40. Участковые распределительные пункты и электроаппаратура их комплектования. Станции управления механизированных комплексов. Виды защит участкового электрооборудования.

Питание УРП выполняется по радиальной или магистральной схеме. При наличии отходящих линий менее 4 (УРП1) доп. не применять доп вх. ячейку; от 4-7 (УРП2) – одна вх. ячейка, 7 и более – 2 вх. ячейки и одна секционная(УРП3), причем питание каждой секции осущ. от отдельной секции ЦПП (УРП3)Каждая секция УРП в норм. режимах должна работать раздельно, причем каждый вводной кабель должен быть рассчитан на подключение 85% нагрузки всего УРП в случае авар. режима. При наличии на УРП приемников 1-й категории по бесперебойности эл. питания независимо от отход. присоединений питание УРП должно осуществляться 2 кабелями с 2входными и одной секционной ячейками. При этом каждый кабель должен быть рассчитан на обеспечение всей УРП при авар. режиме.

УРП комплектуются коммутационно-защитной аппаратурой, станциями управления и АП для питания электросверл и сетей освещения. УРП комплектуются след. образом: на вводе РП устанавливается общесетевой автоматический выключатель с реле утечки для защиты от перегрузки и токов к.з. КЛ и ЭО. На РП устанавливается свой АВ и набор пускателей либо станция управления выемочным комплексом. АВ-ли подключаются к выводу общесетевого АВ, последующие аппараты подключаются к транзитным выводам предыдущих аппаратов. К последнему пускателю РП подключается пусковой агрегат или осветительный трансформатор. Станции управления представляют собой единое устройство, имеющее определенное количество вводов. Как правило, СУ разрабатывается под определенный комбайновый комплекс.

Виды защит:

1) МТЗ

2) защита от потери управляемости при обрыве или замыкании в цепях управления

3) ТЗП с выдержкой времени

4) однократное АПВ, АВР

5) защита от ОЗЗ

6) нулевая защита

7) защита контроля изоляции.

41. Построение участковой системы электроснабжения на пластах пологого падения.

Система эл. снабжения зависит от: теологические параметры, мощность пласта, тех-расстановка оборудования – для транс-ки и выемки, кол-во этажей, пластов, от ходов отработки. Этажный способ выемки: исп. при ведение работ с обр. ходом отработки. Схема снабжения простая, но необходимо предусмотреть доп. РП для питания подготовит. работ (при прямом ходе отработки). Питание участка осущ. с помощью подстанции фидерных выкл-й – подкл. к РП(1 или 2). В тр-й подстанции кабельный ввод ВН позволяет подкл. бронированные кабели УСКН: сечение >= 70мм², длина – более 100м, если на 630-1000 то менее 100м. Др. способ отработки – спаренными лавами.

42. Построение участковой системы электроснабжения на пластах наклонного и крутого залеганий.

Характерная особенность – транспортирование под собств. весом. ИСХ. данные для построения: мощность комбайна, мощность пласта и вспом. мех-в. РП располагаются: одна на верхнем ярусе, др. на откаченном штреке. От верхнего РП запитывается: проходческий комбайн и при необх-ти конвейер и оросит. станция. От РП2 – конвейерная линия магистрального конв. транспорта и может проходческий комбайн, работающий на основных выработках, оросительная станция, маслостанция.

2 схема: от одной ПУПП на Отк. штреке (ЭС эл. двигателей комбайна, верхние привода конвейера, маслостанция, станция орошения и привод предохр. лебедки получают питание от РП, расположенной на вентиляционном штр. по кабелю, проложенному по лаве. нижние эл. привода конвейеров, станция перегружателя получают питание от РП, расположенном на откат. штреке).

3 схема: от 1-ой ПУПП, расположенной на вент. штреке (2 РП, один на вент. штреке, где ПУПП, второй на откаточном. Питание РП на ОТК. штреке осуществляется по кабелю, проложенному по лаве и от него запитаны погрузочный пункт, лебедка, освещение).

В тр-й подстанции – 160-400 кВА.. Одна РП на расстоянии 20-40м от забоя в непоср. близости от РП сооруж. ПУПП либо отстает до 200м. Осн. потребители: комбайн, станция орашения, БП, освещение.

(Применение э/э на пластах, склонных к внезапным выбросам газа допускается при выполнении след. условий:

1. Использование безмасляного ЭО.

