Расчет комбайнового комплекса

                                          

,                           (3.5) [1]

где: - возможный длительный ток нагрузки на кабель, с учетом действительной температуры окружающего воздуха;

        - поправочный коэффициент на токи в зависимости от действительной температуры окружающей среды. По таблице 1.4 /1/ для =1,17;

        - длительно допустимая, справочная, токовая нагрузка для кабеля соответствующего сечения.

     Так, для кабеля К_в 2  при I _{р. Кв 2} = 83,08  А, по таблице              (1.3) [1]:

     

= 90 А;         S_ж = 25 мм²

получим:                                 

                                            105,3 > 83,08

     Как видим, условие выполняется. Следовательно, сечение кабеля выбрано верно, и, нет необходимости в пересчете  других кабелей работающих в данных условиях. 
 
 

     3.1.3  Выбор сечений кабелей по условию экономичности 

     Экономическое сечение кабеля определяется по расчетному току:

                                                

, мм²                                         (3.3) [1]

где: - экономическая плотность тока.

         По таблице 1.5 /1/, согласно наших условий, принимаем i=2,5 А/мм².

Тогда:

• для кабеля К_в 2 при I _{р. Кв 3} = 83.08 А

                               =33,232 мм²

                              S_эк. = 33,232 мм².

   Следовательно  по условию  по условию экономичности  окончательное сечение кабеля  по таблице 1.3 /1/ будит:

                                                   

                                           = 35S_эк.

                                                         = 110 А 

• Расчеты по другим кабелям снесем в таблицу 3.

 
 

3.1.4  Выбор сечений кабелей по условию механической прочности 

Для питания  КТП напряжением равным 6 Кв  минимальное  сечение кабеля должно быть не менее 16    (стр. 9) /1/ 
 
 
 
 
 
 

3.1.5  Расчет и выбор кабелей питающих высоковольтные ячейки УРП-6 

     Расчетные токи кабелей УРП-6 определяется с учетом 2-х кратной нагрузки приложенной к данной УРП. 

                                 =  

      По таблице (1.3) [1] выбираем кабель СБН-6  со следующими характеристиками: 

                                           = 70S_эк.

                                                         = 175  А  
 

     3.2 Низковольтная кабельная сеть 

     По  условиям электробезопасности электроустановки, и питающие их сети, разделяются  на электроустановки до 1000 В включительно и электроустановки напряжением  выше 1000 В.

     Комбайновые комплексы, питаются номинальным напряжением  в  660 В, а соответственно и питающие их кабельные линии, относятся к  низковольтному оборудованию. Распределительная  сеть берет начало с  комплектной  трансформаторной подстанции (КТП),  и через распределительные пункты (РП) идет непосредственно к потребителям. РП имеет магистральную схему  электроснабжения по распределению  нагрузки , а сами потребители радиальную.    

        

     3.2.1 Расчет кабелей по допустимой  нагрузке и длительно допустимой  нагрузке, и длительно допустимой температуре нагрева жил 
 

     Расчетный ток кабелей, питающих группу электроприемников, определяется по формуле:

                                                     

, А ,                                 (3.5) [1]

где - сумма номинальных мощностей электроприемников, питающихся по данному кабелю, кВт.

Подставляя  значения, получим:

     

       _{(3.5) [1]                                            или}

            0,812  _{(3.6) [1]}

     Так для кабеля К 3, питающего I группу механизмов комбайна и бункер-перегружателя, расчетный ток составит:

                             I _{р.К 1} = 0,812 × (25+404,6+30)=373 А

                             I _{р.К 1} = 373 А.

     Некоторая сложность создается с кабелем  К 7 , питающим самоходный вагон.

• расчетный ток, которого составит:

• учитывая режим работы данного кабеля (переодическое сматывание и разматывание кабеля на барабан, со значительными механическими перегрузками) приходим к выводу о необходимости снижения токовой нагрузки против расчетной влияя при этом на увеличение сечения токопроводящих жил кабеля.

