Учебная работа. Проект электроснабжения шахты

Учебная работа. Проект электроснабжения шахты

1

Содержание

Введение

1. Охрана труда и промышленная сохранность

2. Расчет схемы электроснабжения напряжением 3000(3300)В

Введение

Проект строительства ЗАО «Шахта «Костромовская» выполнен институтом «Кузбассгипрошахт» в 2001 году. Проект прошел экспертизу и утвержден в установленном порядке.

Поле шахты «Костромовская» размещено в юго-западной части Ленинского геолого-экономического района Кузбасса, в границах Никитинского каменноугольного месторождения и содержит в себе восточную часть геологического участка «Поле шахты «Никитинская-1» и западную часть геологического участка «Поле шахты «Проектная». размеры шахтного поля в принятых границах состовляют: по простиранию — 5,4 км; вкрест простирания — от 1,1 км у западной границы, до 3,5 км в центре, площадь — 14,6 км 2.

Промышленные припасы добываемого угля в принятых границах отработки составляют 24430 тыс.т.

Вскрытие шахтного поля осуществляется 3-мя центральными наклонными стволами: путным, конвейерным и вентиляционным, разбивающим шахтное поле на два крыла: западное и восточное. Стволы проходятся по пласту 19 с присечкой пород земли. На флангах шахтного поля проходятся фланговые наклонные стволы: западный и восточный.

Подготовка шахтного поля панельная: в любом крыле — по однобокой уклонной панели. Подготовка панелей в обоих крыльях осуществляется центральными наклонными и фланговыми стволами.

Система разработки: длинноватыми столбами по простиранию, с полным обрушением кровли.

Проходка предварительных выработок осуществляется проходческими комбайнами КСП-32 (Украина) и ГПКС (Наша родина).

Отработка пласта 19 делается механизированным комплексом JOY.

Транспорт горной массы из очистных и предварительных забоев до поверхностного технологического комплекса принят конвейерный, ленточными конвейерами типа КЛК — 800,1000,1200; 4Л — 1400-5П, с автоматической системой управления и контроля.

Для доставки материалов, людей и оборудования с поверхности по горным выработкам употребляется навесная монорельсовая дорога с дизель-гидравлическими локомотивами DZ -66, DZ-1800, DZL-110F.

Шахтная подземная связь осуществляется комплексом ШТСИ-4.

Электроснабжения шахты осуществляется глубочайшим вводом от подстанции ПС 110/ 6/6,6 «Костромовская», с трансформаторами мощностью 10000 кВА.

метод проветривания горных выработок — нагнетательный, система проветривания — единая, схема проветривания — фланговая.

Аэрогазовый контроль горных выработок осуществляется системой « Микон -1Р».

1. Охрана труда и промышленная сохранность

Электроснабжение шахты осуществляется от подстанции ПС 110/6,6/6,3 кВ «Костромовская», с трансформаторами ТДТНШ 10000-110/6,6/6,3 кВА. Подстанция с 4 секциями шин: 2 секции на напряжение 6,6 кВ для электроснабжения подземных электроприемников, 2 секции на напряжение 6,3 кВ для электроснабжения поверхностных электроприемников.

Питание, распределение, защита по напряжению 6 кВ осуществляется высоковольтными ячейками КРУВ-6 разных модификаций. В истинное время на шахте употребляются электроприемники напряжением 127 В и 660 В. Для питания электроприемников употребляются участковые трансформаторные подстанции типа ТСВП и КТПВ.

защита участковых электронных установок и сетей от токов недлинного замыкания осуществляется используемыми автоматическими выключателями ВВ -250Р, ВВ -400Р. Для дистанционного запуска, остановки и защиты электродвигателей установок и устройств используются рудничные магнитные пускатели: ПВИ-БТ; ПВР; ПВИР, ПВИ H+R. Питание ручного электроинструмента и сетей освещения осуществляется шахтными пусковыми агрегатами АПШ.м.

Передача и распределение электронной энергии в подземных выработках делается кабелями СБ, СБг, КГЭН, КГЭШ, КОГРЭШ.

При эксплуатации и обслуживании электрооборудования опасность для работающих представляют последующие вредные и небезопасные причины:

— протекание электронного тока через человеческий организм;

— действие электронной дуги;

— действие на биологическом уровне активного электронного поля;

— действие на биологическом уровне активного магнитного поля;

— действие электростатического поля;

— действие электромагнитного поля;

анализ состояния охраны труда и промышленной сохранности на шахте при эксплуатации и обслуживании электрооборудования показал:

1. эксплуатацию и сервис электрооборудования производит электротехнический и электротехнологический персонал. Согласно требований ПТЭЭП персонал приготовленный, в процессе работы на предприятии временами учится и проходит проверку познаний МПОТ (ПБ) ЭЭУ, ПТЭЭП, ПБ в угольных шахтах и остальных нормативно-технических документов. Анализ выполнения данного требования выявил недочеты:

— в связи с большенный численностью персонала и производственной занятостью профессионалов, назначенных в комиссию по проверке познаний, свойство предэкзаменационной подготовки, обучения и проверки познаний не постоянно удовлетворительно.

