Электроснабжение очистного участка

 

Как следует из таблица 6.1. потери напряжения комбайна 2К52МУ превышают допустимые. Увеличим сечение кабеля комбайна 2К52МУ — до 95 мм². Проверяем:

 

DU_2К52МУ =

×720 × 0,209× (0,223 × 0,5 + 0,06 × 0,87) = 42 В

DU_2К52МУ = 113 + 1,9 + 42 = 156,9 В < 162 В

 

7. Выбор пусковой  аппаратуры

Пусковую аппаратуру выбираем по номинальному напряжению сети и длительно протекающему току нагрузки из условия, чтобы фактический ток, который будет проходить через коммутацию аппарата, не превышал бы ток, допустимый данным аппаратом:

 

I_фак. £ I_доп. (7.1)

 

Результаты выбора и характеристики аппаратов для данных потребителей сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1.

Наименование  потребителя	Iфакт, А	Тип аппарата	Iдоп, А	Вид встроенной защиты от Iк.з.	Пределы регулирования защиты от Iк.з..
РП1	162	АВ200ДО	200	ПМЗ	400-1200
РП2	237	АВ400ДО	400	ПМЗ	800-2400
РП3	50	ПВИ63	125	УМЗ	125-375
2К52МУ	110	ПВИ125	125	УМЗ	250-750
СП87ПМ	120	ПВИ125	125	УМЗ	250-750
СНУ51,2	42	ПВИ63	63	УМЗ	125-375
НУМС-30	36	ПВИ63	63	УМЗ	125-375
1ЛП	18,5	ПМВИР-41	80	Пл. вставки	—
ПТК2	120	ПВИ125	125	УМЗ	250-750
1ЛТ100	226	СУВ-1Л	250	УМЗ	500-1500
ДКН	50	ПВИ63	63	УМЗ	125-375
ТСВП1-250/6	95	А3732У5*	400	УМЗ	800-2400
ТСВП2-400/6	216	А3732У5*	400	УМЗ	800-2400

 

* Встроен в РУНН подстанции.

В соответствии с требованиями ПБ и на основании схемы расчета  кабельной сети составляем схему с установкой всех необходимых аппаратов на распределительных пунктах, на которой указываем тип и мощность выбранного трансформатора, длины и марки кабелей, типы аппаратов и их номинально допустимый ток, количество и мощности электродвигателей потребителей.

 

 
8. Проверка аппаратов на  отключающую способность

Коммутационную способность аппаратов  на отключение проверяем максимальным током трехфазного к.з. на выходе аппаратов. Проверку производим по условию:

 

I_о ³ 1,2×I⁽³⁾_кз (8.1)

 

где  I_о — предельно отключаемый аппаратом ток, А 
I⁽³⁾_кз — ток трехфазного к.з. на выходе аппарата, А

 

Величину тока I⁽³⁾_кз  для аппаратов РП1  и РП2 определяем по упрощенной формуле (т.к. аппараты расположены ближе 50 м к ПУПП):

I⁽³⁾_кз = (I_тр.нн/u_к.з.) × 100, А (8.2)

где I_тр.нн — номинальный ток НН трансформатора, А 
u_к.з. — напряжение к.з., %

 

I⁽³⁾_кз1 = (209/4,5_.) × 100 = 5971 А 

I⁽³⁾_кз2 = (335/3,5_.) × 100 = 9571 А 

 

Для пускателя РП3 ток I⁽³⁾_кз находим по формуле:

 где R_к, Х_к ¾ активное и реактивное сопротивление кабельной сети то РП3, Ом; r_тр, х_тр ¾ активное и реактивное сопротивление обмоток трансформатора, Ом.

Имеем:

r_тр = 0,0192 Ом; х_тр = 0,0642 Ом

R_к = L_пр×r_уд = (SL_фk_пр +10×(1+n_ап))r_уд = (5,3×0,72+187×3,06+10×(1+1))×0,423×10^-3= 
= 0,25 Ом

Х_к = L_пр×х_уд = (SL_фk_пр +10×(1+n_ап))х_уд = (5,3×0,72+187×3,06+10×(1+1))×0,073´ 
´10^-3= 0,04Ом

где L_пр ¾ длина кабельной сети, приведенная к сечению 50 мм², м; k_пр ¾ коэффициент приведения; r_уд = 0,423 Ом/км и х_уд = 0,073 Ом/км ¾ удельное активное и индуктивное сопротивления кабеля сечением 50 мм².

Находим:

 А

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.1.

 

 

 

 

Таблица 8.1.

