Электроснабжение

       Электроснабжение. 

     Освещение.

     Освещение ходка и подходной выработки.

     По "правилам техники безопасности" минимальная освещеноость должна быть равна 15лк. Ширина осветительного пространства 3,5м.

                                               w = 15/5 = Вт/м³                                        (3.21)

     Требуемая мощность равна:

                                     Р_ос^I = w •1_выр•a,                                        (3.22)

где     l – длина выработки, м;

     а – ширина освещаемого пространства, м;

       Р_ос^I = 3•80•5 =1200 Вт = 1,2 кВт.

     Светильники установлены через 8,0 метров,

     количество  светильников h = 1_выр, 80/8 = 10.

     Мощность  ламп накаливания равна

           Р₁ = Р_ос^I /n = 1200/10 = 120,0Вт.

Применяем светильники РН-150 с лампами накаливания  мощностью 150Вт. Тогда мощность светильной сети будет равна:

     10•150 = 1500Вт = 1,50кВт.

     В качестве источников питания осветительной  сети для участка принимаем пусковой агрегат АП-4,0.

Выбор кабеля освещения.

                                        I_осв<I_дл.доп,                                          (3.23)

                      I_осв = n_св•Р_св/√3V_св• cos φ_св• h_св,                           (3.24)

где   cos φ_св – коэффициент мощности светильников,

         h_св – КПД светильника;

         I_осв^I = 10•150/3•127•1•1 = 8А,

Принимаем кабель КРПСН 3×4+1×2,5.

      I_дл.осв = 45 А,

      45 А > 8 А.

Проверка  сети на потерю напряжения:

                                            ∆U_осв<∆U_доп                                           (3.25)

                      ∆U_осв = 0,04V_н=0,04•127 = 5,08В                               (3.26)

                               ∆U_ос= U_св•Р_св•L_выр/2•j•V_осв•S_к•n                                 (3.27)

где     j-удельная проводимость кабеля.

          S_к = 4мм² площадь сечения кабеля.

      J = 50Ом/мм²

      ∆U_осв ^I= 10•150•80/2•50•4•127•1 = 2,36 В

      2,36<5,08

     В пусковом агрегате АП-4,0 предусмотрено  максимальное токовое реле с током  установки 40А.

     Токи  короткого замыкания в осветительной  сети

      I_вр=80 м      S = 4 мм²    I'_кз= 110 А

     Проверка  надежности максимального токового реле:

      К_н^I = 110/40 = 2,36>1,5;

      Определение мощности трансформаторной подстанции.

     Исходные  данные:

     Насос 6 НДВ 60 (Р_уст = 22 кВт) - 2 шт;

     Блокоукладчик ТУ-3ГП(Р_общ = 23,5 кВт);

     Вентилятор  ВМ-6 (Р_общ = 24 кВт);

     Погрузочная машина ППН-1(Р_обш = 48 кВт);

     Тележка первичного нагнетания (Р_общ = 7,2 кВт);

     Тележка контрольного нагнетания (Р_общ = 4,9 кВт);

     Требуемая мощность трансформатора определяется с помощью коэффициента спроса:

                       S_{тр.расч} = ∑Р_уст•k_с/ cos • cos φ_ср,                              (3.28)

где   Р_уст – установленная мощность присоединенных к трансформатору приемников, кВт;

     k_с – коэффициент спроса;

     k_с = 0,286+0,714•Р_max/∑Р_уст = 0,286+0,714•48/195,2 = 0,7.

     cos φ_ср – средневзвешенный коэффициента мощности;

     ∑ Р_уст• k_с = 22•2•0,7+48•0,7+23,5•0,7+7,2•0,7+4,9•0,7+3,6•0,7 = 108,6 кВт.

     cosφ_ср= Р_уст+cosφ₁+…+Р_уст•n+cosφ•n/∑Р_уст =22•2•0,8+48•0,8+23,5•0,8+7,2•0,8+  +4,9•0,8+3,9•1/155 = 0,81;                  (3.29)

     S_{тр.расч} = 108,6/0,81 = 135,6кВт

     Принимаем трансформатор ТСВП 160/6

     Принимаем коэффициент загрузки

                   Β = S_{тр.расч}/ S_тр.н. = 135,6/160 = 0,85                         (3.30)

           Расчет кабельной сети по нагреву.

     Определяем  расчетный ток для магистрального кабеля:

     I_м.к. = ∑ Р_уст• k_с•1000/√3•V_н• cos φ_с = 108,6•0,7•1000/√3•380•0,81 = 146А (3.31)

     Определяем расчетный ток ответвления:

     Для насосов     I_расч = 22•1000/√3•380•0,8•0,92 = 46,3 А

     Для блокоукладчика I_расч = 48•1000/√3•380•0,7•0,92 = 115,4 А

     Для тележки для первичного нагнетания I_расч = 72•1000/√3•380•0,8•0,92 = 22,6 А

     Для тележки контрольного нагнетания I_расч = 4,9•1000/√3•380•0,8•0,92 = 10,3 А

     Для вентилятора I_расч = 24•1000/√3•380•0,8•0,92 = 66 А

     Определяем  сечение кабелей по нагреву и  корректируем его а сторону увеличения с учетом механической прочности 

     Принимаем по справочнику Дзюбана

1. ГРШЭ 3•16+1•10 – для насосов
2. ГРШЭ 3•10+1•6 – для тележек первичного и контрольного нагнетания
3. ГРШЭ 3•25+1•10 – для блокоукладчика и погрузочной машины.
4. ГРШЭ 3•70+1•35 – для магистрального кабеля

Расчет  кабельной сети по потере напряжения

                  ∆U = ∆U_тр+ ∆U_м.к+ ∆U_гк                                       (3.32)

где.

