олученное значение подставляем в формулу 2.5

В качестве осветительного кабеля принимается гибкий экранированный кабель типа КГЭШ 3 ´ 4 + 1 ´ 2,5

S = 4мм² что > 3мм².

Определяем момент нагрузки для светильников лавы (2.6) где L_о = 50м – шаг передвижки РПП – НН

Значение М_л подставляем в формулу 2.5 и определяем сечение осветительного кабеля для лавы:

В качестве осветительного кабеля применяется гибкий кабель типа КГЭШ 3 ´ 10 + 1 ´ 2,5 S=10мм² > 6,7мм²

 

2.3 Расчет и выбор

передвижной подстанции

 

Для понижения подводимого напряжения с 6000В до рабочей величины 660В предусматривается установка на участке сухой передвижной подстанции типа ТСВП.

Для определения расчётной мощности силового трансформатора составляется нагрузочная таблица 2.1, в которую заносятся технические данные всех потребителей на участке.

Определяем расчётную мощность силового трансформатора:

(2.7)

где К_с – коэффициент спроса для механизированного комплекса

определяется:

где Р_макс = 180кВт – наибольшая мощность одного из потребителей;

Cos j_ср = 0, 6 – средний коэффициент мощности всех потребителей, для наклонных и пологих пластов.

S_{расч.осв.} = 4,85кВ * А

Из справочника выбирается участковая передвижная подстанция типа ТСВП с номинальной мощностью трансформатора S = 630кВ * А.>540,35кВ*А

 

 

Технические данные принятой подстанции заносятся в таблицу 2.1

 

Таблица 2.1

Тип   ПУПП	S КВ*А	Uн, В	Iн, А	Рк.з. кВт	Uк.з. %	Rтр Ом	Хтр Ом	Тип   АВ
Uн1	Uн2	Iн1	Iн2
ТСВП-630/6				60,6		4,7	3,5	0,0057	0,023	A3742БТ-3

 

2.4 Расчет кабельной сети и

выбор пускозащитной

аппаратуры

 

Составляется принципиальная схема электроснабжения участка с указанием типов принятого электрооборудования, принятых сечений кабелей, типов и длин кабелей, уставок максимальной защиты, величины двухфазовых токов короткого замыкания в каждой точке на схеме.

Расчёт и выбор высоковольтного кабеля от ЦПП до ПУПП

Определяется расчётный длительный ток, протекающий в высоковольтном кабеле:

(2.8)

где S_расч = 540,35кВ * А – расчётная мощность силового трансформатора;

Из справочника (Жездрин стр. 34, табл. 4.11) предварительно принимается 4-х жильный кабель типа ЭВТ 3 ´ 16 + 1 ´ 10 с I_доп = 87А, что > 52А.

Расчёт и выбор магистрального кабеля от ПУПП до РПП–НН

В качестве магистрального кабеля принимается полу гибкий кабель марки ЭВТ, сечение жил которого выбирается по длительному току от общей нагрузки.

Определяется ток в магистральном кабеле:

где S_расч = 540,35 – расчётная мощность силового трансформатора.

Исходя из расчётного тока, по справочнику принимается кабель типа ЭВТ.

Принимаются 2 кабеля на параллельную работу

2 *ЭВТ 3´95+1´10 +4х4, I_доп = 460А> І_м.к. = 452,7А
Общее сечение жил S_м.к. = 2 • 95мм² = 190мм²

 

Расчёт и выбор кабелей для всех потребителей на участке

Для всех остальных потребителей выбираются гибкие семижильные кабели типа КГЭШ.

Для комбайна сечение кабелей будет определяться по номинальному току электродвигателей:

I_н = 218А

Из таблицы 4.13 (стр. 35 Жездрин) принимается кабель КГЄШ 3х70+1х10+3х2,5 с I_доп = 250А> 218А

 

Определяется длина гибкого кабеля для струга:

L_г.к. = 1, 1 • (L_рпп+ L_лавs) = 1, 1 • (50+170) = 242м

где L _РПП = 50м – расстояние переноски РПП.

 

L_лавы =170м – длина лавы

Выбор сечение кабелей для остальных потребителей проводится аналогично, и данные выбора заносятся в таблицу 2.2.