№ распредели-тельного пункта	Тип   проверяемого аппарата	Коммутационная способность аппарата на отключение, А	I(3)к.з.	Условие проверки Iот/I(3)к.з.³1,2 раза
РП1	АВ200ДО	20000	5971	3,4
	ПВИ-63	1500	5971	0,25
	КТ-4А (СУВ-1Л)	4000	5971	0,67
	А3732У5	45000	5971	7,5
РП2	А3732У5	45000	9571	4,7
	АВ400ДО	20000	9571	2,1
	ПВИ-125	2500	9571	0,26
	ПВИ-63	1500	9571	0,16
	ПМВИР-41	800	9571	0,08
РП3	ПВИ-63	1500	1518	0,99

 

Как видно из таблицы коммутационная способность магнитных пускателей недостаточна. Для их защиты используются групповые автоматические выключатели  серии АВ, установленные на каждом РП. Для РП3 представляется более рациональным заменить пускатель ПВИ-63 на ПВИ-125 с коммутационной способностью 2500 А, в этом случае 2500/1518 = 1,65 > 1,2.

 

9. Расчет защит  от токов короткого замыкания

Расчет и установку токов  уставок МТЗ и плавких вставок  предохранителей производим по пусковому  току электродвигателей исходя из следующих  условий:

1) для защиты одиночного двигателя:

 

I_уст. ³ I_пуск.  ; I_пл.вс. ³ I_пуск./1,6¸2,5 (9.1)

 

где I_уст. — номинальный ток уставки МТЗ, А

I_пл.вс. — номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А

I_пуск. — пусковой ток защищаемого двигателя, А

 

2) для защиты группы двигателей, запуск которых производится  одновременно:

 

I_уст. ³ åI_пуск.  ; I_пл.вс. ³ åI_пуск./1,6¸2,5 (9.2)

 

где åI_пуск. — суммарный пусковой ток двигателей группы, А

 

3) для группы двигателей, запуск  которых производится поочередно:

 

I_уст. ³ åI_ном. + I_{пуск.наиб.} 
 I_пл.вс. ³ åI_ном. + I_{пуск.наиб.}/1,6¸2,5 (9.3)

 

где I_{пуск.наиб.} — пусковой ток наиболее мощного двигателя группы, А

åI_ном. — суммарный номинальный ток остальных двигателей, А

 

4) для защиты магистрали:

 

I_уст. ³ åI_ном. + I_{пуск.наиб.} (9.4)

 

 Принимая для двигателей 1ЛТ100 I_пуск = 2I_ном = 226 А

I_устРП1. = 2×226 + 50 = 502 А

I_устРП2. = 720 + 2×60 +4×18,5 + 2×5 + 36 + 2×60 = 1099 А

 

Результаты выбора по условиям (9.1)-(9.4) сводим в таблицу 9.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.1.

Наименование  потребителя	Тип аппарата	Iу расчетный	Iу принятый	Положение УМЗ, ПМЗ
РП1	АВ200ДО	502	600	3
РП2	АВ400ДО	1099	1200	3
РП3	ПВИ125	325	350	3
2К52МУ	ПВИ125	720	750	11
СП87ПМ	ПВИ125	720	750	11
СНУ51,2	ПВИ63	290	300	8
НУМС-30	ПВИ63	252	275	7
1ЛП	ПМВИР-41	65	80	—
ПТК2	ПВИ125	720	750	11
1ЛТ100	СУВ-1Л	2´226	2´500	1
ДКН	ПВИ125	325	350	3
ТСВП1-250/6	А3732У5	502	800	1
ТСВП2-400/6	А3732У5	1099	1120	3

 

 

10. Проверка защит  от токов к.з. на чувствительность  срабатывания

Согласно требований ПБ, каждую принятую уставку или плавкую вставку  проверяем на чувствительность защиты минимальным током короткого замыкания по условию:

;  (10.1)

где I⁽²⁾_к.з.min — значение минимального тока двухфазного к.з. на зажимах потребителя, А

Величину тока I⁽²⁾_к.з.min   находим методом приведенных длин. Для этого составляем схему электроснабжения участка, на которой указываем принятое в результате расчетов электрооборудование: тип и мощность ПУПП, марку и длину кабеля, тип каждого аппарата и их номинально допустимые токи, принятые уставки МТЗ, тип машин, количество и мощность электродвигателей, намечаем характерные точки для определения величин минимальных токов к.з.

Затем всю кабельную сеть приводим к единому сечению 50 мм². при помощи коэффициентов приведения по формуле:

L_пр = L_факт × K_пр + (k+1)L_ап (10.2.)

где L_пр — приведенная длина кабеля, м

L_факт — фактическая длина кабеля, м

K_пр — коэффициент приведения, зависящий от сечения кабеля

 K — число коммутационных аппаратов в цепи к.з.

