Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок, площади сечения проводов и потерь напряжения на линиях от ДЭС до электропотребителей по горному участку

Таблица 10.2

Наимен. потрбителей электроэнергии	Установ. мощность. Ру, кВт	Коэфф. спроса Кс	Расчетн. мощность. Рр, кВт	Номин. нал ряж. Uhom, В	Площадь сеч.пров. Sceч, мм2	Диаметр провода, мм	Марка кабеля от ПТП-6/0,4 до ввода в электроприемник	Длина линии, L, км	Общее сопрот. Z, Ом	Паден. напряж. U, %
Освещение склада ГСМ	10,0	1,0	10,0		0,8		АС-120	1,8
Освещение Отвалов	10,0	1,0	10,0		1,0		АС-120	3,5
Освещение промплощадки	5,0	1,0	5,0		0,5	0,80	КРПТН 3x0,5+1x0,5	0,16	2,52	1,10
Промплощадка	20,0	0,85	17,0		4,0	2,26	КРПТН 3x4+1x1,5	0,18	0,71	1,81
Итого:	45,0		42,0

Предусматривается прожекторное освещение рабочих мест горного участка прожекторами заливающего света типа ПЗС-45, устанавливаемых на передвижных деревянных опорах. Рассчитываем количество прожекторов. Расчет ведем по методу удельной мощности. Определяем суммарный световой поток (ΣF):

ΣF = E_min × S_осв × К_з × К_п, лк

где: E_min - минимальная освещенность отдельного участка, лк;

S_осв - суммарная площадь освещаемых участков, м²;

К₃ - коэффициент запаса;

К_п - коэффициент потерь от конфигурации освещаемой площадки.

Определяем количество прожекторов n:

n =ΣF: (F_ПЭС-45 ×η)

где: F_ПЭС-45 - световой поток лампы прожектора ПЗС-45, лм;

η - к.п.д. прожектора ПЗС-45.

Определяем высоту установки прожектора h_прож:

где: I_мах - максимальная осевая сила света прожектора, кд;

Из расчетной таблицы необходимое количество прожекторов ПЗС-5. Источник света - лампы накаливания по 1000 вт (НГ-220-1000).

Расчёт защитного заземления и защита от перенапряжений

Целью расчёта является определение числа электродов заземлителя и сечения проводов сети заземления.

Для обеспечения безопасности людей при разработке месторождения угля открытым способом должны быть сооружены защитные заземляющие устройства, к которым надёжно должны быть подключены металлические части электроустановок и корпуса электроустановок, не находящиеся под напряжением, но которые могут в случае повреждения изоляции оказаться под напряжением.

Заземляющие устройства карьеров рассчитывают исходя из нормированного допустимого сопротивления, которое у наиболее удалённой установки должно быть не более 4 Ом.

Ток однофазного замыкания на землю:

J₃ = U(30L_k + L_b) / 300, А.

где L_k - длина кабеля 6 кВ, км.

L_b - длина ЛЭП - 6 кВ, км.

Сопротивление заземляющего провода ЛЭП-6 кВ:

R_пp = 0,8 × r₀ = 0,8 × 0,64 = 0,512, Ом.

Где r₀ - активное сопротивление заземляющего провода.

Сопротивление заземляющей жилы кабеля определяется по формуле:

Где g_K - сечение жилы кабеля, мм²,

J - удельная проводимость меди, м/Ом мм².

Сопротивление заземления:

R₃¹ = Р_з - SR_пр = 4 - (0,55+0,512) = 2,94, Ом.

Сопротивление одного заземляющего элемента:

Ориентировочное число труб (электродов) заземления:

m_эл × r_эк.эл. = R_эл / L_з = 7,02: 2,94 = 2,38 =3 трубы,

где r_{эк.эл .} - коэффициент экранирования (берётся по таблице).

Количество труб с учётом коэффициента экранирования:

m_{э л} = 3: r_эк.эл = 3: 0,8 = 3,75 = 4 трубы.

Длина соединительного прута:

L_np = 1,05 × m_эл × L_тр. = 1,05 × 4 × 10 = 42м,

где L_тр - длина трубы.

Сопротивление растекания соединительного прута:

R_пp = (0,366 × K_max × P) / L_пp × L_g × ((0,2 × L²_gпp) / (dпp × h)) = 6.11 Ом.

Сопротивление заземлителя с учётом коэффициента экранирования:

R^H₃ = 1 / (r_эк.пр / R_np + (m_эл × r_эк._эл) /R_эл) = 1,8 Ом.

Сопротивление защитного заземления наиболее удалённого приёмника 0,4 кВ:

R_з(0,4) = R^H₃ + SR_пр = 1.8 + 0.512 = 2.312 Ом.

R_з < R_доп 2,312_OM <4_OM

Сопротивление заземляющего провода:

R_пp = 2 × r₀ = 2 х 0,62 = 1,24 Ом.

Общее сопротивление на стороне 6 кВ:

R_з.эк. = R^H₃ + R_пp.эк. + R_общ = 1,8+1,24+0,55=3,59 Ом.

Напряжение прикосновения:

U_пр = К_пр × J₃ × R_з.эк.. = 1 × 0,504 × 3,59 = 1,8 В.

U_пр.доп. = 36В, т.е. 36 В > 1,8 В.

Расчётное напряжение прикосновения много меньше допустимого.

На основании расчёта определено, что в центре нагрузок, по периметру необходимо выполнить контур заземления. Для этого нужно на расстоянии 10 м, (согласно расчёту) друг от друга заложить 4 трубы диаметром 100 мм и длиной 10 м в пробуренные скважины глубиной 10м.

В скважины засыпать смесь поваренной соли и песка. Трубы по периметру соединить стальной полосой 50 х 50 х 5. соединение полосы с трубами выполнить сваркой, полосу заложить на глубине 0,5м от планировочной отметки земли.

На отпайках ЛЭП-6 кВ так же, провешивается заземляющий провод АС-35. непрерывность цепи заземления выполняется надёжным болтовым соединением (не менее 2-х болтов на одно соединение).

Заземление передвижных механизмов выполняется с помощью 4-й заземляющей жилы гибкого кабеля. На всех ТП на стороне 0,4 кВ устанавливается реле утечки, а на приключательных пунктах выполняется земляная защита.

Защита от перенапряжений и заземление подстанций, линий электропередач, электрооборудования в разрезе выполняется в соответствии с требованиями ПУЭ-86, «ЕПБ при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом», «Рекомендаций о конструкциях, глубине заложения грунтовых заземлений на объектах ЮЯУК», выполненных Якутским филиалом Красноярского института «ПромстройНИИпроект».

Проектируемые линии электропередачи трассируются в районе среднегодовой продолжительностью гроз от 20 до 40 часов в год (ПУЭ-86), грунты в районе строительства характеризуются повышенным сопротивлением растекания тока.

ВЛ-6 кВ защищаются трубчатыми разрядниками с установкой их на опорах по типовым схемам, все опоры подлежат заземлению с сопротивлением в летнее время не более 10 Ом.

Защита ДЭСот прямых ударов молнии выполняется установкой отдельно стоящего молниеотвода высотой 15 м, а от набегающих волн перенапряжений со стороны линии 6кВ вентильными разрядниками РВС-10 и РВРД-6.

Заземляющие устройства ДЭС выполняются с сопротивлением не более 4 Ом в любое время года.