 

Длину кабеля для ВСП определяем по формуле

L_ВСПвен= L_г.к.ком+10м =242 +10 = 252м

 

L_ВСПотк= 1,1 • L_РПП =1,1 • 50=55м

 

Длина остальных кабелей выбирается из выражения:

L_г.к. = 1, 1 • L_РПП = 1, 1 • 50 = 55м.

 

 

Результаты заносим в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2

Наименование потребителей	Iн, А	Тип и сечение Кабелей	Iдоп, А	Длина,м
РПП-НН	450,5	2ЭВТ 3*95+1*10+4х4
Комбайн К103 ВСП		КГЭШ 3*70+1*10+3*2,5 КГЭШ 3*35+1*10+3*2,5		252/55
Конвейеро – СП202		КГЭШ 3*20+1*10+4*4
Оросительная установка 1УЦНС-13		КГЭШ 3*10+1*10+4*4
Насосная станция СНТ-32	66,4	КГЭШ 3*10+1*10+4*4
Перегружатель КСП-2Н		КГЭШ 3*10+1*10+4*4
Освещение лавы	10,2	КГЭШ 3*10+1*6
Освещение штрека	11,8	КГЭШ 3*4+1*2,5

 

 

Проверка кабельной сети на падение напряжения при нормальном режиме

Падение напряжения определяется во вторичной обмотке трансформатора, в магистральном кабеле и гибком кабеле комбайна фактические потери не должны превышать допустимых.

Рисунок 2.1

 

DU_доп ³ DU_тр + DU_мк + DU_г.к. В

DU_доп =63; (U _н = 660В)

Определяются потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора:

(2.9)

где С_расч. = 540,35кВ * А – расчётная мощность трансформатора;

S_н. =630кВ *А – номинальная мощность трансформатора;

U_а. =0,7% - активная составляющая короткого замыкания;

(2.10)

Р_к.з. = 4,7кВт – потери мощности при коротком замыкании;

Cos j_ср = 0,6 – средний коэффициент мощности;

U_р. = 3,4% - реактивная составляющая короткого замыкания;

(2.11)

S i n j_ср = 0,45 – средний синус угла;

U_н.о. = 690В – напряжение холостого хода трансформатора;

Определяются потери напряжения в магистральном кабеле:

DU_м.к. = Ö3 • I_м.к. (R_м._к. • Cos j_ср + Х_м.к. • Sin j_ср); (2.12)

где I_м.к. = 452,7А – ток в магистральном кабеле;

R_м.к. – активное сопротивление в магистральном кабеле;

R_м.к. = (R₀ • l_м.к.)/2 =(0,194 • 0,158)/2= 0,015 Ом; (2.13)

R₀=0,194 – активное сопротивление одного км. магистрального кабеля;

L_м.к.= 0,158км – длина магистрального кабеля;

Х _м.к. – индуктивное сопротивление кабеля;

Х_м.к. = (Х₀ • L_м.к.)/2 = 0,005 Ом; (2.14)

Х₀ = 0,06 – индуктивное сопротивление одного км. кабеля;

DU_м.к. = 1,73 • 452,7(0,015 • 0,6 + 0,005 •0,45) = 8,8В

Определяется потери напряжения в гибком кабеле комбайна:

DU_г.к. = Ö3 • I_г.к. (R_г.к. • Cos j_ср + Х_г.к. • Sin j_ср);

где R_г.к. = R₀ • L_г.к. = 0,281 • 0,25 = 0,07 Ом;

Х_г.к. = Х₀ • L_г.к. = 0,079 • 0,25 = 0,02 Ом;

DU_г.к. = 1,73 • 218 (0,07 • 0,6 + 0,02 • 0,45) = 19,2В.

Определяется общие фактические потери:

DU_общ.= DU_тр+DU_м.к.+DU_г.к.= 11,6+8,8+19,2=39,6В.

DU_общ. = 39,6В < DU_доп. = 63 В.

Принятые сечения кабелей на падение напряжения проходят.

