М.П. Латышев Проектирование систем электроснабжения участков шахт

10

Таблица 3.1 Технические данные электроприёмников участка

Тип	Номер		Тип элек-			Технические данные эл. двигателей
рабо-	электро-		тродвига-
чей	двигате-		теля на ра-		Рн,	Iн,	Iп,	Мп		Мк	сosϕ	кпд	Uн,
маши-	ля	на	бочей		кВт	А	А	Мн		Мн			В
ны	схеме		машине
			Электроприёмники ПУПП-1
Ком-			ЭДКО4-
байн	М1				105	117	500	2		2	0,866	91,3	660
			2М
КШ-1
. . . .	. . . . . . .		. . . . . . . .		. . .	. . .	. . .	. . .	. . .		. . . .	. . .	. . .
					ΣРн	=375кВт
			Электроприёмники ПУПП-2
. . . . . .	. . . . . . .		. . . . . . . .		. . .	. . .	. . .	. . .	. . .		. . . .	. . .	. . .
					ΣРн	=189кВт

Порядок определения расчётных нагрузок трансформаторов следующий.

3.1.Из технической характеристики рабочей машины определить количество и тип установленных электродвигателей.

3.2.Каждому электродвигателю присваивается порядковый номер (например М1, М2 и т.д.).

3.3.В зависимости от технологических связей и места расположения рабочих машин произвести их группировку с целью определения количества трансформаторов, необходимых для питания лавы и установленной мощности электродвигателей в каждой группе. Необходимо знать, что данный момент проектирования является самым ответственным, поскольку решения, принятые на данном этапе, определяют протяженность и разветвленность кабельной сети, а следовательно, и потери напряжения, величину ёмкости сети и ряд других факторов.

Целесообразно руководствоваться следующими принципами:

1.Передвижная подстанция (трансформатор) должна быть установлена как можно ближе к потребителям. Так для питания электродвигателей лавы необходимо устанавливать перемещающийся энергопоезд, расположенный непосредственно под лавой (до 50м).

2.Протяжённость низковольтной кабельной сети должна быть наименьшей, например протяжённую конвейерную линию необходимо питать от нескольких трансформаторов или одного, располо-

11

женного в центре конвейерной линии.

3.Установленная мощность электродвигателей в каждой группе должна быть в пределах 100-630 кВт. Иногда целесообразно потребители питать от двух трансформаторов меньшей мощности, чем от одного большей мощности. Разукрупнение сети позволяет уменьшить протяжённость и разветвлённость низковольтной кабельной сети, питающейся от одного трансформатора.

3.4.Определить технические данные электродвигателей [2, с.122-159] и заполнить табл. 3.1.

3.5.На схеме электроснабжения около каждого электродвигателя должны быть проставлены: номер двигателя (М 1); тип двигателя (ЭДК04-2М); номинальная мощность двигателя (Рн=105 кВт).

3.6.Для каждой группы потребителей в табл. 3.1 определить

суммарную установленную мощность потребителей ( ∑Ρн) и проставить в соответствующей графе таблицы.

3.7.С учётом формул (3.1-3.6) определить расчётную мощность трансформатора.

3.8.Из табл. 3.3 выбрать номинальные мощности передвижных подстанций и их технические данные занести в табл. 3.2.

Таблица 3.2 Технические данные выбранных к установке подстанций

Номер

Тип,

Iн

Uкз,

Ркз,

Рхх,

Сопротивление, Ом

в/в и н/в

подстан-

мощность,

ции

напряжение

обмоток,

%

кВт

кВт

Хт

Rт

Zт

А

ПУПП-1

ТСВП

24/209

3,5

2,6

1,65

0,21

0,65

0,68

250/6/0,69

ПУПП-2

. . . . . . . .

. . . . . .

. . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . .

Расчетную мощность для выбора участковой подстанции опре-

деляют с использованием коэффициента спроса по формуле

Sр.т =

∑Рн

Кс ,

(3.1)

где ∑Рн

cosϕ с.в

– суммарная установленная номинальная мощность элек-

тродвигателей, питающихся от трансформатора, кВт;

Кс – коэффи-

циент спроса, определяемый

по формулам

(3.2)-(3.4); cos ϕ с.в –

средневзвешенный коэффициент мощности, который можно прини-

12

мать в пределах 0,6- 0,7 или рассчитывать по формуле (3.5).

При применении очистного комплекса с механизированной кре-

пью:

Кс = 0,4 +0,6	Рн.м	,	(3.2)
	∑Рн

при применении многодвигательных приводов с одновременным их запуском:

Кс = 0,4 +	∑Pн.м	,	(3.3)
	∑Pн

при применении в забое индивидуальной крепи:

Кс = 0,286 +0,714	Рн.м	,	(3.4)
	∑Рн

где Рн.м – номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя; ∑Рн – суммарная номинальная мощность одновременно за-

пускаемых двигателей.

