Расстановка в два ряда, с расстоянием между рядами 4метра,от торцов камеры отступаем 0,5метра, с шагом расстановки 2метра, длина камеры 15метров, ширина 10метров.

Потребляемая мощность светильников УПП:

P∑ = Pл × Nсв = 100 × 16 = 1600 Вт = 1,6кВт

Определим необходимое количество светильников для комплекса рудоспуска. Расчет освещения выполняем по методу коэффициента использования светового потока, аналогичный тому, как производили расчет для камеры УПП.

Определим индекс камеры рудоспуска, 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 - индекс комплекса рудоспуска

Определим Кисп - коэффициент использования светового потока, учитывая, что светильники с лампами накаливания, потолки и стены светлые.

Кисп = 0,31 Еmin = 10лм /М.У приложение 13/

Определим суммарный световой поток всех светильников:

F∑ = Emin × S × Kз × Z/ Kисп, лм

где S = a × b = 250метров;

Z = 1.4 – коэффициент неравномерности освещения ;

К.з = 1,5 - коэффициент запаса.

F∑ = 10 × 250 × 1,5 × 1,4 / 0,31 = 16 935 лм

По суммарному световому потоку определим необходимое количество светильников.

Nсв = F∑ / Fсв , шт Fсв = Fл × КПДсв = 1380 × 0,6 = 826 лм;

Nсв = 16 935 / 826 = 20 шт.

Выполним расстановку светильников на кровле комплекса рудоспуска, что укажем на эскизе / лист 16,рисунок 3 /. Расстановка в два ряда, с расстоянием между рядами 4метра, от торцов помещения отступаем 0,5метра, с шагом расстановки 2,5метра. Потребляемая мощность светильников рудоспуска Р ∑ = Рл × Nсв = 100 × 20 = 2000Вт = 2кВт.

План – эскиз расстановки светильников в комплексе рудоспуска

На проектируемом участке используется прожекторное освещение: для освещения скреперных дорожек и забоев где находится станок НКР.

Горизонтальная освещенность Еmin = 10лк. Для тупиковых выработок ,скреперных дорожек применяют прожекторное освещение ПЗС с Рл = 1000Вт. Стационарная сеть выполняется

20метров не доходя до тупика. Один прожектор ставим в тупике с НКР, второй у скреперной лебедки.

Потребляемая лампами мощность на каждом участке:

1 Горизонтальная выработка Ргор = Рл × Nсв =600Вт;

2 УПП Р∑ = Рл × Nсв = 1600Вт;

3 Комплекс рудоспуска Р∑ = 2000Вт;

4 Прожекторное освещение Рпрож = 2000Вт.

Суммарная нагрузка осветительной сети:

Р∑ осв.сети = Ргор + Рруд + Р∑ УПП + Рпрож = 6200Вт.

Согласно ЕПБ в участковых сетях для питания осветительных установок используют ступень напряжения U = 127B, которую можно получить от пусковых агрегатов типа АОШ, в которых установлены трансформаторы с Sном = 4кВА, и обеспечивающие U = 127B.

Кроме того, АОШ укомплектован набором защит: от т.к.з., от токов утечки, от самовключения при повышении напряжения до 1,5 Uном, от обрыва или увеличения сопротивления цепи заземления , нулевой защитой. Агрегат снабжён световой сигнализацией и блокировками.

Для определения количества 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 количество агрегатов : Sном = 4кВА,

N =  , шт

N = 6.45 / 4 = 1.6, шт

К установке принимаем 2 осветительных агрегата типа АОШ-4. Первая осветительная установка АОШ устанавливается в комплексе рудоспуска, вторая осветительная установка АОШ устанавливается в камере УПП.

Расчет осветительной сети заключается в выборе марки кабеля и расчете сечения токоведущих жил кабелей, в соответствии с определенной нагрузкой осветительной сети.(см.п.2.2).

На плане участка выполняем расстановку осветительных агрегатов, при этом предпочтение отдается электромашинной камере УПП и комплексу рудоспуска.

Определим сечение токоведущих жил магистрального осветительного кабеля. Сечение жил кабеля определяем из условия допустимой потери напряжения, которая в осветительных сетях , согласно ПУЭ , не должна превышать 4%Uном. По нагреву кабели осветительной сети не проверяют, т.к. даже наибольший ток нагрузки осветительного трансформатора, мощность которого составляет S = 4кВА, оказывается меньше допустимого по нагреву тока кабеля с минимальным сечением жил Smin = 2.5мм2. Включение осветительного агрегата осуществляем в конец линии, и тогда момент нагрузки на кабель составит :

М = Р ∑ × L, кВт × м

где L – длина кабеля освещения, м

Р∑ - суммарная нагрузка на кабель, кВт.

