Электроснабжение ОГР

Допускается работа передвижных комплектных трансформаторных подстанций, передвижных приключательных пунктов без местных заземлителей при наличии дополнительного заземлителя (аналогичного центральному заземлителю), подключенного к магистрали заземления таким образом, чтобы при выходе из строя любого элемента центрального заземлителя или магистрали заземления сопротивление заземления в любой точке заземляющей сети не превышало 4 Ом. Все заземляющие устройства карьера соединяются в единую заземляющую сеть, к которой присоединяются корпуса передвижных машин и механизмов с помощью заземляющей жилы гибкого кабеля. Число электродов заземляющего устройства и расстояние между ними устанавливаются расчётом. Климатическая зона 3, грунт суглинок естественные заземлители отсутствуют [6]. Установку электродов намечаем в 2 ряда на расстоянии 2,5 м друг от друга, горизонтальный заземлитель залегает на глубине 0,8 м от поверхности земли. В качестве вертикальных заземлителей применяем стальные стержни длиной 2,5 м и диаметром 20 мм. Для горизонтального заземлителя применим стальную полосу толщиной 5 мм и шириной 20 мм. По режиму нейтрали в карьере применяется система с изолированной нейтралью. Заземление выполняется общим для напряжения до и выше 1000 В. Общая заземляющая сеть выполняется с центральным заземляющим контуром у ГПП. Общая длина электрических связанных ЛЭП 6 кВ: воздушных lв =10 км, кабельных lk= 5 км. Длина ЛЭП 6 кВ от ГПП до наиболее удаленного приемника 0,4 кВ=0,8 км, экскаватора 2 км. Сечение заземляющей медной жилы кабеля 10 мм². На присоединении карьерных ВЛ-6 кВ к шинам ГПП установлена защита от однофазных замыканий на землю.

В качестве заземляющего провода принимаем ПМС -50. Центральный заземлитель предусматриваем из стальных труб диаметром dтр = 5,8 см длиной lтр= 300 см, соединенные между собой стальным прутом d=1 см, расстояние между трубами Lтр=600 см. Трубы и соединительный прут заглублены на n=50 см от поверхности земли. Грунт имеет удельное сопротивление ρ=0,4*104 Ом*см.Повышающий коэффициент Kmax=1,5.Определяем ток однофазного замыкания на землю:

Сопротивление заземляющего провода на ЛЭП 6 кВ до трансформатора 6/0,4 кВ (индуктивным сопротивлением пренебрегаем):Сопротивление заземляющей жилы кабеля: Сопротивление заземлителя:

Сопротивление одного элемента:

где Ориентировочно число труб: mэл.ŋэк.эл.=13,4 /1,43 =10 труб

По таблице 50 (литература 6) для и расположение их по контурам Количество труб с учетом коэффициента экранирования: Длина соединительного прута:

Сопротивление растеканию:

Сопротивление заземлителя с учетом коэффициента экранирования: где ηэл.эл — принято по таблице 50 (литература 6) для 15 труб. Сопротивление защитного заземления наиболее удаленного приемника 0,4 кВ: Сопротивление заземляющего провода до экскаватора равно:

Сопротивление заземляющей жилы кабеля:

Общее сопротивление заземления на стороне 6 кВ до наиболее удаленного экскаватора:

Напряжение прикосновения:

Расчетное напряжение прикосновения значительно меньше допустимого (см. табл. 47 литература 6)9.ВЫБОР УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ. В последние годы в нашей стране и за рубежом активно проводятся исследования, связанные с внедрением нелинейных ограничителей перенапряжении (ОПН) в электрических сетях. Однако, как показывает опыт эксплуатации, из-за ряда причин применение ОПН не решает полностью проблему КП для электродвигателей.

Во-первых, современные ОПН, выпускаемые промышленностью, имеют примерно трехкратный уровень ограничения импульсных перенапряжений, не обеспечивающий окончательную защиту электродвигателей от КП. Поэтому ОПН и разрядники могут быть применены лишь для защиты от КП нагрузок, имеющих более высокий уровень импульсной прочности изоляции, чем вращающиеся машины, например силовых трансформаторов. В частности, японская фирма «Тошиба» рекомендует применять разрядники и ОПН для защиты трансформаторов мощностью менее 300 кВА. Во-вторых, применение в передвижных электроустановках ОПН ограничено их недостаточной надежностью в результате низкой термической стойкости в условиях частых однофазных замыканий на землю и неудовлетворительного действия релейной защиты.

В-третьих, применение ОПН, включаемых между фазами сети и корпусом электрооборудования, в районах с многолетнемерзлыми грунтами может приводить к появлению опасных потенциалов на корпусах оборудования вследствие неэффективного действия защитных устройств. Распространенным способом защиты высоковольтных двигателей от перенапряжений является подключение дополнительной емкости между фазами и корпусом машины. При этом уменьшается не только амплитуда, но и крутиз-на фронта импульсов КП, что создает более благоприятные условия эксплуатации изоляции. Для повышения эффективности ограничения КП на практике применяется конденсаторная защита не в чистом виде, а в виде RC — цепей. Конденсаторы уменьшают амплитуду и сглаживают форму импульсов КП, вызванных срезом тока.