2. Применение КРУ-6кВ с блокирующими реле утечки и короткозамыкателями.

3. Применение автоматического контроля сопротивления изоляции как в низковольтной сети, так и в сети 6 кВ.

4. На участке должно быть реализовано дистанционное управление ПУПП с места ее установки.

5. В схемах ЭС добыч. проходч. комбайнов, забойных машин и комплексов должны быть предусмотрены устройства аварийного отключения с пульта управления этой машины.

6. Должны применятся специализированные гибкие кабели повышенной прочности для пит. передвижных ЭП, кот. не должны иметь счалок и соединений.

7. Подборка кабелей в лаве, отраб-ой по простиранию должна осуществляться с помощью кабелеподборщиков и кабелеукладчиков.

8. В лаве должен осуществляться непрерывный контроль содержания метана в рудн. атмосфере.

8. Емкость кааб. линий не должна превышать 1 мкФ/фазу.

9. В схеме ЭС должно применяться обособленное питание.

10. ЭО РПа 0,7 кВ устан-ое в выработке с исходящей струей воздуха должны включаться при помощи коммутирующих аппаратов со встроенным блокировочным реле утечки.)

43. Построение участковой системы электроснабжения напряжением 1140 В и 3000 В, требования к ней, достоинства и недостатки. Виды защит участковой системы электроснабжения напряжением 1140 В и 3000 В.

Для 1140 В и 3 кВ нашли применение 3 схемы питания добычных участков:

1. От 1-го тр-ра для питания всех потребителей с U на низкой стороне 1140 В или 3 кВ. При этом коммутац.-защ. аппараты должны быть выбраны на указанное напряжение.

2. От 2-х двухобмоточных тр-ров, один из кот. предн. для питания 3 кВ, а второй на 660 В или 1140 В. От первого Тр запитан комбайн, от 2-го СВМ, АП,…

3. От 1-го тр-ра с расщепленной вторичной обмоткой.

Основным отличием построения схем U 1140 В и 3 кВ явл. требование применения в качестве коммутац.-защит. аппаратуры станции управления выемочным комплексом.

Повышение напр-я в выработках эффективно при использовании высокопроизводительных комбайнов (3000 кВТ) и токами более 800А. В ПЭБ проектирование и эксплуатация об-я рассмотрены частично. Требования по изготовлению рудничного об-я: РД-05-386-00 и РД-05-336-99 – для сетей на 1140 и 3000 В.Существуют опр. инструкции при расчетах. Повышение качества напр-я на зажимах; качество напр-я не соотв. ГОСТу; т.к. участки все дальше удаляются от ЦПП; переход на повыш. напр-е позволяет увеличить производительность комбайнового комплекса при 1140 в √3 раз; при сущ. системе отработки увеличится длина камеры(660В – до 250м; 1140В – до 700м – по падению напр). Недостатки: необходимы значительные кап. затраты на приобретение оборудования. Построение схемы согласовывает с с соглас. орг-й и с ГОСГОРТЕХ… При 1140В: необходимо исп. в качестве РП на 1140В – комплектные станции упр-я (иногда необяз., при 3000 В – всегда + защита РВ); в качестве ПУПП исп. КТП на 1140В; каждый РП питается от отдельной КТП; питание данной КТП от отдельной КРУ – в КРУ обязательно встраивается БРУ, необходима защита отходящих линий от РП, защита от утечек тока – аппарат для контроля изоляции линии БКИ. При 1140 В канализация эл энергии осущ. при питании РП – бронированными кабелями повыш. мех. прочности, в оболочке не распр. горение; для питания машин и мех-в – гибкие или полугибкие кабели с экраном, повыш. прочности и с зазем. жилой. Для 3 кВ – для присоед. к РП – бронированные экранированные кабели либо в ПВХ изоляции, либо в резиновой оболочке не распр. горение; для питания машин и механизмов – гибкие или полугибкие со вспом. и зазем. жилами. В качестве кабелей связи и ТМ – гибкие шахтные контрольные кабели. КТП и КРУ расп. в выработках со свежей струей либо в тупиковых но с ВМП. По условию перенапр-я – длина кабеля питающго КТП – не менее 100м. Защита КТП и КРУ: защита от утечек тока; МТЗ; защита от токов к.з.; нулевая; газовая; защита от перегрузок; авт. контроль цепи заземления. Управление КРУ – ДУ или местное (искробезоп. исполнение). Возможно упр-е с кнопочного поста – до 10м. Время сра. – 0,1-0,12 сек.

