Введение
Горнодобывающаяпромышленность является одной из основных отраслей промышленности в развитииэкономики России. Потребности в угле, рудах черных и цветных металлов,строительных породах огромны и они могут быть удовлетворены только при всевозрастающем объеме их добычи.
В горной промышленностипредусмотрены и осуществляются мероприятия по ускорению научно-техническогопрогресса, более полному использованию производственного потенциалагорнодобывающих отраслей промышленности, техническому перевооружению горного производства,созданию, выпуску и внедрению новой техники, материалов, прогрессивной технологии,машин и оборудования, позволяющих улучшить условия труда, повысить егопроизводительность, полнее извлекать и рациональнее использовать минеральныересурсы.
Гайское медноколчеданноеместорождение расположено в восточной части Оренбургской области на территорииГайского района. Областной центр город Оренбург находится в 300 км западнее г. Гай. В 35-50 км на юго-восток от месторождения расположены крупные промышленныегорода Орск и Новотроицк. Город Гай связан железной дорогой со станциейКруторожино Южно-Уральской железной дороги и автомобильными асфальтированнымидорогами с городами Орск, Новотроицк, Медногорск и с поселком Ириклинский, атакже Башкортостаном. Месторождение залегает в степной части Южного Урала,рассеченной широкими долинами, оврагами и приурочено к водоразделуправобережных притоков реки Урал, Елшанки и Колпачки. Река Урал протекает в 18 км к востоку от месторождения.
Открытие мощныхподсечений медных руд, послужило основанием для проектирования в районе Гаябольшого объема геологоразведочных работ, в результате выполнения которого былооткрыто такого типа одно из крупнейших в мире Гайское медно-колчеданноеместорождение.
Гайское месторождение поправу называют “жемчужиной” Восточного Оренбуржья. Здесь сосредоточены 76процентов запасов меди Оренбуржья. Гайская руда кроме меди, содержит в своемсоставе в промышленных концентрациях цинк, свинец, серу, золото, серебро, атакже редкие и рассеянные элементы: кадмий, селен, теллур, галлий, висмут.
В 1999 году Гайскийгорно-обогатительный комбинат вошел в состав Уральской горно-металлургическойкомпании и является основной сырьевой базой холдинга. Комбинат добывает медную,медно-цинковую и серную руды, основная часть которых перерабатывается насобственной обогатительной фабрике. Полученные медный, цинковый концентраты ичасть руды отправляются на перерабатывающие заводы страны, идет частичнаяпоставка их на экспорт. Из попутно добываемого диабаза производится щебень длядорожного строительства. Успешному освоению месторождения способствовало тесноесодружество коллектива комбината с ведущими институтами страны.
Руководство ОАО «ГайскийГОК» обеспечивает реализацию курса на увеличение объемов производства иповышение качества продукции. В связи с этим на предприятии активно внедрялисьи внедряются передовые научные технологии. Это касается как добычи руды, так и еепереработки. Впервые в горной практике, именно на Гайском ГОКе был создан иприменен комбинированный способ разработки месторождения, когда выемка рудыведется одновременно открытым и подземным способами в одной вертикальной плоскости.В 2001 году комбинат приступил к внедрению циклично-поточной технологии добычируды, пока единственной в России. Это «скоростная схема»: очистной забой –погрузодоставочная машина – конвейер – скиповой подъем. Циклично-поточнаятехнология сокращает затраты на транспортировку руды на 14%, и дальнейшее ее развитиепозволит сэкономить, по сравнению с проектным вариантом, более 50 млн рублей.
1. Выбор горных машин
Проектируемый объектнаходится на аккумулирующем горизонте 685 метра, который входит в составподземного рудника. Шахта не категорийна по пыли и газу, поэтому исполнениеэлектрооборудования специальное типа РН – рудничное нормальное. IP – 44, IP –54.
Оборудование участка Потребители электроэнергии Кол-во шт
Уст.мощн
кВТ Номинальные данные Пусковой ток А Ток, А КПД, % cosφ
Круговой опрокидыватель
ОК4,0-410-75 1 2*7,5 2*16,7 2*0,89 2*103 СВМ-5 1 5,5 11 0,86 60
Скреперная лебёдка
55ЛС-2С 1 55 98 0,86 686 ВМ-12 1 110 220 94 0,89 1200 НКР-100М 1
2,8
2,0
4,0
6,3
6,7
9,4
0,65
0,65
0,65
40
36
56 Освещение 6,2 Общая установленная мощность 200,5
Принятое к установкеэлектрооборудование не имеет мощных электродвигателей запускаемых одновременно,и вызывающих просадку напряжения в недопустимом диапазоне по ГОСТ, поэтому автоматическаяблокировка очередности пуска электродвигателей на участке отсутствует.
Способ отработкиполезного ископаемого принят этажно – камерной системой применениембуровзрывных работ. В процессе горных работ изменяется состояние горных пород,связанное в основном с их разрушением, происходящим в различной форме, степении объёме.
Мягкие связные, песчаные,полускальные хрупкие и очень хрупкие породы разрушают механическим рыхлением;скальные и полускальные породы – в основном взрывным способом.
Одной из первыхклассификаций пород и руд считается классификация М.М.Протодьяконова, в основукоторой положено определение относительного коэффициента крепости f, по пределупрочности σ. f = σ/9,8×106, где 9,8×106Па – значение предела прочности на сжатие.
Отрабатываемые породы напроектируемом участке по шкале М.М.Протодьяконова имеют крепость от 10 до 16единиц..
Крепость горных пород – это относительнаясопротивляемость породы внешним усилиям (при бурении, взрывании, резании),которая обусловлена комбинацией элементарных сопротивлений растяжению, сжатию,сдвигу, которая также разнообразна, как разнообразен способ воздействия усилий
Фрагмент таблицыМ.М.Протодьяконова относящейся к Гайскому месторождению :Категория Степень крепости Породы Коэфф.крепости f II Очень крепкие породы Крепкие гранитовые породы, кварцевый порфир, кремнистый сланец, самые крепкие песчаники и известняки. 15 III Крепкие породы Гранитовые породы, кварцевые и рудные жилы, очень крепкие железные руды. 10
Крутизна залеганияпластов полезных ископаемых – пологопадающая, поэтому магистральные питающиекабели для питания элекроприёмников можно применять с обычной пропиткой. Длявертикальных участков используем кабельные вставки с не стекающей мастикой.
В соответствии склассификацией по ПУЭ, по бесперебойности электроснабжения потребителейучастка, категорийность электроприемников – 2 .
На плане горной выработкивыполняем расстановку машин и механизмов с учетом условий эксплуатации и выполняемых рабочих операций.
Питание потребителей участкав соответствии с требованиями ЕПБ осуществляем по трёхпроводной схеме сизолированной нейтралью. Электроэнергия — трёхфазный переменный ток, сиспользованием ступени напряжения Uном = 6кВ, для подвода питания к УПП; ипитания электропривода горных машин по Uном = 0,4кВ; питание осветительной сетис Uном = 127В.
Цепи связи – телефоннаяабонентская связь. Используют Uном = 40В, с использованием аппаратуры фирмы Samsung.Цепи световой сигнализации для электровозной откатки, указательные табло защитыпо Uном = 127В.
Цветовое решение световойсигнализации рудоспуска – красный цвет.
