2.3. Подстанции на поверхности шахт и рудников

Рудничные подстанции различают в зависимости от назначения и конструктивного выполнения.

По назначению различают главные (блочные) понизитель­ные подстанции ГПП (БПП) и так называемые цеховые ТП.

По конструктивному выполнению подстанции могут быть открытыми, закрытыми, встроенными или пристроенными,

В зависимости от выполняемых функций они могут быть трансформаторными или преобразовательными.

Для ГПП шахт и рудников независимо от района их распо­ложения предусматриваются открытые распредустройства (ОРУ) на напряжение 35—220 кВ с наружной установкой силовых трансформаторов и закрытые распредустройства (ЗРУ) на напряжение 6; 10 кВ.

Для РУ на 6; 10 кВ целесообразно применять комплектные распредустройства (КРУ) напряжением выше 1000 В. Для более ответственных установок или узлов нагрузки рекомен­дуется" применять КРУ с выкатными выключателями, а при простых схемах коммутации или при необходимости одностороннего обслуживания РУ и на временных электроустановках— КРУ типа КСО. На присоединениях малой и средней мощности неответственных потребителей при напряжении 6; 10 кВ рекомендуется применять выключатели нагрузки в ком­плекте с предохранителями, когда их параметры удовлетво­ряют режимам работы установки.

Схемы первичных соединений ГПП на стороне напряжения 35—220 кВ рекомендуются без выключателей на стороне 35— 110 кВ, если отсутствуют требования автоматизации и защиты. В настоящее время наибольшее распространение получили упрощенные схемы ОРУ на напряжение 35—220 кВ ГПП, осно­ванные на блочном принципе. На таких ГПП отсутствуют сбор­ные шины ОРУ 35—220 кВ, а трансформаторы питаются по схеме блок — линия — трансформатор.

Схемы ОРУ с короткозамыкателями и отделителями приме­няют на ГПП с трансформаторами мощностью 6300 кВ • А и выше (рис. 2.2). Каждый трансформатор питается по от­дельной радиальной линии 35—220 кВ, присоединенной к ши­нам подстанции энергосистемы через выключатель или к магистральной воздушной линии напряжением 35—220 кВ. Отделитель в этом случае предназначен для отключения только поврежденного трансформатора.

ЗРУ на напряжение 6; 10 кВ — центральный распредели­тельный пункт промплощадки шахты, который питает все ос­новные потребители (подъемные, вентиляторные, калорифер­ные, подземные установки). РУ на 6; 10 кВ имеет систему сборных шин, разделенную на рабочие секции.

На стороне 6; 10 кВ предусматривается раздельная работа трансформаторов. При проектировании электроснабжения но­вых или реконструируемых предприятий следует предусматри­вать обособленное питание подземных электроустановок.

При строительстве новых и особенно при реконструкции шахт или рудников в целях экономии земельных отводов ши­роко используются двухъярусные (двухэтажные) подстанции (рис. 2.3), в которых на первом этаже располагаются ЗРУ 6— 10 кВ, статические конденсаторы, трансформатор собственных нужд, панели защиты и автоматики, служебные помещения, а на втором ярусе (этаже)—открытое распредустройство 35— 220 кВ. Понизительные трансформаторы устанавливаются ря­дом на специально спланированной площадке.

Рис. 2.2. Электрическая схема главной понизительной подстанции (ГПП)

Для распределительных устройств подстанций электропро­мышленность выпускает различные комплектные устройства КРУ- КТБ, КТПБ, позволяющие комплектовать РУ типовыми устройствами. Используются КРУ как для внутренней, так и для наружной установки. КРУ на 6; 10 кВ в виде шкафов выкатного исполнения для внутренней установки могут быть с маломасляными выключателями типа КРУ 2-10, К-ХΙΙ, KXV, КР-10/500 и др. и с электромагнитными выключателями КРУ 2-10Э/Э, К-Х, K-XXI. Помимо этого выпускаются одиночные камеры стационарного исполнения типа КСО с маломасляными выключателями.

Комплектные распредустройства наружной установки (КРУН) на 6; 10 кВ состоят из соединенных между собой ме­таллических шкафов с встроенными в них аппаратами и при­борами, устройствами управления, защиты и автоматики.

В качестве подстанций глубокого ввода напряжения 35— 110 кВ применяются комплектные трансформаторные подстан­ции типа КТП-35 и КТП-110. В зависимости от категории по­требителей используется КТП-35 или КТП-110 с одним или двумя трансформаторами. Комплектные подстанции использу­ются для установок с ограниченным временем работы, а также когда в процессе эксплуатации целесообразна переноска под­станции (гидрошахты и т. п.).

