Проектирование электропривода подъема экскаватора карьера

Все металлические  части электроустановок, нормально  не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно соединяться с землей. Такое заземление называется защитным, так как его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения. Заземление обязательно для всех установок напряжение 500 В и выше, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках - при напряжении выше 36 В переменного тока.

В электрических  установках заземляются: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.

Рабочее заземление предназначено для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, заземление дугогасительных катушек. Разрядников, молниеотводов, нулевых точек первичных обмоток трансформаторов напряжения. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электроустановки.

Конструкция заземляющих устройств. Для выполнения заземления используются естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей применяются водопроводные трубы, оболочки кабелей, фундаменты и металлические части зданий, фундаменты опор, надежно соединенные с землей, а также системы трос - опора. В качестве искусственных заземлителей применяются: металлические стержни, уголки, полосы, шпунты, погруженные в почву для надежного контакта с землей.

 

 

Количество  заземлителей (труб, уголков, стержней), определяется расчетом в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства согласно ПУЭ. Размещение искусственных заземлителей производится таким образом. Чтобы обеспечить по возможности равномерное распределение электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории ОРУ прокладывают заземляющие полосы на глубине до 0,8 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении с шагом не более 6 м, образуя заземляющую сетку, к которой присоединяют заземляемое оборудование.

При пробое изоляции в каком-либо аппарате его корпус и заземляющий контур окажутся под некоторым потенциалом U₃. Растекание тока / с

электродов заземления приводит к постепенному уменьшению потенциала почвы вокруг них. Внутри контура заземления потенциалы выравниваются. Поэтому, прикасаясь к поврежденному оборудованию, человек попадает под небольшую разность потенциалов U (напряжение прикосновения).

Напряжение  шага, т.е. разность потенциалов между  двумя точками, расположенными на расстоянии 0,8 м, внутри контура также невелико и равно U . За пределами контура кривая распределения потенциалов

более крутая, поэтому напряжение шага повышается до U шаг2.

При больших  токах замыкания на землю для  уменьшения напряжения шага по краям контура у входов и выходов укладываются дополнительные стальные полосы.

4.2. Расчет заземляющего  устройства

Для  обеспечения  безопасных  значений     U      и   U        правилами 
^  пр шаг     ^г

устройств электроустановок ПУЭ нормируется величина сопротивления заземляющей установки R₃ , Ом.

 

 

 

Ток замыкания  на землю приближенно может быть определен по уравнению:

где L_K - суммарная длина кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания на землю;

k_K - эмпирические коэффициенты, для кабельных линий k_K = 10.

В данном случае суммарная длина кабельных линий  составляет L_K=0,4 км.

При использовании  защитного заземления одновременно для установок напряжением до и выше 1000 В общее сопротивление защитного заземления определяют по уравнению:

где    Iз - ток замыкания на землю.

Определяем  сопротивление выравнивающих полос  заземления образующих сетку. Для этого сначала определяется сопротивление одной продольной полосы

 

 

 

Аналогично  определяем сопротивление одной  поперечной полосы:

где    / - длина полосы, продольные - 6000 см, поперечные - 3000 см; b - ширина полосы, 4 см; t - глубина заложения, 80 см; р_п- расчетное удельное сопротивление грунта на глубине закладки

полосы,

 

 

 

 

где K₁ - коэффициент, учитывающий просыхание и промерзание почвы (при глубине заложения полосы 0,5 м L = 4,5; при глубине 0,8 м ^ = 1,4); р -

среднее удельное  сопротивление  грунта,  для  нашего района составляет 0,8*10⁴Ом*см.

Сопротивление   всех   продольных   полос   с   учетом   коэффициента

использования

 

 

 

Аналогично  для поперечных полос:

 

 

 

где     пп;    - коэффициент использования, учитывающий взаимное влияние

полос при растекании с них тока, для продольных полос - 0,31, для

поперечных - 0,48;

п - количество полос.

Общее сопротивление  сетки полос, Ом,

 

 

 

где п = 0,8 - коэффициент использования.

