой величины, равной 117 В, т.е. по номинальному режиму кабельная сеть выбрана правильно.

Производим проверку кабельной сети по потерям напряжения в пусковом режиме. Потери в пусковом режиме в сети с номинальным напряжением 1140 В не должны превышать 234 В. Для етого необходимо определить суммарные потери:

;

Потери напряжения в трансформаторе при пуске определяются по формуле:

,

где Iтр.п. - пусковой ток трансформатора А;

Uа - активная составляющая падения напряжения, %;

Uр - реактивная составляющая падения напряжения, %;

Пусковой ток трансформатора определяется по формуле:

,

где Iном.к. - номинальный ток наиболее мощного электродвигателя комбайна, запускающегося первым;

Iпуск. - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя комбайна, и будет равен:



Тогда потери напряжения в трансформаторе составят:

,

в натуральных величинах:

Потери напряжения в перемычке от трансформаторной подстанции до пускателя при пуске составят:

,

где Iпуск.к - пусковой ток наиболее мощного двигателя комплекса, А.

Потери напряжения в гибком кабеле комбайна:

,

где Iпуск.к. - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя комбайна, cоставят:

Суммарные потери напряжения при пуске составят:

,

что меньше допустимой величины, равной 234 В, т.е. по пусковому режиму кабельная сеть выбрана правильно.

1.6 Расчёт высоковольтной сети от УРП до трансформаторной подстанции. Расчёт токов короткого замыкания в низковольтной сети

Выбор высоковольтного кабеля от УРП до трансформаторной подстанции осуществляется по 5 признакам:

- по величине рабочего напряжения: Uном = 6000 В;

- по расчетному (допустимому) току.

Расчетный (допустимый) ток первичных обмоток трансформатора:

По таблице токовых нагрузок для бронированных кабелей с медными жилами принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 25 мм2;

- по экономической плотности тока.

,

где г - экономическая плотность тока, А/мм2 .

Принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 35 мм2.

- по допустимой потере напряжения:

,

где Iр - допустимый ток первичных обмоток трансформатора, А;

l - длина высоковольтного кабеля, принятая с учетом с учетом провисания кабеля на 10% данной длины. ();

?U - 1,5% от 6000 В - 90 В.

Тогда допустимые потери напряжения составят:

Принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 50 мм2 .

- по термической стойкости при коротком замыкании.

,

где I - установившийся ток короткого замыкания на шинах УРП, кА;

б - термический коэффициент для кабелей; для меди б = 7;

tф - фактическое время срабатывания высковольтной ячейки. Ориентировочно принимаем ячейку КРУВТ-6, время срабатывания которой tф = 0,11 c. трансформаторный подстанция низковольтный сеть

Установившийся ток короткого замыкания равен:

,

где Sк.з. - мощность короткого замыкания на шинах УРП, В • А.

Выбираем сечение токоведущей жилы кабеля по термостойкости:



Принимаем сечение токоведущей жилы кабеля S = 10 мм2 .

Исходя из расчётов выбираем сечение токоведущей жилы высоковольтного кабеля по наибольшему значению. Для питания трансформаторной подстанции комплекса от ячейки УРП принимаем бронированный кабель СБН-6-3Ч50 с сечением токоведущей жилы S = 50 мм2 .

Для определения токов короткого замыкания определяем мощность короткого замыкания на трансформаторной подстанции.

Ток короткого замыкания на шинах УРП равен:

Определяем сопротивление на высоковольной ячейке УРП:

Cопротивление высоковольтного кабеля определяется по формуле:

,

где rк - активное сопротивление жил кабеля, Ом/км;

xк - индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом/км;

l - длина высоковольтной кабеля, принятая на 10% больше с учётом провисания, км;



Полное сопротивление до трансформаторной подстанции составит:

Ток трёхфазного короткого замыкания на трансформаторной подстанции (точка k1 - РУВН подстанции):

Тогда мощность короткого замыкания на трансформаторной подстанции составит:

Для расчёта токов к.з. определяем точки на схеме электроснабжения, которая приведена на чертежах. Расчёт токов к. з. для точек К2--К7 произведём методом приведенных длин: приведём кабели снабжения к стандартному сечению - 50 мм2 , используя коэффициенты приведения, и по таблице токов короткого замыкания для трансформаторной подстанции определяем токи двухфазного короткого замыкания.