 

Проверка кабельной сети на падение напряжения при пуске комбайна

При пуске комбайна напряжение в сети снижается. Для обеспечения надёжной работы электрооборудования необходимо чтобы напряжение снижалось не более чем на 20% от номинальной величины:

U_пус = 0,8 • 660 = 528В

Определяется фактическое напряжение в сети при пуске электродвигателя струга:

(2.15)

где U_н = 660В – номинальное напряжение в сети;

DU_н.р.– потери напряжения в трансформаторе и магистральном кабеле при нормальной работе всех потребителей без струга;

(2.16)

где SR_н.р. – суммарная мощность двигателя струга;

^∑Р_н.р.=SР_уст – Р_н.дв = 535,5 – 180 = 355,5кВт;

SР_уст = 535,5кВт – суммарная установленная мощность;

Р_н.дв = 180кВт – номинальная мощность двигателя комбайна;

R_тр = 0,0057 Ом – активное сопротивление трансформатора;

Х_тр = 0,023 Ом – индуктивное сопротивление трансформатора;

In = 580А – пусковой ток двигателя струга;

n = 2 – количество двигателя струга;

SR – суммарное активное сопротивление;

SR = R_тр+ R_м.к. + R_г.к. = 0,0057 + 0,015 + 0,07 = 0,0907 Ом;

Cos jn = 0,49 – пусковой коэффициент мощности электродвигателя струга;

SХ – суммарное индуктивное сопротивление;

SХ = Х_тр + Х_м.к. + Х_г.к.=0,023 + 0,005 + 0,02=0,048 Ом;

Sin jn = Ö1 – Cos² jn = Ö1 – 0.49² = Ö0.76 = 0.87

Sin jn – синус пускового угла.

Все полученные значения подставлены в формулу 2.15 и определяем фактическое пусковое напряжение:

Остаточное напряжение при пуске комбайна больше допустимого:

U_n.фак = 532,3В > 528В.

2.5 Расчет и выбор токовой

защиты потребителей

 

Для управления и защиты электрооборудования механизированного комплекса в качестве РПП – НН принимается МСУ типа КУУВ – 350, которая состоит из двух полукомплектов, каждый рассчитан на номинальный ток I_ном = 350А.

МСУ выбирается по общему току подсоединённых потребителей каждому полукомплекту и проверяется по трёхфазному току.

Определяется общий ток комбайнового полукомплекта: I_н.общ=åI_н.ком+å I_ВСП= 340А;

I_н.2к=350А>I_н.общ=340А

Полукомплект по току проходит.

Для конвейерного комплекта:

I_н.общ=åI_н.кон+åI_н.масл.+I_{н.ор.уст}+ I_{н.перегр.}=122+66,4+32+51=271,4А
I_н.1к=350А>I_н.общ=271,4А

Полукомплект по току проходит.

Для отдельных потребителей выбираются магнитные контакторы маркировка которых заносится в таблицу:

Для К103 – КТУ 4010 с I_н.=250А, что > I_н.=218А

Для ВСП - КТУ 4010 с I_н.=250А, что > I_н.=122А

Для СП 202 - КТУ 4010 с I_н.=250А, что > I_н.=122А

Для КСП-2Н - КТУ 4010 с I_н.=250А, что > I_н.=51А

Для 1УЦНС-13 КТУ 2000 с I_н.=63А, что > I_н.=32А

Для СНТ-32 КТУ 4010 с I_н.=250А, что > I_н.=66,4 А

Выбор уставок максимальной защиты блоков ПМ3 производятся согласно ПБ.

Определение токовой уставки для автоматического выключателя в ПУПП и МСУ:

I_уст ³ I_{пуск дв} + SI_н.ост ³ 1018 + 393,4 ³ 1411,4 (2.17)

где I_{пуск дв} = 1018 А – пусковой ток двигателей комбайна;

SI_н.ост – суммарный номинальный ток всех остальных потребителей;

SI_н.ост = SI_н.общ – I_н.дв = 393,4 А;

Из характеристики автомата выбирается ближайшая стандартная уставка:

I_уст = 1600А.

Переключатель реле настраивается на цифру 5.

Определяется уставка для защиты электродвигателя комбайна:

I_уст ³ SI_пус.дв ³ 1018А (2.18)

где SI_пус.дв = 1018А – пусковой ток двигателя комбайна

 

Принимается ближайшая большая стандартная установка:

I_уст = 1125А

Переключатель реле устанавливается на цифру 6.

Определяем уставку защиты ВСП

I_уст ³ S_{Iпус.ВСП} ³ 918А

где S_{Iпус.ВСП} = 918А – пусковой ток двигателей ВСП.

Принимаем стандартную большую уставку

 

I_уст = 1000А

Переключатель реле устанавливается на цифру 5.

Для конвейера принимаем такую же уставку.

