Загрузка...
Электроснабжение очистного забоя
Содержание:
Введение
1.
характеристика
участка и его горнотехнические данные.
2.
Выбор
рациональной схемы электроснабжения.
3.
Расчет освещения
лавы.
4.
Технические
данные машин.
5.
Выбор
трансформаторной передвижной станции.
6.
Определение токов
нагрузок, выбор кабелей низковольтной сети.
7.
Проверка
кабельной сети по потери напряжения.
8.
Выбор
пускозащитной аппаратуры.
9.
Расчет токов
короткого замыкания.
10.
Выбор
высоковольтного кабеля.
11.
Выбор
высоковольтной ячейки.
12.
Выбор УМЗ.
13.
Расчет
техникоэкономических показателей.
Заключительная часть.
Введение:
В настоящем курсовом
проекте произведен расчет электроснабжения очистного забоя, выбрана
рациональная схема электроснабжения, обеспечены минимальные экономические
затраты на передачу электроэнергии, произведен выбор механизированного
комплекса, для добычи угля.
В качестве
вспомогательного оборудования используются современные насосные станции и
лебедки. С целью обеспечения бесперебойной работы очистного оборудования,
применена новейшая пускозащитная аппаратура. для снижения затрат на кабельную
сеть (протяженность кабельной сети принята с учетом производственной
целесообразности по реальным токовым нагрузкам. С целью защиты обслуживающего
персонала и оборудования, от повышенных токовых нагрузок и утечек произведен
выбор и настройка максимальных значений и реле утечки.
Большое внимание в
курсовом проекте уделено заземлению шахтного оборудования.
1. характеристика
участка и его горнотехнические данные
Добыча угля в очистном
ведется в условиях не опасных по газу и пыли, породы кровли средней
устойчивости и не требуют для их поддержания особых методов упрочнения пород.
Почва пласта имеет
сопротивление смятию, не менее 3,5мна, сопротивляемость пласта резанию не более
300 кн/м.
Температура воздуха в
очистном забое не более 25 . Добыча угля ведется
механизированным комплексом 1МКБ
техническая
характеристика.
Производительность
расчетная т/сут -700-2100
Удельное сопротивление на
1м -400-433
Коэффициент начального
распора -0,8
Коэффициент затяжки
кровли -0,9
Среднее давление на почву
пласта, мПа -1,2
Высота секции крепи, мм -1070-2200
Шаг установки секции, м -1,1
Шаг передвижки секции, м -0,63
максимальное давление в
напорной магистрали мПа -32
Масса секции крепи, кг — 4030
В состав
механизированного комплекса 1КМБ входят: механизированная крепь, очистной
узкозахватный комбайн КШ1КГУ, К88 или 2ГШ68Б с бесцепной системой подачи,
оснащенный реечным ставом 2УКПК с круглой направляющей, забойный конвейер
выполнен на базе СУБ, со сближенными или разнесенными цепями, цепной
кабелеукладчик ЦКН, электрооборудование на 660В, насосная станция СНТ-32.
техническая
характеристика КШ1КГУ комбайн
Диаметр шнека 1250;
1400; 1600мм.
Предел регулирования
высоты исполнительного органа, мм
Нижний 1250 1400 1600
Верхний 2000 2200 2920
Номинальная ширина исполнительного
органа, мм 630 630 630
максимальная скорость
механизма подачи, м/мин 4,4 4,4 4,4
Суммарная номинальная
мощность комбайна, кВт 110 110 110
Номинальное напряжение
электрооборудования комбайна при частоте 50Гц, В 660
Производительность т/мин 2,0 2,6 3,0
Забойный конвейер.
Техническая
характеристика СП87ПМ
Число электродвигателей
2-3
Мощность
электродвигателей 55;110 кВт
Тяговый орган цепь
сварная, круглозвенная
Тип 18*46-Д-15*2
Напряжение 660;1140В
Вспомогательное
оборудование – маневровая лебедка
техническая
характеристика лебедки 1ЛГКНМ1Э – 01
Установленная мощность 15кВт
Система орошения.