Приведённая длина кабельных линий Lпр. с учётом сопротивления контактов, элементов аппаратов и переходного сопротивления в месте к.з., определяется по формуле:

,

где L1...Ln - фактические длины кабелей с различными сечениями жил, м;

Kпр.1...Кпр.n - коэффициенты приведения;

k - число коммутационных аппаратов, последовательно включённых в цепь к.з;

Lэ - приведённая длина кабельной линии, эквивалентная переходным сопротивлениям в точке к.з. и элементов коммутационных аппаратов.

Расчёт двухфазного тока к.з. в точке К2 - РУНН трансформаторной подстанции:

По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

Ток трёхфазного к.з. в точке К2 составит:

Расчет тока трёхфазного к.з в точке К3 - комбайн КРП-3-660/1140 и бункер-перегружатель БП-14М. Определим приведённую длину кабеля:

По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

Расчет тока трёхфазного к.з в точке К4 - самоходный вагон ВС-17В. Определим приведённую длину кабеля:

По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

Расчёт двухфазного тока к.з в точке К5 - вентилятор местного проветривания ВМЭУ-6/1-01. Определим приведённую длину кабеля:

По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

Расчет тока трёхфазного к.з в точке К6 - перегружатель ППС-1М. Определим приведённую длину кабеля:



По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

Расчет тока трёхфазного к.з в точке К7 - бункер-перегружатель БП-14М. Определим приведённую длину кабеля:

По таблице токов к. з. определяем ток двухфазного к.з.:

.

1.7 Выбор оборудования для защиты комплекса и управления комплексом, проверка его по отключающей способности и по чувствительности защиты

Для выбора пускозащитной аппаратуры используют метод сравнения расчётных и номинальных параметров пускателя.

Величина тока уставки срабатывания реле автоматических выключателей, магнитных пускателей, компактных станций и др. определяется по формуле:

,

где Iу - ток выбранной уставки максимально-токовой защиты, А;

Iпуск - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А;

?Iном - сумма номинальных токов остальных электродвигателей, А.

Выбранная уставка тока срабатывания реле проверяется по расчётному минимальному току двухфазного к.з. При этом отношение расчётного минимального тока двухфазного к.з. к уставке тока срабатывания реле должно удовлетворять условию:

,

где Kч - коэффициент чувствительности защиты; Kч = 1,5.

Также выбранный пускатель проверяется по отключающей способности при токе трёхфазного к.з.. При етом отключающая способность пускателя должна быть выше, чем ток трёхфазного к.з. с учётом 20% запаса. При несоблюдении этого условия применяется дополнительное электрооборудование в виде автоматического выключателя.

Определяем уставку токовой защиты пускателя комбайна КРП-3-660/1140 и бункера-перегружателя БП-14М.

Выбираем рудничный пускатель ПВИТ-320МВ, техническая характеристика которого приведена в таблице 9.

Таблица 9 Техническая характеристика пускателя ПВИТ-320МВ:

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальный ток	320 А
Номинальное напряжение	1140 В
Напряжения искробезопасных цепей	18 В
Ток транзитной нагрузки	63 А
Отключающая способность	3200 А
Включающая способность	6000 А
Токи уставок (количество уставок)	800-2800 А (1-11)

Рассчитываем ток уставки максимально-токовой защиты пускателя:

Согласно ПБ, токовая уставка должна быть на 25% больше суммы пускового и номинального токов защищаемого присоединения, что составит:

Принимаем 2-ую уставку; Iу = 1000 А.

Выбранную уставку тока проверяем по расчетному минимальному току двухфазного к.з.:

,

что удовлетворяет условию, т.е уставка выбрана правильно.

Проверяем пускатель по отключающей способности при токе трёхфазного к.з..

Ток трёхфазного к.з. в точке К3 - комбайн КРП-3-660/1140 и бункер-перегружатель БП-14М будет равен:

.

Определяем уставку токовой защиты пускателя самоходного вагона ВС-17В.

Выбираем рудничный пускатель ПВИТ-250МВ, техническая характеристика которого приведена в таблице 10.

