Расчет схемы электроснабжения РП 589 лавы и РП 589 сборного штрека

Энергоснабжение Расчет схемы электроснабжения РП 589 лавы и РП 589 сборного штрека

Для электроснабжения потребителей лавы применяется радиальная схема, где питающий трансформатор (ПУПП) находится в общем энергопоезде.

В состав энергопоезда будут входить две сухие трансформаторные подстанции, работающих на напряжение 1140 В.

Таблица 1. Основные технические данные потребителей

1. Определение расчетных мощностей трансформаторных понизительных подстанций Расчетная мощность участковой трансформаторной подстанции определяется по формуле[1, стр.758]:

кВА, (1.1)

где — коэффициент спроса для комплексов с механизированной крепью;

— суммарная установленная мощность потребителей, кВт;

— средневзвешенный коэффициент мощности.

Коэффициент спроса для комплексов с механизированной крепью определяется по формуле [1, стр.758]:

(1.2)

где — установленная мощность наиболее мощного привода, кВт;

— сумма номинальных мощностей всех потребителей, питающихся от трансформаторной подстанции, кВт;

Средневзвешенный коэффициент мощности определяется по формуле [2, стр. 270]:

. (1.3)

1.1 Определяем расчетную мощность трансформаторной подстанции № 1(КА — 200)

кВА.

1.2 Определяем расчетную мощность трансформаторной подстанции № 2 (SIGMA):

кВА.

1.3 Определяем расчетную мощность трансформаторной подстанции (РП конвейера 2ЛТ — 80)

кВА.

Обследования электрических нагрузок силовых трансформаторов на целом ряде шахт показали, что с достаточной достоверностью можно расчетную мощность Sр разделить на коэффициент возможного использования КТП на участках, равный 1,25, и по полученной уточненной мощности выбрать номинальную мощность шахтной КТП [4, стр.269]:

кВА. (1.3.1)

кВА;

кВА.

кВА.

На основе расчетной мощности и опыта эксплуатации, с учетом запаса по мощности выбираем трансформаторную подстанцию в соответствии с условием .

Принимаем для электроснабжения потребителей лавы трансформаторную подстанцию ПВКТ-630/6 и ТСШВП-400/6, а для электроснабжения потребителей 589 сборного штрека трансформаторную подстанцию ТСВП — 400/6.

Таблица 2. Сводная таблица расчета 1

Таблица 3. Технические данные подстанций. 1, стр.632]

2. Определение токов в кабелях при номинальном режиме работе Для отдельных потребителей расчетный ток определяется по формуле [2, стр. 275]:

А. (2.1)

Для магистрального кабеля расчетный ток определяется по формуле [2, стр.273]:

А, (2.2)

где В — номинальное напряжение сети.

Для магистрального кабеля трансформаторной подстанции ПВКТ -630/6:

А Для магистрального кабеля трансформаторной подстанции ТСШВП- 400/6:

А Для магистрального кабеля трансформаторной подстанции ТСВП -400/6, питающей РП конвейера 2ЛТ-80:

А Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Сводная таблица расчетов токов в кабелях при номинальном режиме работы, гдезначения [смотр.1, стр. 753 и стр.757]

3. Проверка кабельной сети

3.1. По допустимой потере напряжения в нормальном режиме работы Сечение кабелей по допустимой потере напряжения проверяют для кабеля, по которому подается питание на самый удаленный от ПУПП потребитель, имеющий наибольший момент нагрузки.

Полная потеря напряжения определяется как [2, стр.280]:

В, (3.1.1.)

где — потеря напряжения в трансформаторе, В;

— потеря напряжения в магистральном кабеле, В;

— потеря напряжения в гибком кабеле, питающем наиболее мощный и удаленный двигатель.

Полученное значение полной потери напряжения должно соответствовать условию[1, стр. 765]:

(3.1.2.)