Предложение: законодательным актом обязать работодателей иметь на предприятии штатных профессионалов по обучению и проверке познаний.

2. Имеются проблемные вопросцы в укомплектованности шахты обслуживающим персоналом:

— не укомплектована бригада по производству ежеквартальной ревизии и обслуживанию высоковольтного оборудования;

— не укомплектована бригада по обслуживанию телефонной связи и автоматики;

Предпосылки этих вопросцев всеохватывающие.

Для продвижения собственной техники на рынке производители в инструкциях по эксплуатации рекламируют, что для обслуживания собственной техники необходимо либо малое количество либо совершенно не требуется обслуживающий персонал. Это приводит к тому, что собственник из экономических суждений агрессивно ограничивает количество персонала.

Также, уровень зарплаты не постоянно соизмерим с нужным уровнем квалификации персонала. Собственник считает, что новенькая и «компьютерная» техника работает сама, и нет необходимости платить достойную зарплату, чтоб на производстве работали люди с подходящим образованием и уровнем квалификации. В итоге мы имеем недокомплект обслуживающего персонала: с одной стороны собственник стремится понизить издержки на Создание, с иной — спецы с образованием и квалификацией не приходят на шахту.

Предложение:

— вынудить законодательным актом производителей прописывать твердый регламент по количеству и качеству обслуживающего персонала;

2.Расчет схемы электроснабжения напряжением 3000(3300)В.

Расчет схемы электроснабжения выполнен на примере критерий «Шахта Костромовская» с условным применением оборудования очистного забоя:

— комбайн SL-500 компании «Айкхофф»;

— учатковая понижающая трансформатрная подстанция ЕН-1500/6/3,3 со съемными контакторными блоками НРС 450-1, встроенными в оболочку подстанции;

Техно черта ЕН-1500/6/3.3

S тр = 1500 кВА

Uвн = 6300 В

Uнн = 3300 В

Iвн = 144,3 А

Iнн = 262, 4 А

Uкз = 4,2 %

Pхх = 3200 Вт

Pкз = 8200 Вт

Техно черта НРС 450 — 1

Номинальное напряжение 3300 В

Номинальный ток 400 А

Отключающая способность 20 кА

ток уставки защиты от перегруза 1-450 А

ток уставки защиты от токов к.з. 10-990; 1000-3000 А

— кабель для питания трансформаторной подстанции марки СБ;

— кабель для питания комбайна марки КГЭН6;

В расчете выполнено:

— определение токов недлинного замыкания;

— проверка электронных аппаратов и кабелей по режиму недлинного замыкания;

— проверка уставок тока срабатывания реле защиты от токов недлинного замыкания;

Расчет выполнен согласно «инструкция по выбору и проверке электронных аппаратов, кабелей и устройств релейной защиты в участковых сетях угольных шахт напряжением 3000 (3300) В » РД 05 — 387 — 00.

Для выполнения расчета составляем принципную однолинейную схему электроснабжения с указанием количества и типов оборудования, марки и длины кабелей, точек определения недлинного замыкания (схема №1).

Определение токов недлинного замыкания

Расчет действенных значений токов недлинного замыкания (к.з.) в сетях напряжением 3000 (3300) В осуществляется в целях определения наибольшего значения тока трехфазного недлинного замыкания, нужного для проверки коммутационной аппаратуры на отключающую способность и кабелей на тепловую стойкость, также малого значения тока двухфазного недлинного замыкания, нужного для проверки уставок средств защиты.

Расчетный наибольший ток трехфазного недлинного замыкания для хоть какой точки сети (А) быть может определен по формуле

, (1)

где — номинальное низшее (НН) напряжение трансформатора передвижной участковой трансформаторной подстанции (ПУПП), В;

— коэффициент, определяющий изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора ПУПП при использовании отпаек на первичной обмотке этого трансформатора; зависимо от положения отпаек воспринимает последующие значения:

отпайка -10% -5% 0 +5%;

1,1 1,05 0 0,95;

, — соответственно активное и индуктивное сопротивление цепи трехфазного недлинного замыкания, Ом.