При выбранном способеотработки полезного ископаемого с учетом протяженности принимаем типовую схемурадиально-ступенчатую. Распределение электроэнергии на участке осуществляетсячерез автоматические фидерные выключатели типа АФВ и магнитные пускатели.
Участки проектированногообъекта освещаются с помощью светильников, закрепленных на кровле, в местах, гдестационарное освещение отсутствует (тупики); для освещения скреперных дорожекиспользуется прожекторное освещение.
Источником питания сетиосвещения принят аппарат осветительный шахтный АОШ-4.
Так как скорость веденияработ не велика, то применяем УПП (участковая понизительная подстанция),устанавливая в отдельной камере, в которой располагаем и распределительныйпункт низкого напряжения РПП – НН.
Питание силовоготрансформатора по высокой стороне Uном = 6кВ, осуществляется от ЦПП горизонта,по высоковольтному магистральному кабелю.
Место установки УПП,РПП-НН выбираем в центре нагрузок участка, с максимальным приближением кпотребителям. Это необходимо для обеспечения номинальной ступени напряжения,для нормальной работы электродвигателей.
Камера УПП устраивается такимобразом, чтобы не мешать нормальной работе транспорта и передвижению людей.
Требования к камерегде установлен трансформатор:
Трансформатор может бытьустановлен в подстанции на рельсах, но маневровых (чтобы не мешать движению), вкамере заезде (выбивается ниша).
Если трансформаторустановлен в центральной подстанции — пол бетонируется, боковые стенки –бетонные. Пол должен быть выше на 0,5метра головок рельс в околоствольномдворе, или от почвы.
Токоведущие части от полавыше на 1метр. В камере не должно быть капежа, д/б побелено, расстояние до стен≥ 0,5метра, между аппаратами 0,8метра.
Если подстанция >10метров д/б два выхода. Проветривание камеры диффузией – до 10метров, более10метров искусственной вентиляцией, исходящая струя должна выходить отдельно, ввосходящую струю шахты./ ЕПБ параграф 123/
2. Расчёт освещения
Для моего проектируемогоучастка необходимо выполнить расчёт осветительной сети для: 1) горизонтальнойвыработки, 2) камеры УПП, 3) рудоспуска.
Расчет заключается ввыборе типа светильников в соответствии с требованиями ЕПБ и категорийностишахты, т.к. шахта не категорийна ни по пыли, ни по газу, то к установке принимаемсветильники тип РП-100М, технические данные которых: U = 127В, Р = 100Вт, световой КПД = 0,6, cosφ = 1,световой поток Fл = 1380 лм, масса 5кг./М.У.приложение 2/
В качестве источниковпитания используем аппараты осветительные шахтные АОШ – 4, Sном т-ра = 4 кВА.
Подземные горныевыработки не имеют естественного освещения, проектируемый объект находится нагоризонте 685метра, поэтому для повышения производительности труда горнорабочихи обеспечения безопасного проведения работ, необходимо установить напроектируемом участке сеть освещения.
Количество светильниковопределяем исходя из обеспечения минимальной освещенности в соответствии ссанитарными нормами. Для камеры УПП нормируемая освещенность Еmin = 15лк. Длякомплекса рудоспуска Еmin = 10лк.
В соответствии суказаниями ЕПБ в горизонтальных выработках требуется минимальная освещенностьЕmin = 2лк, которая может быть достигнута установкой светильников с шагом8метров (lш = 8м)
Для определенияколичества светильников на горизонтальном участке, определим длинугоризонтальной выработки по своему заданию, учитывая масштаб. Кроме этогонеобходимо учесть, что стационарное освещение выполняется не доходя 20метров дотупиков.
Общая протяженность моейвыработки — 90метров, за вычетом двух тупиков по 20метров до каждого тупика,остается 50метров для установки стационарного освещения.
Определяем количествосветильников:
Nсв = Lвыр/lш, шт
где: Lвыр – длинавыработки, м
Nсв = 50/8 = 6 штук
Потребляемая лампамимощность в горизонтальной выработке:
Ргор = Рл×Nсв, Вт
Рл = 100Вт; Ргор = 100 ×6 = 600 Вт.
Расчет освещения длякамеры УПП.
Для определения количествасветильников, расчет электрического освещения выполняют по методу коэффициентаиспользования светового потока. При этом учитывают нормы освещенности дляконкретной выработки.
Метод применяется прирасчете общего освещения горизонтально расположенных рабочих поверхностей.Коэффициент использования светового потока зависит от коэффициента отражениястен Sст, коэффициента отражения потолка Sпот, от КПД светильника
Определим индекс камерыУПП. Предварительно измерим по плану участка геометрические размеры камеры,учитывая при этом, что высота типовой выработки Н = 4метра, длина по плану а= 15метров, ширина b = 10.
Индекс помещенияопределим по формуле :
i = />
где a и b – длина иширина помещения (м);
h – высота подвесасветильников, (м);
h = (Н – 0.8), м
где Н – высота помещения,(м)
h = (4 – 0.8) = 3.2м
i = />=1.87
По графику зависимостикоэффициент использования светового потока от индекса помещения /М.У.приложение1/, определяем Кисп, при этом учитывая, что светильники с лампами накаливания, а потолки и стены светлые Кисп = 0,35
Учитывая Еmin = 15лк,найденного значения Кисп = 0,35, согласно требований ЕПБ и СН определяемсуммарный световой поток всех светильников:
F∑ =Emin ×S × Kз × Z / k исп, лм
где S – площадьосвещаемой поверхности (камеры УПП), м2
Z = 1.4 – коэффициентнеравномерности освещения;
К.з = 1,5 – коэффициентзапаса, принимаемый в соответствии с рекомендациями ПТЭ
S = a × b = 10 ×15 = 150м2
F∑ = 15 ×150 × 1,5 × 1,4 / 0,35 = 13 500 лм
По найденному суммарномусветовому потоку F∑ и световому потоку одного светильника Fсв,принятого к установке, определим необходимое количество светильников.
Nсв = F∑/ Fсв
где Fсв = Fл ×КПДсв = 1380 × 0,6 = 828лм
Nсв = 13 500 / 828 =16шт
Принимаем к установке 16светильников.
Выполняем расстановку светильниковна кровле камеры, что указываем на эскизе:
План – эскизрасстановки светильников в камере УПП
/>
Расстановка в два ряда, срасстоянием между рядами 4метра, от торцов камеры отступаем 0,5метра, с шагомрасстановки 2метра, длина камеры 15метров, ширина 10метров.
Потребляемая мощностьсветильников УПП:
P∑= Pл × Nсв = 100 × 16 = 1600 Вт = 1,6кВт
Определим необходимоеколичество светильников для комплекса рудоспуска. Расчет освещения выполняем пометоду коэффициента использования светового потока, аналогичный тому, какпроизводили расчет для камеры УПП.
Определим индекс камерырудоспуска, предварительно измерив по плану участка геометрические размеры.Высота камеры рудоспуска Н = 6метров, длина камеры a = 25метров, ширина b= 10метров./>
h = (H – 0,8) = 6 – 0.8 =5.2метра — высота подвеса светильников.
i = /> = /> = 1.37 — индекскомплекса рудоспуска
Определим Кисп — коэффициент использования светового потока, учитывая, что светильники с лампаминакаливания, потолки и стены светлые.
Кисп = 0,31 Еmin = 10лм/М.У приложение 13/
Определим суммарныйсветовой поток всех светильников:
F∑ =Emin × S × Kз × Z/ Kисп, лм
где />S = a × b =250метров;
Z = 1.4 – коэффициентнеравномерности освещения ;
К.з = 1,5 — коэффициентзапаса.
