Электроснабжение. 
Открытая разработка Кировского угольного месторождения. 
Вскрышные работы

Электроснабжение «Кировского» угольного разреза осуществляется через подстанцию 35/10 кВт от центральных электрических сетей. Подстанция укомплектована двумя силовыми трансформаторами 35/10 кВт мощностью 400 кВт, исходя из расчетов ниже приведенных.

Таблица № 13. Основные типы потребителей электроэнергии.

Главная трансформаторная подстанция является стационарным сооружением, рассчитанным на весь срок существования карьера. Поэтому при выборе ее местоположения следует учитывать развитие горных работ.

Распределительное устройство 35 кВт сооружается открытым с установкой понизительных трансформаторов, а распределительное устройство 4 кВт устанавливается в здании. Кроме того в здании устанавливается щит релейной защиты, сигнализации и трансформаторы собственных нужд.

Электроэнергия, питающая электроприемники карьера, поступает по ЛЭП-4кВ к комплектным высоковольтным ячейкам ЯКНО — установленных, на санях расположенным на территории карьера.

Для распределения электроэнергии по уступам карьера целесообразно применять передвижные распределительные устройства. Применение передвижных РУ уменьшает капитальные затраты на сооружение линий 3−6 кВт, и позволяет при необходимости быстро перемещать их по уступам, с одной площадки на другую.

Выбор мощности питающих трансформаторов участковой подстанции Исходными факторами, определяющими мощность трансформаторов, являются категории присоединенных приемников электроэнергии по требуемой степени надежности электроснабжения. При отсутствии потребителей первой категории ограничение минимума числа трансформаторов отсутствует.

Выбор числа и мощности трансформаторов должен производиться на основании технико-экономических расчетов.

Для питания потребителей второй и третей категорий предусматривают, как правило, однотрансформаторные подстанции. Надежность питания наиболее ответственных приемников второй категории обеспечивается резервированием мощности по перемычкам на вторичном направлении.

При необходимости увеличения трансформаторной мощности в связи с расширением или реконструкцией карьера вопрос об установке дополнительного трансформатора или замены на более мощный следует решать на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Выбор мощности питающих трансформаторов.

1. Для потребителей типа ЭО-6123:

Мощность Рэ = 186 кВт.

= 122 кВА, Где Cos? — средний коэфф. мощности всех приемников — 0,92.

Ксп — коэфф. спроса — 0,6.

Выбираем трансформатор ТМ-160.

2. Для СБР-160:

Кс = 0,65; мощность станка — 46 кВт.

= 32,5 кВА Выбираем ТМ-40.

3. Для сварочного аппарата = 15 кВт Кс =коэффициент спроса — 0,75, тогда.

= 12,2 кВА.

4. Напряжение на зажимах электродвигателей при пуске.

= 0,35 кВА, где UHOM — номинальное напряжение — 0,4кВ Расчет сопротивления низкого напряжения.

= 235,2 А, Где Р? H — сумма мощностей всех источников — 247 кВт Выбор типа кабеля и способа прокладки Передача электроэнергии от источника питания и распределение ее между потребителями осуществляется с помощью электрических сетей, т. е. электросеть объединяет для совместной работы электростанцию и потребителей.

Провода воздушной линии изготавливают из алюминия. По конструкции провода — многопроволочные из одного металла.

Изоляторы воздушных линий — штыревого типа фарфоровые — ШС для линии до 1000 В.

Для крепления проводов к изоляторам и изоляторам к опорам применяют линейную арматуру.

Опоры воздушных линий изготавливают из древесины.

Деревянные опоры применяют на линиях напряжением до 110 кВт включительно. Основные достоинства этих опор — малая стоимость и простота изготовления Кабельные линии. По числу жил — трехжильные. Существуют два вида кабельных линий:

• а) магистральная — изготовляется из алюминия, рассчитана на высокое напряжение — 6 кВт
• б) гибкий кабель — предназначается для подачи электроэнергии от ТП к электроприемникам напряжения — 0,4 кВт (< 1000В) Прокладка кабельной линии в траншеях, туннелях или блоках, а так же в каналах со съемными крышками или плитами.

Прокладка кабельной линии наиболее экономична по капитальным затратам и расходу цветного металла.

Расчет кабельной сети приемников.

— для станка СБР-160:

= 44 A.

22 мм²

Вывод: исходя, из полученных данных выбираем кабель КГХЛ.

Выбор гибких кабелей для ЭО-6123.

=141 A.

69 мм²

Вывод: исходя, из полученных данных выбираем кабель КГХЛ.

Выбор гибкого кабеля для сварочного аппарата:

P?H — 15 кВт.

= 12 А.

7 мм²

Потеря напряжения в трансформаторе:

?Uтр (%) = ?(Uka•cos?2+Ukp•sin ?2).

Uka — напряжение короткого замыкания активное.

= 12 B = 3%.

SН — потеря мощности ТМ-400.

Uкр = vU2к-U2ka = v3502−122 = 299 B = 75%.

SH — номинальная мощность трансформатора — ТМ-400 = 400кВА.

I2?H — сумма токов при UH-0,4.

= 390 A.

I2 = 197 А — сумма всех токов.

= 0,50.

?Ump (%) = 0,52•(3•0,92+75•0,39) = 15%.

Потеря напряжения в трансформаторе:

= 60 B.

Потеря напряжения в гибком кабеле:

=v3•Iгк•(Rгк•cos?+Xгк•sin?)=v3 •166,8•(0,28•0,92+0,08•0,39)= 83,4 B.

Iгк= 166,8 А.

R — активное сопротивление — 0,28 Ом;

Х — реактивное сопротивление — 0,08 Ом.

Потеря напряжения в магистральном кабеле:

• ?Uмк = ?Uдоп•(?Uтр+?Uгк)
• ?Uдоп=0,8Uн; ?Uн=4,8 кВ;
• ?Uмк = 4,8•(0,0068+0,0834)= 0,43 кВ

для нормальной работы необходимо :

• ?Uтр+?Uмк+?Uгк? ?Uдоп;
• 830,4 В?4800 В — таким образом условия выполняются.

Проверка условий.

I — ток в магистральном кабеле во всех двигателях кроме запускаемого ЭО-6123:

= 40 А.

• ?UHP — потеря напряжения от прочих работающих двигателей при номинальном напряжении в тех участках сети через которые подключи запускаемый электродвигатель:
• ?Uнр = v3 х 400(0,46•0,92 + 0,08•0,39)? 54,4 В

Rгк; Хгк — сопротивления магистрального кабеля трансформатора R- 0,46, Х- 0,08 Cos?=0,92; Sin? =0,39.

= 42 B.

Расчет токов КЗ В карьерных сетях сопротивление защитного напряжения определяется:

= 3,70 Ом,.

Uпр.доп — допустимое напряжение прикосновения, В;

Кпр — коэфф. прикосновения для карьерных сетей;

Iз — емкостной ток однофазного замыкания на землю, А.

Общее сопротивление заземлительного устройства складывается из сопротивления заземлителя и сопротивления проводников.

Rзу = Rз-?Rпр = 3,7 — 0,7 = 3 Ом,.

= 0,7 Ом.

Где? = 0,0352 Омудельное сопротивление стали;

lпр= 400 м — длина провода до максимально удаленного экскаватора;

S = 20 мм2 — сечение провода.

Необходимое количество электродов:

3 шт.

Длина полосы заземлительного электрода:

L = 105•3•3 = 10 м.