Explanatory Note includes 37 paintings and drawings, 20 tables and 123 pages of printed text

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени

М.К. Аммосова»

 

Политехнический институт (филиал) в г. Мирном

 

Кафедра электроэнергетики и автоматизации промышленного производства

 

 

ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗАКЛАДОЧНОГО КОМПЛЕКСА РУДНИКА «МИР» МИРНИНСКОГО ГОКА

 

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(ДИПЛОМНЫЙПРОЕКТ)

 

специальность: 21.05.04 «Горное дело»,

специализация «Электрификация и автоматизация горного производства»

 

 

Выполнил: студент 6 курса

группы ЭА11-4 МПТИ (ф) СВФУ

Титов Александр Владимирович

 

Руководитель: проф. НГТУ

д.т.н. Федоров О.В.

 

________________________________

^{(подпись)}

 

г. Мирный, 2017 г.

Содержание

Аннотация. 4

Введение. 6

1. Горно-технологический. 8

1.1. Общая характеристика месторождения полезного ископаемого. 8

1.2. Геология месторождения. 9

1.3. Выбор обоснование технологического процесса. 10

1.4. Выбор технологического оборудования участка. 13

1.4.1. Технологический процесс поверхностного закладочного комплекса. 14

1.5. Расчет производительности рудника. 18

2. Механическое оборудование. 20

2.1. Обоснование выбора типа механического оборудования. 20

2.2. Техническое описание, общие сведения о механическом оборудовании. 21

2.3. Расчет и выбор механического оборудования. 25

2.3.1. Исходные данные для расчета шаровой мельницы.. 25

2.3.2. Расчет механизма. 25

2.3.3. Исходные данные предварительного выбранного двигателя. 26

2.3. Расчет и построение рабочей характеристики выбранного механизма. 27

3. Электрический привод. 31

3.1. Анализ технических и технологических требований к системе электропривода установки. 31

3.2. Обоснование выбора системы электропривода. 32

3.3. Расчет и выбор элементов системы электропривода. 41

3.4. Расчет и построения статистических характеристик системы электропривода 47

3.5. Потери энергии в роторе при частотном пуске. 53

4. Электроснабжение. 55

4.1. Основные требования к системе электроснабжения предприятия. 55

4.2. Построения принципиальной схемы электроснабжения передела. 56

4.3. Расчет осветительных нагрузок. 58

4.4. Расчет электрических нагрузок. 60

4.5. Выбор трансформаторов и трансформаторной подстанции. 63

4.6. Расчет кабельной сети и токов короткого замыкания. 64

4.7. Расчет и выбор коммутационных аппаратов и уставок срабатывания максимальной токовой защиты.. 74

4.8. Выбор комплектных распределительных устройств и уставок их защиты.. 75

5. Автоматизация технологического процесса. 78

5.1. Требования к системе автоматизации технологического процесса. 78

5.2. Выбор контрольно измерительных приборов и автоматики. 79

5.3. Выбор оборудования верхнего уровня автоматизации. 80

5.4. Разработка структурной и принципиальной схемы автоматизации технологического процесса. 82

5.5. Разработка алгоритма программы.. 84

5.6. Разработка системы визуализации. 91

6. Электробезопасность. 98

6.1. Требования к электробезопасности на предприятии в целом и переделе в частности 98

6.2. Измерительные и защитные электротехнические средства. 99

6.3. Мероприятия по электробезопасности. 101

6.4. Расчет и выбор заземляющего устройства и системы заземления. 102

6.5. Расчет и выбор системы молниезащиты.. 107

7. Экономическое обоснование проекта. 111

7.1. Экономическая характеристика объекта исследования двигателя. 111

7.2. Сравнительный анализ или оценка текущего состояния проблемы.. 112

7.3. Расчет по экономической эффективности. 113

7.4. Вывод, Рекомендации. 118

Заключение. 119

Список библиографических источников. 121

Приложение

 

Аннотация

Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графического приложения на восьми листах. Пояснительная записка включает в себя семь разделов: горно-технологический, механическое оборудование, электрический привод, электроснабжение, автоматизация технологического процесса, электробезопасность, экономическое обоснование проекта и специальный вопрос.

Пояснительная записка содержит 37 рисунков и чертежей, 20 таблиц и 123 страницы печатного текста.