Принимая во внимание то, что по расчетам к установке приняты 2 агрегата, выполним распределение осветительной 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. – расчетное сечение силовой жилы кабеля, мм2;

С – коэффициент, учитывающий допустимую температуру нагрева токоведущих жил кабеля ; Для кабелей с медными жилами при Uном = 127В - С = 8,5 1/град;

∆Uдоп = 4% допустимая потеря напряжения в сети освещения;

М – момент нагрузки на кабель, кВт × м.

1) АОШ-4 для освещения: комплекса рудоспуска Р = 2000Вт, 2 светильника горизонта

Р = 200 Вт, один прожектор 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 = 234 кВт × м

Sрасч2 = = 6,8мм2

К прокладке принимаем кабель марки ГРШЭ 3 × 6 + 1 × 2,5 , с Smin = 6мм2.

Питание осветительной сети выполняется стандартным агрегатом , и загрузку его осуществляем практически на 100%, то ток уставки автоматического выключателя принимаем стандартный согласно паспорта Iу = 192А, Inom.авт = 16А.

3. Расчёт мощности силового трансформатора

Место установки УПП выбираем в центре нагрузок участка. Выбор места для УПП связан с тем, чтобы обеспечить качество электроэнергии по потере напряжения в соответствии с ГОСТ, т.к. для горно-добывающей промышленности не существует типовых графиков нагрузок. В то же время УПП не должно мешать нормальной работе транспорта и передвижению людей. Поэтому расчет осуществляем согласно инструкции по проектированию электроснабжения, по методу коэффициента спроса.

Расчётная мощность трансформатора:

Sрасч.тр. = kc × Pnom∑ / cosφсрв, кВА

где kc – коэффициент спроса, учитывающий К.П.Д. сети, одновременность работы электродвигателей, степень их нагрузки и их к.п.д.; Pnom∑ - суммарная установленная мощность эл.приемников участка, кВт; cosφср – средневзвешенный коэффициент мощности электроприемников при фактической их нагрузке. Принимаем cosφср = 0,86.

Определим коэффициент спроса для потребителей участка. Предварительно установили, что на проектируемом участке отсутствует автоматическая блокировка очередности пуска электродвигателей (п.1.1).

kc = 0,29 + (0,71 × Pnom.max / Pnom∑)

kc = 0.29 + (0.71 × 110 / 200.5) = 0.67

Для корректировки расчета учитывая загруженность трансформатора вводим коэффициент возможного использования: kисп = 1,25.

Определим расчетную мощность трансформатора:

Sрасч.тр = 0.67 × 200,5 / 0,86 = 156,2 кВА;

Sрасч. = Sрасч.тр / kисп = 156,2 / 1,25 = 124,9кВА;

Выбираем трансформатор с Snom ≥ Sрасч. т.е тип ТСШВ с Snom = 160/6кВА /М.У.приложение 6/. Действующими ПБ § 436 использование маслонаполненных трансформаторов в участковых подстанциях запрещено.Выбранный трансформатор проверим по нагрузочному току потребителей. При этом должно соблюдаться условие:

I2тр ≥ Iраб ;

Iраб. = =  = 354А

I2 тр = Snom /  × U2 ном = 160 / 1,73 × 380 = 243А

Из расчета выяснилось, что условия по току не соблюдаются : I2 тр < I раб. Поэтому к расчёту принимаем силовой трансформатор большей стандартной мощности тип ТСШВ с Snom = 250/6 кВА.

Определим ток вторичной обмотки выбранного трансформатора :

I2 тр. = 250 / 1,73 × 0,38 = 380 А

Условия по току соблюдаются: I2 тр > I раб. Окончательно к установке принимаем трансформатор тип ТСШВ с Snom = 250/6 кВА.

Паспортные данные тр-ра ТСШВ:

Напряжение короткого замыкания 3,5% ;

Напряжение Х.Х. Uxx = 400B;

Потери мощности К.З. 2300Вт.

4. Расчёт кабельной сети участка

Кабельная сеть участка шахты состоит из:

1. Высоковольтного ( U =6кВ) магистрального кабеля между ЦПП-6 и УПП;

2. Магистрального низковольтного кабеля между УПП и распределительным устройством РПП-НН;

3. Низковольтных (U < 1000В) кабелей, питающих отдельные электроприёмники.

В следствии того, что участковую подстанцию установили в центре нагрузок участка, то для питания силового трансформатора подстанции прокладываем магистральный высоковольтный кабель от ЦПП-6 горизонта до УПП.

Для питания низковольтных потребителей в УПП предусматриваем низковольтное распределительное устройство РПП-НН.