Технические данные передвижных подстанций типа ТСВП Таблица 3.3

Тип	Рном,	Uном, В			Iном, А		Uк,		Потери,		Сопротивление,
под-									кВт				Ом
стан-	кВА	ВН		НН	ВН	НН		%	Рх	Рк	Rт			Хт
ции
ТСВП-	100	6000		400	9,7	145		3,5	0,94	1,27	0,0202			0,0518
100/6				6900		84					0,0605			0.1553
ТСВП-	160	6000		400	15,4	231		3,5	1,33	2,00	0,0118			0,0327
160/6				690		133					0,0353			0,0980
ТСВП-	250	6000		400	24	362		3,5	1,59	2,49	0,0063			0,0213
250/6				690		209					0,019			0,0639
ТСВП-	400	6000		690	38,5	335		3,5	2,18	3,70	0,0107			0,0403
400/6
ТСВП-	630	6000		690	54,0	527		3,5	2,69	4,70	0,0057			0,0258
630/6
ТСВП-	630	6000		1200	61,0	304		3,5	2,80	4,70	0,0170			0,0776
630/6
ТСВП-	1000	6000		1200	92,0	430		4,5	2,63	10,2	0,0151			0,063
1000/6
	cos ϕcв =		Pн1 cos ϕн1 + Pн2 cos ϕн2						+... + Pнi cos ϕнi			,	(3.5)
					Pн1 + Pн2			+... + Pнi

где Pн – номинальная мощность электродвигателя; cosϕ –

13

номинальный коэффициент мощности двигателя.

К установке принимают передвижную подстанцию с номиналь-

ной мощностью из табл.3.3 согласно условию:
S н т. ≥ Sр.т .	(3.6)

Может быть принята подстанция с номинальной мощностью, менее расчётной мощности не более чем на 5 %.

4. РАСЧЁТ И ВЫБОР ШАХТНЫХ КАБЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Выбор и расчёт шахтных сетей сводится к определению таких сечений, которые обеспечивали бы подведение к приёмникам электроэнергии хорошего качества без перегрева сверх допустимой величины в нормальных и аварийных режимах. Кроме того, электрическая сеть должна обладать достаточной механической прочностью, экономичностью, должна обеспечивать высокую производительность рабочих машин и требуемый уровень безопасности.

При выполнении данного раздела рекомендуется заполнить табл. 4.1.

Таблица 4.1

Расчёт и выбор шахтных кабельных сетей

ВЛНомерили КЛ	проводаТипили кабеля	Длина, м	токРасчётныйнагрузки, I	Выбор сечения,			Предварительновысечениебранное, мм	Проверка сечения,			Окончательнопринятые учётомссеченияжил заиземленияуправления
				нагревупо	экономическомупо фактору	прочности.мехпо		напряпотерепо - жения	опрокиипускупо - дыванию	термостойкостипо
					мм2		2		мм2
			А,
			Р
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
			1. Высоковольтные подземные кабели
1	ЦСП2Л	500	350	120	150	-	150	150	-	150	3×150
				2. Кабельная сеть ПУПП – 1
39	ЭВТ	200	135	95	70	-	95	95	95	95	3×95+1×
											×10+3×4
			3. Кабельная сеть ПУПП – 2					и т.д.

14

4.1. Выбор типа кабеля 4.1.1 Выбор типа бронированного кабеля

Единые технические указания по выбору и применению бронированных кабелей рекомендуют преимущественное применение на поверхности шахт кабелей с алюминиевыми жилами и оболочками, являющихся более дешёвыми. Применение кабелей с медными жилами и свинцовыми оболочками является необходимым в условиях подземных выработок угольных шахт, взрывоопасных производств и в других условиях, технически и экономически обоснованных.

При выборе типа бронированного кабеля целесообразно руководствоваться следующими рекомендациями:

-если для горизонтальной прокладки выбран бронированный кабель с нормальным маслоканифольным пропиточным составом, то разность уровней не должна превышать 15-25 м;

-для вертикальной и наклонной прокладки должны применяться кабели с обеднённым пропиточным составом или с нестекающим составом на основе церезина;

-для вертикальной прокладки должны применяться кабели с проволочной бронёй;

-для прокладки в шахтах должны применяться кабели с негорючим защитным покровом, медными жилами и свинцовой оболочкой;

-для пожароопасных помещений должны применяться голые кабели или покрытые негорючим защитным покровом;

-в условиях наличия опасности механических повреждений при эксплуатации – бронированные кабели;

-в условиях среды с высокой коррозийной активностью – кабели с антикоррозийной защитной оболочкой;

-для прокладки в воде – кабели со свинцовой оболочкой.

