Внутрішнє електропостачання збагачувальних фабрик Рід струму й напруги
У схемах внутрішнього електропостачання збагачувальних фабрик застосовується напругу змінного струму від 12 до 10 000В и постійного струму — 110 і 220В.
Змінний струм. Напруга 12В знайшло застосування в мережах місцевого освітлення в установках або цехах з особливо несприятливими умовами експлуатації, наприклад трубних сушарок, казанів і т.п. Напруга 36В використовується в мережах місцевого стандартного висвітлення, установок, розташованих у приміщеннях фабрик з підвищеною небезпекою поразки електричним струмом, у ручних переносних лампах. Напруга 48-60В застосовується в ланцюгах сигналізації.
Для живлення силових споживачів на фабриках рекомендуються напруги 380, 220 і 660В. Напруга 380 і 220В є найпоширенішим. Це пояснюється тим, що її застосування дає можливість поєднувати живлення силового й освітлювального навантаження, у результаті чого відпадає необхідність в установці окремого трансформатора для висвітлення. Електродвигуни на напругу 380У в ряді випадків більш економічні, чому двигуни на напругу більш 1000В. Питома вартість асинхронних і синхронних двигунів на 380В потужністю до 500 кВт на 30—50% нижче, чим таких же двигунів на напругу 6000В. Крім того, вартість пускової апаратури на напруги до 1000В в 2— 3 рази менше, чим на 6000 або 10 000В.
Установки напругою до 1000В надійніше в експлуатації тому, що ізоляція двигунів більш стійка, а пускорегулююча апаратура, поміщена в спеціальні шафи або оболонки, може встановлюватися безпосередньо в цеху.
У цей час промисловістю освоюється серійне виробництво електричних двигунів і пускорегулирующей апаратури на напругу 660 В. Верхня межа потужностей двигунів на 660В досягає 700-800 кВт. Застосування напруги 660В у порівнянні з 380В дає можливість не тільки знизити втрати в мережах і витрата кольорових металів, але в ряді випадків відмовитися від електродвигунів і апаратури високої напруги, а в мережах внутрішнього електропостачання застосовувати напруга 10- 35 кВ замість 6 кВ.
При електропостачанні фабрик з потужними электроприемниками слід порівнювати варіанти електропостачання напруги 10 кВ і 660У с варіантом 6 кВ і 380 В.
Напруга вище 1000В (3, 6 і 10 кВ) застосовується на фабриках в основному для живильних і розподільних мереж. Найбільше поширення одержало напругу 6 кВ, тому що при цьому потужні двигуни (200 кВт і більш) можуть одержати електричну енергію без трансформації, безпосередньо від високовольтної розподільної мережі.
Мережі напругою 10 кВ застосовуються головним чином як розподільні. Це пояснюється тим, що при потужності до 1500 кВт і середньої швидкості обертання 750 про/хв вартість двигуна напругою 3/6 кВ на 30-40% нижче, а к. п. буд. на 1-1,5% вище в порівнянні з аналогічними двигунами на напругу
10 кВ.
Двигуни на напругу 10 кВ внаслідок зниження електричної міцності ізоляції в порівнянні із двигунами на напругу 6 кВ менш надійні. Ремонт їх значно дорожче, тому що потрібне велика кількість дорогих ізоляційних матеріалів, а в ряді випадків виникає необхідність залучення до ремонту висококваліфікованих фахівців заводів-виготовлювачів.
У деяких випадках напруга 10 кВ використовується для живлення двигунів потужністю 900-2000 кВт (млина, эксгаустеры й т.п.). При напрузі в розподільних мережах 10 кВ, коли для привода машини не представляється можливим установити двигуни на 380 або 10 000В, може виникнути необхідність використання напруги 3 або 6 кВ.
Вартість двигунів на 6 кВ трохи вище вартості двигунів на 3 кВ (приблизно на 10-15%), але на знову споруджуваних фабриках слід ухвалювати напругу 6 кв. На фабриках, де раніше використовувалася напруга 3 кВ, перехід на напругу 6 кВ слід обґрунтовувати техніко-економічними розрахунками.