Окончательное длительно расчетный ток составит:

     По таблице 1.3 /1/ выбираем и определяем: 

     1) характеристику кабелей: 

• кабели гибкие экранированные с резиновой изоляцией на напряжение до 1,2 кВ;
• длительно допустимая температура нагрева жил : ;
• кабели 4-х жильные для основного применения;
• кабели 5-ти жильные для питания самоходного вагона;
• кабели 7-ми жильные для питания комбайнов.

     2) стандартные сечения токопроводящих  жил кабелей S_ж по условию, что расчетные токовые нагрузки не превышают длительно допустимых справочных величин;

     3) марки кабелей: 

• ГРШЭ для основного вида эксплуатируемого оборудования и механизмов шахт и рудников;
• ГРЭ только для питания самоходного вагона;

 

     По  таблице (1.3) /1/ для кабелей К1  имеющего марку КГЭШ  

                        = 120

                              = 396 А 

                              

3.2.2 Выбор сечения кабелей по условиям экономичности. 

     Согласно  ПУЭ стр. 40[2] проверке по условию экономичности плотности тока не подлежат:

     - сети промышленных предприятий  и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования  максимума нагрузки до 5000 часов  в год.

     Учитывая  выше изложенное выбор сечений кабелей  по условию экономичности не производим.    

     3.2.3  Выбор сечения кабелей по условиям механической прочности

     Согласно  выкладкам, изложенным на стр. 9 /1/, по условиям механической прочности минимальное  сечение кабелей S_мех.   Принимается равным:

          а)для питания КТП напряжением  6 кВ – 16 мм²;

б)для  механизмов, смонтированных на специальных  тележках в составе общего электропоезда  и т.п., а также для питания  пусковых агрегатов напряжением 660/133 В, то есть для бункер-перегружателей и АПШ-1 – 10 мм²;

в)для  отдельно установленных и периодически перемещаемых электроприемников, т.е. для самоходных вагонов и вентиляторов – 16 мм²;  

                г)для сети освещения напряжением  127 В – 2,5 мм².

                                                                                                
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 3.- Расчет и выбор кабелей 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4  ТОКИ  КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 

     В трехфазных электрических сетях переменного тока с изолированной нейтралью возможны трех- и двухфазные токи короткого замыкания (к.з.). Процессы при коротком замыкании являются аварийными, так как величина тока при этом достигает значений, опасных для кабельной сети и электроустановок и может вызвать пожар. В связи с этим, при возникновении к.з, участковая сеть в целом или отдельные ее участки должны быть отключены максимально-токовой защитой (МТЗ). Действующие ПБ  и ПТЭ предусматривают обязательное определение ожидаемых величин токов к.з. с целью обеспечения четкого и надежного действия защиты.

     Ток трехфазного короткого замыкания  является максимально-возможным током короткого замыкания, определение которого необходимо для проверки правильности выбора коммутационной аппаратуры, с учетом ее предельной отключающей способности, и кабелей, с учетом их термической стойкости к воздействию тока к.з.

     При расчете тока учитывается, что к моменту короткого замыкания напряжение в сети НН повышено на 5%, а проводники перед этим не были нагружены током и их температура не превышает температуру окружающей среды +15⁰С, а температура обмоток питающих трансформаторов составляет +20⁰С.

     Ток двухфазного короткого замыкания  является минимально-возможным током короткого замыкания, определение которого необходимо для проверки выбранных установок МТЗ релейной защиты аппаратуры, надежно отключающей эти токи.

     При определении тока учитывается, что к моменту короткого замыкания напряжение в сети НН понижено на 5%, жилы кабеля нагреты предварительным током нагрузки до предельной температуры +65⁰ C, а обмотки понижающих трансформаторов - до +150⁰ C.  

4.1 Определение приведенных длин кабелей 

         Кабельная сеть участка обычно  состоит из кабелей имеющих  различные сечения, длину и  сопротивление. Для упрощения  расчетов токов короткого замыкания  (к.з.) и потерь напряжения в  сети все кабели приводятся  к кабелю сечением силовых  жил 50 мм².. Активное сопротивление γ*к.л. такого кабеля при температуре нагрева жил υ_ж=15⁰С составляет 0,363 Ом/км, при υ_ж=+65⁰С – 0,423 Ом/км.