Насосная станция СНТ –
32, имеет двигатель высоконапорный насос ВРП – 225МЧ мощностью 55кВт
двигатель подпиточного
насоса 2ВР 100Л2 – 5,5 кВт ; ЦНС – 22
Номинальная мощность кВт
35
Скребковый конвейер по
штреку СП – 202
Мощность
электродвигателя, кВт 55.
2. Выбор
рациональной схемы электроснабжения
При составлении
рациональной схемы электроснабжения учитываются следующие факторы:
Низковольтная аппаратура
должна быть максимально приближена к потребителю. Минимальное расстояние от
окна лавы до энергопоезда 10м, корпус передвижной подстанции отстает от забоя
не более 50м, длина кабеля к комбайну и конвейеру принимается с учетом длины
лавы, расстояния от окна лавы до пускозащитной аппаратуры и 10% провеса. Длина
кабеля к остальным электроприемникам принята с учетом их расположения,
производственной необходимости и 10% провеса. длина высоковольтного кабеля
принята с учетом расположения передвижной подстанции, длины вынимаемого столба
и расположения стационарного распределительного пункта РПП- 6, лина
магистрального кабеля с низкой стороны принимается с учетом минимального
приближения передвижной подстанции к окну лавы -50м, а фактически 27м. Для
обеспечения безопасной работы пускозащитная аппаратура устанавливается на
свежей струе.
3. Расчет
освещения лавы
3.1 Расчет
освещенности ведем точечным методом в качестве осветительных приборов принимаем
светильники ЛУЧ – 2М
техническая
характеристика.
напряжение, В 127
мощность Вт 25
КПД % 40
световой поток лм
1740
Определяем высоту подвеса
светильника h =H – 0.3
H – Высота выработки
h = 1, 8-0, 3=1, 5
Определяем вертикальную
освещенность на забой.
Ев=
С – коэффициент вносящий
поправку на принятое допущение, что световой поток условной точечной лампы
1000лм
С=
Jα- сила света, принятого светильника
=50Кд
К —
коэффициент запыленности светильников =1,2
tg α = α=69 sin = 0.94 cos = 0.35
Ев =
Определяем число
светильников
n
3.2 Определяем
мощность осветительного трансформатора
S=Рφ
Где: Р — мощность принятой лампы, Вт
—
число ламп
=
0,95 — КПД осветительной сети
=0,4
–КПД светильника
φ
=0,5 – коэффициент мощности люминесцентных светильников.
S=
Принимаем в качестве
осветительного трансформатора пусковой агрегат АПШ – 2шт.
S=4кВа
3.3 Расчет сечения и
выбор кабеля осветительной сети
S=
Где: = 4% —потеря напряжения в осветительной сети
с = 8,5 – коэффициент
осветительной сети с равной нагрузкой
М – момент нагрузки для
сети с равномерной нагрузкой на каждую фазу.
М= (LL/2)кВт*м
=*Р
Р=
Где: — суммарная мощность всех светильников
=
0,83 – электрический КПД светильника, учитывающий потери дросселя.
=
Расстояния от
осветительного трансформатора до светильника принимаем l = 20м
М = 0,452(20+) = 38,42 кВт*м
S =
3.4 Длина
осветительной сети
0,1* L + L =143+20 + 163м
Принимаем сечение кабеля
6мм, согласно технической характеристике АПШ
В качестве осветительного
кабеля принимаем КРШЭ 3*6+1*4
4. Технические данные
машин и вспомогательного оборудования
потребители
Тип двиг
Рн1
кВт
Iн(А)
η%
cosφ
Iп(А)
Кол-во
двиг
∑Руст.