Постійний струм. Найбільш широке поширення одержало напругу 110 і 220 В. Ці напруги застосовуються для живлення електромагнітних сепараторів, електромагнітних барабанів і шківів. Для одержання постійного струму на фабриках застосовуються двигун-генераторні установки або різного типу випрямлячі. Найбільш перспективними є установки на кристалічних вентилях (германієвих або кремнієвих).
На пром.майданчику фабрики для приймання електричної енергії від мережі енергосистеми й розподілу її між цехами споруджується одна або кілька головних знижувальних підстанцій (ГПП).
Від шин ГПП електричну енергію напругою 6 (10) кВ можуть одержувати двигуни великих механізмів (дробарок, кульових і стрижневих млинів, аглоэксгаустеров і т.п.), а також трансформатори цехових підстанцій. Апаратура керування таких електроустановок може міститися на ГПП або в розподільних пунктах, а в цеху в механізмів установлюються тільки командні апарати.
На ГПП установлюються трансформатори 6-10/0,4-0,23 кВ для задоволення власних потреб. До них можна підключати споживачів напругою до 1000В, розташованих поблизу ГПП. Комплекс споруджень, що полягає
Рис. 1 Принципова схема внутрішнього електропостачання збагачувальної
фабрики.
із цехових підстанцій, розподільних пунктів 6-10 кВ, повітряних і кабельних
ліній, призначений для розподілу електричної енергії на промплощадці фабрики, ставиться до внутрішньої системи електропостачання.
Вибір системи розподілу електроенергії на промплощадці фабрики залежить від споживаної потужності, особливостей технологічного процесу, напруги джерела живлення, необхідності ж способу резервування окремих споживачів, розташування електроспоживачів і інших факторів.
Цехові
підстанції (ТП) і розподільні пристрої
(РУ) 6—10 кВ, як правило, прилаштовуються
до корпуса або вбудовуються в нього.
Окремо варті підстанції застосовуються
порівняно рідко. Живлення РУ 6—10 кВ
проводиться по кабельних лініях або
шинопроводам, а підстанції, як правило,
по кабелях. При живленні підстанцій по
радіальних кабельних лініях застосовується
схема лінія — цеховий трансформатор
ТП1 (мал. 1). У таких схемах здійснюється
безпосереднє, тобто без апаратів, що
відключають, приєднання живильного
кабелю 6-10 кВ до трансформатора. При
передачі електроенергії на підстанцію
ТП7 по повітряній лінії електропередачі
(ВЛ) установка апарата, що відключає,
обов'язкова за умовами захисту підстанції.
Підстанції ТП1 призначені для живлення
споживачів III категорії.
З умови резервування споживачів I і II категорій застосовуються двотрансформаторні підстанції, енергія до яких подається по двом або більш лініям (ТП2) напругою 6 кВ, що прокладаються на підстанцію від різних секцій шин ГПП і розрахованим кожна на максимальну потужність підстанції. Шини розподільного щита напругою 380В секціонують і при наявності споживачів I категорії з метою забезпечення безперебійного електропостачання передбачається пристрій автоматичного включення резерву (АВР). Споживачі II категорії, а також частина споживачів I категорії можуть одержувати електроенергію за більш простою схемою (ТПЗ і ТП4). Звичайно такі підстанції споруджуються в безпосередній близькості від споживачів.
У тому випадку, якщо навантаження становить 70-80% номінальної потужності трансформатора, забезпечення електроенергією окремих приймачів, для яких неприпустима перерва живлення, здійснюється з'єднанням сусідніх підстанцій між собою лініями напругою до 1000 В. Ці лінії розраховують на пропускну здатність, рівну 15-20% потужності трансформатора.
Машини й механізми окремих технологічних ліній одержують живлення від різних трансформаторів або секції шин. Потужність кожного із трансформаторів ухвалюється такий, щоб при нормальному режимі роботи завантаження його було в межах 70-80% номінальної. При такім завантаженні трансформатор працює з високим енергетичним к. п. буд. Крім того, при виході з ладу одного з них трапляється можливість частина загальних споживачів (крани, насоси) перемикати на справний трансформатор з урахуванням припустимого перевантаження.
