Электроснабжение очистного участка

DU_факт1 =

× 62,6 ×499× 0,6 / 53 × 35 = 17,5 В

SDU_факт = 17,5 + 71 = 88,5 В < DU_доп. = 90 В

 

Окончательно принимаем к прокладке:

— от РП-6 до ПУПП1 кабель ЭВТ-3х35 + 1х10 + 4х4 -6000;

— от ПУПП1 до ПУПП2 кабель ЭВТ-3х16 + 1х10 + 4х4 -6000;

 

12. Выбор высоковольтного  оборудования

Высоковольтную ячейку для участковой трансформаторной подстанции выбираем по номинальному току и соответствующему напряжению из условий:

 

I_ном.я ³ I_вк ;  U_ном.я = U_{ном. вс} (12.1)

 

где I_ном.я и U_ном.я — номинальный нок и напряжение ячейки

      I_вк и U_{ном. вс} — фактический ток высоковольтного кабеля и номинальное напряжение высоковольтной сети.

К установке принимаем высоковольтную ячейку КРУВ-6  с номинальным током  отходящих присоединений I_ном.я = 80А > I_вк = 62,6 А. Ее техническая характеристика:

Номинальное напряжение, кВ 6

Номинальный ток отходящего присоединения, А 80

Номинальный ток отключения, кА 9,6

Ток динамической стойкости, кА 25

Ток термической стойкости, кА 9,6

Мощность отклучения, МВ×А 100

Диапазон уставок максимальной токовой защиты, А 80-240

Ток уставки реле МТЗ высоковольтной ячейки выбираем по условию:

 

I_ур = 1,2¸1,4 × (I_вк + I_пуск.max/К_тр), А (12.2)

 

где I_вк — номинальный ток высокого напряжения, А

      I_пуск.max — пусковой ток самого мощного двигателя участка, А

      К_тр — коэффициент трансформации

 

К_тр = U_ВН / U_НН = 6000/690 = 8,7

 

I_ур = 1,2¸1,4 × (62,6 + 720/8,7) = 174¸203 А

 

Принимаем стандартное значение тока уставки I_ур = 200 А.

Выбранную уставку проверяем на способность отключения по условию:

 

I⁽²⁾_{кз. min} / I_ур × К_тр ³ 1,5 (12.3)

 

где I⁽²⁾_{кз. min} — величина тока двухфазного к.з. на выходных зажимах ПУПП1 (как наименее мощной, и следовательно с меньшим током к.з.), А

Величину тока I⁽²⁾_{кз. min} определяем методом приведенных длин приняв L_пр = 0 м.

 

I⁽²⁾_{кз. min} = 4760 А

4760 / 200 × 8,7 = 2,7 > 1,5

 

 

Условие выполняется, чувствительность защиты достаточна.

 

13. Расчет  освещения и осветительной сети  участка

Для освещения принимаем светильники  РВЛ-20М с люминесцентными лампами.

Техническая характеристика светильника РВЛ-20М:

Исполнение РВ, 1В

Напряжение питания, В 127

Мощность лампы, Вт 20

К.П.Д. 0,65

Световой поток, лм 980

Расстояние между светильниками  на штреках принимаем согласно рекомендации ПТЭ равным l_св = 6 м, в лаве принимаем ориентировочно l_св = 4 м Высоту подвеса принимаем исходя из высоты крепи сопряжения равной h=2,0 м, в лаве h=1,0 м. Вычерчиваем расчетную схему (значения в скобках относятся к лаве) и проверяем уровень освещенности.

Минимальная освещенность в точке  А, согласно ПТЭ, равна Е_min = 2 лк на уровне почвы для штреков и . Е_min = 5 лк Проверку уровня освещенности проводим точечным методом используя формулу:

 

 

ЕА = 2×	с×Ia × cos3a	, лк (13.1)
	k × h2

 

 

где с — поправочный коэффициент, представляющий отношение светового  потока принятой лампы Фл к световому потоку условной лампы, у которой Фу = 1000 лм, т.е.:

 

с = Фл / Фу = 980 / 1000 = 0,98

 

Ia — сила света под углом a к оси светильника, определяется по кривым светораспределения

k = 1,5 — коэффициент запаса для  выработок с электровозной откаткой

 

Величина угла a: 
          a₁ = arctg (l_св/2h) = arctg (6/2×2,0) = arctg 1,5 = 56°

a₂ = arctg (l_св/2h) = arctg (4/2×1,07) = arctg 2 = 63°

Ia=50 кд для a=42° - 85°

 

Освещенность в точке А:

ЕА1 = 2×	0,98×50 × cos356	=  2,8 лк > Еmin = 2 лк
	1,5 × 2,02
ЕА2 = 2×	0,98×50 × cos363	=  6 лк > Еmin = 5 лк
	1,5 × 1,02

 

 

Мощность осветительного трансформатора для питания осветительной сети находим по формуле:

 

Sтр.ос.=	Рл ×nл	, кВ×А (13.2)
	1000 × hс × hсв × cosjсв

 

 

где Р_л = 20 Вт — мощность лампы светильника

       n_л — количество светильников, шт

       h_с =0,95 — к.п.д. кабельной сети

       h_св =0,65 — к.п.д. светильника

       cosj_св=0,5 — коэффициент мощности светильника с люминисцентными лампами.