F∑ = 10 ×250 × 1,5 × 1,4 / 0,31 = 16 935 лм
По суммарному световомупотоку определим необходимое количество светильников.
Nсв = F∑/ Fсв, шт Fсв = Fл × КПДсв = 1380 × 0,6 = 826 лм;
Nсв = 16 935 / 826 =20 шт.
Выполним расстановкусветильников на кровле комплекса рудоспуска, что укажем на эскизе / лист16, рисунок 3 /. Расстановка в два ряда, с расстоянием между рядами 4метра, отторцов помещения отступаем 0,5метра, с шагом расстановки 2,5метра. Потребляемаямощность светильников рудоспуска Р∑ = Рл × Nсв = 100 ×20 = 2000Вт = 2кВт.
План – эскизрасстановки светильников в комплексе рудоспуска
/>
На проектируемом участкеиспользуется прожекторное освещение: для освещения скреперных дорожек и забоевгде находится станок НКР.
Горизонтальнаяосвещенность Еmin = 10лк. Для тупиковых выработок, скреперных дорожек применяютпрожекторное освещение ПЗС с Рл = 1000Вт. Стационарная сеть выполняется
20метров не доходя дотупика. Один прожектор ставим в тупике с НКР, второй у скреперной лебедки.
Потребляемая лампамимощность на каждом участке:
1 Горизонтальнаявыработка Ргор = Рл × Nсв =600Вт;
2 УПП Р∑= Рл × Nсв = 1600Вт;
3 Комплекс рудоспуска Р∑= 2000Вт;
4 Прожекторное освещениеРпрож = 2000Вт.
Суммарная нагрузкаосветительной сети:
Р∑осв.сети= Ргор + Рруд + Р∑ УПП + Рпрож = 6200Вт.
Согласно ЕПБ в участковыхсетях для питания осветительных установок используют ступень напряжения U =127B, которую можно получить от пусковых агрегатов типа АОШ, в которыхустановлены трансформаторы с Sном = 4кВА, и обеспечивающие U = 127B.
Кроме того, АОШукомплектован набором защит: от т.к.з., от токов утечки, от самовключения приповышении напряжения до 1,5 Uном, от обрыва или увеличения сопротивления цепизаземления, нулевой защитой. Агрегат снабжён световой сигнализацией и блокировками.
Для определенияколичества источников питания определим расчётную мощность трансформатора Sтр.расч.осв.,кВА, при использовании с лампами накаливания.
Sтр = Р∑× 10-3/ К.П.Д.с, кВА
где Р∑ — суммарная мощность сети освещения
К.П.Д.с = 0,96 КПД сети.
Sтр = 6200 × 10-3/ 0,96 = 6,45кВА
Определим количествоагрегатов: Sном = 4кВА,
N = /> , шт
N = 6.45 / 4 = 1.6, шт
К установке принимаем 2осветительных агрегата типа АОШ-4. Первая осветительная установка АОШустанавливается в комплексе рудоспуска, вторая осветительная установка АОШустанавливается в камере УПП.
Расчет осветительной сетизаключается в выборе марки кабеля и расчете сечения токоведущих жил кабелей, всоответствии с определенной нагрузкой осветительной сети.(см.п.2.2).
На плане участкавыполняем расстановку осветительных агрегатов, при этом предпочтение отдаетсяэлектромашинной камере УПП и комплексу рудоспуска.
Определим сечение токоведущихжил магистрального осветительного кабеля. Сечение жил кабеля определяем изусловия допустимой потери напряжения, которая в осветительных сетях, согласноПУЭ, не должна превышать 4%Uном. По нагреву кабели осветительной сети непроверяют, т.к. даже наибольший ток нагрузки осветительного трансформатора,мощность которого составляет S = 4кВА, оказывается меньше допустимого понагреву тока кабеля с минимальным сечением жил Smin = 2.5мм2.Включение осветительного агрегата осуществляем в конец линии, и тогда моментнагрузки на кабель составит:
М = Р∑ ×L, кВт × м
где L – длина кабеляосвещения, м
Р∑ — суммарная нагрузка на кабель, кВт.
Принимая во внимание то,что по расчетам к установке приняты 2 агрегата, выполним распределениеосветительной нагрузки между ними, в соответствии с местом установки агрегата.Определим длины кабелей с учетом их провисания 10%, плюс 2% на концевые разделки.
Sрасч = />, мм2
где Sрасч. – расчетноесечение силовой жилы кабеля, мм2;
С – коэффициент,учитывающий допустимую температуру нагрева токоведущих жил кабеля; Для кабелейс медными жилами при Uном = 127В — С = 8,5 1/град;
∆Uдоп = 4%допустимая потеря напряжения в сети освещения;
М – момент нагрузки накабель, кВт × м.
1) АОШ-4 для освещения:комплекса рудоспуска Р = 2000Вт, 2 светильника горизонта
Р = 200 Вт, одинпрожектор Р = 1000Вт. Р∑ = 3,2кВт L = 60метров + 12% =67метров.
М = 3,2 × 67 =214,4 кВт × м
Sрасч1 = /> = 6.3мм2
2) АОШ -4 для освещения:камеры УПП Р = 1600Вт, 4 светильника горизонта Р = 400Вт, один прожектор Р =1000Вт. Р∑ = 3кВт L = 70метров + 12% = 78метров.
М = 3 × 78 = 234кВт × м
Sрасч2 = />= 6,8мм2
К прокладке принимаемкабель марки ГРШЭ 3 × 6 + 1 × 2,5, с Smin = 6мм2.
Питание осветительнойсети выполняется стандартным агрегатом, и загрузку его осуществляемпрактически на 100%, то ток уставки автоматического выключателя принимаем стандартныйсогласно паспорта Iу = 192А, Inom.авт = 16А.
3. Расчёт мощностисилового трансформатора
Место установки УПП выбираемв центре нагрузок участка. Выбор места для УПП связан с тем, чтобы обеспечитькачество электроэнергии по потере напряжения в соответствии с ГОСТ, т.к. длягорно-добывающей промышленности не существует типовых графиков нагрузок. В тоже время УПП не должно мешать нормальной работе транспорта и передвижениюлюдей. Поэтому расчет осуществляем согласно инструкции по проектированиюэлектроснабжения, по методу коэффициента спроса.
Расчётная мощностьтрансформатора:
Sрасч.тр. = kc× Pnom∑ / cosφсрв, кВА
где kc –коэффициент спроса, учитывающий К.П.Д. сети, одновременность работыэлектродвигателей, степень их нагрузки и их к.п.д.; Pnom∑ — суммарная установленная мощность эл.приемников участка, кВт; cosφср– средневзвешенный коэффициент мощности электроприемников при фактической ихнагрузке. Принимаем cosφср = 0,86.
Определим коэффициентспроса для потребителей участка. Предварительно установили, что напроектируемом участке отсутствует автоматическая блокировка очередности пускаэлектродвигателей (п.1.1).
kc = 0,29 +(0,71 × Pnom.max / Pnom∑)
kc = 0.29 +(0.71 × 110 / 200.5) = 0.67
Для корректировки расчетаучитывая загруженность трансформатора вводим коэффициент возможногоиспользования: kисп = 1,25.