Резисторы способствуют затуханию высокочастотного тока, регулируют воздействие на другие фазы и вместе с конденсаторами уменьшают вероятность повторных зажиганий дуги в вакуумном выключателе. В качестве временных средств можно использовать косинусные конденсаторы емкостью 0,1 — 0,7 мк

Ф (например, типов КМ1−10,5−13−2УЗ, КСО-10,5−25−2У1, К41−1, К75−45 и др.) и резисторы 70 — 200 Ом мощностью не менее 75 Вт (например, типов ТВО, С5−40 и др.). Необходимо учесть, что изоляция конденсатора должна быть рассчитана на длительное рабочее напряжение сети и иметь соответствующую импульсную электрическую прочность. Конденсатор и резистор должны быть малоиндуктивными и малогабаритными. Применение нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН), как показывает опыт эксплуатации, по ряду причин не решает полностью проблему для электродвигателей. Современные ограничители, выпускаемые про-мышленностью, имеют примерно трехкратный уровень ограничения, не обеспечивающий окончательную защиту электродвигателя, поэтому ОПН и разрядники применимы лишь для защиты нагрузок, имеющих более высокий уровень импульсной прочности изоляции, чем вращающиеся машины (например, силовых трансформаторов).Распространенным способом защиты высоковольтных двигателей является подключение дополнительной емкости между фазами и корпусом машины. При этом уменьшается не только амплитуда, но и крутизна фронта им-пульсов КП, что создает более благоприятные условия эксплуатации изоляции. На практике конденсаторную защиту применяют в виде RC — цепей. В 2002 г. Центром независимых экспертиз, сертификации и проблем качества при Уральском государственном техническом университете (г. Екатеринбург) была проведена экспертиза по применению RC — ограничителей с указанием различий и преимуществ по отношению к применяемым в настоящее время ОПН, ОПНК и др. RC — ограничитель состоит из последовательно включённых конденсатора и резистора, предназначен для защиты изоляции электрооборудования до 1000 В от коммутационных и грозовых перенапряжений в сетях трехфазного перемен-ного тока частотой 50 Гц. Защитное устройство ограничивает:

• перенапряжения, вызванные срезом тока в выключателе (за счет уменьшения волнового сопротивления защищаемого объекта емкостью защитного устройства, что снижает кратность и уменьшает крутизну фронта волны перенапряжений);

• амплитуды высокочастотных коммутационных и грозовых перенапряжений, а также витковых перенапряжений на электродвигателях (вследствие снижения крутизны фронта волны емкостью устройства);

• перенапряжения при повторных зажиганиях дуги в выключателе (за счет демпфирования резисторами высокочастотных колебаний, что существенно снижает вероятность повторных зажиганий).Применение RC — ограничителей целесообразно для защиты электроустановок с частыми коммутациями (электропечные, нефтебуровые, подъемные установки, экскаваторы и др.), особенно при использовании вакуумных выключателей, имеющих высокий уровень токов среза, а также в тех случаях, когда требуется глубокое (вплоть до 1,5 — l, 6 Uф) ограничение коммутационных перенапряжений для защиты электрооборудования с низким уровнем электрической прочности изоляции (длительно находящиеся в эксплуатации электродвигатели, кабели с резиновой изоляцией, сухие трансформаторы, электрооборудование химического производства и др.). Основные преимущества RC — ограничителей по сравнению с ОПН, ОПНК — лучшие защитные свойства; высокая надежность и долговечность; высокая термическая стойкость при однофазном замыкании на землю в сети сизолированной нейтралью. Лучшие защитные свойства обуславливает более низкий (1,5 — l, 6 Uф) уровень ограничения коммутационных перенапряжений. В сетях с изолированной нейтралью ОПН и ОПНК должны длительно, от долей секунды (при работающей на отключение быстродействующей защите от однофазного замыкания на землю) до нескольких часов (при защите, работающей на сигнализацию), выдерживать наибольшее линейное напряжение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе было произведено проектирование электроснабжения технологического участка карьера. В ходе проекта определились нагрузки создаваемые экскаваторами, работающими на добыче и вскрыше. Была рассчитана мощность силовых трансформаторов для ГПП, для бур.

станка и для питания освещения. Знание существ вопросов электроснабжения и наличие определенных навыков необходимы для успешного решения технических задач как при проектировании, так и при эксплуатации систем электроснабжения. При выполнении данной работы рассмотрены вопросы построения современных схем электроснабжения предприятий, методы расчета электрических нагрузок, режим электропотребления, требования надежности, элементы и схемы релейной защиты электроустановок. Основной целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний и проектированию современных систем электроснабжения горных предприятий. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.Мельников Н. В., Краткий справочник по открытым горным работам, М., Недра, 1982

Самохин Ф.И. и др., Электрооборудование и электроснабжение открытых горных работ, М., Недра, 1988

Справочник механика открытых работ/под редакцией М. И. Щадова, Р. Ю. Подерни и др., М, Недра, 1989

Справочник энергетика карьера /под редакцией В. А. Голубева, М, Недра, 1986

Справочник энергетика по ремонту и эксплуатации электрооборудования карьеров /Под редакцией А. Н. Железных и др. М, Недра, 1986

Чулков Н.Н., Чулков А. Н. Электрофикация карьеров в задачах и примерах, М, Недра, 1976И.И.Алиев Справочник по электротехнике и электрооборудованию. 5-е изд. испр. — Ростов н/Д: Феникс, 2004.

— 480 с., ил. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы ПУЭи ПУЭ — 7. 5-й выпуск (с изм. и доп., по состоянию на 1 июня 2006 г.). — Новосибирск: Сиб.

унив. изд-во, 2006. — 854 с., ил. Инструкция по безопасной эксплуатации электроустановок в горнорудной промышленности. Утверждена постановлением Госгортехнадзора России от 5 июня 2003 года № 65.Справочник по проектированию электроснабжения./Подред.В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. — 3-е изд., перераб. идоп. ;

М: Энергия, 1980.-456 с., ил. — (Электроустановкипромышленных предприятий.).