Взависимости от области и условий применения по табл. 4.2 следует произвести выбор типа бронированных кабелей, а по табл. 4.3 – количества и сечения жил кабелей, применяемых в подземных выработках шахт.

15

			Таблица 4.2
Область применения бронированных кабелей
		Типы рекомендуемых кабелей
Условия		при отсутствии опасности	при наличии опасности
		механических поврежде-	механических повреж-
применения
		ний и растягивающих	дений
		усилий
	1. В подземных выработках шахт
Для горизонтальной		СБн, СБлн, СШв	СБ2лШв,
прокладки		ЦСБн, ЦСШв	СБн, СБлн, СБШВ
Для вертикальной			ЦСПн,
прокладки			СПлн, СПШв, СПл
		2. Для прокладки в воде
		-	СКл, АСКл, ОСК,
		-	АОСК
		3. Для прокладки в блоках
		СГУ, АСГ, АБВГ,	СГ, АСГ, АВВГ,
		АПсВГ, АпвВГ, АПВГ	АПсВГ, АПвВГ, АПВГ
		4. Для прокладки на эстакадах
		ААШв, ААБлГ, АВВГ,	ААБлГ,
		АВРГ, АНРГ, АПсВГ,	ААБ2лШв,АВВБГ,
		АПвВГ, АВАШв, АПШв	АВВБбГ, АВРБГ,
			АНРБГ, АПсВБГ,
			АПвВБГ
5. Для прокладки во взрывоопасных зонах
а) класса В-1, В-1а		СБГ, СБШв	ВБВ, ВБбШв, ВВБбГ,
			ВВБГ, НРБГ, СРБГ
б) класса В-1г, В-II		ААШв, ААБлГ, АСБГ,	АВБв, АВБбШв,
		АВВГ, АВРГ, АНРГ	АВВБбГ, АВВБГ,
			АВРБГ, АНРБГ
			ААБлГ, АВВБГ,
в) класса В-1б, В-IIа		ААШв, ААГ, АВВГ,	АВРБГ, АНРБГ, АСРБГ
		АВРГ, АНРГ, АСРГ
6. Для		прокладки в пожароопасных	помещениях
		ААГ, ААШв, АВВГ,	ААБвГ, ААБлГ,
		АВРГ, АПсВГ, АНРГ,	АСБлГ, АВВБГ,
		АСРГ	АВВБГ, АВРБбГ,
			АпсБбШв, АпвБГ,
			АВРБГ, АСРБГ

16

			Продолжение табл.4.2
	Типы рекомендуемых кабелей
Условия	при отсутствии опасности		при наличии опасности
	механических поврежде-		механических повреж-
применения
	ний и растягивающих		дений
	усилий
	7. Для прокладки в воздухе
В туннелях, кана-	ААГ, ААШв, АВВГ,		ААБлГ, АВВБГ,
лах, шахтах:	АНРГ, АПвВГ, АПсВГ		АВРБГ, АВБбШв,
а) сухих			АПсВБГ, АПвВБГ,
			АВАШв, АПВБГ,
			АНРБГ
б) сырых	ААШв, АСШв		ААБвГ, ААБ2лШв,
			ААБлГ, АСБлГ,
			АСБ2пГ
	8. Для прокладки в земле
	а) при отсутствии значи-		б) при наличии значи-
	тельных растягивающих		тельных растягиваю-
	усилий		щих усилий
С низкой коррозий-	ААШв, ААШп, ААБл,		ААПЛ, АСПл, ААП2Л
ной активностью	ААБ2л, АВВГ, АПсВГ,
	АВВБ, АПВБ, АПБбШв,
	АВАШв, АВРБ, АНРБ
Со средней корро-	ААШв, ААШп, ААБл,		ААПл, АСПл, ААП2л
зийной активно-	ААБ2л, АСБ, АСБл,
стью	ААШв, ААБв, АСБ2л
С высокой корро-	ААШп, ААШв, ААБ2л,		ААП2лШв, АСП2л
зийной активно-	ААБ»лШв, ААБ2лШп,
стью	ААБв, АСБ2лШВ

17

Сечение жил бронированных кабелей			Таблица 4.3
Тип кабеля	Номинальное	Количество	Сечение жил,
	напряжение, кВ	жил	мм
ЦСПн	6;10	3	25÷185
СПлн-В	1;6	3	25÷150
ЦСПШв	6;10	3	25÷185
СПлн	1;6;10	3	25÷240
СПШв	1;6	3	16÷240
СБн; СБ2лШв	1;6;10	3
			6÷240

4.1.2. Выбор типа гибкого и полугибкого кабелей

Для присоединения передвижных механизмов шахт должны применяться специальные шахтные гибкие и полугибкие кабели, кабели с негорючей изоляцией и экранированными жилами.