Определим расчетнуюмощность трансформатора:
Sрасч.тр = 0.67 ×200,5 / 0,86 = 156,2 кВА;
Sрасч. = Sрасч.тр / kисп= 156,2 / 1,25 = 124,9кВА;
Выбираем трансформатор сSnom ≥ Sрасч. т.е тип ТСШВ с Snom = 160/6кВА /М.У.приложение 6/.Действующими ПБ § 436 использование маслонаполненных трансформаторов в участковыхподстанциях запрещено.Выбранный трансформатор проверим по нагрузочному токупотребителей. При этом должно соблюдаться условие:
I2тр ≥Iраб ;
Iраб. = />= /> = 354А
I2 тр = Snom //> × U2ном = 160 / 1,73 × 380 = 243А
Из расчета выяснилось,что условия по току не соблюдаются: I2 тр
Определим ток вторичнойобмотки выбранного трансформатора :
I2 тр. = 250 /1,73 × 0,38 = 380 А
Условия по токусоблюдаются: I2 тр > I раб. Окончательно к установке принимаемтрансформатор тип ТСШВ с Snom = 250/6 кВА.
Паспортные данныетр-ра ТСШВ:
Напряжение короткогозамыкания 3,5% ;
Напряжение Х.Х. Uxx= 400B;
Потери мощности К.З. 2300Вт.
4.Расчёт кабельной сети участка
Кабельная сеть участкашахты состоит из:
1. Высоковольтного ( U=6кВ) магистрального кабеля между ЦПП-6 и УПП;
2. Магистральногонизковольтного кабеля между УПП и распределительным устройством РПП-НН;
3. Низковольтных (U
В следствии того, чтоучастковую подстанцию установили в центре нагрузок участка, то для питаниясилового трансформатора подстанции прокладываем магистральный высоковольтныйкабель от ЦПП-6 горизонта до УПП.
Для питания низковольтныхпотребителей в УПП предусматриваем низковольтное распределительное устройствоРПП-НН.
От распределительногоустройства прокладываем отдельные питающие кабели для каждого электроприемника,т.е. используем радиальную схему электроснабжения приемников.
Все кабели ивысоковольтные и низковольтные прокладываем по борту выработок. Для нестационарных по почве. Крепления кабелей осуществляем с шагом 3метра.
Составим расчетную схемуэлектроснабжения потребителей электроэнергии участка,
Выбираем типы кабелей сучётом окружающей среды и режимом работы электроприёмиников ( стационарный илинестационарный). Определяем длины кабелей с учётом их провисания 10%, плюс 2%на концевые разделки. Все расчеты проводим по плану горной выработки иуказываем на расчетной схеме электроснабжения потребителей участка.
Скреперная лебёдка:
Lпк = 65м + 12% = 73м;
ВМ- 12: Lпк = 35м + 12%= 39м;
Круговой опрокидыватель:
Lпк = 50м + 12% = 56м;
НКР: Lпк = 40м + 12% =45м.
Выбираем сечение жилкабелей по нагреву, в соответствии с номинальными токами электроприёмников посоответствующим таблицам ПУЭ и по /М.У. приложение 5/.
Лебёдка скреперная:марка ЭВТ 3×25;
ВМ- 12: марка ГРШЭ 3 ×70;
Круговой опрокидыватель:марка ЭВТ 3 × 10;
НКР: марка ГРШЭ 3 ×4.
Проверим кабельную сетьпо допустимой потере напряжения в рабочем режиме и при пуске наиболее мощного иудаленного от УПП электродвигателя. Проверку сделаем для ВМ – 12. При этомдолжны соблюдаться условия:
— ток, проходящий по кабелю Iк ≥ Iдл.доп.250А ≥ 220А
— напряжение наэлектродвигателе Uраб ≥ 0,95Unom 380B ≥ 361B
— напряжение на зажимахэлектродвигателя при пуске Uпуск ≥ 0,8Unom. Согласно ПУЭ отклонение отUnom при пуске в машинах 0,4кВ питание электродвигателя должно быть 100 ÷105% 380В ≥ 304В
При выбранной маркекабеля условия соблюдаются.
Выборвысоковольтного кабеля от ЦПП до УПП
Проектируемое УПП недогружено, поэтому выбор сечения высоковольтного кабеля выполняем по условию:
IВ.В.РАСЧ. = />, А
где Sтр.расч. – расчетнаямощность силового трансформатора, кВА /определенная в п.3/;
Uвн = 6кВ – напряжениеноминальное высоковольтной сети.
IВ.В.РАСЧ = /> = 12А
Рекомендуемые маркикабеля: ЭВТ, СБН, СБВш, ЦСБН.
По найденному значениютока высоковольтного магистрального кабеля IВ.В.РАСЧ = 12А, выбираемнеобходимое сечение токоведущих жил S = 10мм2, но из условиямеханической прочности к прокладке принимаем кабель с Smin = 16мм2,с Iдлит.допуст. = 65А.
Принятый кабель проверимна термическую стойкость к токам короткого замыкания :
Iдлит.допуст. ≥Iкз.max.
где Iдлит.допуст — предельно допустимый кратковременный т.к.з. для принятого сечения кабеля, А
I(3)кз.max. –ток трехфазного к.з. в начале кабеля, А (на шинах ЦПП)
I(3)кз.max. = />, А
где Sкз = 50МВА –мощность к.з. в точке сети, где установлена В.В. ячейка.
I(3)кз.max. = />= 4,8кА
Определим максимальноесечение В.В. кабеля из условия термической стойкости:
Sввк = I(3)кз.max× √tф /с, мм2
где I(3)кз.max- установившийся т.к.з., А
tф – фиктивноевремя действия т.к.з. tф = 0,25с.
с = 145 (для кабелей сбумажной изоляцией) — термокоэффициент для кабелей до 10кВ с медными жилами
Sввк = 4,8кА ×√0,25/145= 16,45мм2
Из условий т.к.з.выбранный кабель в рабочем режиме удовлетворяет условиям эксплуатации.
Протяженность кабельнойтрассы велика, поэтому проверяем в/в магистральный кабель по потере напряжения, при этом должно соблюдаться условие:
Uмввк ≤ ∆Uдоп,В
где ∆Uдоп –допустимая потеря напряжения в кабеле, В;
∆Uдоп = ± 5%Unom –в относительных единицах;
∆Uдоп = />= 300В – вабсолютных единицах.
Потери расчетногонапряжения в кабеле составит:
Uмввк = √3 ×Iмввк ×Lмввк(Кt × r0cosφ + x0sinφ), B
где Lмввк = 300м – поплану участка;
Кt = 1,12 — температурныйкоэффициент /М.У. прил.4/;
r0, x0 –активное и индуктивное удельные сопротивления кабеля принятого сечения,
Ом/км /М.У.прил.3/ ;
cosφ –средневзвешенный коэффициент мощности /табл.1/
sinφ –соответствующий cosφсрв.
r0= 1,15Ом/км, x0= 0,102 Ом/км, cosφсрв.= 0,86, sinφ =0,51
Uмввк = √3 ×12 ×0,3 (1,12× 1,15 ×0,86 + 0,102 ×0,51) = 7,2В
Выполненный расчет потерьнапряжения показывает, что расчетное значение ∆U = 7.2B, меньше ∆Uдоп=300В.
Проверим сечение в/вмагистрального кабеля по экономической плотности тока, учитывая, что числочасов максимума для оборудования участка составляет: Тmax = 5000ч/год.