значения и определяют по формулам:

; (2)

, (3)

где — соответственно активное и индуктивное сопротивление распределительной сети шахты до сборных шин РПП-6, от которых получает питание ПУПП, Ом;

, — соответственно сечение главных (силовых) жил (мм2) и длина (км) кабеля на напряжение 6 кВ от РПП-6 до ПУПП;

— коэффициент трансформации для междуфазных напряжений трансформатора ПУПП:

, (4)

тут — номинальное высшее (ВН) напряжение трансформатора ПУПП, В;

— индуктивное сопротивление трансформатора ПУПП, приведенное к вторичной обмотке трансформатора. Ом;

, — соответственно сечение главных (силовых) жил (мм2) и длина (км) поочередно включенных x кабелей, составляющих круговую линию от ПУПП до точки трехфазного недлинного замыкания;

количество кабелей длиной и сечением ;

0,375 — активное сопротивление главный жилы 1 км кабеля с номинальным сечением 50 мм2 при температуре 20 С, Ом/км;

— индуктивное сопротивление 1 км кабеля на напряжение 3000 (3300) В сечением , Ом/км; указывается в технической инфы (технических критериях) на кабели, а при отсутствии справочных данных быть может принято равным 0,08 Ом/км.

значения и определяют в согласовании с Аннотацией по выбору и проверке электронных аппаратов напряжением выше 1200 В (к § 497 ПБ).

Для расчета

, (5)

, — соответственно номинальное напряжение на стороне НН (кВ) и напряжение недлинного замыкания (%) трансформатора ПУПП номинальной мощностью , кВА.

Определяем значения формулы для расчета к.з. в т.1 схемы № 1.начения формулы для расчета к.з. от РПП-6 до ПУПП при работе очистного забоя в демонтажной камере);вых сетях угольных шахт на

; Ом

= 0, т.к. активное сопротивление определяется с учетом кабельной полосы.

= 0,15*0,45 = 0,0675 Ом;

0,15 — активное сопротивление кабеля Ом/км сечением 120 мм2.

0,45 — длина кабельной полосы 1 (л.1 схема №1)

; Ом

= 0, т.к. глубочайший ввод 110/6 кВ;

= 0, т.к. реактор отсутствует;

(таблица 2, инструкция по выбору и проверке электронных аппаратов напряжением выше 1200 В (к § 497 ПБ).

= 2* 0,417 = 0,834 Ом;

; Ом

= 0.08 * 0.45 = 0,036 Ом;

0,08 — индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км;

0,45 — длина кабельной полосы 1 (л.1 схема №1)

= 0.834 + 0.036 = 0,86 Ом;

= 95 мм2;

= 0,5 км (малая длина кабеля от РПП-6 до ПУПП при работе очистного забоя в демонтажной камере);

;

= 6000/ 3300 = 1.81

от = 1.05 при отпайке -5 %

10 * (3,3)2* 4,2 / 1500 =0,305; Ом

i л3 = 70 мм2;

0,3 км;

0,08 Ом/км

т3 (кз) = (0,0675 + 0.375 * (50 * 0,5)/95)) * ( 1.05/1.81)2 + 0.375 * 50 * (0.3 / 70) = 0.136 Ом;

т3 (кз) = ( 0,834 + 0,08 * 0,5) * ( 1.05/1.81)2 + 0,305 + 0,08 * 0,3 = 0,623 Ом;

т1 (3) (кз) = 1,05 * 3300 *1,05 / 1,73 * v (0, 136)2 + (0,623)2 = 3298,5 А

Расчетный малый ток двухфазного недлинного замыкания для хоть какой точки сети (А) быть может определен по формуле

, (6)

где , — соответственно активное и индуктивное сопротивление цепи двухфазного недлинного замыкания, Ом.

значения и определяют по формулам:

; (7)

, (8)

где , — соответственно сечение главных (силовых) жил (мм2) и длина (км) кабеля на напряжение 6 кВ от РПП-6 до ПУПП; для расчета согласовании с технологической схемой ведения горных работ на выемочном участке; 0,423 — активное сопротивление главный жилы 1 км кабеля с номинальным сечением 50 мм2, пересчитанное для температуры нагрева 65 °С, Ом/км.

Определяем значения формулы для расчета к.з. в т.1 схемы № 1.

= 95 мм2;

= 2 км (наибольшая длина кабеля от РПП-6 до ПУПП при работе очистного забоя сначала столба лавы);

i л3 = 70 мм2

0,3 км;

т3 (кз) = (0,0675 + 0,423 * ((50 * 2) / 95)) * ( 1.05/1.81)2 + 0,423 * (50 * (0,3 / 70)) = 0,263 Ом;

т3 (кз) = (0,834 + 0,08 * 2) * ( 1.05/1.81)2 + 0,305 + 0,08 * 0,3 = 0,6634 Ом;

т1 (2) (кз) = 0,95 * 3300 * 1,05 / 2 * v (0,263)2 + (0,6634)2 = 2306,7 А

Проверка электронных аппаратов и кабелей по режиму недлинного замыкания.

