4 Электроснабжение вентиляторной установки главного проветривания

Вентиляторная установка главного проветривания состоит из двух самостоятельных агрегатов, один из которых находится в работе, а другой в резерве. Питание агрегатов осуществляется напряжением 6 кВ. Кроме оборудования высокого напряжения, установка главного проветривания имеет вспомогательное оборудование: маслостанции для смазки подшипников, приводы направляющих аппаратов, лебедки для открывания и закрывания воздухо-направляющих ляд, грузоподъемные механизмы для выполнения монтажных и ремонтных работ. Питание вспомогательного оборудования осуществляется напряжением 380 В.

Двигатели вентиляторов (лист 1 графической части проекта) расположены в здании.

Правилами технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт вентиляторные установки главного проветривания отнесены к потребителям I категории по бесперебойности электроснабжения. Электроснабжение основных агрегатов должно осуществляться двумя кабельными линиями 6 кВ непосредственно от разных (взаиморезервируемых) секций шин РУ-6 кВ и двумя кабельными линиями 0.4 кВ от разных (взаиморезервируемых) секций шин РУ-0.4 кВ главной понизительной подстанции (ГПП). Электропотребление вентиляторных установок главного проветривания может достигать 20% общего электропотребления шахты.

4.1 Расчет и выбор оборудования электроснабжения

4.2 Расчет освещения машинного зала вентиляторной установки

Производственные помещения поверхностного комплекса шахт должны иметь искусственное рабочее и аварийное освещение. Искусственное рабочее освещение машинного зала вентиляторнойустановки должно обеспечить освещенность не менее 100 лк (Е_min=100 лк) на уровне 0.8 м от пола. Аварийное освещение необходимо для продолжения работы при отказе рабочего освещения и должно обеспечивать освещенность не ниже 5% нормируемой. В качестве аварийного освещения допускается применять переносные аккумуляторные светильники.

Расчет внутреннего освещения машинного зала выполним методом светового потока. Для рабочего освещения машинного зала принимаем светильники типа НВО 04х200/П-01-У4. Коэффициент полезного действия светильника – h_св= 0.6. Световой поток лампы накаливания мощностью 200Втсоставляет 2700лм (F_л=2700лм).

Определяем высоту подвеса светильника

h = 0.7 * H - 0.8 = 0.7 * 10 - 0.8 = 6.2 м;

где: Н – высота машинного зала, 10 м.

Определяем индекс помещения по формуле

,

где: А и В – длина и ширина машинного зала,

Общий световой поток необходимый для получения требуемой освещенности

где: К _з = 1.4 – коэффициент запаса (для ламп накаливания К_з =1.3 – 1.5.);

S – площадь помещения, м;

Z = 1.2 – коэффициент неравномерности освещения (для помещений на поверхности Z =1.1 – 1.3);

К _осв= 0.4 – коэффициент использования светового потока (для помещений на поверхности К _ос=0.3 – 0.5)

Определяем число светильников

n_св=Ф/Ф_л,

где Ф_л=F_л_св=2700 * 0,6 = 1620 лм,

К установке принимаем 12 светильников, расположенных в два ряда вдоль машинного зала. Расстояние между светильниками в ряду – 6 м. Схема расположения светильников изображена рисунке 4.1.

Рис. 4.1 Схема расположения светильников

Определяем расчетную мощность осветительного трансформатора

где Р_Е – суммарная мощность светильников;

_с – КПД сети 0,94 – 0,96.

К установке принимаем осветительный трансформатор ТСШ- 4/0.7, со следующими техническими характеристиками:

номинальная мощность - 4 кВА;

номинальное напряжение обмоток: ВН – 660/380 В, НН – 230/133 В;

потери холостого хода – P_хх= 90 Вт;

потери короткого замыкания – P_кз= 90 Вт;

напряжение короткого замыкания – u_к = 3.5%.

Номинальный ток обмотки: ВН НН – 220/133 В

Номинальный ток обмотки: НН

Необходимое сечение осветительного кабеля

где: М – момент нагрузки, кВт*м;

С – коэффициент, зависящий от материала жил кабеля и напряжения сети (для напряжения 220 В и медных жил С=8,5*10³ кВт/м);

U – нормируемая потеря напряжения (4% от U_ном).

Для трехфазных линий с нагрузкой распределенной равномерно по длине линии

,

где: l₁ – длина кабеля от трансформатора до первого светильника, м;

L – длина линии, м

L = 8 + 2 * 12 + 8 + 3 + 5 * 6 = 73 м;

М = 12 * 200 * (11 + 73/2)=114000 кВт м;

К прокладке принимаем кабель с сечением рабочей жилы 4 мм², марки КРПСН 34.

Для подключения осветительного трансформатора к силовой сети, по номинальному току обмотки высшего напряжения, выбираем автоматический выключатель типа АП50-3МТ, номинальный ток выключателя – 10 А.

Ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя принимаем равным трехкратному номинальному току – 30 А.

Проверим чувствительность защиты к короткому замыканию в последней лампе.

Ток короткого трехфазного замыкания

где U _ном – номинальное напряжение питающей сети;

Z – полное сопротивление сети

;

R _тр и X _тр – активное и индуктивное сопротивление трансформатора

R _каб – активное сопротивление кабеля

где  - удельное сопротивление проводника;

l – длина кабеля, м;

S – сечение кабеля, мм²;

X _каб – индуктивное сопротивление кабеля

X_каб=x₀*l

x ₀ – сопротивление 1 км кабеля, Ом;

l – длина кабеля, км;

X_каб = 0,095 * 0,073 = 0,069 Ом;

Ток короткого двухфазного замыкания

Проверим уставку на надежность срабатывания защиты при коротких замыканиях

где К_ч – коэффициент чувствительности защиты (нормативное значение не менее 1.5) [2].

123/30 = 4.11.5

Чувствительность максимальной токовой защиты осветительной сети удовлетворяет нормативным требованиям.