Sэк = Iмввк/J, мм2
где J = 2,5А/мм2предельная плотность тока, соответствующая – Тmax, А/ мм2 /М.У.прил.12/
Sэк = 12/2,5 = 4,8 мм2
По данному пункту расчетавыбранное сечение кабеля, по рабочему режиму удовлетворяет условию Sэк
Окончательно сечениекабеля от ЦПП до УПП принимаем Smin = 16мм2.
Выбор сечениямагистрального низковольтного кабеля от УПП до РПП-НН
Определим фактическийрабочий ток электроприемников участка, протекающий по магистральномунизковольтному кабелю от УПП до РПП-НН.
Iмкнн = Кс × Руст∑/ />×Unom × cosφcрв, А
где Кс = 0,67 — коэффициент спроса /п.3/
Руст∑ =200,5 — установленная мощность, кВт /табл.1/
Unom = 380B – номинальноенапряжение сети, В
cosφcрв = 0,86-средневзвешенный коэффициент мощности / табл.1./
Iмкнн = 0,67 ×200,5 / />×0,38 ×0,86 = 237,7 А
Из-за того, что температурныйрежим на горизонте имеет отклонение от нормальных условий, вводим поправочныйтемпературный коэффициент Кt = 1,12
Iф.раб. = Iмкнн ×Кt = 237.7 × 1.12 = 265A
Из расчета видно, чтонагрузочный ток велик, поэтому к прокладке принимаем 2(две) нитки кабеля. Тогдафактический рабочий ток распределится на две нитки.
I׀ ф.раб. =Iф.раб. / n = 265 / 2 = 132,7А
где n – число параллельновключенных кабелей.
К прокладке приняликабель ЭВТ, то необходимое сечение токоведущих жил для данного тока Smin = 50мм2,с Iдл.доп. = 155А.
Выбор кабелей дляпитания отдельных электроприемников
Предварительно составиврасчетную схему питания электроприемников участка и задавшись марками кабелейвыбираем сечение токоведущих жил по нагреву рабочим током.
При этом учитываемколичество приводов электроприемников, и при расчете сечения необходимовыполнить условие по токам:
Inom ≤ Iдл.доп., А
Определим сечениетоковедущих жил кабеля для:
1 Вентилятора ВМ-12,данные находим по таблице нагрузок /табл.1/
Inom = 220A, согласно/М.У.прил 5/, выбираем кабель тип ГРШЭ 3×70
2 Скреперной лебёдки 55ЛС-2С,Inom = 98А выбираем кабель тип ЭВТ 3 × 25
Для многодвигательныхприводов сечение кабеля выбирается по допустимой температуре нагрева рабочимрасчетным током, который определяется по формуле:
Iрасч. = /> , А
где ∑Руст.-установленная мощность эл. двигателей агрегата, Вт
Кс = 0,67 — коэффициентспроса.
Cosφcрв.-средневзвешенный коэффициент мощности эл. приемника.
Определим сечениетоковедущих жил кабеля для многодвигательных приводов:
1 Круговой опрокидывательОК4,0-410-75, к мощности опрокидывателя прибавим мощность параллельноподключенного вентилятора СВМ-5
Iрасч = />= 30,83А
К установке принимаемкабель тип ЭВТ 3 × 10 с I = 45A./М.У.прил5/
2 Станок глубокогобурения НКР-100М
Iрасч = />= 10,43А
К установке принимаемкабель тип ГРШЭ 3×4 с I = 45A. ./М.У.прил5/
Проверка кабельнойсети для рабочего режима по потере напряжения
Проверку выполним длясамого мощного электроприемника, вентилятора местного проветривания тип ВМ-12,и самого удаленного скреперной лебедки 55ЛС-2С.
Согласно ГОСТ, потерянапряжения в рабочем режиме с учетом силового трансформатора составляет:
∆Uдоп. = ± 10%Uном – в относительныхединицах, что составляет в абсолютных единицах Unom = 380B. Определим ∆Uдоп.в абсолютных единицах:
∆Uдоп = Unom × ∆Uдоп./ 100 = 380 × 10 / 100 = 38В
Потери напряжения до отдельныхпотребителей состоят из потерь в силовом трансформаторе, в низковольтноммагистральном кабеле, и в питающем кабеле элктроприемника.
∆Uрасч. = ∆Uтр+ ∆Uмкнн + ∆Uпк
где ∆Uтр – потеринапряжения в трансформаторе;
∆Uмкнн — потеринапряжения в магистральном низковольтном кабеле до УПП;
∆Uпк — потеринапряжения в питающем кабеле электроприемника.
Определим потеринапряжения на каждом из участков.
Потери напряжения всиловом трансформаторе УПП определим через ток вторичной обмотки:
∆Uтр = I2nom× Zтр, В I2nom= />, А Zтр = />, Ом
где I2nom –ток вторичной обмотки тр-ра УПП, А;
Snom – мощность тр-ра,ВА;
Uk = 3,5В напряжение К.З.вторичной обмотки;
Zтр – полноесопротивление тр-ра, Ом.
I2nom=/> = 362 А
Через паспортные данныепринятого к установке силового тр-ра, определим полное сопротивление тр-ра:
Zтр = /> = 0,02 Ом
∆Uтр = 362 ×0,02 = 7,24В
Определение потеринапряжения в магистральном кабеле от УПП до РПП-НН
∆Uмкнн = √3 ×Iмкнн × ( Rмкнн × Cosφсрв + Xмкнн × Sinφсрв), В
где Iмкнн = 237,7А
Cosφсрв = 0,86
Sinφсрв = 0,51
При параллельной работенескольких кабелей, значения Rмкнн и Xмкнн определяются:
— активное и индуктивноесопротивления кабеля определяем с учетомколичества ниток параллельной работы, вколичестве двух
Rмкнн = Kt × R0× ℓмкнн / n, Ом
Xмкнн = X0×ℓмкнн × n, Ом
где R0= 0,37Ом, X0= 0,0625 Ом – соответствующие активное и индуктивноесопротивления единичной длины принятого сечения кабеля.
Kt = 1,18 – температурныйкоэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля с повышением егонагрева до t = 65°C ℓмкнн = 0,02км – расстояние от УПП доРПП-НН n = 2шт — количество ниток кабеля.
Rмкнн = 1,18× 0,37×0,02 / 2 = 0,0043 Ом
Xмкнн = 0,0625 ×0,02 ×2 = 0,0025 Ом
∆Uмкнн = 1,73 ×237,7× (0,0043 × 0,86 + 0,0025 × 0,51) = 1,97 В
Определение потеринапряжения в питающем электроприёмник кабеле
Определим потерюнапряжения самого мощного электроприёмника вентилятора местного проветриванияВМ-12.
∆Uп.к. = √3 ×I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)
где I п.к. = Inom.дв =220А;
R0= 0.26Ом/км, X0 = 0.0612 Ом/км – активное и реактивное сопротивленияединицы длины принятого к установке кабеля /М.У.прил.3/ ;
ℓ п.к.= 0,039км длинапитающего кабеля по расчетной схеме п.4.5;
Cosφсрв = 0,89;
Sinφсрв = 0,46.
R п.к. = R0×ℓ п.к = 0.26 × 0,039 = 0,01 Ом
X п.к. = X0×ℓ п.к = 0.0612 × 0,039 = 0,002 Ом
∆Uп.к.1 = 1,73 ×220 × (0,01. × 0,89 + 0,002 ×0,46) = 4,08В
Осуществим проверку врабочем режиме для самого удаленного электроприемника скреперной лебёдки55ЛС-2С.