Комплектные трансформаторные подстанции блочного типа КТПБ изготовляются на напряжение 110/6(10) и 110/35/6 (10) кВ. Для КТПБ применяются трансформаторы с регулиро­ванием напряжения под нагрузкой. КТПБ комплектуются шка­фами крун.

Комплектные трансформаторные подстанции внутренней установки КТП 6-10/0,4 — 0,23 кВ предназначены для непосред­ственного электроснабжения потребителей. В КТП внутренней установки в целях безопасности эксплуатации используются специальные трансформаторы. КТП изготавливаются с одним или двумя трансформаторами.

Когда встройка или пристройка подстанций запрещена, применяются комплектные трансформаторные подстанции на­ружной установки КТПН 6-10/0,4—0,23 кВ.

Когда время работы подстанции на одном месте (электро­снабжение через скважины, питание во время строительства шахт или рудников) не превышает одного — трех (пяти) лет и возникает необходимость передвижки подстанции, следует предусматривать передвижные подстанции на напряжение 6-10/0,4—0,23 кВ, смонтированные на салазках. Такие комплекс­ные подстанции выпускаются Криворожским электротехниче­ским заводом с трансформатором мощностью 400 кВ-А. При присоединении к подстанции воздушных линий напряжением 0,4 кВ на стороне НН трансформатора необходимо установить вилитовые разрядники.

Правильный выбор местоположения ГПП (БПП, ТП) яв­ляется одним из основных элементов построения системы электроснабжения. Определение местоположения подстанций на генеральном плане производится построением картограммы нагрузок с нанесением электрического центра. Оно должно учитывать перспективу роста нагрузок, так как реконструиро­вать систему электроснабжения (СЭ) в условиях эксплуатации очень сложно.

При выборе местоположения ГПП на генеральном плане предприятия должна быть обеспечена возможность удобных заходов и выходов ЛЭП всех напряжений; на самой площадке и в зоне заходов ЛЭП не должно быть строений и коммуни­каций, подлежащих переносу или сносу; площадка ГПП должна находиться в пределах общешахтного охранного це­лика; обязательно должна быть предусмотрена возможность расширения подстанции и сооружения дополнительных к ней ЛЭП. При необходимости сооружения подъездного железно­дорожного пути площадка подстанции должна располагаться вблизи подъездных путей предприятия.

Зона и месторасположение ОРУ ГПП и трасса ВЛ должны выбираться с учетом розы ветров, характера и концентрации выделяемой угольной пыли, зоны ее оседания и др.

Минимальные расстояния от ОРУ подстанций до источни­ков возможного пылеобразования указаны в Инструкции по проектированию угольных шахт.

На ГПП шахты следует, как правило, устанавливать два трехобмоточных трансформатора с регулированием напряже­ния 35—220 кВ под нагрузкой. Мощность каждого из транс­форматоров должна обеспечивать 0,65—0,75 суммарной на­грузки на период освоения проектной мощности.

Для необходимости резервирования подземных электроуста­новок, вентиляторов главного проветривания, людских и гру-золюдских подъемных установок в распредустройствах на 6; 10 кВ необходимо предусматривать резервные, полностью обо­рудованные КРУ, а для обеспечения возможностей расшире­ния — руководствоваться нормами, приведенными в [18].

На ГПП с высшим напряжением 35—220 кВ, расположен­ных в IV и особом районах по гололеду, следует предусматри­вать оборудование для плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ в соответствии с Руководящими указаниями Минэнерго СССР. Целесообразность применения установки для плавки гололеда в III районе должна быть обоснована технико-эконо­мическим расчетом.

Для стационарных цеховых трансформаторных подстанций на поверхности шахт и рудников с числом присоединений не более семи допускается проектирование ОРУ 6(10) кВ из КРУН в соответствующем климатическом исполнении. Следует предусматривать в основном пристроенные и встроенные ТП к башенным копрам и надшахтным зданиям. Встройку и при­стройку подстанций к взрывопожароопасным помещениям сле­дует проектировать с учетом требования ПБ и ПУЭ.

Если подстанция или РУ предназначена для питания дега­зационной установки и пристроена к ее помещению, необхо­димо применять трансформаторы с изолированной нейтралью и аппараты защиты от токов утечки. Кабельный канал должен проходить за пределами этих помещений.

На схеме ГПП показано, как осуществляется питание по­требителей поверхности шахты (см. рис. 2.2).