где Вмаксимально допустимые потери напряжения при 660 В в нормальном режиме работе;

В — максимально допустимые потери напряжения при 1140 Вв нормальном режиме работе [2, стр. 278].

Определяем потери напряжения в трансформаторе по формуле [2, стр.281]:

В, (3.1.3.)

гдеВ — напряжение ХХ трансформаторов,

— коэффициент загрузки трансформатора [4, стр. 277].

; (3.1.4.)

Для трансформаторной подстанции ПВКТ- 630/6 (КА-200):

;

(3.1.5.)

[4, стр. 277], (3.1.6.)

где Рк.з. и Uк.з. — соответственно потери и напряжение к. з. трансформатора (см. табл.3)

В.

Для трансформаторной подстанции ТСШВП — 400/6:

;

В.

Для трансформаторной подстанции ТСВП- 400/6:

;

В.

Расчет потери напряжения в кабеле производится по формуле [4, стр. 188]:

(3.1.7)

Подставляя в формулу (3.1.7.) вместо IРформулы (2.1.) и (2.2.), получаем формулы для расчета падения напряжения в гибком и магистральном кабелях.

Расчёт потери напряжения в гибком кабеле производится по формуле:

(3.1.8.)

Расчёт потери напряжения в магистральном кабеле производится по формуле:

(3.1.9.)

где: КСкоэффициент спроса данного кабеля;

— номинальная мощность потребителя, питающая по кабелю;

— длина кабеля;

— удельная проводимость меди;

— сечение жилы кабеля;

— номинальное напряжение.

Определяем полную потерю напряжения:

Для ПВКТ-630/6(КА-200) потребителем с наибольшим моментом нагрузки является комбайн КА-200, состоящий из электродвигателя SG8 335M-4А:

ДUк.ф. (ПВКТ -630/6 — OWGA 2−29) = 0,56×754×30×1000 / 53×70×2×1140 = 1,5 В Д Uк.г. (OWGA 2−29 — SG8 335M-4А) = 200×400×1000 / 53×70×1140 = 18,9 В

?ДUн.(SG8 335M-4А)= 17,3 + 1,5 + 18,9 = 37,7 В? 117 В Условие выполняется.

Для ТСШВП-400/6 потребителем с наибольшим моментом нагрузки является электродвигатель SA2SP3 280L-4 маслостанции SIGMA:

ДUк.ф. (ТСШВП-400/6 -OWGA 2−210) =0,55×397×30×1000 / 53×70×2×1140 = 0,8 В Д Uк.г. (OWGA 2−210 -SIGMA) = 100×15×1000 / 53×50×1140 = 0,5 В

?ДUн. (SIGMA)= 14,5 + 0,8 + 0,5 = 15,8 В? 117 В Условие выполняется.

Для ТСВП — 400/6 потребителем с наибольшим моментом нагрузки является электродвигатель ЭДКОФ250М4(СП-202):

ДUк.ф.(ТСВП — 400/6 — АВ-400 № 1) = 0,55×437×5×1000 / 53×70×1140 =0,3 В ДUк.ф. (АВ-400 № 1 — АВ-400 № 2) = 0,57×382×100×1000 / 53×95×1140 =3,8 В ДUк.ф. (АВ-400 № 2 -ПВИТ-320МВ (СП-202)) = 0,849×147×500×1000 / 53×95×1140 =10,9 В Д Uк.г. (ПВИ- 160МВ —- привод № 1) = 110×15×1000 / 53×50×1140 = 0,5 В

?ДUн. (привод № 2) = 24,1 + 0,3 + 3,8 + 10,9 + 0,5 = 39,6 В? 117 В Условие выполняется.

3.2 По пусковому режиму Проверку кабельной сети по пусковому режиму выполняют для наиболее мощного и наиболее отдаленного потребителя, то есть для кабеля, который имеет наибольший момент нагрузки.