∆Uп.к. = √3 ×I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)
где I п.к. = Inom.дв =98А;
R0=0,74Ом/км, X0 = 0,0662Ом/км;
ℓ п.к.= 0,073км;
Cosφсрв = 0,86;
Sinφсрв = 0,51.
R п.к. = R0×ℓ п.к = 0,74 × 0,073 = 0,054 Ом
X п.к. = X0×ℓ п.к = 0,0662 × 0,073 = 0,0048 Ом
∆Uп.к.2 = 1,73 ×98 × (0,054 × 0,86 + 0,0048 × 0,51) = 8,27В
Суммарная потерянапряжения до ВМ-12 и 55ЛС-2С совместно с ∆Uтр. составляет:
∆Uрасч. = ∆Uтр.+ ∆Uмкнн + ∆Uп.к.1 + ∆Uп.к.2 = 7,24 + 1,97 + 4,08 + 8,27 =21,56В
Вывод: допустимая потерянапряжения по ГОСТ ∆Uдоп. = 38В превышает расчетное значение ∆Uрасч.= 21,56В т.е.условия эксплуатации в рабочем режиме соблюдаются.
Проверка кабельнойсети участка по потере напряжения в пусковом режиме
Для обеспечения рабочегорежима при пуске асинхронного двигателя, напряжение на их зажимах должно бытьUпуск. ≥ 0,8 Unom.
Uпуск. ≥ 0,8 ×380В = 304В
Проверку выполним длясамого мощного электроприемника, которым является ВМ-12.
Фактическая величинанапряжения на зажимах двигателя при его пуске определяется из соотношения :
Uпуск = />, В
где U2xx.тр. =400В – напряжение х.х. вторичной обмотки тр-ра, В;
U2nom = 380В;Iпуск = 220А – номинальный ток пускаемого двигателя;
Cosφсрв.= 0.89, Sinφсрв= 0.46 — коэффиценты мощности пускаемого эл. двигателя;
∆Uocm.дв.- потеринапряжения в магистральном кабеле, вызванные работой всех работающихдвигателей, за исключением пускаемого, В
∑R = Rтp.+ Rм.к.+Rп.к. Ом; ∑X = Xтр.+ Xм.к.+ Xп.к. Ом
Для определения ∑Rи ∑X необходимо определить Rтp. и Xтр .
Rтp. = /> = /> = 0,0058 Ом
где Рк = 2300Вт –мощность потерь к.з. выбранного тр-ра /М.У.прил.6/
I2nom = 362А –номинальный ток обмотки н.н. тр-ра.
Из треугольникасопротивлений, по т.Пифагора определим:
Xтр.= />.= />=0,0191 Ом
где Zтр.= 0,02 Ом –полное сопротивление трансформатора /п.4.7.4/
∑R = Rтp.+ Rм.к.+Rп.к.= 0,0058 + 0,0043 + 0,01 = 0,0201 Ом
где Rм.к = 0,0043 Ом –активное сопротивление магистрального кабеля н.н. /п.4.7.5/
Rп.к.= 0,01 Ом — активноесопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/
∑X = Xтр.+ Xм.к.+Xп.к.= 0,0191 + 0,0025 + 0,002 = 0,0236 Ом
где Xм.к = 0,0025 Ом –индуктивное сопротивление магистрального н.н. кабеля /п.4.7.5/
Xп.к = 0,02 Ом –индуктивное сопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/
Потерю напряжения, ∆Uост.дв.в магистральном кабеле определим по формуле:
∆Uост.дв.= √3× I’м.к. × (Rтр × Cosφсрв. + Xтр × Sinφсрв.),В
где I’м.к. =Кс × Р’nom√3 / Unom × Cosφсрв., A – ток в магистральномкабеле от всех работающих электродвигателей, кроме пускаемого;
Р’nom = P∑ уст.– Pnom пуск.дв., кВт – мощность всех эл. двигателей, кроме пускаемого;
P∑ уст =200,5 кВт /таблица 1/.
Кс = 0,67 – коэффициентспроса потребителей участка /п.3/
Cosφсрв = 0,86 Sinφсрв= 0,51 коэффициенты мощности.
Р’nom = P∑ уст.– Pnom пуск.дв. = 200,5 – 110 = 90,5кВт
I’м.к. = Кс ×Р’nom√3 / Unom × Cosφсрв = 0,67 × 90,5 ×√3 /0,38 ×0,86 = 321,77A
∆Uост.дв.= √3× 321,77 × (0,0058 × 0,86. + 0,0191 ×0,51) = 8,17В
После определения всехвеличин, определяем Uпуск.:
Uпуск = /> = 380,9В
Произведенный расчетпоказывает, что условие по потере напряжения в пусковом режиме соблюдается:Uпуск ≥ 0,8Unom, B
Uпуск = 380,9В > 304B
Расчёт токовкороткого замыкания в низковольтной кабельной сети
Токи К.З. определяютсядля выбора по ним пускозащитной аппаратуры, проверки кабельной сети натермическую стойкость к токам короткого замыкания, расчета токовых уставок максимальнойтоковой защиты.
Токи трёхфазного к.з.определяют для случая замыкания в начальной точке ответвления, когда они максимальны, т.е. непосредственно на РПП-НН, длявыбора группового автоматического выключателя.
Токи двухфазного к.з.рассчитываем в наиболее удаленной точке защищаемого ответвления. Они необходимыдля выбора уставки тока срабатывания максимальной токовой защитыкоммутационного аппарата (пускателя).
Перед расчетом токовкороткого замыкания, составим расчётную схему и схему её замещения, на которойвсе элементы участковой сети изображаются в виде активных и индуктивныхсопротивлений. /рисунок 4, лист 32/
В расчетных точкахопределим токи к.з. по формулам:
I(3)к.з.=/>, А I(2)к.з.=0,87 × I(3)к.з, А
где Z – полное сопротивлениедо точки к.з., Ом
Z = />, Ом
∑R = Rмввк + Rтр+Rмкнн + Rп.к., Ом
где Rмввк = kR0Lмввк,Ом – активное сопротивление в.в. кабеля;
k = 0,004 – коэффициентприведения сопротивления ВВ кабеля к напряжению 0,4кВ;
R0– удельноесопротивление принятого ВВ кабеля, Ом/км /М.У.прил3/;
Lввк – длина ВВ кабеля,км;
Rтр = 0,0058 Ом активноесопротивление тр-ра УПП / п.4.8/;
Rмкнн – активноесопротивление магистрального кабеля НН, Ом /п.4.6/;
Rп.к. – активноесопротивление питающего кабеля, Ом /п.4.7/.
∑X = Xc + Xмввк +Xтр + Xмкнн + Xп.к, Ом
где Xc = Uxx / S к.з.=0,4 / 50 = 0,008 Ом;
S к.з = 50МВА – мощностьк.з. на шинах ЦПП;
Uxx = 0,4кВ – напряжениехолостого хода тр-ра;
Xмввк = X0Lмввк– индуктивное сопротивление ВВ кабеля, Ом;
Xтр = 0,0191 Ом –индуктивное сопротивление тр-ра УПП, /п.4.8/;
Xмкнн – индуктивноесопротивление магистрального кабеля НН, Ом /п.4.6/
Xп.к – индуктивноесопротивление питающего кабеля, Ом /п.4.7/.
