Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов ООО «Шахта Коксовая»

 

2. Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям

напряжения при нормальном режиме

Потери напряжения определяются только для одной наиболее загруженной ветви кабельной сети исходя из предположения, что в других (менее загруженных) ветвях они будут меньше. Суммарные потери напряжения для любой ветви определяются по формуле:

                                      _(3.9)

где    – потери напряжения в трансформаторе ,В;

– суммарные потери напряжения в рассматриваемой кабельной

ветви участка, В.

Потери напряжения в линии от ПУПП 1.

Относительная потеря напряжения в трансформаторе определяется по формуле:

                              _(3.10)

где   – коэффициент загрузки трансформатора;

U_а и U_р – относительные величины соответственно активной и

реактивной составляющей напряжения короткого замыкания

трансформатора (%).

Относительные величины U_а и U_р вычисляются соответственно по формулам:

                                              (3.11)

                                               _(3.12)

где    Р_к.з – потери мощности короткого замыкания в трансформаторе, Вт;

U_кз – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Р_к.з. = 3950Вт, согласно [1, с. 382];

U_к.з = 3,5%, согласно [1, с. 382].

Тогда

Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных величинах определяются по формуле:

                                            _(3.13)

где      U₀ – вторичное напряжение трансформатора на холостом ходу, U₀=690 В.

Потери напряжения в кабеле определяются по формуле:

                           (3.14)

где     I_pi – рабочий ток в кабеле, А;

r_ki, x_ki – соответственно активное и индуктивное сопротивления

рассматриваемого кабеля, Ом [1, с. 401].

Активные сопротивления принимаются для рабочей температуры кабелей +65 °С по формуле:

                                           _(3.15)

где     S_i – сечение рассматриваемого кабеля.

Расчет сопротивлений кабелей сводится в таблицу 3.3.

 

Таблица 3.3 – Определение сопротивлений кабелей

Обозначение кабеля по схеме	Марка кабеля	Длина,м	Удельное сопротивление, Ом/км		Сопротивление кабеля,Ом
			r0	x0	rk	xk
ПУПП №1
1	КГЭШ- 3 × 95+1 × 10 + 3 × 4	250	0,223	0,0606	0,056	0,015
2	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	1,322	0,0675	0,026	0,001
3	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	1,322	0,0675	0,026	0,001
4	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	25	1,322	0,0675	0,033	0,002
5	КГЭШ- 3 ×25 +1 × 10 + 3 × 4	100	0,846	0,0662	0,085	0,007
6	КГЭШ- 3 ×25 +1 × 10 + 3 × 4	200	0,846	0,0662	0,169	0,013
7	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 × 2,5	70	1,322	0,0675	0,093	0,005
ПУПП №2
8	КГЭШ- 3 ×35 +1 × 10 + 3 × 4	150	0,604	0,0637	0,091	0,010
9	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 х 2,5	60	1,322	0,0675	0,079	0,004
10	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	1,322	0,0675	0,026	0,001
11	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 × 2,5	70	1,322	0,0675	0,093	0,005
12	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	15	1,322	0,0675	0,020	0,001

Потери напряжения в магистральном кабеле №1

Суммарные потери напряжения определяются по формуле:

                                         (3.16)

Следовательно, для сетей напряжением 660 В допустимые потери напряжения соответственно равны 63 В.

Сеть удовлетворяет условиям эксплуатации, если сохраняется соотношение:

                                          (3.17)

 

Условие выполняется.

3. Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удаленного электродвигателя

Для ПУПП №1.

Параметры схемы электроснабжения должны обеспечивать на зажимах запускаемого наиболее мощного и удаленного электродвигателя уровень напряжения, достаточный для его трогания с места и разгон.

Допустимое минимальное напряжение на зажимах электродвигателя при

пуске определяется по формуле:

                                       _(3.18)

где     λ = М_п.дв / М_н.дв – перегрузочная способность, λ =0,4;

М_п.дв – номинальный момент электродвигателя;

М_н.дв. – номинальный пусковой момент электродвигателя;

К – минимальная кратность пускового момента электродвигателя,

обеспечивающая трогание с места и разгон исполнительного органа

рабочей машины.

Значение К принимается для добычных комбайнов при пуске под нагрузкой 1,1-1,2. 

Потери напряжения в сети от остальных работающих двигателей определяются по формуле:

     _(3.19)

где     k_з – средневзвешенный коэффициент загрузки работающих

электродвигателей, кроме запускаемого комбайнового (для нормально загруженных от 0,9 до 1,0), согласно [9, с. 516];

 – установленная мощность потребителей, питающихся от

магистрального кабеля, кВт;

r_тр и х_тр – активное и индуктивное сопротивления трансформатора, Ом;

r₁ и х₁ - соответственно активное и индуктивное сопротивления

магистрального кабеля, Ом.

r_тр = 0,0355Ом,  х_тр = 0,1208Ом

 Напряжение на зажимах пускателя при пуске электродвигателей, В,

определяется по формуле:

                _(3.20)

где    – потери напряжения в сети от остальных работающих двигателей (кроме запускаемого) при номинальном напряжении в тех участках сети, через которые получает питание комбайновый электродвигатель;

n – число одновременно включаемых и получающих питание по одному

кабелю электродвигателей комбайна;

_’ – соответственно суммарные активные и индуктивные

сопротивления трансформатора, магистрального кабеля, по которым

проходит пусковой ток запускаемого электродвигателя;

cosφ_п – коэффициент мощности электродвигателя при пусковом

режиме, при отсутствии каталожных данных, принимается равным 0,5.