Таблица 10 Техническая характеристика пускателя ПВИТ-250МВ:

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальный ток	250 А
Номинальное напряжение	1140 В
Напряжения искробезопасных цепей	18 В
Ток транзитной нагрузки	63 А
Отключающая способность	3000 А
Включающая способность	5600 А
Токи уставок (количество уставок)	500-1750 А (1-11)

Рассчитываем ток уставки максимально-токовой защиты пускателя:

Принимаем 1-ую уставку; Iу = 500 А.

Выбранную уставку тока проверяем по расчетному минимальному току двухфазного к.з.:

,

что удовлетворяет условию, т.е уставка выбрана правильно.

Проверяем пускатель по отключающей способности при токе трёхфазного к.з..

Ток трёхфазного к.з. в точке К4 - самоходный вагон ВС-17В будет равен:



Определяем уставку токовой защиты пускателя вентилятора местного проветривания ВМЭУ-6/1-01.

Выбираем рудничный пускатель ПВИ-32М, техническая характеристика которого приведена в таблице 11.

Таблица 11 Техническая характеристика пускателя ПВИ-32М:

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальный ток	32 А
Номинальное напряжение	1140 В
Напряжения искробезопасных цепей	18 В
Ток транзитной нагрузки	63 А
Отключающая способность	750 А
Включающая способность	1100 А
Токи уставок (количество уставок)	63-218 А (1-11)

Рассчитываем ток уставки максимально-токовой защиты пускателя:

Принимаем 6-ую уставку; Iу = 140 А.

Выбранную уставку тока проверяем по расчетному минимальному току двухфазного к.з.:

,

что удовлетворяет условию, т.е уставка выбрана правильно.

Проверяем пускатель по отключающей способности при токе трёхфазного к.з..

Ток трёхфазного к.з. в точке К5 - вентилятор местного проветривания ВМЭУ-6/1-01 будет равен:

Определяем уставку токовой защиты пускателя передвижного скребкового перегружателя ППС-1М.

Выбираем рудничный пускатель ПВИ-32М, техническая характеристика которого приведена в таблице 11.

Рассчитываем ток уставки максимально-токовой защиты пускателя:

Принимаем 4-ую уставку; Iу = 109 А.

Выбранную уставку тока проверяем по расчетному минимальному току двухфазного к.з.:

,

что удовлетворяет условию, т.е уставка выбрана правильно.

Проверяем пускатель по отключающей способности при токе трёхфазного к.з..

Ток трёхфазного к.з. в точке К6 - передвижной скребковый перегружатель ППС-1М будет равен:

В связи с тем, что отключающая способность пускателя ПВИТ-320МВ, и пускателей ПВИ-32М ниже, чем токи трёхфазного к.з., для защиты принимаем автоматический выключатель в подстанции, ток уставки максимально-токовой защиты которого составит:

,

где Iпуск - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя комплекса;

?Iном. - сумма номинальных токов электродвигателей комплекса.

Выбираем автоматический выключатель с током уставки максимально-токовой защиты Iу = 1200 А и отключающей способностью Iоткл. = 10000 А.

1.8 Выбор высоковольтных ячеек на УРП

Выбор ячейки для УРП произведём по 5-ти признакам:

- по величине рабочего напряжения: UНОМ = 6000 В;

- по номинальному току: Iном ? Iнагр.

Т.к. номинальный ток потребителей (РУВН трансформаторной подстанции комплекса) Iном = 60,6 А, то предварительно принимаем высоковольтную ячейку КРУВТ-6 с номинальным током Iном = 100 А.

Техническая характеристика ячейки приведена в таблице 12.

Таблица 12 Техническая характеристика высоковольтной ячейки КРУВТ-6.

Технический параметр	Значение, единица измерения
Номинальное напряжение	6000 В
Диапазон колебания напряжения	85…115 %
Номинальный ток:
вводных и секционных шкафов	400, 630
шкафов отходящих присоединений	100, 160, 200, 320, 400 А
сборных шин	630 А
Номинальный ток отключения	10000 А
Ток включения	25000 А
Односекундный ток термостойкости	10000 А
Мощность отключения	100 МВ•А
Наибольшее рабочее напряжение	7200В
Тип встроенного выключателя	“Evolis”
Сопротивление изоляции силовых цепей	150 МОм
Исполнение	РВ 4В IP54

- по отключающей способности: Iоткл. ? I(3)

Т.к. номинальный ток отключения Iоткл. = 10000 А, что больше тока трёхфазного короткого замыкания I(3) = 3854 А, то по отключающей способности ячейка КРУВТ-6 подходит.