комбайн
2ЭДКО4-110
110
125
92,5
0,83
950
1
110
конв.забойн
ЭДКОФВ3/4-42-5
110
118
92,5
0,88
767
2
220
конв.скребк
ВРП225М4
55
63
91,5
0,85
441
1
55
СНТ-32
ВРП225М4
55
61,9
91,5
0,85
433
1
55
лебедка
ВР160S-4
15
17,1
90
0,85
111,4
1
15
УЦНС-22
ВРП200М2
37
41
91,5
0,86
288
1
37
АПШ = 4 кВа
497,5 кВт
5. Выбор
трансформаторной передвижной станции
5.1 Расчет
мощности силового трансформатора осуществляем методом коэффициента спроса
К=0,4+0,6
Где: К- коэффициент спроса, учитывающий
неодновременную работу горных машин
—
средневзвешенный коэффициент мощности электроприемников
=
S
S392,1+4=396,1кВа
S
S
S
Принимаем ТСВП – 400
техническая
характеристика
Sh =400
Jнн = 335А
Jвн.т.ном=38,5А
Ркз=3700Вт
Uкз = 3,5%
Ртр = 0,011Ом
Хтр = 0,0405Ом
6. Определение
токовых нагрузок, выбор кабелей низковольтной сети
6.1 Выбор
магистрального кабеля
Jм.к.=βJнн
β – коэффициент
загрузки ТСВП
β=
Jм.к =0,8*335=265А
Условия выбора кабеля J Jм.к
J — длительнодопустимая токовая
нагрузка на кабель, принимаем;
ЭВТ 3*120+1*10+4*4
6.2 Выбор
гибких кабелей к потребителям
J≥ J J≥ ∑J
Комбайн S = 50мм
конвейер S10мми25мм
Лебедка S16 мм
На комбайн принимаем
кабель КГШ 3*50+1*10+3*4 по механической прочности.
На конвейер (верхний
привод) по механической прочности принимаем
КГЭШ 3*25+1*10+3*4
На конвейер нижнего
привода принимаем по механической прочности
КГЭШ 3*25+1*10+3*4
На конвейер штрека по
механической прочности принимаем
КГЭШ 3*10+1*6+3*2,5
СНТ – 32 принимаем КГЭШ
3*10+1*6+3*2,5
Лебедка – КГЭШ
3*16+1*10+3*4
УЦНС – 22 принимаем КГЭШ
3*10+1*6+3*2,5
потребитель
J ∑J
Кабель
J
Комбайн
125
КГЭШ 3*50+1*10+3*4
220
Конв.лавы(в.п)
118
КГЭШ 3*25+1*10+3*4
147
Конв.лавы(н.п)
118
КГЭШ 3*25+1*10+3*4
147
Конв.скребков
63
КГЭШ3*10+1*6+3*2,5
88
СНТ – 32
68,3
КГЭШ3*10+1*6+3*2,5
88
Лебедка
17,1
КГЭШ 3*16+1*10+3*4
114
УЦНС
41,1
КГЭШ3*10+1*6+3*2,5
88
АПШ
16
КГЭШ3*10+1*6+3*2,5
88
7.
Проверка кабельной сети по потери напряжения
7.1
Проверка по потере напряжения в рабочем режиме
Допустимая потеря
напряжения в низковольтной сети участка, от трансформатора до наиболее мощного
и удаленного потребителя
=
— = 63В
=690В
– вторичная обмотка трансформатора
=
0,95*660 = 627 В – допустимое минимальное на самом мощном потребителе
Фактическая потеря в
низковольтной сети
=
+ +=
32,47
—
потеря в трансформаторе
=β (Ucosφ+
Usin φ)
U*100% =
U=
sin φ=
=
0,78(0,925*0,851+3,37*0,526)
потери в гибком кабеле
наиболее мощного потребителя
=
cosφ+Х)
=
=
0,165*0,081 = 0,0133
потеря напряжения в
магистральном кабеле.
=cosφ+Х
=
Определяем суммарные и
фактические потери
=32,47<63В
7.2
Определение сечения кабеля по потери напряжения
S=
J= 50 м/Ом*мин – удельная проводимость
меди
Определение сечения
магистрального кабеля.
S=
7.3
Проверка кабельной сети в пусковом режиме параметры схемы электроснабжения
должны обеспечивать напряжение на зажимах самого мощного и самого удаленного
привода не менее 0,8от номинального напряжения
Фактическое напряжение на
зажимах самого мощного электродвигателя.
—
напряжение на шинах РПП – 066 до пуска двигателя
т.к. 559В>528В
.,
следовательно кабельная сеть проходит проверку в пусковом режиме
8. Выбор
пускозащитной аппаратуры
В качестве пускозащитной
установки принимаем электромагнитную станцию КУУВ 350, состоящую из 2-х
модулей. капитальные данные выводов в амперах показаны на схеме.
