Разработка трансформатора освещением марки АОШ-4

 

 

 

где  К – кратность пускового тока (для двигателей  6)

      Iном – номинальный ток для одного двигателя

 

 

 

5.5 Определение электрических нагрузок для щита 0,4 кВ

 

Ток щита 0,4 кВ равен сумме токов всех электроприемников:

 

Iщ = Iдоп + Iдв.к+Iдв.п+ Iосв.;                                          (5.11)

 

где  Iдоп – номинальный ток дополнительного оборудования;

Iосв – ток освещения;

Iдв.к – ток номинальный двигателя конвейера;

Iдв.п – ток номинальный двигателей питателя.

 

 

Iщ = 56+1543+1851+6=3456 А

 

 

 

Так же рассчитаем пиковый  ток щита 0,4кВ:

 

Iпик.щ =;                                     (5.12)

 

где Iщ – ток щита 0,4кВ;

       Iпуск1 –  ток пусковой одного дополнительного  двигателя.

 

Iпик.щ. = 3456 + 9258 = 12714 А

 

Ток секции шин щита 0,4кВ:

 

Iш = Iщ/2;                                                         (5.13)

 

где Iщ – ток щита 0,4кВ

 

Iш = 3456/2 = 1728А

 

Пиковый ток секции шин  щита 0.4кВ:

 

Iпик.ш = Iпик.щ/2;                                        (5.14)

 

где Iпик.щ – пиковый ток щита 0,4кВ

 

Iпик.щ =12714/2 = 6357 А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор трансформатора

 

Для точного подсчета необходимой  мощности трансформатора необходимо знать  график нагрузки трансформатора в течении суток. Но ввиду большого разрыва между номинальными мощностями стандартных трансформаторов (50, 75, 100, 180, 320, 600 кВА) для определения мощности трансформатора можно воспользоваться ориентировочным расчетам.

 

 

где ΣР - суммарная мощность всех токоприемников, питающихся от данного трансформатора, кВА;

kc=k₃*k₀ - коэффициент спроса, учитывающий загрузку двигателей (к₃) и не одновременность их работы (к₀). При числе двигателей до 20 к_с-0,5-0,6;

дв.ср=0,8*0,9 - среднее значение КПД двигателей;

с=0,90,96 - КПД сети;

cosср=0,7+0,8 - средневзвешенный коэффициент мощности

приемников участка.

 

 

Т.к. расчетная мощность очень большая, устанавливаем два трансформатора ТСВП 630/6 работающие на разные секции шин щита 0,4кВ.

 

 

Выбираем трансформаторы ТСВП-630/6 мощностью 630кВА. Трансформатор имеет регулировочные зажимы. Если в реальных сечениях кабеля не удается уложится в границы допустимой потери напряжения, то можно использовать отпайки в первичной обмотке трансформатора. Подключая сеть ВН к меньшему числу витков, т.е. к минусовым зажимам, уменьшают коэффициент трансформации на 5% и соответственно увеличивая напряжение на вторичной обмотки (см. рис 4 табл. 2).

 

Рисунок 3. Трансформатор ТСВП 630/6

 

 

Таблица 2.Технические данные рудничного трансформатора ТСВП 630/6

Параметры	ТСВП 630 / 6
Ном. Мощность, кВ*А	630
Частота, Гц	50
Ном. Первичное напряжение, В	6000±5%
Ном. Вторичное напряжение, В	400/690
Напряжение К.З., %	3,5
Потери К.З. , Вт	4700
Ток холостого хода, %	1,5
Основные размеры, мм:
длина	3770
ширина	1030
высота	1580
Масса, кг	4780

 

7. Расчет кабельных линий

 

Рисунок 4.Схема электроснабжения дозаторной

 

7.1.Расчет кабеля К3,К2

 

Расчет кабеля К3,К2 (см из рис. 4). Так как мощность электродвигателей дополнительного оборудования одинакова рассчитываем кабель 1, как самого отдаленного потребителя. А для оставшихся выберем аналогичный.

По номинальному току двигателя  Iном = 56 А, выбираем по нагреву согласно ПУЭ кабели при температуре +25ºС. Сечение жилы 8 мм². Принимаем кабель ГРШЭ 4×8.

Выбор кабеля К2 (см. рис. 5) по нагреву. Выбор производится по току с учетом коэффициента спроса Iк.к2.c который принимается равным номинальному току трансформатора:

 

 

где  Sтр – мощность трансформатора;

Uтр – напряжение трансформатора.