Rмввк = kR0Lмввк= 0,004 × 1,15 × 0,3 = 0,00138Ом
Xмввк = X0Lмввк= 0,102 × 0,3 = 0,0306Ом
Произведем расчеттоков короткого замыкания для ВМ-12:
∑R = Rмввк + Rтр+Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,01 = 0,02148 Ом
∑X = Xc + Xмввк +Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,002 = 0,054208 Ом
Z = /> = />= 0,0583 Ом
I(3)к.з.=/>= /> = 4750 А
I(2)к.з.= 0,87× I(3)к.з = 0,87 × 4750 = 4132 А
Расчет токов короткогозамыкания для скреперной лебёдки 55ЛС-2С:
ℓпк = 0.073км –длина питающего кабеля по расчетной схеме;
R0= 0.74 Ом,X0= 0.0662 Ом — активное и реактивное сопротивления един.длины данногокабеля /М.У.прил.3/.
Rп.к. = R0×ℓпк = 0,74 × 0,073 = 0,054 Ом X п.к. = X0×ℓпк= 0.0662 × 0.073 = 0.0048 Ом
∑R = Rмввк + Rтр+Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,054 = 0,0655 Ом
∑X = Xc + Xмввк +Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,0048 = 0,065 Ом
Z = />= />=0,09 Ом
I(3)к.з.=/>= /> = 3800 А
I(2)к.з.= 0,87× I(3)к.з = 0,87 × 3800 = 3306 А
Рассчитаем токикороткого замыкания для НКР-100М:
ℓпк = 0,045км –длина питающего кабеля по расчетной схеме;
R0= 4,6 Ом, X0= 0,095 Ом — активное и реактивное сопротивления един.длины данного кабеля/М.У.прил.3/.
Rп.к. = R0×ℓпк = 4,6 × 0,045 = 0,2 Ом X п.к. = X0×ℓпк =0,095 × 0,045 = 0,0042 Ом
∑R = Rмввк + Rтр+Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,2 = 0,21148 Ом
∑X = Xc + Xмввк +Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,0042 = 0,0644 Ом
Z = />= />= 0,2 Ом
I(3)к.з.=/>= /> = 1266 А
I(2)к.з.= 0,87× I(3)к.з = 0,87 × 1266 = 1101 А
Рассчитаем токикороткого замыкания для Кругового опрокидывателя ОК4.0-410-75:
ℓпк = 0,056км –длина питающего кабеля по расчетной схеме;
R0= 1,84 Ом,X0= 0,073 Ом — активное и реактивное сопротивления един.длины данногокабеля /М.У.прил.3/.
Rп.к. = R0×ℓпк = 1,84 × 0,056 = 0,1 Ом X п.к. = X0×ℓпк =0,073 × 0,056 = 0,004 Ом
∑R = Rмввк + Rтр+Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,1 = 0,11148 Ом
∑X = Xc + Xмввк +Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,004= 0,0642Ом
Z = />= />= 0,118 Ом
I(3)к.з.=/>= />= 2000 А
I(2)к.з.= 0,87× I(3)к.з = 0,87 × 2000 = 1740 А
5. Выборкоммутационной аппаратуры, уставок и вставок максимальной защиты
Комплексныераспределительные устройства (ячейки) выбираются в зависимости от назначения,исполнения, номинального тока и проверяются по предельному току отключения.
Для расчета необходимовыбрать КРУ, т.к. в конце магистральной линии включен силовой трансформаторУПП.
Inom яч ≥ Iмквв
где Iмквв = 12А – токпротекающий по в/в кабелю, подающему питание на УПП.
Принимаем ближайшеестандартное значение Inom яч = 60А.
Принятую ячейку проверяемпо предельной коммутационной способности, т.е. отключение трехфазного Т.К.З.,при этом соблюдаем условие:
Inp ≥ I(3)к.з.×1,5; А
где I(3)к.з =4,8кА /п.4.5.2/.
Inp ≥ 4,8.×1,5 кА
Inp ≥ 7,2кА
К установке принимаемкомплексное распределительное устройство КРУРН (рудничное нормальное), с Inpоткл. = 20кА.
Рассчитаем токовуюуставку максимальной токовой защиты ячейки:
Iy ≥ 1.2 ÷1.4 × /> ,A
где КТ –коэффициент трансформации силового тр-ра УПП:
КТ = Uв.н /Uxx = 6000 / 400 = 15
1.2 ÷ 1.4 –коэффициент надежности, исключающий ложное срабатывание максимальных реле.Принимаем значение коэффициента 1.2;
In.max = 1200А — пусковойток самого мощного потребителя на стороне низкого напряжения;
I1nom – токпервичной обмотки силового тр-ра УПП, А;
I1nom= SТР.УПП / √3 × U1 nom= 250 / 1.73 × 6 = 24.08A
Определим расчетноезначение уставки максимальной токовой защиты:
Iy = 1.2 × /> = 124,8A
Определим расчетноезначение Iy – для многодвигательных приводов с одновременным включениемдвигателей:
In.max = ∑Iп.дв, А
где ∑Iп.дв –суммарный пусковой ток одновременно включаемых двигателей, А.
1 Круговойопрокидыватель ОК4,0-410-75:
Iy = 1.2 × /> = 45,28A
2 Станок глубокогобурения НКР- 100М:
Iy = 1.2 × /> = 39,36A
Из рассчитанных значенийуставок м.т.з. выбираем большее значение Iy = 124,8А.
В соответствии срасчетным значением уставки принимаем ближайшее стандартное значение: Iycm =140A.
По принятой уставкеопределим ток срабатывания реле РТМ:
Icp.p = />= /> = 11.6A
Принимаем фиксированноеположение реле РТМ с Icp.pеле = 12,5А.
Принятую уставкупроверяем на способность отключить минимальное значение т.к.з. защищаемогоучастка сети, т.е. двухфазного к.з. При этом должно соблюдаться условие: kЧ ≥ 1,5 – коэффициент чувствительностизащиты;
Определим значение kЧ — коэффициент чувствительности для принятой уставки:
kЧ = />= />= 1,99
Из расчета видно, что kЧ= 1,99 ≥ 1,5 т.е. условие соблюдается.
Выборавтоматических выключателей и уставок их максимальной токовой защиты
Выбираем групповойавтоматический выключатель устанавливаемый перед РПП-НН, а также фидерныеавтоматы для отходящих от РПП-НН кабельных трасс до потребителей участка.
Предварительно выполнимрасстановку защитно- коммутационной аппаратуры на расчетной схеме кабельнойсети участка./Рисунок 4, лист 21/
Рассчитаем уставку М.Т.З.автоматического группового выключателя:
I(3)к.з. к2= />, А
где Z – полноесопротивление кабельной сети до РПП-НН.
Z = /> = />/>= 0,0612 Ом
I(3)к.з. к2= />=3800А
Групповой автоматическийвыключатель устанавливаем с условием:
Iоткл.авт.≥ 1,2 ×I(3)к.з. к2
Iоткл.авт.≥ 4,5 кА
Уставку максимальнойтоковой защиты в автоматическом выключателе рассчитываем по формуле:
Iy.авт. = Iп.max.дв. + ∑Inom.ост.дв.
где Iп.max.дв.= 1200А –пусковой ток наибольшего эл. двигателя;
∑Inom.ост.дв. =164,8А – сумма номинальных токов остальных двигателей.