 

Потребное количество светильников:

 

n_л = L/l_св = 2х20 / 6 = 7 шт.

n_л = 150/l_св = 150 / 4 = 38 шт.

å n_л = 7+38= 45 шт.

 

где L=40 и 150 м — длина освещаемого участка для штреков и лавы соответственно

 

Расчетная мощность трансформатора освещения:

Sтр.ос.=	20 × 45	= 2,9 кВ×А
	1000 × 0,95 × 0,65 × 0,5

 

К установке принимаем осветительный  аппарат АОС-4 номинальной мощностью 

 

S_ном. = 4 кВ×А = S_тр.ос.= 2,9 кВ×А

 

 

Техническая характеристика осветительного аппарата АОС-4

Номинальная мощность, кВ×А 4

Номинальное напряжение питания, В 660/380

Номинальное выходное стабилизированное  напряжение, В 127

Коэффициент мощности 0,4

Номинальный ток обмотки ВН, А 6,6/3,8

Номинальный ток обмотки НН, А 18,2

Уровень и вид взрывозащиты РВ, 3В, И

 

Сечение магистрального кабеля освещения  выбираем по допустимой потере напряжения,  составляющей DU_доп =  4%U_ном. Выбор производим по формуле:

 

Sмк.=	М	, мм2 (13.3)
	С × DUдоп

 

 

где М — момент нагрузки на кабель, кВт×м

       С = 8,5 — коэффициент  для медных кабелей в сети 127 В.

 

М=åР_св × (l₀ + L/2) = 0,02×45×(20 + 190/2) = 103,5 кВ×м

 

где l₀ = 20 м — расстояние от АОС-4 до первой лампы

      L = 2 × 20 +150 = 190 — длина кабеля освещения

 

Sмк.=	103,5	= 3,04  мм2
	8,5 × 4

 

 

Принимаем к использованию кабель стандартного большего сечения —  КГЭШ-3х4 + 1х2,5 с сечением основных жил S_мк.= 4 мм².

 

В аппаратах АОС-4 используется защита осветительной магистрали от токов  к.з. реле максимального тока, установленными со стороны осветительной нагрузки. Величину уставки МТЗ выбираем по условию:

 

I_у ³ 1,25 × I_мк (13.4)

 

где  I_мк — ток магистрального кабеля, А

 

I_мк = åР_св / Ö3 × U_ном × cosj_св = 20 × 45 / Ö3 × 127 × 0,5 = 8,2 А

 

I_у ³ 1,25 × 8,2 = 10,2 А

 

Принимаем стандартное значение I_у = 20 А.

Выбранную уставку проверяем на чувствительность срабатывания минимальным  током двухфазного к.з. в конце  осветительной магистрали. Составляем расчетную схему:

Проверку производим по условию:

I⁽²⁾_{кз. min} / I_у ³ 1,5 (13.5)

 

Величину тока I⁽²⁾_к.з.min определяем методом приведенных длин.

Фактическая длина осветительного кабеля:

 

L_ф = 210 м

 

Приведенная к сечению 4 кв.мм. длина  осветительного кабеля:

 

L_пр = L_ф × К_пр = 210 × 1 = 210 м

 

Величина тока I⁽²⁾_к.з.min (по таблицам):

 

I⁽²⁾_к.з.min » 63 А

 

Проверяем выполнение условия 13.5.:

 

63/20 = 3,15 > 1,5

 

Условие выполняется, защита надежна.

 

На участке имеется еще один потребитель напряжением 127 В —  насос водоотлива НПЭ2М с приводом от электросверла. Для его питания  используем пусковой агрегат АП-4.

Техническая характеристика пускового агрегата АП-4

Номинальная мощность, кВ×А 4

Номинальное напряжение питания, В 660/380

Номинальное выходное напряжение, В 133

Коэффициент мощности 0,6

Номинальный ток обмотки ВН, А 6,1/3,5

Номинальный ток обмотки НН, А 17,4

Уровень и вид взрывозащиты РВ, 3В, И

 

Отходящие присоединения пускового  агрегата АП-4 защищаются от токов к.з. при помощи реле максимального тока, установленных на выходе и имеющих  фиксированную уставку с током I_у=45 А. Производим проверку чувствительности защиты по условию (13.5).

Составляем расчетную схему:

Для питания насоса используем кабель КГЭШ-3х6+1х2,5 сечением 6 кв.мм.