 

 

Выбираем кабель марки  ГРШЭ  3×150 + 1×90 с сечением основной жилы 150 мм².

Расчет кабеля К3 для питателей, так как мощность электродвигателей  питателей одинакова рассчитываем кабель одного, как самого отдаленного потребителя. А для оставшихся выберем аналогичный.

 

 

где   Sтр – мощность электроприемника;

Uтр – напряжение трансформатора.

 

 

Выбираем кабель марки  ГРШЭ  3×75 + 1×50 с сечением основной жилы 75 мм².

 

Расчет кабеля К3 для конвейера:

 

 

где   Sтр – мощность электроприемника;

Uтр – напряжение трансформатора.

 

 

Выбираем кабель марки  ГРШЭ  3×100 + 1×75 с сечением основной жилы 100 мм².

 

7.2 .Расчет кабеля К1

 

При расчете кабеля, как  по нагреву, так и по потери напряжения получаем очень маленькое сечение. Поэтому, исходя из опыта эксплуатации трансформаторов принимаем кабель : СБГ 3x220 +1×150.

 

8.Расчет короткого замыкания на участке 0,4 кВт

 

В низковольтной сети участка  шахты рассчитывают токи трех фазного  короткого замыкания (к.з.). Токи трехфазного к.з. определяют для случая замыкания в начальной точке ответвления, когда они максимальны. По этим токам определяют коммутационные аппараты на отключающую способность.

Рассчитываем полное сопротивление  трансформатора, приведенное к обмотке  НН:

 

 

 

где Uк – напряжение к.з. трансформатора, % ( из табл. 4);

I2ном – ток номинальный трансформатора (из табл. 3);

U2ном – напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

 

 

 

Рассчитываем активное сопротивление  трансформатора, приведенное к обмотке  НН:

 

 

 

где   Pк – потери к.з. трансформатора( из табл. 4);

I_2ном – номинальный ток обмотки НН

 

 

Рассчитываем индуктивное  сопротивление трансформатора:

 

 

где   Zтр – полное сопротивление трансформатора;

Rтр – активное сопротивление трансформатора.

 

 

 

Определяем активное сопротивление  кабеля:

 

 

 

где  L – длина кабеля;

s – сечение токопроводящей жилы;

  p – сопротивление материала токопроводящей жилы (у меди 0,0175 Ом·мм²/м)

 

 

 

Индуктивное сопротивление  кабеля принимаем X_каб= 0,07 Ом/км

Общее сопротивление участка  расчета к.з.:

 

 

 

где Rтр – активное сопротивление трансформатора;

Rкаб – активное сопротивление кабеля;

Xтр – реактивное сопротивление кабеля;

Xкаб - реактивное сопротивление кабеля.

 

 

 

Рассчитываем токи к.з.:

 

 

где   U – напряжение на рассчитываем участке к.з.;

Z – общее сопротивление на рассчитываем участке к.з

 

Ток в цепи определяется по закону Ома  действующим, в цепи напряжением и сопротивлением   цепи, основную часть которого составляет сопротивление электроприемника.

 

Предположим, что по той  или иной причине (допустим, в результате повреждения изоляции) провода, идущие от источника тока к электроприемнику, могут коснуться друг друга, замкнув этим цепь. Сопротивление цепи при этом резко уменьшится и будет состоять только из сопротивления части проводов, резко возрастет ток в цепи. Такое явление в электротехнике называется коротким замыканием в электрической цепи.                                                                                          

Ток, который при этом возникает, называется током короткого  замыкания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Выбор электрооборудования

 

9.1. Выбор автоматических выключателей

 

Простейшим устройством  для автоматической защиты от повреждений при нарушении нормального рабочего режима в установках с рабочим напряжением до 1 кВ являются – автоматические выключатели.[5]

Выбираем вводные автоматы электродвигателей 4,5 кВт, при Iном.автом ≥ Iном.задв:

 

Iэ.р. ≥1.25*Iпуск = 1.25*84=105 А

Iср.т.р.≥1.15*Iном = 1.15*56=64,4 А

 

где Iпуск, Iном и др. значения берем из табл. 2.

Выбираем автомат: ВА 56-30.Iном = 60 А, Iэ.р = 120 А, Iср.т.р = 70 А

 

Выбираем вводные автоматы электродвигателей 300 кВт, при Iном.автом ≥ Iном.задв:

 

Iэ.р. ≥1.25*Iпуск = 1.25*7407=9259 А

Iср.т.р.≥1.15*Iном = 1.15*1851=2129 А

 

где Iпуск, Iном и др. значения берем из табл. 2.