      ∆U_тр – потери напряжения в трансформаторе, В

      ∆U_м.к– потери напряжения в магистральном кабеле, В

      ∆U_гк– потери напряжения в гибком кабеле, В

      U_тр.хх – напряжение "холостого хода" трансформатора, В

      U_тр = 0,85•5,5•380/110 = 17,6 В

      ∆U_м.к= ∑Р_уст•k_с•L_м.к.*1000/j•V_н•S_м.к = 108,6•0,7•180•1000/53•380•70 = 9,4 В (3.33)

      ∆U_гк = 48•30•1000*/53•35•380•0,92 = 2,2 В

      ∆U = 17.6+9.4+2.2 = 29.2 В

      ∆U_тр.хх = 400 В

      U_{min доп} = 361 В

      ∆U_доп = 400-361 = 39 В

      Следовательно, кабельная сеть удовлетворяет эксплуатации по потере напряжения.

      Расчет  токов короткого замыкания и  выбор аппаратуры защиты.

      Выбор фидерных автоматов

      а) для защиты насосов и освещиния

      I_расч = 47.6•95•1000/√3•380•0.85 = 78 А

      Выбираем  автомат АФВ-1А проверяем его на возможность установки.

      I=0; I_прив=0; I^I_{к.з. min}=4090А

                 I_у> I_пн+∑ I_раб.н. = 310+4,6+31,9 = 346,5 А           (3.34)

      Принимаем установку I_у = 450 А

      I²_{кз min} / I_у = 4090/400 = 10,2 >1.5

      б) для защиты забойного оборудования I_расч берем из характеристики трансформатора I_расч= 260 А

установки  из расчетной установки

      I = 150 м;    I_прив = 108 м;     I¹_кз.min = 2500 А;

      I_у = 260 А, принимаем установку I_у = 300 А;

      в) для защиты ППН-1

I_расч = 107,6•0,7•1000/√3•380•0,81 = 140 А;

      Выбираем  автомат АФВ-1А и проверяем  его на возможность установки:

I = 150 м; I_прив = 108 м;         I¹ _{к.з min.}= 4090 А.

I_у ≥ I_п.н.+ I_раб.н  

I_у ≥ 480+64,9+22,6+10,3+26,9 = 584,7 А

Принимаем установку  I_у = 600 А;

I_кз.min/ I_у = 4090/600 = 6,8>1,5;

     Выбор магнитных пускателей.

     а) для насоса

I = 20 м; I_прив = 60 м;        I¹_кз.min = 3100 А;

I_н = 46,3 А;    I_у = 253 A

     Принимаем пускатель ПРН-63 с установкой I_у = 275 А

I_кз.min/ I_у = 3100/275 = 11,3 >1,5;

     б) для блокоукладчика:

I = 30 м; I_прив = 59 м;       I¹_кз.min = 3100 А;

I_н = 60,9 А;     I_у = 1,15• I_п.н = 1,15•10•23,5 = 270,3 А;

Принимаем пускатель  ПРН-63 с установкой I_у = 275 А;

I¹_кз.min/ I_у=3100/275=11,3>1,5; 

     в) погруз – машина:

I = 35 м; I_прив = 45 м;        I¹_кз.min = 3100 А;

I_н = 115,4 А;     I_у = 1,15• I_п.н = 1,15•10•48 = 552 А;

Принимаем пускатель  ПРН-125 с установкой I_у = 600 А:

I¹_кз.min/ I_у = 3100/600 = 5,17>1,5; 

     г) для тележки первичного нагнетания:

I = 25 м; I_прив = 123 м;        I¹_кз.min = 2400 А;

I_н = 22,6 А;     I_у = 1,15• I_п.н = 1,15•10•7,2 = 82,8 А;

Принимаем пускатель  ПРН-25 с установкой I_у = 87А;

I¹_кз.min/ I_у = 2400/87 = 27>1,5; 

     д) для тележки контрольного нагнетания

 I = 25 м; I_прив = 123 м;        I¹_кз.min = 2400 А;

I_н = 10,3 А;     I_у = 1,15• I_п.н = 1,15•10•4,9 = 56,4 А;

Принимаем пускатель ПРН-25 с установкой I_у = 63 А;

I¹_кз.min/ I_у = 2400/63 = 38>1,5;

     е)для  вентилятора:

I = 10 м; I_прив = 30 м;        I¹_кз.min = 3550 А;

I_н = 66А;     I_у = 1,15• I_п.н= 1,15•10•24 = 276 А;

Принимаем пускатель  ПРН-63 с установкой I_у = 300 А;

I¹_кз.min/ I_у = 3550/300 = 11,8>1,5; 

Энергетические  показатели электрификации при строительстве  тоннеля.

Расход электроэнергии

               W_ч = P_c•t_см•n_смпр.д = 108,6•6•4•300 = 781,9 кВ/ч                (3.45)

Расход реактивной электроэнергии

                W_ч = ∑Q_м•t_см•n_смпр.д = 79,7•6•4•300 = 573,60 квар/ч               (3.46)

Удельный  расход электроэнергии

                                            ω = W_ч/ Q_ч                                                   (3.47)

  Q_ч – годовая производительность, м

ω =781,9/900=868,8кВт×ч/м.