- по чувствительности:

;

Ток двухфазного к.з. на шинах УРП составит:

Определяем токовую уставку максимально-токовой защиты ячейки при пуске трансформаторной подстанции:

,

где n - коэффициент трансформации силового трансформатора;

Iном - номинальный ток электродвигателя комбайна, запускающегося первым;

Iпуск - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя комбайна.

Принимаем уставку защиты Iу - 300 А.

,

т.е. по чувствительности ячейка выбрана правильно.

- в зависимости от условий работы и окружающей рудничной атмосферы. В данном случае необходимо применять оборудование в РВ исполнении, чему соответствует исполнение ячейки КРУВТ-6 - РВ 4В.

Таким образом, ячейка КРУВТ-6 для УРП и комплекса выбрана правильно, т.к. удовлетворяет всем условиям. Окончательно принимаем высоковольтную ячейку КРУВТ-6.

1.9 Электробезопасность при обслуживании и ремонте комплекса

Средства защиты в электроустановках.

Согласно главы 70 “Классификация средств защиты” настоящих Межотраслевых правил по охране труда при работе в электроустановках, при работе в электроустановках используются:

- средства защиты от поражения электрическим током;

- средства защиты от электрических полей повышенной напряженности, коллективные и индивидуальные (в электроустановках напряжением 330 кВ и выше);

- средства индивидуальной защиты (средства защиты головы, глаз и лица, рук, ног, органов дыхания, от падения с высоты, одежда специальная защитная).

К средствам защиты от поражения электрическим током относятся:

- электроизолирующие штанги всех видов;

- электроизолирующие клещи;

- указатели напряжения;

- сигнализаторы наличия напряжения индивидуальные и стационарные;

- указатели напряжения для проверки совпадения фаз;

- клещи электроизмерительные;

- электроизолирующие перчатки, галоши и боты;

- электроизолирующие ковры, подставки;

- электроизолирующие лестницы и стремянки;

- оградительные устройства;

- электроизолирующие накладки и колпаки;

- ручной электроизолированный инструмент;

- устройства для прокола кабеля;

- переносные заземления;

- плакаты и знаки безопасности.

Электроизолирующие средства делятся на основные и дополнительные.

К основным электроизолирующим средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В относятся:

- электроизолирующие штанги всех видов;

- электроизолирующие клещи;

- указатели напряжения;

- указатели напряжения для проверки совпадения фаз;

- устройства для прокола кабеля;

- клещи электроизмерительные.

К дополнительным электроизолирующим средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В относятся:

- электроизолирующие перчатки и боты;

- электроизолирующие ковры и подставки;

- электроизолирующие колпаки и накладки;

- переносные заземления;

- заземления переносные набрасываемые;

- плакаты и знаки безопасности;

- оградительные устройства.

К основным электроизолирующим средствам для электроустановок напряжением до 1000 В относятся:

- электроизолирующие штанги всех видов;

- электроизолирующие клещи;

- указатели напряжения;

- электроизмерительные клещи;

- электроизолирующие перчатки;

- ручной электроизолированный инструмент.

К дополнительным электроизолирующим средствам для электроустановок напряжением до 1000 В относятся:

- электроизолирующие галоши;

- электроизолирующие ковры и подставки;

- электроизолирующие колпаки и накладки;

- переносные заземления;

- плакаты и знаки безопасности;

- оградительные устройства.

Кроме перечисленных в пунктах 604-610 настоящих Межотраслевых правил средств защиты в электроустановках применяются:

- средства защиты головы (каски защитные);

- средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные);

- средства защиты органов дыхания;

- средства защиты рук (перчатки, рукавицы, кремы и пасты);

- средства защиты органов слуха;

- одежда специальная защитная;

- обувь специальная защитная.

Организационный мероприятия при работе в электроустановках, обеспечивающие безопасность работ (глава 4 Межотраслевых правил по охране труда при работе в электроустановках).