АПШ
ТСВП-400/6 КУУВ 350 1конв КУУВ 350 2
комб
При подключении
потребителей забоя к магнитной станции учитываем следующее: номинальные данные
подключаемых потребителей не должны быть номинального данного вывода.
Должны соблюдаться
условия:
; ;
9. Расчет
токов короткого замыкания
Где: L — фактическая длина кабелей с различными сечениями
жил, м
—
коэффициент приведения
К – число коммутационных
аппаратов, последовательно включенных в цепь к.з., включая автомат, выключатель
ПУПП
l — приведенная длина кабельной линии,
эквивалентная переходным сопротивлениям в точке к.з, и элементов коммутационных
аппаратов.
;
10. Выбор
высоковольтного кабеля
10.1 Выбор
кабеля осуществляется по фактическому току нагрузки
где: 1.1 – коэффициент
резерва
К-
коэффициент отпаек = 0,95
К-
8,69, коэффициент трансформации сети 6/069
У-
фактический ток нагрузки на низкой стороне п/станции
Принимаем кабель ЭВТ
3*16+1*10+4*4
т.к
87>31,8А Соблюдено условие
Проверка выбранного
кабеля на экономическую плотность.
где — нормативное предельное продолжительности
использования максимума нагрузки в год.
Для кабеля марки ЭВТ =2,7А/мм
Ранее выбранный кабель
проходит по экономической плотности
10.2 Проверка выбранного
кабеля по потери напряжения
—
допустимая потеря напряжения в сети 6кВт от ЦПП до передвижной станции, и
составляет 1,5% всей длины кабеля-
=
90В – ране выбранный кабель не проходит по потери напряжения, следовательно
выбираем кабель ЭВТ 3*25+1*10+4*4
11. Выбор
высоковольтной ячейки
11.1 Выбор
ячейки осуществляется по фактическому току нагрузки
Принимаем ячейку КРУВ – 6
с Проверка этой ячейки на электродинамическую
устойчивость.
где — амплитудное
К= I- установившееся
Условие 11.2 — — =0,11с. 9,6кА 11.3 где; — I —максимальный I — номинальный ток в/в кабеля — пусковой ток наиболее мощного
Реле РТМ имеет следующие Принимаем отпайку 9-15 Определяем первичный ток Проверяем выбранную и — ток двухфазного к.з. на шинах 2,2≥1,5- условие выполняется. 12. Выбор 12.1 Выбор Где — пусковой ток наиболее мощного и — сумма номинальных токов всех 895+769=1664А Принимаем токовую уставку 12.2 Выбор уставки для
Выбор уставки для
Выбор становки СНТ
Выбор уставки для лебедки =125А =111А Выбор уставки УЦНС -22 =312А =288А Выбор уставки скребкового =441А 12.3 Проверка К потребитель Тип защиты (А) (А) откл.способ (А) примечание Комбайн КУУВ-350№2 250А 1125 4000 2140 1,9 зашунтир Конв. лавы КУУВ-350№1 250А 875 4000 1834 2 Конв. штрека КУУВ-350№1 250А 500 4000 965 1,9 СНТ – 32 КУУВ-350№1 125А 500 2500 4802 9,6/4 Защит.шунтир.действ.на сигн. Лебедка №2 в №6 63А 125 1500 4730 37,8/4 УЦНС №2 в №6 63А 312 1500 5059 16,2/4,2 В таблице выводы
защита шунтируется и К 13. Расчет 13.1 W — фактическое значение максимальной ; ; — — ч – 1,2-1,4 коэффициент, t = 6ч – число часов работы в смену. = Т – чистое время работы Q – суточная добыча участка в тоннах, L=L – машинная длина лавы т.к. комбайн работает с самозахватом, m – мощность пласта. в – ширина захвата t- время, необходимое для выполнения j – объемный вес угля тонн/м t=мин/м — = — = Р Q=L*m*в*n*j*f; т f = 0,97 – коэффициент извлечения n=(t t- продолжительность смены; t- продолжительность заключительной Т= Т- — — К; Т=130(1,08+0,5)*1,12*1,15=264, n = (360-15)*3/264=3,9≈4 цикла. 13.2 Определение Плату за электроэнергию С= а – плата за каждый а = 0,21 руб, кВт/час С = 0,21*899,9 = 188,9 13.3 Сруб/т кВт, Заключительная Заземление участка Заземление в шахтах Главные заземлители Для устройства местного Для дополнительного Заземление корпусов Заземляющие жилы кабелей Требование ТБ пи Обслуживающий персонал В подземных выработках Запрещено вскрывать, Проверка отсутствия При рассоединенных Список литературы: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8 Волотковский С А. и др. 9. 10. Кораблев А.А. Справочник подземного 11. Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение 12.Яцких В.Г. и др. Горные машины и 13. Взрывобезопасное
1,3- ударный коэффициент на шинах РПП – 6
электродинамической устойчивости выполняется
Проверяем на термическую стойкость тока к.з
односекундный ток термической стойкости
приведенное время действия тока к.з.