                                                 _(3.21)

_Тогда

                                                _(3.22)

_Тогда

Тогда

 

Параметры схемы электроснабжения выбраны правильно, если выполняется соотношение:

                                        _(3.23)

Условие выполняется.

4. Проверка кабельной сети участка по сопротивлению изоляции и емкости

Устойчивая работа реле утечки, обеспечивающего контроль сопротивления изоляции в низковольтных сетях шахты, возможна при условии:

                                       _(3.24)

где    r_ф – фактическое сопротивление изоляции фазы относительно

земли, кОм/фазу;

r_кр – критическое сопротивление изоляции сети (сопротивление

срабатывания при симметричной трехфазной утечке), принимаемое по

паспортным данным реле утечки.

Ожидаемое сопротивление изоляции фазы для всей электрически связанной сети определяется по формуле:

                           _(3.25)

где     п_дв.з,п_дв, n_{ап ,} п_тр,п_к – соответственно количество двигателей на

забойных машинах, на других механизмах, количество защитной и коммутационной аппаратуры (в том числе и пусковых агрегатов), силовых трансформаторов и кабелей;

r_дв.з,r_дв,r_ап,r_тр,r_к – минимальное допустимое сопротивление изоляции этих элементов сети, МОм/фазу.

Сопротивление изоляции относительно земли электрических установок и кабелей на номинальные напряжения 127-1140В должно быть не ниже следующих норм:

– электродвигателей угледобывающих и проходческих машин – 0,5МОм;

– электродвигателей других шахтных машин, осветительных трансформаторов, пусковых агрегатов и ручных электросверл – 1 МОм;

– пусковой и распределительной аппаратуры, бронированных и гибких кабелей любой длины – 1 МОм/фазу.

Для ПУПП-1:

п_дв.з=2,п_дв=7, n_ап=8 _, п_тр=1,п_к=7,

Условие выполняется.

Для ПУПП-2:

п_дв.з=0,п_дв=5, n_ап=5 _, п_тр=1,п_к=5,

Условие выполняется.

5. Проверка кабельной сети по емкости

С учётом ёмкости электродвигателей и электрических аппаратов общая ёмкость сети определится как:

С_об = 1,1×С_каб,                                                (3.26)

Для ПУПП №1:

С_об = 1,1 х 0,349 = 0,38 ≤ 1мкФ/фазу.

Для ПУПП №2:

С_об = 1,1 х 0,13 = 0,14 ≤ 1мкФ/фазу.

Расчёт ёмкости кабельной сети сводится в таблицу 3.4.

 

Таблица 3.4 – Определение емкости кабельной сети участка

Обозна-чение кабеля по схеме	Тип кабеля	Длина кабеля,м	Средняя величина емкости, мкФ/км	Емкость кабеля, мкФ/фазу
ПУПП №1
1	КГЭШ- 3 × 95+1 × 10 + 3 × 4	250	0,695	0,174
2	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	0,365	0,007
3	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	0,365	0,007
4	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	25	0,365	0,009
5	КГЭШ- 3 ×25 +1 × 10 + 3 × 4	100	0,42	0,042
6	КГЭШ- 3 ×25 +1 × 10 + 3 × 4	200	0,42	0,084
7	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 × 2,5	70	0,365	0,026
Итого				0,349
ПУПП №2
8	КГЭШ- 3 ×35 +1 × 10 + 3 × 4	150	0,465	0,070
9	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 х 2,5	60	0,365	0,022
10	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	20	0,365	0,007
11	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10 + 3 × 2,5	70	0,365	0,026
12	КГЭШ- 3 ×16 +1 × 10	15	0,365	0,005
Итого				0,13

 

5. Токи короткого замыкания

1. Расчет токов короткого замыкания

Ток двухфазного к.з. в любой точке низковольтной сети участка шахты определяется по формуле:

             _(3.27)

где     г_тр – активное сопротивление трансформатора, Ом;

– суммарное активное сопротивление кабелей, принятое из

расчета рабочей температуры жил 65 ⁰С, по которым последовательно

проходит ток к.з. до рассматриваемой точки, Ом;

r_оа – суммарное переходное сопротивление контактов и элементов

аппаратов, а также переходное сопротивление в месте к.з.,

принимается равным 0,005 Ом на один коммутационный аппарат,

включая точку к.з.;

т – число коммутационных аппаратов, через контакты которых

последовательно проходит ток к.з., включая автоматический

выключатель ПУПП;

х_с – индуктивное сопротивление высоковольтной распределительной

сети, которое определится по формуле:

                                                    _(3.28)

где    S_К.3 – мощность короткого замыкания на вводе ПУПП, принимается:

S_к.з=50 MBA;

х_тр – индуктивное сопротивление трансформатора, Ом;

– суммарное индуктивное сопротивление кабелей, по которым

<p class="dash041e_0431_044b_0447_043d_044