Работы в действующих электроустановках должны выполняться по наряду, по распоряжению и по перечню работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации.

Перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, составляется лицом, ответственным за электрохозяйство организации, и утверждается главным инженером (руководителем) организации. Виды работ, внесенные в указанный перечень, являются постоянно разрешенными работами, на которые не требуется оформления каких-либо дополнительных распоряжений.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность проведения работ в электроустановках, являются:

- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- выдача разрешения на подготовку рабочего места и на допуск к работе;

- подготовка рабочего места и допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перевода на другое рабочее место;

- оформление перерыва в работе, окончания работ.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

- лицо, выдающее наряд, отдающее распоряжение;

- руководитель работ;

- лицо из числа оперативного персонала, дающее разрешение на подготовку рабочего места и на допуск к работе;

- допускающий;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- члены бригады.

Лицо, выдающее наряд, отдающее распоряжение, устанавливает необходимость и объем работ, определяет возможность безопасного их выполнения и отвечает за:

- достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности;

- качественный и количественный состав бригады;

- назначение лиц, ответственных за безопасное производство работ;

- соответствие групп по электробезопасности, перечисленных в наряде работающих, выполняемой работе;

- проведение целевого инструктажа по охране труда руководителя работ (производителя работ, наблюдающего).

Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется:

- работникам из административно-технического персонала организации и ее структурных подразделений, имеющим группу по электробезопасности V в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу по электробезопасности IV в электроустановках напряжением до 1000 В;

- при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий и отсутствии лиц из административно-технического персонала, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, работникам с группой по электробезопасности IV из оперативного персонала данной электроустановки.

Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов должно быть отражено в локальном нормативном правовом акте, определяющем лиц, имеющих право выдачи нарядов.

Руководитель работ отвечает за:

- выполнение указанных в наряде мер безопасности, их достаточность и соответствие характеру и месту работы;

- правильную подготовку рабочего места;

- полноту и качество целевого инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ;

- полноту осуществляемого им целевого инструктажа производителю работ и при необходимости членам бригады;

- организацию безопасного ведения работ;

- принимаемые им дополнительные меры безопасности.

Руководителем работ назначаются работающие из числа административно-технического персонала, имеющие группу по электробезопасности V.

В тех случаях, когда отдельные этапы работы необходимо выполнять под надзором и управлением руководителя работ, лицо, выдающее наряд, должно сделать запись об этом в строке «Отдельные указания» наряда.

Руководитель работ назначается при выполнении работ:

- с использованием механизмов и грузоподъемных машин при работах в электроустановках;

- в электроустановках напряжением выше 1000 В при работах, выполняемых с отключением оборудования, за исключением работ в электроустановках, где напряжение снято со всех токоведущих частей;

- в электроустановках со сложной схемой электрических соединений;

- на электродвигателях и их присоединениях в РУ;

- по установке и демонтажу опор всех типов;

- по высоковольтным испытаниям электрооборудования в действующих электроустановках;

Необходимость назначения руководителя работ определяет лицо, выдающее наряд, которому разрешается назначать руководителя работ и при других работах, помимо перечисленных.

Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочего места и на допуск, несет ответственность за:

- достаточность предусмотренных для выполнения работ мер по отключению и заземлению оборудования;

- правильную выдачу задания работнику, подготавливающему рабочее место, по объему отключений и заземлений;

- достоверность сообщаемых этому персоналу сведений об объеме предварительно выполненных операций по отключению и заземлению;

- координацию времени и места работы допускаемых бригад;

- включение электроустановки после полного окончания работ всеми бригадами, допущенными к работам на данной электроустановке.

Разрешение на подготовку рабочего места и допуск имеет право давать персонал, имеющий группу по электробезопасности IV, в чьем оперативном управлении находится электроустановка, или административно-технический персонал, которому предоставлено право соответствующим локальным нормативным правовым актом.

Допускающий отвечает за:

- правильное и точное выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места, указанных в наряде, распоряжении, соответствие технических мероприятий характеру и месту работы;

- правильный допуск к работе;

- полноту и качество проведенного им инструктажа с производителем работ и членами бригады.

