1.2. Выбор напряжения питающих линий

Экономичность системы внешнего электроснабжения шахты или рудника во многом определяется величиной напряжения пи­тающих ЛЭП и обоснованным выбором места расположения по­низительных подстанций.

Выбор напряжения, при котором должны питаться шахта или рудник, зависит от целого ряда факторов: расстояния до ЛЭП или ПЭС; напряжения, мощности и загрузки трансфор­маторов ПЭС; возможности расширения распределительного устройства (РУ) ПЭС; общей нагрузки шахты или рудника; на­пряжений, выбранных для основных групп электропотребителей и для распределения электроэнергии в пределах предприятия; соотношения нагрузок предприятия на напряжения до и выше 1000 В; данных о нагрузке предприятий или объектов, связан­ных территориально с данной шахтой или рудником, соотноше­ния нагрузок электропотребителей, расположенных на поверх­ности и в подземных выработках; расстояния от ГПП до ЦПП; протяженности подземных электрических сетей напряжением выше 1000 В и т. п.

Предварительный выбор напряжения (кВ) может быть про­изведен по формуле

где Р — полная передаваемая мощность, МВт; L — длина ли­нии, км.

Формула (1.1) рекомендована для предварительного реше­ния задачи выбора напряжения источников питания, для кото­рых произведение PL колеблется в пределах 50—50 000 МВт-км.

Решение вопроса, какое напряжение наиболее экономично, достигается при технико-экономических сравнениях ряда вари­антов схем электроснабжения при различных напряжениях. Обычно рассматриваются 2—3 варианта с определением капитальных затрат, ежегодных эксплуатационных расходов, рас­хода цветных металлов и суммарных затрат. При равенстве показателей или небольших преимуществах (10—15 %) сети низшего напряжения предпочтение должно быть отдано сети более высокого напряжения. С учетом перспектив развития дан­ного горнопромышленного района сеть высшего напряжения, имеющая больший запас по пропускной способности, всегда является более рациональной; сеть с более высоким напряжением требует меньшего расхода цветных металлов; потери электро­энергии и мощности в сетях с более высоким напряжением меньше.

Рассматривая величины номинальных напряжений, исполь­зуемых в системах внешнего электроснабжения шахт и рудни­ков, можно выделить два основных случая:

1) напряжение ЛЭП, питающей предприятие, по величине совпадает с внешним напряжением питания технологического оборудования (например, напряжение 6 кВ);

2) напряжение ЛЭП превосходит высшее напряжение, ис­пользуемое на предприятии, в связи с чем в пределах промыш­ленной площадки предприятия производится дополнительная трансформация, например со 110 или 35 до 6 кВ.

Общая тенденция роста мощностей потребителей электро­энергии на горных предприятиях вызывает необходимость по­вышения напряжения распределительных сетей с 6 кВ, которое является основным в системе внутреннего электроснабжения шахт и рудников, до 10 кВ.

Это объясняется тем, что напряжение 6 кВ не всегда позво­ляет обеспечить экономичную и надежную работу подземных систем электроснабжения высокопроизводительных угольных шахт и рудников. Поэтому в настоящее время ве­дутся исследования по определению целесообразности приме­нения напряжения 10 кВ в качестве основного распределитель­ного напряжения. Есть предложения использовать еще более высокое напряжение (вплоть до 35 кВ) для канализации электроэнергии от ГПП до ЦПП.

Область применения того или иного напряжения для элек­троснабжения шахты или рудника при разных напряжениях источника питания определяется сравнением различных вари­антов схем питания предприятия. Если на районной ПЭС уста­новлены два трехобмоточных трансформатора 110/35/6 кВ, то могут сравниваться попарно следующие варианты:

- две воздушные линии 110 кВ по схеме блока линия—транс­форматор (вариант 1) и кабельные или воздушные линии 6 кВ (вариант 3);

- две воздушные линии 35 кВ по схеме блока линия—транс­форматор (вариант 2) и вариант 3;

- варианты 1 и 2.

Из практики проектирования электроснабжения шахт и рудников можно привести следующие рекомендации по выбору напряжения питания:

- если источник питания с первичным напряжением ПО кВ и выше находится на расстоянии более 2—3 км от предприятия, при нагрузке 10 MB-А и выше следует осуществлять глубокий ввод линий 110—330 кВ с установкой трансформаторов на основной площадке предприятия;

- если от ПЭС с первичным напряжением 110 кВ, на которой установлены трехобмоточные трансформаторы 110/35/10 или 110/35/6 кВ, питаются также другие потребители, выбор напря­жения питания зависит от расстояния до предприятия, его нагрузки, мощности отдельных приемников, глубины горизонта ведения горных работ и т. д. и производится на основе технико-экономических расчетов. При одинаковых расчетных затратах предпочтение должно быть отдано схеме электроснабжения при более высоком напряжении и минимальном расходе цветных металлов; если действующие предприятия питаются при напряжении 6 кВ в условиях близрасположенных ЛЭП 35—330 кВ, то при реконструкции, в зависимости от мощности и характера отдель­ных токоприемников, следует рассмотреть вариант питания шахт или рудников при более высоком напряжении.

Для электроснабжения потребителей технологического комп­лекса поверхности шахт и рудников применяются напряжения 127, 220, 380, 660 и 6000 В; для электроснабжения подземных электропотребителей — напряжения 127, 380, 660, 1140 и 6000В. Для распределительного напряжения 10 кВ ИГД им. А. А. Скочинского предложено применить для питания мощных электро­двигателей забойных машин напряжение 3 кВ, однако до на­стоящего времени опыт его практического использования от­сутствует.