В результате проверки должно выполняться условие

[1, стр. 766]

где — фактическое пусковое напряжение наиболее мощного электродвигателя, В;

— минимально допустимое значение пускового напряжения, необходимого для пуска двигателя, В [1, стр. 768];

В, (3.2.1.)

где — потеря напряжения от остальных работающих электродвигателей при номинальном напряжении в тех элементах сети, через которые получает питание пускаемый электродвигатель, В;

— номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя;

— коэффициент мощности электродвигателя при пуске.

;

 — соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление трансформаторной подстанции, магистрального и гибкого кабелей, Ом.

3.2.1 Проверку выполняем для электродвигателя комбайна КА-200 SG8 335M-4А

(ПВКТ — 630):

где Rтр и Xтр — соответственно активное и индуктивное сопротивление трансформатора (табл. 3),

RAи XLсоответственно активное и индуктивное сопротивление (ом/км) трехжильных бронированных и шахтных гибких кабелей с медными жилами [1, стр. 761],

Lкм и Lкг — соответственно длина магистрального и гибкого кабелей, км.

Ом,

Ом,

В,

В.

.

Условие выполняется.

3.2.2 Проверку выполняем для электродвигателя SA2SP3 280L-4 маслостанции SIGMA (ТСШВП-400/6):

Ом,

Ом,

В, В.

.

Условие выполняется.

3.1.3 Проверку выполняем для электродвигателя 2 ЭДКОФ250М4 конвейера СП-202

(ТСВП-400/6):

Ом,

Ом,

В, В.

.

Условие выполняется.

3.3 По потерям напряжения при перегрузке наибольшего двигателя В результате проверки должно выполняться условие

[1, стр. 768]

где — фактическое напряжение перегрузки наиболее мощного электродвигателя, В;

— минимально допустимое значение напряжения при перегрузке, В.

В, где — кратность максимального момента электродвигателя к номинальному моменту.

3.3.1 Проверку выполняем для электродвигателя комбайна КА-200 SG8 335M-4А

(ПВКТ- 630):

В;

В.

1049,4> 969.

Условие выполняется.

3.2.2 Проверку выполняем для электродвигателя SA2SP3 280L-4 маслостанции SIGMA (ТСШВП-400/6):

В;

В.

1133,7> 969.

Условие выполняется.

3.2.3 Проверку выполняем для электродвигателя 2 ЭДКОФ250М4 конвейера СП-202

(ТСВП-400/6):

В;

В.

991,8 > 969.

Условие выполняется.

4. Расчет токов короткого замыкания Токи короткого замыкания определяются по справочным таблицам согласно формуле по приведенной длине кабеля.

4.1 Определение приведенных длин кабелей Приведенная длина всех кабелей от точки расчета до подстанции определяется по формуле

[3, стр. 227]:

м, где — фактическая длина кабеля;

— соответствующий коэффициент приведения длины кабеля, зависит от сечения кабеля;

— число коммуникационных аппаратов, последовательно включенных в цепь к. з., включая автоматический выключатель подстанции;

— приведенная длина кабельной линии, эквивалентная переходным сопротивлениям в точке к.з. и элементов коммутационных аппаратов, м.

Коэффициенты привидения сечений кабелей для определения расчетных минимальных токов к.з. приведены в таблице [3, стр. 228].

При определении в осветительных сетях необходимо указывать сопротивление контактов. Для этого к значению необходимо прибавлять величину, где — число светильников и тройниковых муфт в цепи к.з. в сети освещения.

4.2 Определение токов КЗ Ток короткого замыкания получаем по приведенной длине из справочной таблицы 1 и 4

[3,стр.236,240,242]токов короткого замыкания подстанции, питающей линию.

Ввиду отсутствия таблиц для определения токов двухфазного к.з. в сетях напряжением 1140 В для трансформаторной подстанции ТСШВП-400/6 и ТСВП — 400/6, токи двухфазного к.з. будем определять по формуле:

А, где Uн — номинальное напряжение, 1,2 кВ;

rt и хт — соответственно активное и индуктивное сопротивление трансформатора;

rk и хк — соответственно активное и индуктивное сопротивление1 км кабеля сечением 50 мм², равное 0,423 ом/км (активное) и 0,075 ом/км (индуктивное).