Ключевые слова: шаровая мельница,закладочный комплекс, рудник «Мир», электрический привод, синхронный двигатель, преобразователь частоты, инвертор тока, нагрузочная диаграмма, тахограмма, механическая характеристика, короткое замыкание,автоматизация технологического процесса, экономическоеобоснование, эффективность.

В дипломном проекте быласпроектирована электрификация и автоматизация закладочного комплекса рудника «Мир», приведен расчет основных параметров шаровой мельницы. Был выбран подходящий электродвигатель и его режим работы, выбраноколичество и мощности трансформаторов,спроектирована автоматизированная система управления технологическим процессом для повышения производительности труда и улучшения экономической эффективности производства.

Annotation

The degree project consists of explanatory note and graphical applications in eight sheets. Explanatory Note includes seven sections: Mining and Technology, mechanical equipment, electric drive, power supply, automation of technological processes, electrical, economic justification of the project and a special question.

Explanatory Note includes 37 paintings and drawings, 20 tables and 123 pages of printed text.

Keywords: ball mill, stowing complex mine "Mir", the electric drive, synchronous motor, frequency converter, power inverter, load diagram tachogram, mechanical characteristic, short circuit, process automation, feasibility study, the efficacy.

The thesis project was designed by the electrification and automation of the packing of the complex "World" of the mine, a calculation of the main parameters of a ball mill. He was selected a suitable motor and its operating mode is selected and the number of power transformers, designed an automated process control system for increasing productivity and improving economic efficiency. The graduation project was designing of electrification and automation of the packing of the complex "World" of the mine, a calculation of the main parameters of a ball mill. a suitable motor and engine operating mode has been selected, I chose the number and power of the transformer, and built an automated process control system for increasing productivity and improving economic efficiency.

Введение

Требования научно-технического прогресса диктуют необходимость совершенствования промышленной энергетики: создания экономичных, надежных систем электроснабжения, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическим процессом.

Электрификация должна обеспечивать необходимое качество электроэнергии в нормальных и послеаварийных условиях, поэтому быть экономически эффективным, надежным, удобным и безопасным в эксплуатации.

Требования в отношении технологии оказывают существенное влияние в определении степени надежности электроснабжения и структуры цепи питания. Недооценка этого фактора может привести к неадекватной избыточности и ненужных затрат.

Успешное внедрение нового электрического оборудования, его эксплуатации и технического обслуживания, повышения производительности, повышения экономической эффективности производства зависит от уровня подготовки производственного персонала, в частности, инженеров и технического персонала.

В настоящее время происходит ускорение темпов развития во всех сферах человеческой деятельности. Предприятия все чаще оказываются в условиях мелкосерийного производства. Острая конкурентная борьба вынуждает их в короткие сроки и с минимальными затратами перестраиваться на выпуск новой продукции, в соответствии с запросами рынка.

Программа автоматизации производства оказывается надежным средством, приводящим не только к адаптации предприятий к новым социально-экономическим условиям, но и значительному числу технологических преимуществ, которые обеспечивают значительное увеличение прибавочной стоимости продукции. Кроме того, автоматизация процессов производства помогает выполнять многие, ранее не доступные человеку, технологические операции.

Современное производство предъявляет высокие требования к подготовке инженеров - специалистов в области промышленной энергетики; в то же время требует значительного числа инженеров, имеющих опыт работы в области автоматики и вычислительной техники.

Сфера применения этого комплекса является горнодобывающая промышленность, а именно подземная разработка месторождений полезных ископаемых.

Целью данной работы является проектирование системы электрификации и автоматизации участка закладочного комплекса рудника «Мир». Поставлены следующие задачи: описание технологического процесса, расчет производительности, расчет основных параметров оборудования, расчет электрического привода, расчет внутреннего электроснабжения, выбор уровней питающих напряжений, выбор сечений кабелей, выбор мощности и числа трансформаторов на подстанциях, расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратуры, расчет заземления, построение алгоритма автоматизированного управления технологическим процессом и оценка экономической эффективности.

В специальном вопросе мы обосновали энергоэффективные режимы работы электродвигателя шаровой мельницы.

Исходные данные к дипломному проекту взяты из реальных (существующих) объектов.