От распределительного устройства прокладываем отдельные питающие кабели для каждого электроприемника, т.е. используем радиальную схему электроснабжения приемников.

Все кабели и высоковольтные и низковольтные прокладываем по борту выработок . Для не стационарных по почве. Крепления кабелей осуществляем с шагом 3метра.

Составим расчетную схему электроснабжения потребителей электроэнергии участка,

Выбираем типы кабелей с учётом окружающей среды и режимом работы электроприёмиников ( стационарный или нестационарный). Определяем длины кабелей с учётом их провисания 10%, плюс 2% на концевые разделки. Все расчеты проводим по плану горной выработки и указываем 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 жил кабелей по нагреву, в соответствии с номинальными токами электроприёмников по соответствующим 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 сеть по допустимой потере напряжения в рабочем режиме и при пуске наиболее мощного и удаленного от УПП электродвигателя. Проверку сделаем для ВМ – 12. При этом должны соблюдаться условия:

- ток, проходящий по кабелю Iк ≥ Iдл.доп. 250А ≥ 220А

- напряжение на электродвигателе Uраб ≥ 0,95Unom 380B ≥ 361B

- напряжение на зажимах электродвигателя при пуске Uпуск ≥ 0,8Unom. Согласно ПУЭ отклонение от Unom при пуске в машинах 0,4кВ питание электродвигателя должно быть 100 ÷ 105% 380В ≥ 304В

При выбранной марке кабеля условия соблюдаются.

Выбор высоковольтного кабеля от ЦПП до УПП

Проектируемое УПП не догружено, поэтому выбор сечения высоковольтного кабеля выполняем по условию:

IВ.В.РАСЧ. = , А

где Sтр.расч. – расчетная мощность силового трансформатора, кВА /определенная в п.3/;

Uвн = 6кВ – напряжение номинальное высоковольтной сети.

IВ.В.РАСЧ =  = 12А

Рекомендуемые марки кабеля: ЭВТ, СБН, СБВш, ЦСБН.

По найденному значению тока высоковольтного магистрального кабеля IВ.В.РАСЧ = 12А, выбираем необходимое сечение токоведущих жил S = 10мм2, но из условия механической прочности к прокладке принимаем кабель с Smin = 16мм2, с Iдлит.допуст. = 65А.

Принятый кабель проверим на 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 максимальное сечение 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 – фиктивное время действия т.к.з. tф = 0,25с.

с = 145 (для кабелей с бумажной 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 кабельной трассы 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 – в абсолютных единицах.

Потери расчетного напряжения в кабеле составит:

Uмввк = √3 × Iмввк ×Lмввк(Кt × r0 cosφ + x0 sinφ), B

где Lмввк = 300м – по плану участка;

Кt = 1,12 - температурный коэффициент /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 = 1,15 Ом/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 потерь напряжения показывает, что расчетное значение ∆U = 7.2B, меньше ∆Uдоп =300В.

Проверим сечение в/в магистрального кабеля по экономической плотности тока, учитывая, что число часов максимума для оборудования участка составляет: Тmax = 5000ч/год.

Sэк = Iмввк/J, мм2

где J = 2,5А/мм2 предельная плотность тока, соответствующая – Тmax, А/ мм2 /М.У. прил.12/

Sэк = 12/2,5 = 4,8 мм2

По данному пункту расчета выбранное сечение кабеля, по рабочему режиму удовлетворяет условию Sэк << Smin = 16мм2.

Окончательно сечение кабеля от ЦПП до УПП принимаем Smin = 16мм2.

Выбор сечения магистрального низковольтного кабеля от УПП до РПП-НН

Определим фактический рабочий ток электроприемников участка, протекающий по магистральному низковольтному 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 – номинальное напряжение 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 температурный режим на горизонте имеет отклонение от нормальных условий, вводим поправочный температурный коэффициент Кt = 1,12

Iф.раб. = Iмкнн × Кt = 237.7 × 1.12 = 265A

Из расчета видно, что нагрузочный ток велик, поэтому к прокладке принимаем 2(две) нитки кабеля. Тогда фактический рабочий ток распределится на две нитки.

I׀ ф.раб. = Iф.раб. / n = 265 / 2 = 132,7А

где n – число параллельно включенных кабелей.

К прокладке приняли кабель ЭВТ, то необходимое сечение токоведущих жил для данного тока Smin = 50мм2, с Iдл.доп. = 155А.

Выбор кабелей для питания отдельных электроприемников

Предварительно составив расчетную схему питания электроприемников участка и задавшись марками кабелей выбираем сечение токоведущих жил по нагреву рабочим током.

Страницы: 1, 2, 3