Электроснабжение участка
Схема электроснабжения участка
Учитывая, что суммарная установленная мощность всех токоприемников участка может достигать 1500 кВт и более, электроснабжение участка осуществляется от двух-трех УТП типа КТПВ. К одной-двум подстанциям подключаются все токоприемники очистного забоя. Эти подстанции включаются в состав энергопоезда и располагаются на специальных платформах над перегружателем.
Мощность зтих подстанций достигает 630 или 1000 кВА, а напряжение с низкой стороны - 1200 В. От отдельной подстанции питаются электродвигатели ленточного конвейера, машины и механизмы, расположенные на откаточном штреке, бремсберге и вспомогательное оборудование вентиляционного штрека. Напряжение питания этих установок может быть принято 660 В или 1140 В.
Распределение электрической энергии осуществляется с помощью автоматических выключателей типа ВВ-Р, ВВ-ДО, АВ-ДО для подключения токоприемников применяются пускатели ПВР, ПВИ-БТ, ПВР-Р.
Электроснабжение машин и механизмов выполняется шахтными экранированными кабелями КГЭШ, КГЭШТ четырех и семижильными, для подключения очистного комбайна может применяться кабель повышенной прочности ГРШЭП. К высоковольтным ячейкам УТП подключаются восьмижильным кабелем ЭВТ.
|
|
Расчет мощности и выбор УТП
Таблица - Характеристика оборудования
Наименование машин и механизмов | Место установки | Количество электродви-гателей | Мощность электродвига-телей,, кВт | Назначение |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Таблица - Технические данные электродвигателей
Наименование машин и механизмов | Тип двигателя | Количество двигателей | Номинальная мощность Pн, кВт | Суммарная мощность å Pн, кВт | Номинальный ток Iн, А | Пусковой ток Iп, А | Cos jн | hн |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Расчетную мощность трансформатора подстанции определяем методом коэффициента спроса по формуле:
|
|
(3.1)
где Кс – коэффициент спроса;
ΣРуст – суммарная мощность всех электродвигателей, подключенных к УТП, кВт;
Cos φср – средневзвешенный коэффициент мощности.
В соответствии с принимаем
Кс=; Cos φср=; Sтр.расч=.
Условие выбора УТП
Sн.тр. ³ Sтр.расч,
где Sн.тр. – номинальная мощность трансформатора подстанции.
К установке принимаем
Таблица - Технические данные УТП
Тип принятой УТП | Sн.тр. кВА | Напряжение Uo, B | Сопротивление вторичной обмотки, Ом | Тип низковольтного выключателя | Токовые уставки М.Т.З. | ||
В.Н. | Н.Н. | Xтр | Rтр | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Расчет рабочих токов и выбор кабеля
Выбор кабеля производим по допустимому нагреву с корректировкой сечения по механической прочности в сторону увеличения (при необходимости) с учетом области применения.
Условие выбора кабеля по нагреву
Iдл. доп. ³ Iр.
где Iдл. доп. – длительно допустимый ток кабеля, А;
Iр. – расчетный ток на участке кабельной сети.
Для определения Iр. составляется расчетная схема
Рисунок 1 - Расчетная схема
Расчетный ток в моторной перемычке, Iр, А, определяется по номинальному току двигателя (или двигателей). На магистральных участках кабеля ток определяется по формуле:
, (3.2)
А
где ΣРуст. – суммарная мощность всех токоприемников, питающихся по данному кабелю.
Если через магистральный участок питается несколько (3-5) маломощных электродвигателей, ток на этом участке находится как сумма номинальных токов этих двигателей. Токи в перемычках между пускателями не рассчитываются, а кабель принимается такой же, как на предыдущем магистральном участке. К установке принимаем кабель типа КГЭШ, четырехжильный на магистральных участках и перемычках, семижильный на моторных концах.
Результаты расчета Iр. и выбора кабеля сводим в таблицу.
Таблица - Характеристика участковой кабельной сети
№ участка | Iр,, А | Iдл.доп. А | Марка кабеля из условия нагрева | Марка кабеля из условия механической прочности | Длина кабеля, м | Тип подключенного механизма |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
3.4 Проверка кабельной сети по потери напряжения
3.4.1 Проверка кабельной сети в нормальном режиме
Для принятого напряжения питания Uп=660 В, Uо=690 В, допустимые потери напряжения D Uдоп. равны 63 В. Потери напряжения определяем до двигателя.
Потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора, D Uтр., В, определяем по формуле:
, (3.3)
D Uтр= В
Потери напряжения на участках кабельной сети, D Uк,В:
, (3.4)
D Uк = В
где Rк , Xк – соответственно активное и индуктивное сопротивление участка кабеля;
Cosj, Sinj - принимаем на магистральных участках в соответствии с разделом 2, на моторном конце Cosj = Cosjн двигателя (Таблица)
Таблица - Потери напряжения в кабельной сети
№ участка | Марка и сечение кабеля | Lк, м | Iр, А | Сопротивление кабеля, Ом | D Uк , В | |
Rк | Xк | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
ΣDUк=
|
|
Вывод: выбранная кабельная сеть обеспечивает требуемый уровень напряжения на зажимах электродвигателя т.к. условие:
DUдоп. ³ DUтр. + ΣDUк, (3.5)
63³ + выполняется.
3.4.2 Проверка кабельной сети в пусковом режиме
Проверяем на запуск двигатель. Фактическое напряжение на электродвигателе при запуске, Uдв.п.ф. В, определяем по формуле:
, (3.6)
где ΔUн.р. – потери напряжения в трансформаторе и кабельной сети от нормально работающих двигателей;
g - параметр пускового режима.
,
(3.7)
где SPуст.0 – суммарная установленная мощность, без учета запускаемого двигателя, кВт;
SPуст.1; SPуст.2 … - сумма мощностей нормально работающих электродвигателей, подключенных через соответствующий участок кабеля, кВт.
, (3.8)
где Iп – пусковой ток проверяемого двигателя, А.
Cosjп =0,5; Sinjп =0,87
Запуск двигателя устойчивый, так как выполняется условие:
Uдв.п.ф. > 0,8 × 0,72 × Uн