Выбор электронных аппаратов и кабелей на напряжение 3000 (3300) В создают по номинальному напряжению и рабочему току цепи без учета токов краткосрочных перегрузок, а их проверку — по режиму недлинного замыкания.

Проверку электронных аппаратов на коммутационную способность в целях обеспечения надежного отключения наибольших токов недлинного замыкания, которые могут появиться в защищаемом присоединении, создают исходя из условия

, (13)

где — максимально отключаемый ток защитного аппарата. А;

— расчетный наибольший ток трехфазного недлинного замыкания на выходе этого аппарата, А; определяют по формуле (1).

Отключение наибольших токов недлинного замыкания на выходе контакторов на напряжение 3000 (3300) В, установленных на комбайне, для которых условие (13) не производится, должен производить выключатель (контактор) в распредустройстве низшего напряжения ПУПП (комплектном устройстве (станции) управления).

Проверку кабелей по тепловой стойкости в целях обеспечения пожаробезопасности кабелей при дуговых маленьких замыканиях в подземных выработках средством избранных защитных аппаратов с данным быстродействием отключения наибольших токов трехфазного недлинного замыкания создают исходя из условия

, (14)

где — максимально допустимый краткосрочный ток недлинного замыкания в кабеле, А;

— расчетный наибольший ток трехфазного недлинного замыкания сначала проверяемого кабеля (на выводе аппарата), А; определяют по формуле (1).

значения тока определяют по формуле

, (15)

где коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил кабеля при маленьком замыкании, Ас1/2мм -2;

принятое сечение главный (силовой) жилы кабеля, мм2;

— приведенное время отключения недлинного замыкания, с.

Значение коэффициента для кабелей с резиновой изоляцией принимают равным 105—143 (соответственно при допустимой температуре нагрева жил — долговременной 75—90 °С и краткосрочной 150—250 °С), для кабелей с ПВХ изоляцией — 115 Ас1/2мм -2.

Для выключателей напряжением 3000 (3300) В, установленных в распредустройстве низшего напряжения ПУПП, и контакторов на это напряжение, установленных в комплектных устройствах (станциях) управления (магнитных станциях, пускателях, многоконтакторных центрах и т.п. — дальше по тексту «комплектные устройства (станции) управления») с защитой от токов к.з., время определяют как

, (16)

где — время отключения токов недлинного замыкания, включая время деяния главный защиты, установленной у наиблежайшего к месту недлинного замыкания выключателя (контактора), и полное время отключения этого выключателя (контактора) с учетом времени горения дуги, с.

Значение времени указывается в аннотации по эксплуатации (техническом описании) ПУПП, комплектных устройств (станций) управления напряжением 3000 (3300) В, а при их отсутствии принимают равным 0,2 с.

Кабели на напряжение 3000 (3300) В при их присоединении к ПУПП мощностью 1250—2000 кВА с временем отключения защитой от токов недлинного замыкания не наиболее 0,2 с удовлетворяют требованиям по тепловой стойкости, если сечение их главных (силовых) жил принято не наименьшим чем 25 мм2.

о — контакторного блока НРС 450-1 = 20000 А

т1 (3) (кз) = 3298,5 А

20000 ? 1,2 * 3298,5

20000 ? 3958,2

Условие производится.

Принимаем:

с = 105;

F = 70 мм2;

= 0,2 с;

= 105 * 70 / v 0,2 = 16435 А

16435 ? 1,2 * 3298,5

16435 ? 3958,2

Условие производится

Проверка уставок тока срабатывания реле защиты от токов недлинного замыкания.

Величину уставки тока срабатывания защиты от токов недлинного замыкания для токовых реле моментального деяния (без выдержки времени) определяют исходя из последующих критерий:

для токовых реле, у каких значения тока уставки проградуированы на шкале либо устанавливают на электрическом индикаторе (экране монитора) по первичному току срабатывания защиты ,

,

где — наибольший рабочий ток защищаемого присоединения, А;

От ПУПП получает питание лишь выемочный комбайн.

определяем по формуле:

,

где — исходный пусковой ток 1-го из электродвигателей исполнительных органов выемочного комбайна при раздельном пуске этих движков. А;

Избранная уставка тока срабатывания реле проверяется по минимальному току двухфазного недлинного замыкания в защищаемом присоединении. При всем этом отношение (кратность) расчетного малого тока двухфазного недлинного замыкания к уставке тока срабатывания реле обязано удовлетворять условию

,

где =1,5 — коэффициент чувствительности защиты.

= 646,6 А ;

комб = 500 кВт;

Принимаем:

т1 (2) (кз) = 2306,7 А

2306,7 / 700 ? 1,5

3,29 ? 1,5

Условие производится

]]>