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 Lо = 50м – шаг передвижки РПП – НН
Значение Мл 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 Кс – коэффициент спроса для механизированного комплекса
определяется:
где Рмакс = 180кВт – наибольшая мощность одного из потребителей;
Cos jср = 0, 6 – средний коэффициент мощности всех потребителей, для наклонных и пологих пластов.
Sрасч.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 Sрасч = 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 Iдоп = 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 Sрасч = 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, Iдоп = 460А> Ім.к. = 452,7А
Общее сечение жил Sм.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:
Iн = 218А
Из таблицы 4.13 (стр. 35 Жездрин) принимается кабель КГЄШ 3х70+1х10+3х2,5 с Iдоп = 250А> 218А
Определяется длина гибкого кабеля для струга:
Lг.к. = 1, 1 • (Lрпп+ Lлавs) = 1, 1 • (50+170) = 242м
где L РПП = 50м – расстояние переноски РПП.
Lлавы =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
LВСПвен= Lг.к.ком+10м =242 +10 = 252м
LВСПотк= 1,1 • LРПП =1,1 • 50=55м
Длина остальных кабелей выбирается из выражения:
Lг.к. = 1, 1 • LРПП = 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
DUдоп ³ DUтр + DUмк + DUг.к. В
DUдоп =63; (U н = 660В)
Определяются потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора:
(2.9)
где Срасч. = 540,35кВ * А – расчётная мощность трансформатора;
Sн. =630кВ *А – номинальная мощность трансформатора;
Uа. =0,7% - активная составляющая короткого замыкания;
(2.10)
Рк.з. = 4,7кВт – потери мощности при коротком замыкании;
Cos jср = 0,6 – средний коэффициент мощности;
Uр. = 3,4% - реактивная составляющая короткого замыкания;
(2.11)
S i n jср = 0,45 – средний синус угла;
Uн.о. = 690В – напряжение холостого хода трансформатора;
Определяются потери напряжения в магистральном кабеле:
DUм.к. = Ö3 • Iм.к. (Rм.к. • Cos jср + Хм.к. • Sin jср); (2.12)
где Iм.к. = 452,7А – ток в магистральном кабеле;
Rм.к. – активное сопротивление в магистральном кабеле;
Rм.к. = (R0 • lм.к.)/2 =(0,194 • 0,158)/2= 0,015 Ом; (2.13)
R0=0,194 – активное сопротивление одного км. магистрального кабеля;
Lм.к.= 0,158км – длина магистрального кабеля;
Х м.к. – индуктивное сопротивление кабеля;
Хм.к. = (Х0 • Lм.к.)/2 = 0,005 Ом; (2.14)
Х0 = 0,06 – индуктивное сопротивление одного км. кабеля;
DUм.к. = 1,73 • 452,7(0,015 • 0,6 + 0,005 •0,45) = 8,8В
Определяется потери напряжения в гибком кабеле комбайна:
DUг.к. = Ö3 • Iг.к. (Rг.к. • Cos jср + Хг.к. • Sin jср);
где Rг.к. = R0 • Lг.к. = 0,281 • 0,25 = 0,07 Ом;
Хг.к. = Х0 • Lг.к. = 0,079 • 0,25 = 0,02 Ом;
DUг.к. = 1,73 • 218 (0,07 • 0,6 + 0,02 • 0,45) = 19,2В.
Определяется общие фактические потери:
DUобщ.= DUтр+DUм.к.+DUг.к.= 11,6+8,8+19,2=39,6В.
DUобщ. = 39,6В < DUдоп. = 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:
Uпус = 0,8 • 660 = 528В
Определяется фактическое напряжение в сети при пуске электродвигателя струга:
(2.15)
где Uн = 660В – номинальное напряжение в сети;
DUн.р.– потери напряжения в трансформаторе и магистральном кабеле при нормальной работе всех потребителей без струга;
(2.16)
где SRн.р. – суммарная мощность двигателя струга;
∑Рн.р.=SРуст – Рн.дв = 535,5 – 180 = 355,5кВт;
SРуст = 535,5кВт – суммарная установленная мощность;
Рн.дв = 180кВт – номинальная мощность двигателя комбайна;
Rтр = 0,0057 Ом – активное сопротивление трансформатора;
Хтр = 0,023 Ом – индуктивное сопротивление трансформатора;
In = 580А – пусковой ток двигателя струга;
n = 2 – количество двигателя струга;
SR – суммарное активное сопротивление;
SR = Rтр+ Rм.к. + Rг.к. = 0,0057 + 0,015 + 0,07 = 0,0907 Ом;
Cos jn = 0,49 – пусковой коэффициент мощности электродвигателя струга;
SХ – суммарное индуктивное сопротивление;
SХ = Хтр + Хм.к. + Хг.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:
Un.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 Iном = 350А.
МСУ выбирается по общему току подсоединённых потребителей каждому полукомплекту и проверяется по трёхфазному току.
Определяется общий ток комбайнового полукомплекта: Iн.общ=åIн.ком+å IВСП= 340А;
Iн.2к=350А>Iн.общ=340А
Полукомплект по току проходит.
Для конвейерного комплекта:
Iн.общ=åIн.кон+åIн.масл.+Iн.ор.уст+ Iн.перегр.=122+66,4+32+51=271,4А
Iн.1к=350А>Iн.общ=271,4А
Полукомплект по току проходит.
Для отдельных потребителей выбираются магнитные контакторы маркировка которых заносится в таблицу:
Для К103 – КТУ 4010 с Iн.=250А, что > Iн.=218А
Для ВСП - КТУ 4010 с Iн.=250А, что > Iн.=122А
Для СП 202 - КТУ 4010 с Iн.=250А, что > Iн.=122А
Для КСП-2Н - КТУ 4010 с Iн.=250А, что > Iн.=51А
Для 1УЦНС-13 КТУ 2000 с Iн.=63А, что > Iн.=32А
Для СНТ-32 КТУ 4010 с Iн.=250А, что > Iн.=66,4 А
Выбор уставок максимальной защиты блоков ПМ3 производятся согласно ПБ.
Определение токовой уставки для автоматического выключателя в ПУПП и МСУ:
Iуст ³ Iпуск дв + SIн.ост ³ 1018 + 393,4 ³ 1411,4 (2.17)
где Iпуск дв = 1018 А – пусковой ток двигателей комбайна;
SIн.ост – суммарный номинальный ток всех остальных потребителей;
SIн.ост = SIн.общ – Iн.дв = 393,4 А;
Из характеристики автомата выбирается ближайшая стандартная уставка:
Iуст = 1600А.
Переключатель реле настраивается на цифру 5.
Определяется уставка для защиты электродвигателя комбайна:
Iуст ³ SIпус.дв ³ 1018А (2.18)
где SIпус.дв = 1018А – пусковой ток двигателя комбайна
Принимается ближайшая большая стандартная установка:
Iуст = 1125А
Переключатель реле устанавливается на цифру 6.
Определяем уставку защиты ВСП
Iуст ³ SIпус.ВСП ³ 918А
где SIпус.ВСП = 918А – пусковой ток двигателей ВСП.
Принимаем стандартную большую уставку
Iуст = 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:
Iуст 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:
Iуст = 15А
Что больше 14,7 А.
Определяется уставка для защиты освещения в лаве:
Iуст ³ 3 * 10,2³ 30,6А
Принимаем стандартную уставку для защиты освещения в лаве равную Iуст = 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.