При выборе типа гибких кабелей необходимо учитывать следующие рекомендации:

-в условиях пологих и наклонных пластов для присоединения электродвигателей комбайнов, конвейеров, лебёдок и других механизмов необходимо применять кабель типа КГЭШ-1140;

-для присоединения очистных комбайнов на крутых пластах применяют кабель с повышенной механической прочностью типа КГЭШУ;

-в сетях, оборудованных устройствами опережающего отключения, применяют кабель типа КГВЭУШ;

-для присоединения шахтного бурильного электроинструмента применяют кабели повышенной гибкости типа КОГЭШ, КОГВЭШ;

-для присоединения ПУПП к низковольтным РП участков шахт применяют полугибкие низковольтные кабели типа ЭВТ-1140, допускается применение бронированного кабеля типа СБН и гибкого типа КГЭШ;

-для присоединения передвижных подстанций к высоковольтным распределительным пунктам применяют высоковольтный кабель

18

ЭВТ-6000, допускается применение кабеля типа СБН на напряжение 6 кВ;

Таблица 4.4 Количество и сечение жил полугибких и гибких кабелей

	Марка кабеля	Количество жил кабеля
		силовых и	с учётом жил управления
		заземляющих
		3×16+1×10	3×16 +1×10+4×2,5
		3×25+1×10	3×25+1×10+4×2,5
	ЭВТ-660-1140	3×36+1×10	3×35+1×10+4×2,5
		3×50+1×10	3×50+1×10+4×4
		3×70+1×10	3×70+1×10+4×4
		3×95+1×10	3×95+1×10+4×4
		3×16+1×10	3×10+1×10+4×10
	ЭВТ-6000	3×25+1×10	3×25+1×10+4×4
		3×35+1×10	3×35+1×10+4×4
		3×4+1×2,5	3×4+1×2,5+3×1,5
		3×6+1×4	3×6+1×4+3×2,5
		3×10+1×6	3×10+1×6+3×2,5
		3×16+1×10	3×16+1×10+3×4
	КГЭШ-660-1140	3×25+1×10	3×25+1×10+3×4
		3×35+1×10	3×35+1×10+3×4
		3×50+1×10	3×50+1×10+3×4
		3×70+1×10	3×70+1×10+3×4
		3×95+1×10	3×95+1×10+3×4
	КГЭШУ-660-	3×10+1×6+5×2,5	3×35+1×10+5×4
		3×16+1×10+5×2,5	3×50+1×10+5×4
	1140
		3×25+1×10+5×4	3×70+1×10+5×4
		6×6+1×6+5×1,5	6×50+1×10+5×1,5
		6×10+1×6+5×1,5	6×16+1×10+5×2,5
	КГВЭУШ-660	6×16×10+5×1,5	6×25+1×10+5×2,5
		6×25+1×10+5×1,5	6×35+1×10+5×2,5
		6×35+1×10+5×1,5	6×50+1×10+5×2,5
	КОГЭШ-220;	5×1,5	5×4
	КОГВЭШ-660	5×2,5	5×6

19

-для осветительных установок в очистных и подготовительных забоях − кабель типа КГЭШ, а в основных выработках допускается применение бронированных кабелей низкого напряжения;

-для присоединения средств автоматизации и дистанционного управления необходимо применять контрольные гибкие шахтные

кабели типа КГШ.

После выбора типа кабеля следует определить количество жил управления, которые необходимы:

-для дистанционного управления с пульта очистного комбайна;

-для дистанционного управления электродвигателями лавного конвейера;

-для дистанционного отключения аварийного выключателя с пульта комбайна;

-для дистанционного и автоматического снятия напряжения с электрооборудования, находящегося на отработанной струе воздуха;

-для дистанционного управления КРУ с пульта, установленного на ПУПП;

-для дистанционного управления другими машинами и механизмами.

4.2.Определение расчётных нагрузок кабелей

Расчётные нагрузки при выборе сечений кабелей определяют следующим образом.

1. Для кабелей, питающих одиночные электродвигатели, за расчётный ток принимают номинальный ток электродвигателя из паспортных данных двигателя или определяют по формуле

IP =	P	103	, A ,	(4.1)
	н.дв
	3UH cosϕH
где Pн.дв − номинальная мощность электродвигателя, кВт; cosϕH					−
номинальное значение коэффициента			мощности двигателя;	UH	−

номинальное напряжение сети, В.

2. Для многодвигательных машин, питающихся от одного пускателя, расчётный ток определяют как сумму номинальных токов двигателей, т.е.:

I P	n
	= ∑Iн.дв ,	(4.2)
	1

где n − количество двигателей, подключенных к кабелю.