Выбор производим аналогично.

Выбор установок для всех остальных силовых потребителей выбираются аналогично и данные выбора заносятся в таблицу 2.4.

Для защиты осветительной сети в штреке величина уставки осветительного агрегата АОС – 4:

I_уст ³ 1,25*Iн. ³ 1,25 * 11,8 ³ 14,7 А;

где Iн = 11,8 А номинальный ток осветительной сети для штрека.

Нормальная уставка в аппарате АОС – 4 равна:

I_уст = 15А

Что больше 14,7 А.

Определяется уставка для защиты освещения в лаве:

I_уст ³ 3 * 10,2³ 30,6А

Принимаем стандартную уставку для защиты освещения в лаве равную I_уст = 35А

2.6 Общее заземление

Заземлению подлежат металлические части электротехнических устройств, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие, расположенные в выработках в которых имеются электрические установки и проводки.

Данное требование не распространяется на металлическую крепь, не токоведущие рельсы, а также на оболочки отсасывающих кабелей электровозной контактной откатки.

В подземных выработках шахты должна устанавливаться общая сеть заземления, к которой должны присоединяться все объекты, подлежащие заземлению, а также главные местные заземлители.

Заземление должно выполняться в соответствии с «Инструкция по устройству, осмотру и измерению сопротивления шахтных заземлителей».

Общая сеть заземления должна создаваться путем соединения между собой сеть металлических оболочек и заземляющих жил кабелей, независимо от величины напряжения, с присоединением их к главным и местным заземлителем.

К главным заземлителям должны присоединяться общая сеть заземления каждого горизонта.

Для этого используется броня силовых кабелей, проложенных между горизонтами.

Для защиты от накопления зарядов статического электричества в шахте одиночные металлические детали вентиляционных труб, изготовленных из электризующихся материалов а также металлические воздухопроводы. Подлежат заземлению в соответствии с требованиями «Инструкции по устройству, осмотру и измерению сопротивления шахтных заземлителей».

Главные заземлители шахты должны устанавливаться в зумпфе и водосборнике, резервирующие друг друга в случае осмотра или ремонта.

Для местных заземлений должны устанавливаться искуственные заземлители в водоотливных канавках, или других пригодных для этого местах.

Для заземлителей в зумпфах и водосборниках должны применяться стольные листы площадью не менее 0,75 м² и толщиной не менее 5мм.

Каждая соединительная муфта, кроме соединительных муфт гибких кабелей, питающих передвижные машины, должна иметь местное заземление и соединяться с общей сетью заземления шахты.

Допускается для сети стационарного освещения устанавливать местное заземление не на каждой муфте или светильнике, а через 100 м кабельной сети.

Для аппаратуры и кабельных муфт телефонной связи на участках сети с кабелями без брони допускается местное заземление без соединения с общей сетью.

Заземление корпусов передвижных машин, забойных конвейеров, аппаратов установленных в забое и светильников, подсоединенных к сети гибкими кабелями, осуществляется посредством соединения их с общей сетью заземления при помощи заживляющей жилы кабеля.

Заземляющие жилы с обеих сторон должны присоединяться к внутренним заземляющим зажимам в кабельных муфтах и в водных устройствах.

Автоматических контроль заземления корпусов передвижных машин забойных конвейеров предусматривается в схемах управления пускателями, подающими напряжение на эти машины.

Общее переходное сопротивление сети заземления, измеренное как у наиболее отдаленных от главных заземлителей, так и у любых других заземлителей, не должны превышать 2 Ом.

Электрическое сопротивление заземляющих проводов между каждой передвижной машиной и местом ее подсоединения к общей заземляющей сети не должно превышать 1 Ом.

В период, когда по заземляющей сети протекают искроопасные токи, в местах нарушения контактов могут появиться искры. В такие моменты не один вид взрывозащиты применяемый для силовых цепей, не может предотвратить взрыв, если в этом месте появился метан взрывчатой концентрации, заземляющая сеть становиться опасной и чем быстрее будет отключена поврежденная силовая сеть, тем вероятнее совпадение возможного искрения в заземляющей сети с появлением в этом месте опасной концентрации будет меньше.

Более радикальным средством предотвращения взрыва является применение кабелей с заземляющими жилами, используемыми для шунтирования открытой заземляющей сети и ее наружных контакторных соединений.