Iy.авт. = 1200 + 164,8 =1364,8А
К установке принимаемавтоматический выключатель АВМ4Н, с Inom = 400А, и предельным током отключения Iпр.откл.=20кА.
По рассчитанному значениютоковой уставки автомата принимаем большее стандартное значение Iy.авт.= 1600А,/М.У.приложение 9/.
Принятую уставку проверимна чувствительность, т.е. способность отключить минимальное значениедвухфазного к.з. При этом должно соблюдаться условие: kЧ ≥ 1,5
Определим значениекоэффициента чувствительности :
kЧ = I(2)к.з. / Iy = 3306 / 1600 = 2,06
где I(2) к.з.= 3306А – ток двухфазного т.к.з.в самой удаленной точке зоны защиты.
kЧ = 2,06 ≥1,5 т.е. условие соблюдается.
Выбираем автоматическиевыключатели для электродвигателей, выполняя условия:
Inom.авт ≥ Inom.дв.
Уставка автоматическоговыключателя для однодвигательного привода:
Iy.авт ≥ Iпуск.дв.
1 Автоматическийвыключатель для ВМ-12,с Inom = 220A, Iпуск = 1200А.
Автоматическийвыключатель АФВД-3, с Inom = 550А, Iy.авт = 1500А.
Проверка уставкиавтомата:
kЧ = I(2)к.з. / Iy = 4132 / 1500 = 2,7
kЧ = 2,7 ≥1,5 т.е условие соблюдается.
2 Автоматическийвыключатель для скреперной лебедки 55ЛС-2С, с Inom = 98А, Iпуск = 686А.
Автоматическийвыключатель АФВ — 2А, с Inom = 350А, Iy.авт = 900А.
Проверка уставкиавтомата:
kЧ = I(2)к.з. / Iy = 3306 / 900 = 3,6
kЧ = 3,6 ≥1,5 т.е. условие соблюдается.
Уставка автоматическоговыключателя для многодвигательного привода:
Iy.авт ≥ Iпуск.дв.+ ∑ Inom.дв.
3 Автоматическийвыключатель для Кругового опрокидывателя ОК4.0-410-75, с Inom = 33.4A, Iпуск = 203А, ипараллельно включенного вентилятора местного проветривания СВМ-5 с Inom =11А,Iпуск = 60А.
Iy.авт ≥ Iпуск.дв.+ ∑ Inom.дв.
Iy.авт ≥ 203А +11А; Iy.авт ≥ 214А
Автоматическийвыключатель АФВ – 1А, с Inom = 200А, Iy.авт = 450А.
Проверка уставкиавтомата:
kЧ = I(2)к.з. / Iy = 1740 / 450 = 3,8
kЧ = 3,8 ≥1,5 т.е. условие соблюдается.
4 Автоматическийвыключатель для НКР – 100М, с Inom = 22,4А, Iпуск = 132А, с учетом одновременного пускадвигателей.
Автоматическийвыключатель АФВ-1А, с Inom = 200А, Iy.авт = 300А.
Проверка уставкиавтомата:
kЧ = I(2)к.з. / Iy = 1101 / 300 = 3,6
kЧ = 3,6 ≥1,5 т.е. условие соблюдается.
Выбор магнитныхпускателей и уставок их максимальной защиты
Пуск электродвигателейосуществляется подачей напряжения с помощью коммутационных аппаратов. В моемслучае АФВ, которые кроме коммутации обеспечивают защиту от трёхфазногокороткого замыкания.
Для каждого двигателяустанавливаются магнитные пускатели, которые должны обеспечить пуск конкретногодвигателя и обеспечить отключение двухфазного т.к.з.
Магнитные пускателивыбирают по назначению, номинальному напряжению, номинальной мощностивключаемого пускателем двигателя.
Проведем выбор на примереВМ-12 с Iпуск дв.= 1200А. Уставку пускателя выбирают из условия:
Iy.пускат. ≥ Iпуск.дв.
Iпр.откл.≥ 1,2Iк.з.
По /М.У. приложение 11/принимаем стандартное значение уставки тока срабатывания.
Пускатель характеризуетсяпредельным током отключения, который для ВМ – 12:
Iпр.откл. =1,2 × I(2)к.з = 1,2 × 4132 = 4958А
Пускатели выбирают помощности подключаемого двигателя:
Pnom.пускат.≥Pnom.дв.
где Pnom.дв. = 110кВт
По /М.У.приложение 11/,выбираем магнитный пускатель ПМВ – 1365А, с Iy.пускат = 1250А, Iпр.откл. =5400А, Pnom.пускат.= 120кВт.
Проверим чувствительностьмаксимальной токовой защиты:
kЧ ≥ 1,5
kЧ = I(2)к.з. / Iy.пускат = 4132 / 1250 = 3,3
kЧ = 3,3 ≥1,5т.е. условие соблюдается
Окончательно к установкепринимаем пускатель ПМВ – 1365А.
Выбор магнитныхпускателей для всех остальных двигателей:
1 Выбор пускателя дляСкреперной лебёдки 55ЛС-2С, с Iпуск.дв = 686А, Pnom.дв.= 55кВт.
Iпр.откл. = 1,2 × I(2)к.з = 1,2 × 3306 = 3967А
Выбираем магнитныйпускатель ПМВ – 1365А, с Iy.пускат = 750А, Iпр.откл. = 5400А, Pnom.пускат.= 120кВт.
kЧ = I(2)к.з. / Iy.пускат = 3306 / 750 = 4,4
kЧ = 4,4≥1,5т.е. условие соблюдается.
2 Выбор пускателя дляНКР-100М, с Iпуск.дв= 132А, Pnom.дв.= 8,8кВт.
Iпр.откл. =1,2 × I(2)к.з = 1,2 × 1101 = 1321А
Выбираем магнитныйпускатель ПМВИ – 1331, с Iy.пускат = 200А, Iпр.откл. = 2000А, Pnom.пускат.= 25кВт.
kЧ = I(2)к.з. / Iy.пускат = 1101 / 200 = 5,5
kЧ = 5,5 ≥1,5т.е. условие соблюдается.
3 Выбор пускателя дляКругового опрокидывателя ОК4.0-410-75, с Iпуск.дв = 206А, Pnom.дв.= 15кВт.
Iпр.откл. =1,2 × I(2)к.з = 1,2 × 1740 = 2088А
Выбираем магнитныйпускатель ПМВ – 1357, с Iy.пускат = 300А, Iпр.откл. = 2100А, Pnom.пускат.= 55кВт.
kЧ = I(2)к.з. / Iy.пускат = 1740 / 300 = 5,8
kЧ = 5,8 ≥1,5т.е. условие соблюдается.
4 Выбор пускателя длявентилятора местного проветривания СВМ-5, с Iпуск.дв = 60А, Pnom.дв.= 5,5кВт.
Iпр.откл. =1,2 × I(2)к.з = 1,2 × 1740 = 2088А
Выбираем магнитныйпускатель ПМВ – 1357, с Iy.пускат = 300А, Iпр.откл. = 2100А, Pnom.пускат.= 55кВт.
kЧ = I(2)к.з. / Iy.пускат = 1740 / 300 = 5,8
kЧ = 5,8 ≥1,5т.е. условие соблюдается.
Результаты выборакоммутационной аппаратуры и уставок максимальной токовой защиты сведём втаблицу 3. /лист 43/
/>