Допускающие должны назначаться из числа оперативного персонала.

В электроустановках напряжением выше 1000 В допускающий должен иметь группу по электробезопасности IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В - группу по электробезопасности III.

Производитель работ отвечает за:

- соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда, дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям работы;

- четкость и полноту целевого инструктажа членов бригады;

- наличие, исправность и правильное применение необходимых средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений;

- сохранность на рабочем месте ограждений, знаков и плакатов безопасности, заземлений, запирающих устройств;

- соблюдение технологии выполнения работ;

- безопасное проведение работы и соблюдение требований настоящих Межотраслевых правил самим и членами бригады.

Производитель работ должен осуществлять постоянный контроль за членами бригады и не допускать к выполнению работ (отстранять от работы) членов бригады, находящихся на рабочем месте в состоянии алкогольного, наркотического или токсического опьянения, а также в состоянии, связанном с болезнью, препятствующем выполнению работ, и нарушающих производственную дисциплину.

Производитель работ, выполняемых в электроустановках по наряду или распоряжению, должен иметь группу по электробезопасности IV в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу по электробезопасности III в электроустановках напряжением до 1000 В.

Наблюдающий назначается для надзора за бригадами строительных рабочих, разнорабочих, такелажников и других работающих неэлектротехнического персонала при выполнении ими работы в электроустановках по нарядам и распоряжениям. Наблюдающий за электротехническим персоналом, в том числе командированным, назначается в случае проведения работ в электроустановках при особо опасных условиях, определяемых административно-техническим персоналом либо лицом, ответственным за электрохозяйство.

Наблюдающий отвечает за:

- соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда;

- четкость и полноту целевого инструктажа членов бригады по электробезопасности;

наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов;

- безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

Наблюдающему запрещено совмещать надзор с выполнением работы.

Наблюдающими могут назначаться работающие, имеющие группу по электробезопасности III в электроустановках напряжением до 1000 В и группу по электробезопасности IV в электроустановках напряжением выше 1000 В.

Ответственность за безопасность, связанную с технологией работы, возлагается на работающего, возглавляющего бригаду, который входит в ее состав и должен постоянно находиться на рабочем месте. Его фамилия указывается в строке «Отдельные указания» наряда, выданного наблюдающему.

Каждый член бригады несет ответственность за:

- выполнение требований настоящих Межотраслевых правил;

- выполнение инструктивных указаний, полученных при допуске и во время работы;

- наличие, исправность и правильное применение индивидуальных средств защиты, инструмента, спецодежды;

- выполнение требований инструкций по охране труда.

Заземление.

Одним из основных мероприятий, обеспечивающих электробезопасность обслуживающего персонала является заземление электроустановок. Заземление состоит из 3-х элементов:

- заземлители, представляют собой металлические конструкции, которые закопаны в земле на ГПП РУ, за счёт заземлителей ток растекается в земле (тюбинги крепи ствола);

- основной и дополнительный контуры заземлителя. Основной образуется за счёт непрерывного соединения между собой металлических частей бронированных кабелей (броня и свинцовая оболочка). Обычно бронированный кабель доходит до подстанции. О подстанции основной контур образуется за счёт заземляющих жил до комбайна сечением 10 мм2. Дополнительный контур образуется за счёт непрерывного соединения полосовой или круглой стали сечением на главном направлении и на панельных направлениях. Дополнительный контур доходит только до трансформаторных подстанций.

- заземляющие проводники, изготавливают из меди или стали , сечение медных проводников должно быть , стальных . Способы присоединения : болтовое , жимковое , крабики.

Сопротивление заземления от самого удаленного комплекса до заземлителей . Поэтому при повреждении изоляции в электроустановке основной ток идёт по линии наименьшего сопротивления, по контуру и заземлителям. Для срабатывания защиты необходимо всегда осматривать заземление. От подстанции до комбайна сопротивление замемляющей жилы кабеля должно быть.

Список использованных источников

1. “Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий» - Г. Д. Медведев 1988г.

2. “Правила безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь” 1998г.

3. “Руководство по ревизии, наладке и испытанию подземных электроустановок шахт” 1989г.

4. “Межотраслевые правила по охране труда при работе в электроустановках” 2009г.

Размещено на Allbest.ru