Общее сопротивление  естественных заземлителей и сетки  полос, Ом,

где     R_каб - сопротивление растеканию тока кабелей; R, R- то же фундаментов;

R        - то же системы трос-опоры. 
с.т.о ^г г

В   случае   когда    R_Σ>R₃ ,   необходимо   использовать   стержневые

 

заземлители, общее сопротивление которых  должно быть, Ом,

 

 

Сопротивление одного стержневого заземлителя, Ом,

где     l - длина стержня - 400 см; d - диаметр стержня - 2 см;

t - глубина заложения, расстояние от поверхности почвы до середины стержневого заземлителя - 280 см;

р_ст - расчетное сопротивление грунта для стержней - 1,12*10⁴ Ом,

Предварительное   количество   электродов   можно   определить,   зная периметр контура Р:

 

Необходимое количество стержневых заземлителей, шт.,

где   n_cm - коэффициент использования стержневых заземлителей, зависящий

от расстояния между стержнями а, их длины и количества электродов выбирается по таблицам справочной литературы.

4.3. Освещение экскаватора.

Рациональное освещение  на карьере - один из важных факторов повышения производительности и безопасности труда, сокращению аварий и несчастных случаев, снижению утомляемости рабочих.

При устройствах  электрического освещения на карьере  необходимо учитывать следующие особенности: освещение должно быть эффективным при любой погоде; освещению подлежат большие рабочие площади с постоянно изменяющимися размерами в плане и по глубине; возможность

 

 

разрушения  осветительного оборудования и обрыва питающих сетей при взрывных работах в карьере.

Для освещения  больших площадей карьеров широко используются светильники с ксеноновыми лампами. Опыт эксплуатации ксеноновых ламп показал целесообразность и экономическую эффективность применения их для общего освещения карьеров.

4.4. Расчет освещения.

При расчете  определяют минимальную освещенность по нормам, коэффициент запаса, тип и число прожекторов, высоту установки прожектора, наивыгоднейший угол наклона оптической оси прожектора.

Для определения  числа прожектора необходимо предварительно найти требуемый суммарный поток  ЕФ, пользуясь формулой

 

 

 

где E_min - требуемая освещенность для отдельных участков, лк; S_oc - площадь

г\

отдельных освещенных участков, м²; k₃=l,24-l,5 - коэффициент запаса; k_n=l,15-rl,5 - коэффициент, учитывающий потери света в зависимости от конфигурации освещаемых площадей.

Требуемое   число   прожекторов   при   известном  суммарном   потоке, необходимом для освещения всей площади,

где Ф_л - световой поток лампы прожектора, лм; η_np =0,3 5 + 0,3 7 - к. п. д. прожектора.

Высота установки  прожектора (м) принимается 16,8 м

При   известном   числе   прожектора   и   высоте   их   установки,   можно определить освещенность в отдельных точках площади.

Освещенность (лк) : горизонтальная

 

вертикальная

где I_a - сила света луча прожектора, направленного под углом α, кд;

Н - высота установки  прожектора; k₃ - коэффициент запаса; α - угол, образуемый оптической осью пучка лучей прожектора и вертикально освещенной площади.

Оптимальный угол наклона оптической оси прожектора (градус), т. е. угол, при котором площадь светового пятна максимальна, а освещенность соответствует нормам, при определении вертикальной освещенности рассчитывают по формуле

где I_max - осевая сила света прожектора, кд; Е_в - расчетная вертикальная освещенность, лк.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     5. Организационно-экономический

раздел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1. Направление экономии электроэнергии.

Пути  экономии электроэнергии на промышленных горных предприятиях

Одним из. приоритетных научно-исследовательских направлений  в энергетике России законодательно утверждены энергосберегающие технологии межотраслевого применения. Реализация   этого направления позволит увеличить производство электроэнергии с использованием бестопливных технологий или энергосберегающих технологий с резким (в 2-2,5 раза) снижением удельного расхода топлива при минимальных капиталовложениях.

Энергетика  России и стран СНГ имеет следующие  особенности:

• резко    возросшие    цены    на    топливо    и    электроэнергию    для 
  промышленных  предприятий,  которые  в   1996 г.   в некоторых регионах 
  достигли уровня мировых цен. Следствием этого является быстрый рост 
  доли стоимости электроэнергии в себестоимости продукции предприятий 
  нефтехимической, металлургической, деревообрабатывающей, 
  строительной и других отраслях промышленности;
• отсутс<span class="d