Типовые схемы внешнего электроснабжения карьеров

Схемы внешнего электроснабжения весьма разнообразны, а их построение зависит от многих факторов: площади и глубины карьера, способов разработки месторождения, мощности главных приводов горных машин, системы транспорта, технических параметров, схемы и расстояния до ближайшего источника питания и т. д.

В настоящее время в связи с развитием энергетических систем электроснабжение карьеров осуществляется от районных подстанций систем по воздушным и кабельным линиям. При наличии на карьерах потребителей категорий I и II от РПС до ГПП карьера прокладывается не менее двух линий. Воздушные линии (ВЛ) сооружаются одноили двухцепными с применением различных типов деревянных, железобетонных и металлических опор. Напряжение питающих линий от РПС до главных понизительных подстанций карьеров составляет от 6 до 220 кВ.

При электроснабжении малых карьеров, расположенных на близком (1−3 км) расстоянии от РПС, сооружаются центральные распределительные пункты или распределительные пункты напряжением 6 кВ. Питание РП (рис. 1.1, а) малых карьеров, на которых имеются только потребители категории III, осуществляется по одной стационарной воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ) линии 6 кВ. Для близко расположенных от РПС карьеров, имеющих потребителей категорий I и II, применяются схемы, при которых ЦРП или РП питается по двум ВЛ или КЛ от одной или двух РПС (РПС1, РПС2) (рис. 1.1, б, в). ЦРП и РП располагаются в нерабочей зоне горных разработок, обычно на поверхности или на нерабочих уступах карьера.

Электроснабжение мощных карьеров с установленной мощностью 10 МВт и более, расположенных на значительном (20−50 км) расстоянии от районных подстанций энергосистем, осуществляется по схемам (рис. 1.1, г — ж). По этим схемам от РПС энергосистемы на площадку карьера прокладываются магистральные воздушные линии напряжением 35, 110, 150, 220 кВ. Для карьеров, имеющих большую (10−20 км²) территорию горных разработок, применяют другие схемы (рис. 1.1, д, е). С целью приближения главных подстанций к центру нагрузок на карьере сооружают две и более ГПП (ГПП1, ГПП2) с первичным напряжением 35 — 220 кВ, получающих питание от одной или двух РПС. Глубокие вводы 35, 110, 150, 220 кВ выполняются по схеме блока линия — трансформатор и вводятся возможно ближе к наиболее крупным потребителям нагрузки.

В большинстве случаев ОРУ главных понизительных подстанций оборудуют по упрощенному варианту без выключателей на первичном напряжении с установкой короткозамыкателей и отделителей.

Электроснабжение карьеров, на которых применяют мощные экскаваторы (ЭКГ-10, ЭКГ-15, ЭКГ-20А, ЭШ-15/90А, ЭШ-80/100 и др.), осуществляется по схемам, представленным на рис. 1.1, е, ж. Схема на рис. 1.1, е применяется в тех случаях, когда на карьере используются экскаваторы, работающие на двух различных напряжениях. По этой схеме на карьере сооружается ГПП с трехобмоточными трансформаторами на два вторичных напряжения — 6 и 10 кВ, от которых питаются экскаваторы с рабочим напряжением соответственно 6 и 10 кВ.

Схема (см. рис. 1 е, ж) применяется для карьеров с электрифицированным транспортом и мощными высокопроизводительными экскаваторами и роторными комплексами. По этой схеме на карьере сооружаются ГПП на два вторичных напряжения: 35 и 6 кВ.

Такие ГПП питаются от РПС по одноили двухцепным воздушным линиям напряжением 110−220 кВ. К шинам закрытого распредустройства (ЗРУ) 6 кВ присоединяются электроприемники техкомплекса, экскаваторы и другие потребители близко расположенных участков открытых горных работ; к шинам открытого распредустройства 35 кВ — воздушные линии, питающие по принципу глубокого ввода передвижные трансформаторные подстанции напряжением 35/6 кВ удаленных участков горных работ с мощными экскаваторами и другими энергоемкими потребителями.

электроприемник карьер трансформатор Для этого применяют сборно-разборные комплектные (СКТП) и передвижные комплектные (ПКТП) трансформаторные подстанции. Подстанции ПКТП 35/6 — 10 кВ с мощностью трансформатора 2500 — 10 000 кВ-А используются для питания экскаваторов ЭКГ-10, ЭКГ-15, ЭШ-15/90, ЭРШРД-5000 и др. Распредустройство РУ 6 —10 кВ выполняют из комплектных шкафов КРУН 6−10 кВ со встроенными разъединителями, выключателями и аппаратурой управления и защиты.

Эту же схему применяют на карьерах, где используют электрифицированный железнодорожный транспорт. На таких карьерах сооружают ГПП, совмещенные с тяговой подстанцией. В этом случае к шинам ОРУ 35 кВ присоединяются воздушные линии 35 кВ, питающие передвижные подстанции (ПКТП 35/6) мощных экскаваторов и удаленных участков горных работ, а также трансформаторы преобразовательных агрегатов.

В настоящее время на вновь строящихся карьерах с установленной мощностью трансформаторов 16 MB-А и более для снижения токов КЗ и уменьшения величины тока замыкания на землю проектами рекомендуется предусматривать на ГПП установку трансформаторов с первичным напряжением 110 — 220 кВ, с расщепленными вторичными обмотками напряжением 6 (10) кВ. В этом случае ЗРУ 6 (10) кВ сооружается из четырех секций.

Главные понизительные подстанции (ГПП) размещают на нерабочем борту карьера возможно ближе к центру электрических нагрузок для сокращения длины ЛЭП и вне зоны действия взрывных работ. Совмещенные тягово-распределительные подстанции располагают на борту карьера в районе выездной траншеи. Схема коммутации ГПП должна обеспечивать раздельную работу питающих линий и трансформаторов при нормальном режиме эксплуатации. Их параллельная работа допустима только на время переключений при ликвидации аварии в системе электроснабжения.