L_ап = 10 м — приведенная длина переходных сопротивлений одного коммутационного аппарата в цепи к.з.

По приведенной длине цепи к.з. (от трансформатора до точки к.з.) при  помощи таблиц определяем величину тока I⁽²⁾_к.з.min.

Результаты расчетов сводим в таблицу 10.1.

Таблица 10.1.

Наименование  потребителя	Тип  аппарата	Iу устан.	Точка  к.з.	Lфакт от   тр-ра  до точки к.з.	Lпр от тр-ра  до точки к.з.	Величина тока I(2)к.з.	I(2)к.з./Iу³1,5
РП1	АВ200ДО	600	1	197,8	622,8	1082	1,8
РП2	АВ400ДО	1200	4	230,3	721,3	995	0,83
РП3	ПВИ125	350	1	197,8	622,8	1082	3,09
2К52МУ	ПВИ125	750	10	214,3	145,3	3698	4,93
СП87ПМ	ПВИ125	750	9	49,3	119,3	4148	5,53
СНУ51,2	ПВИ63	300	6, 7	10,8	49,3	5959	19,86
НУМС-30	ПВИ63	275	5	49,3	167,3	3373	12,27
1ЛП	ПМВИР-41	80	4	230,3	721,3	995	12,44
ПТК2	ПВИ63	750	8	20,3	61,8	5607	7,48
1ЛТ100	ПВИ125	2´500	2	18,3	59,4	5641	11,3
ДКН	ПВИ125	350	1	197,8	622,8	1082	3,09
ТСВП1-250/6	А3732У5	800	3	5,3	13,8	4606	5,8
ТСВП2-400/6	А3732У5	1120	11	5,3	12,3	7291	6,5

Как следует из таблицы 10.1. чувствительность защиты для групповых автомата РП2 недостаточна. Увеличим сечение кабеля к лебедке 1ЛП до 35 мм², это уменьшит приведенную длину кабеля до величины

225 х 1,41 = 317,25 м,

приведенная длина цепи к.з. уменьшится до значения

L_пр.кз4 = 2,3 + 317,25 + (1+2)×10 = 349,55 м

величина тока I⁽²⁾_к.з.min составит I⁽²⁾_{к.з.min1ЛП} =1908 А

I⁽²⁾_к.з.min / I_у = 1908 / 1200 = 1,59 > 1,5

т.е. условие чувствительности защиты выполняется;

 

 
        11. Расчет и выбор высоковольтного кабеля

Длину высоковольтного кабеля определяем с учетом расстановки ПУПП на участке  и месторасположения ближайшей высоковольтной ячейки (РП-6кВ) с учетом 5%-го запаса на провис кабеля.

Составляем расчетную схему:

 

Сечение кабеля определяем по длительно-допустимому  току нагрузки с учетом механической прочности и по допустимой потере напряжения, которое не должно превышать 1,5%U_ном.

 

DU_доп.= 1,5%U_ном. = 0,015 × 6000 = 90 В

 

1) Сечение по длительно допустимому  току нагрузки:

 

I_фак. £ I_доп.  (11.1)

 

Для обоих подстанций предварительно принимаем к прокладке кабель типа ЭВТ-6000 с минимально выпускаемым  сечением основных жил S=16 кв.мм и допустимыми  током нагрузки I_доп. = 80 А > I_фак.1= 62,6 А > I_фак.2= 38,5 А. Фактический ток кабеля принимаем равным номинальному току ВН трансформаторов ПУПП.

 

2) Сечение по механической прочности:

 

S_каб ³ S_min (11.2)

 

где S_каб — принятое сечение кабеля, мм²

      S_min = 16 мм² — минимально допустимое по механической прочности сечение кабеля.

По условию механической прочности  принимаем к прокладке кабель типа ЭВТ-6000 с сечением основных жил S=16мм² и допустимыми током нагрузки I_доп. = 80 А.

 

3) Предварительно принятое сечение проверяем по потере напряжения, для чего определяем потери напряжения на отдельных участках кабеля по формуле:

 

DU_факт =

× I_фак. × L_каб × cosj / g × S_к (11.3)

 

где L_каб — длина кабеля, м;

      cosj = 0,6 — коэффициент мощности трансформатора ПУПП;

      g = 53 м/Ом × мм² — удельная проводимость меди;

      S_к — принятое сечение кабеля, мм².

 

DU_факт1 =

× 62,6 ×499× 0,6 / 53 × 16 = 37 В

DU_факт2 =

× 38,5 × 1512× 0,6 / 53 × 16 = 71 В

SDU_факт = 37 + 71 = 108 В > DU_доп. = 90 В

Фактические потери превышают допустимые. Увеличим сечение первого отрезка  кабеля до 35 мм². Тогда