≥ — условие термической стойкости выполняется.
Определяем уставку срабатывания реле РТМ. Определяем ток срабатывания реле во
вторичной цепи
= 1,2 -1,4 — коэффициент надежности
коэффициент трансформации
рабочий ток в/в кабеля.
двигателя
отпайки на шкале уставок: 5-9; 9-15; 15-25; 40-80; 80-200
срабатывания защиты
уставку на надежность срабатывания.
все остальные.
вторичной обмотки трансформаторной п/станции
установок максимальной защиты
уставки максимальной защиты п/станции
удаленного двигателя
остальных двигателей
– 1800А
Определяем уставку срабатывания максимальной защиты потребителя
комбайна.
конвейера лавы
1ГКНМ 1Э – 01
конвейера
выбранных уставок на надежность срабатывания
проверенны на отключающую способность токов из возникшей на двигателе у тех
выводов, где не выполнено условие
действует на сигнал. Отключение токов 2-х и 3-х фаз к.з. осуществляет автомат
п/ст, чувствительность его защиты проверена по условию:
технико-экономических показателей электроснабжения участка
Определяем расчеты электроэнергии за сутки
мощности участка
продолжительность работы участка по добычи за сутки.
коэффициент чистого времени
учитывающий дополнительное время работы другого оборудование участка, кроме
комбайна, которые работают продолжительнее выемочной машины.
3 – число смен по добычи за сутки.
выемочной машины за сутки.
без ниш.
комбайна, м.
основной операции по выемке угля на метр длины,
=1,08
средняя скорость подачи комбайна м/мин
энергозатраты на разрушение угля, кВт ч/т
1
угля; n – число циклов за сутки.
операции.
продолжительность цикла.
скорость холостого хода комбайна.
время на вспомогательные операции на 1 метр длины.
— коэффициент учитывающий норматив времени на
отдых и концевые операции.
мин
платы за электроэнергию
определяем по одноставочному тарифу, без учета установленной мощности.
киловатт израсходованной активной энергии.
руб.
Определение технико-экономических показателей
– себестоимость угля,
ч/т – удельный расход угля,
часть
осуществляется с помощью специальных заземляющих устройств.
соединяются с заземляющим контуром. Заземляющий контур выполняется из стальной
полосы, сечением не менее 100 кв.мм.
естественного заземления электрооборудования номинальным напряжением выше 127В
переменного и 110В постоянного, необходимо использовать не менее трех смежных
или отдаленных рам металлокрепи, соединенных между собой металлическим
проводником (тросом) из стали сечением не менее 50кв. мм, имеющих связь с
другими рамами крепи посредством распорных элементов.
заземления аппаратов защиты от токов утечки допускается использовать в качестве
заземлителя одну раму металлокрепи, выбранную на удалении не менее 5 м. от рам, используемых в качестве защитного заземления.
электрооборудования должно осуществляться с помощью наружного заземляющего
зажима, к которому должен присоединяться проводник сети с заземлением.
присоединяются к внутренним заземляющим зажимам кабельных вводов,
предусмотренным в этом оборудовании. Для заземления подстанции подходит кабель
ЭВТ, он имеет заземляющую жилу, присоединенную к общешахтной сети заземления и
к внутреннему заземляющему зажиму корпуса подстанции. наружный зажим
присоединен заземляющим тросом к рамам крепи, как было сказано ранее.