Результаты расчетов сведены в таблицу 5.

Таблица 5. Сводная таблица расчетов токов короткого замыкания

5. Выбор уставок максимально-токовой защиты

.Выбор уставок производится следующим образом [3, стр. 229−230]:

а) для защиты магистрали (на РПП):

А, трансформатор понизительный подстанция замыкание где — уставка тока срабатывания;

— номинальный пусковой ток наиболее мощного потребителя, А;

— сумма номинальных токов всех остальных потребителей, А;

б) для защиты одиночного потребителя:

А.

Принятые уставки защиты проверяются по минимальному току двухфазного к.з. в сети.

Должно выполняться условие:

где — коэффициент чувствительности аппаратуры.

5.1 Для ПВКТ — 630/6

А.

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону, А.

5.2. Для ТСШВП- 400/6

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону, А.

5.3 ТСВП — 400,6

Для ПВИТ-320МВ (СП-202):

А.

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону, А.

Для АВ-400 № 2 (589 сборный штрек):

А.

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону, но больше по значению уставки ПВИТ-320МВ:

А.

Для АВ-400 № 1:

А.

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону

А.

Для ТСВП-400/6:

А.

Принимаем ближайшую по значению уставку в большую сторону

А.

Аналогично проводим расчеты для оставшейся пусковой электроаппаратуры, и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6. Сводная таблица выбора и проверки уставок максимальной токовой защиты

Отсутствие среди полученных значений для значений уставок свидетельствует о правильности выбора токовой защиты.

Выбор коммутационного аппарата высокого напряжения и уставок максимальной токовой защиты.

Выбор КРУ ВН для подачи напряжения на КТП производят в зависимости от его назначения, исполнения, номинального тока, напряжения и проверяют по предельному току отключения и предельной отключаемой мощности.

ПВКТ- 630/6−1,2, ТСШВП-400/6−1,2 и ТСВП-400/6−0,69 запитаны от РПП — 6 № 18,ячейка № 3.

Для ячейки, используемой для включения трансформатора ток Iяч. определяется по формуле [2, стр. 291]:

где УI — ток нагрузки трансформатора при 1140 В, КТ — коэффициент трансформации силового трансформатора.

Выбираем комплектное распределительное устройство КРУВ — 6

с Iн = 200А.

Для выбранной по номинальному току ячейки определяется уставка тока Iу максимальной токовой защиты. Для ячеек, используемых для включения трансформаторов или передвижных подстанций, уставкаIу определяется по формуле

[2, стр. 291]:

Ток уставки должен быть больше 371,9 и меньше 450,6.

Iу = 400 А.

Проверим выбраннуюуставку на требования ПБ[3,стр. 232]:

гдерасчетный минимальный ток двухфазного к.з. на стороне вторичной обмотки трансформатора, А.

Проверим выбраннуюуставку на требования ПБ[3,стр. 230]:

гдерасчетный минимальный ток двухфазного к.з. на стороне первичной обмотки трансформатора, А.

Условие выполняется.

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ РП 589 ЛАВЫ и РП 589 СБОРНОГО ШТРЕКА

1.Справочник энергетика угольной шахты. Дзюбан В. С. и др., Донецк, «Юго-Восток», 2001 г.

2.Электропривод электрификация подземных горных работ. Шуцкий В. И. и др., Москва, «Недра», 1981 г.

3.Сборник инструкций к правилам безопасности в угольных шахтах. Киев, 2003 г.

4.Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий. Медведев Г. Д., Москва, «Недра», 1988 г.

5. Справочник энергетика угольной шахты. Светличный П. Л., Москва, «Недра», 1971 г.