Выбираем автомат: ВА 60-38.Iном = 2000 А, Iэ.р = 9500 А,

  Iср.т.р = 2200 А

 

Выбираем вводные автоматы электродвигателей 500 кВт, при Iном.автом ≥ Iном.задв:

 

Iэ.р. ≥1.25*Iпуск = 1.25*9258=11573 А

Iср.т.р.≥1.15*Iном = 1.15*1543=1775 А

где Iпуск, Iном и др. значения берем из табл. 2.

Выбираем автомат: ВА 60-42 .Iном = 1600 А, Iэ.р = 12000 А,

  Iср.т.р = 2000 А

 

Вводной автомат щита 0,4кВ:

 

Iэ.р≥1.25 *Iпик = 1.25* 12714 = 15892 А

Iср.т.р.≥1.15 * Ip = 1.15 * 3456 = 3975 А

 

Выбираем автомат: ВА 60-44.Iном =3500 А, Iэ.р = 16000А, Iср.т.р.= 4000А

Выбор секционного автомата щита 0,4 кВ:

 

Iэ.р≥1.25*Iпик = 1.25*6357= 7946 А

Iср.т.р.≥1.15*Iр = 1.15*1728= 1987 А

 

Выбираем автомат: ВА 60-35. Iном = 1800 А, Iэ.р.=8000 А, Iср.т.р.=2000А.

 

9.2.Выбор  пускателя для двигателей

 

Магнитным пускателем называется комплектный  электромагнитный аппарат, предназначенный для дистанционного и автоматического управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.I_м.п.≥I_эд.дв.

Выбираем пускатель марки: ПМЕ-224*(IIвеличины, реверсивный, с мощностью управляемого электродвигателя при номинальном напряжении 380В, 4,5 кВт и установленным тепловым реле серии ТРН-25 с нагревательным элементом на ток 60А).

      Цифры после дефиса  обозначают: первая - величину, вторая  – род  защиты от окружающей  среды (2-защищеные)  третья –  исполнение (4-реверсивный с тепловой  защитой).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.Заземление

 

Заземлению подлежат металлические  части электроустановок и оборудование, нормально не находящееся под  напряжением, но которые могут оказаться  под напряжением вследствие повреждения  изоляции: корпуса машин, аппаратов, трансформаторов, измерительных приборов и светильников, каркасы распределительных  устройств, металлические оболочки кабелей, корпуса муфт и т.п., а  также трубопроводы, сигнальные тросы  и др., расположенные в выработках, в которых имеются электрические  проводки.

Требования настоящего параграфа  не распространяется на металлическую  крепь, нетоковедущие рельсы и оболочки отсасывающих кабелей электровозной  контактной откатки.

В подземных выработках шахт должна устраиваться общая сеть заземления, к которой должны присоединяться все подлежащие заземлению объекта, а также главные и местные  заземлители.

Общая сеть заземления должна осуществляться путем непрерывного соединения между собой всех металлических  оболочек и заземляющих жил кабелей  не зависимо от величины заземления с  присоединением их к главным и  местным заземлителям.

Кроме того, у тяговой  подстанции электровозной контактной откатки общей сети заземления должны присоединяться токоведущие рельсы, использованные в качестве обратного  провода контактной сети.

При наличии в шахте  нескольких горизонтов заземляющее  устройство каждого горизонта должно быть соединено с заземлителем в  зумпфе и в водосборнике.

Для устройства главных заземлителей в шахтах должны сооружаться искусственные  заземлители в зумпфах и водосборниках. Для устройства местных заземлителей должны сооружаться искусственные  заземлители в штрековых водоотводных канавках или в других местах пригодных  для этих целей.

В случае прокладки кабелей  по скважинам главные заземлители  могут устраиваться на поверхности  или в одной из водосборников  шахты. Обсадные труды, которыми закреплены скважины, могут быть использованы в качестве главных заземлителей.

В шахте следует устанавливать  не менее двух главных заземлителей (в зумпфе и водосборнике), резервирующих  друг друга во время ремонта, чистки одного из них.

Электрическое сопротивление  заземляющего провода между передвижной  машиной и местом его присоединения  общая заземляющей сети или местному заземлителю не должно превышать 1 Ом.

Общее переходное сопротивление  заземляющего устройства, измеренное как у наиболее отдаленных от зумпфа заземлителей так и у любых других заземлителей, не должно превышать 2 Ом.