Низковольтная часть подстанции имеет свое заземление (дополнительное), все
пускатели заземлены по жиле кабеля ЭВТ. От них кабель КГЭШ идет к конвейеру и к
комбайну так же, как и к подстанции в нем есть: заземляющая жила, и в каждой
машине есть заземляющий зажим, к которому она присоединяется.
управлении машинами и механизмами.
должен подробно знать принципиальные и монтажные электрические схемы
управления, конструктивные особенности всех элементов, применяемой аппаратуры.
Для предупреждения ошибок персонала в цепи управления должны иметься исправные
блокировки. При дистанционном и автоматическом управлении электроустановками
напряжением выше 1кВт должна быть установлена автоблокировка, не допускающая
включения установок с пониженным сопротивлением изоляции относительно земли.
При наличии нескольких постов управления для включения одной и той же машины в
электросхемах должна быть предусмотрена блокировка (исключающая одновременную
подачу напряжения с двух мест). Машины с многодвигательным приводом при наличии
нескольких аппаратов для управления отдельными двигателями должны иметь
групповой аппарат, полностью отключающий все цепи приводов.
следует применять электроаппаратуру только в рудничном исполнении. При
напряжении до1кВт запрещено использовать пускозащитные аппараты содержащие
масло или другую горящую жидкость, за исключением контроллеров и реостатов в
несгораемых машинных камерах. Недопустима эксплуатация аппаратов при
неисправных средствах взрывозщиты, блокировках. нельзя изменять заводскую
конструкцию электроаппаратов, электрические схемы управления. каждый
пускозащитный аппарат должен иметь четкую надпись с указанием включения
электрооборудования и установки срабатывания реле максимальной токовой защиты.
Вся аппаратура должна быть опломбирована личной пломбой. В тупиковой выработки
допускается установка электрических аппаратов, для управления и защиты
электроприемников только тупика. Их группируют в распределительные пункты, они
получают питание от отдельного группового аппарата, стоящего на свежей струе.
Открывать и ремонтировать можно только лицам, имеющим соответствующую
квалификацию и право на производство таких работ. При эксплуатации магнитных
пускателей необходимо помнить, что при отключении разъединителя его неподвижные
контакты и проходные зажимы сетевого отделения остаются под напряжением.
поэтому вскрывать крышки можно только после отключения аппаратов подающих
напряжение на пускатель АВ.
регулировать и ремонтировать элементы, встроенные в управление и защиты
магнитных пускателей (эти работы производятся на поверхности).
напряжения на токоведущих частях электрооборудования должна проводиться дважды:
предварительно до вскрытия оболочки и повторно после. Один раз визуально,
второй раз использую указатель напряжения в диэлектрических перчатках.
штепсельных разъемах к каждой аппаратуре прилагается формуляр, который содержит
общие указания, предписывающие перед вводом пускателя в эксплуатацию
внимательное ознакомление с техническим описанием и инструкцией по
эксплуатации.
Правила
безопасности в угольных и сланцевых шахтах.- М.: Недра, 1995. -224 с
Правила
технической эксплуатации угольных сланцевых шахт.-М.: Недра, 1986.
Прогрессивные
технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. 2 части.- М.:
Минуглепром, 1979.
Медведев ПД. Электрооборудование
и электроснабжение горных предприятий.- М.: Недра, 1988. — 356с
Медведев Г.Д. Электрооборудование
и электроснабжение горных предприятий.- М.: Недра, 1980. -365с.
Беккер Р.Г. и др.
Электрооборудование и электроснабжение участка шахты.- М.: Недра, 1983.-503с.
Правила техники безопасности
при эксплуатации электроустановок.- М.: Энергоатомиздат, 1986.
Электроснабжение угольных шахт.- М.: Недра,1984.-376с
Дзюбан B.C. и др. Справочник энергетика угольной шахты.- М.: Недра,
1983. -542c.
электрослесаря.- М.: Недра,1985. -319
подземных разработок угольных шахт.- М.: Недра, 1975.
комплексы.- М.: Недра, 1984.
электрооборудование на 1140 В для угольных шахт. Под ред. Траубе Е.С. — М.:
Недра, 1982. – 285с.
Учебная работа. Электроснабжение очистного забоя