Фактическая длина кабеля:

 

L_ф = 44 м

 

Приведенная к сечению 4 кв.мм. длина  осветительного кабеля:

 

L_пр = L_ф × К_пр = 44× 0,67 = 29,5 м

 

Величина тока I⁽²⁾_к.з.min (по таблицам):

 

I⁽²⁾_к.з.min » 235 А

 

Проверяем выполнение условия 12.5.:

 

235/45 = 5,2 > 1,5

 

Условие выполняется, защита надежна.

 

14. Защитное  заземление, контроль изоляции

Согласно требований ПБ на участке  оборудуется местная сеть заземления из местных заземлителей и заземляющих проводников. Местные заземлители устраиваются в следующих местах:

1. Рядом с каждой ПУПП и каждым из РП;
2. Рядом с лебедкой 1ЛП и лебедкой ДКН.
3. Рядом с приводными головками конвейеров.
4. Рядом с каждой кабельной муфтой высоковольтного кабеля.

Заземлители устраиваются в водоотливных канавках и выполняются из стальной полосы площадью не менее 0,6 м², толщиной не менее 3 мм и длиной не менее 2,5 м. Заземлитель укладывается в горизонтальном положении в углубленном месте сточной канавки на подушку из песка или мелких кусков породы толщиной не менее 50 мм и засыпается слоем толщиной 150 мм из аналогичного материала. При отсутствии водосточной канавки заземлитель устраивается из стальных труб диаметром 30 мм и длиной не менее 1,5 м, помещенных в вертикальные шпуры глубиной 1,4 м. Стенки труб должны иметь не менее 20 отверстий диаметром не менее 5 мм просверленных на различной высоте. Трубу, а также пространство между наружной стенкой трубы и стенкой шпура заполняют песком, периодически увлажняемым.

Стационарные установки подсоединяются к местным заземлителям стальными  или медными заземляющими проводниками сечением 50 или 25 мм² соответственно. Передвижные машины и механизмы подключаются к местной сети заземления через заземляющие жилы гибких кабелей.

 Местная сеть заземления  соединяется с общешахтной через  заземляющий проводник высоковольтного кабеля.

Контроль целостности заземления во время работы производится электрическими схемами пускателей и автоматов. Наружный осмотр целостности заземляющих устройств проводится в начале каждой смены. Один раз в 3 месяца производится замер сопротивления заземляющей сети  приборами М416/1, М1103 в соответствии с заводскими инструкциями при выполнении требований ПБ. Сопротивление цепи заземления, измеренное у любых заземлителей, не должно превышать 2 Ом. Использование электрооборудования участка при неисправности заземляющих устройств недопускается.

С целью повышения электробезопасности  при производстве работ производится непрерывный контроль сопротивления изоляции кабельной сети. Этот контроль осуществляется блоками БРУ (блокировочное реле утечки) автоматических выключателей и магнитных пускателей, блокирующих подачу электроэнергии (и отключающих подачу, если механизм находится в работе) на отходящий кабель в том случае, если сопротивление изоляции кабеля окажется ниже  30 В на фазу. Сопротивление изоляции участка кабельной сети от ТСВП-Х/6 до групповых автоматов РП  контролируется аппаратом АЗПБ (аппарат защиты подстанций в блочном исполнении), который встроен в РУНН подстанций типа ТСВП –Х/6. Для нормальной работы защиты подстанции ее заземление должно производиться при помощи дополнительных заземлителей согласно схеме.

Схема заземления ТСВП-Х/6.  
1 — броня кабеля; 2 — хомут; 3 — наружные заземляющие зажимы; 4 — заземляющая жила гибкого кабеля; 5 — внутренний заземляющий режим; 6 — дополнительный заземлитель встроенного реле утечки; 7 — заземляющие проводники; 8 — местный заземлитель; 9 — перемычка.

 

 

 

15. Автоматизация,  сигнализация, связь

На участке используются следующие  виды аппаратуры автоматизации и  сигнализации:

1. комплекс газовой защиты АТВ-3;
2. аппаратура автоматизации конвейерных линий АУК-1М;
3. аппаратура управления очистным комплексом АУС.

Комплекс газовой защиты АТВ-3 обеспечивает непрерывный контроль концентрации метана в трех местах выработки при помощи выносных датчиков метана ДМТ-5. Комплекс состоит из аппаратуры сигнализации АС-5, устанавливаемой на РП1, и трех датчиков ДМТ-5, устанавливаемых в выработке в исходящей струе в следующих местах: а) в 15 м от лавы на вентиляционном штреке; б) рядом с ПУПП2; в) в 10-20 м от устья вентиляционного штрека. Комплекс обеспечивает звуковую сигнализацию о превышении допустимой концентрации метена и автоматическое отключение потребителей выработки путем воздействия на групповой автомат или цепь дистанционного отключения высоковольтной ячейки.