Для передачі електроенергії в мережах внутрішнього електропостачання фабрик, поряд з кабелями, широке поширення одержали шинопроводы. На мал.2 наведена схема електропостачання дробильно-збагачувальної фабрики, коли електрична енергія від ГПП до цехових підстанцій передається по шинопроводам. Застосування шинопроводов 6 кВ замість кабелів при більших струмах (більш 1000 А) дає істотну економію засобів. Відпадає потреба в дорогих кабелях і необхідність прокладки їх по території промплощадки, а також усередині корпусів.
Разом з тим слід помітити, що первісні витрати на спорудження шинних тунелів або надземних галерей можуть бути значними. Тому при виборі раціональної схеми розподілу електроенергії на промплощадке фабрики слід ураховувати цю обставину.
Для розподілу електричної енергії усередині виробничих корпусів і між сусідніми корпусами, що одержують електроенергію від однієї підстанції, споруджуються розподільні лінії.
Рис.2 Схема електропостачання дробильно-збагачувальної фабрики із застосуванням шинопроводов.
Розподіл електричної енергії може проводитися по радіальних, магістральним і комбінованим схемам (мал. 3).
При радіальній схемі постачання кожний споживач одержує електроенергію по окремій лінії (мал. 3, а).
Позитивною якістю схеми є те, що магнітні пускачі, автоматичні вимикачі й рубильники встановлюються в РП. Схема відрізняється простотою пристрою, керування й надійністю захисту споживачів і ділянок мережі.
Рис. 3. Схеми розподілу електроенергії між споживачами
Схема може бути рекомендована в наступних випадках:
1) при живленні об'єктів із централізованим керуванням;
2) при необхідності установки пускорегулюючий апаратури поза цехом (більша запиленість, вологість, наявність пар і т.п.);
3) при розташуванні окремих приймачів у різних крапках цеху, коли підключити їх до магістралі неможливо.
Магістральна схема постачання (мал. 3, б) характеризується тим, що окремі струмоприймачі або група їх, розташовані в одному напрямку, підключаються до загальної лінії — магістралі. Пускова й захисна апаратура при цьому розміщаються в електроприймачів. При такій схемі значно скорочуються кількість і довжина кабелів у цехах, але магістральний кабель часто доводиться прокладати великого перетину, а пускову апаратуру встановлювати безпосередньо в машин і механізмів.
В останні
роки одержали поширення схеми
магістрального електропостачання
із шинними магістралями (мал. 3, в).
Магістральні шинопроводи часто
виконуються за схемою блок трансформатор
— магістраль. При такій схемі відпадає
необхідність установлювати на підстанції
розподільний щит. Спрощується схема
комутації мереж і їх експлуатація, а
також збільшується надійність
електропостачання. При виконанні
магістралі шинами заощаджуються
кольорові метали. Магістральні схеми
економічно вигідніше радіальних, але
при цьому ускладнюється захист споживачів
і окремих ділянок мережі. Магістральні
схеми рекомендується застосовувати в
корпусах збагачувальних фабрик, де
машини розташовані в певній послідовності,
що дозволяє об'єднати їх у групи, зв'язані
технологічною залежністю. Магістралі
можна застосовувати й для живлення
однієї машини із багатодвигательним
приводом, наприклад флотаційні машини.
Комбіновані схеми живлення (мал. 3, г) знаходять більш широке застосування. Звичайно великі споживачі харчуються за радіальною схемою, а середні й дрібні групуються й одержують енергію від магістрального кабелю або шинопроводу. Така схема електропостачання буде мати найкращі техніко-економічні показники. Природно, що комбінована схема електропостачання має гідності й недоліками, властивими радіальної й магістральної схемам.
Однієї з різновидів комбінованої схеми електропостачання є кільцева (мал. 3, д). При кільцевій схемі забезпечується резервування живлення. Особливо підвищується надійність, якщо магістралі, що утворюють кільце, приєднані до різних секцій шин. Ця схема найбільш раціональна при живленні окремих двигунів, розташованих у перевантажувальних вузлах, складах і т.п., коли споживачі перебувають на значній відстані від підстанції й друг від друга.
Особливості використання електроустановок на промислових підприємствах. Кліматичні умови, небезпека, пов'язана з застосуванням електричної енергії. Види виконання електрообладнання для різних розумів його використання (РН, РП, РВ, РО).
Доробити