44. Компенсация реактивной мощности в системе электроснабжения. Причины и последствия потребления реактивной мощности. Коэффициент мощности электроустановок и методы его оценки. Способы повышения коэффициента мощности электроустановок. Выбор мощности конденсаторных установок и места их размещения в распределительных сетях. Последствия компенсации реактивной мощности.

При осуществлении очистных работ используются комбайны и механизмы асинхронными дв. При работе АД потребляется реактивная мощность(паразитная). При протекании реактивных токов увеличивается сечение проводников, нагрев дв. стремится к повышению cosφ до 0.9-0.95. Без компенсации реакт.мощн.-0.7. Компенсирующие устройства в рудников. исполнении.(УКРВ).

Коэф.использования мощности для установок, синхронные компенсаторы и конденсаторной установки, выбор мощности, место их размещения.

Осн.потребителями Эл.энергии в шахтах явл.скребковые конвееры, магистральн.конвееры, комбайновые комплексы, трансформ.подстанции. Сosφ определяет какая часть Эл.энергии расходуется на полезную работу.

Потребление реактивной мощности приводит к:

1) увеличение мощности тр-ов генерирующих подстанций

2) увеличение сечения питающих линий

3) к увеличению потерь напряжения в сети

Компенсация реакт.мощности путем применения: 1) компенсирующих устройств, 2) технических мероприятий. Применение компенсирующих устр.- использование источников реактивн.мощности, кот.генерируют реактивную составляющую(ёмкостную) в сеть. (установка блоков статических конденсаторов или синхронные дв.). БСК: УКРВ-250 и 400кВар.

Методика расчета компенсирующих устройств.

Выбор сводится к решению след.задач:

1) определение расчетного значения потребляемой мощности эл.оборудования (определение активной и реактивной мощности).

2) определение мощности компенсирующего устройства на каждой линии (на каждом узле нагрузки).

3) определение потерь активной мощности в каждой линии от прохождения реактивных токов.

4) определение cosφ до и после компенсации в каждом узле нагрузки.

5) определение годового расхода эл.энергии до и после компенсации.

6) определение эффективности использования компенсирующих устройств по всему руднику (рудоуправлению).

,

tgφж- для достижения наивысшего КПД (cosφ≈0.9)

К чему приводит компенсация: 1) изменение полной мощности установленного оборудования, что позволяет установить ТП меньшей мощности. 2) уменьшение полного тока протекающего по кабелю => уменьшение сечения жил кабеля, либо уменьшить его длину. 3) уменьшить падение U в линии, что позволяет увеличить U на зажимах эл.приемника и повысить качество U. 4) позволяет уменьшить потери акт мощности в кабельных линиях. 5) если данное предприятие потребляло большое значение реакт.мощности и платило большие санкции, то может уйти от уплаты.

Технические меры по компенсации реакт.мощности:

1) замена малозагруженых АД на дв.меньшей мощности.

2) понижение U у малозагруженых дв.

3) замена (по возможности) АД на СД.

4) отключение силовых тр-ов загруженных на 30% и менее, замена малозагруженых на менее загруженные.

5) использовать устройства ограничения х.х.для дв.(АД) и ТП.

6) у малозагруженых СД можно переключать обмотки статора со звезды на треугольник (понижение U).

7) осуществление качественного ремонта АД.

45. Порядок расчёта участковой схемы электроснабжения. Определение электрической нагрузки подземного участка и мощности трансформаторной подстанции. Выбор марок и сечений жил кабелей участковой сети.

1. Расчет электрической нагрузки производится по методу коэф. спроса Кс.

Согласно этому методу, расчетная нагрузка (кВт) может быть определена из выражения Рр=КсΣРном.д, гдеΣРном.д- суммарная установленная мощность приемников,кВт, Кс-коэф.спроса, учитывающий одновременность работы электродв.,степень их загрузки и КПД, а также КПД сети. Для комплексов с автом.эл.блокировкой очередности пуска Эл.дв., учитывая коэф.одновременности работы, близкий к 1, Кс можно определить по формуле .

Расчетная мощность КТП определяется по формуле

где - сумма номинальных мощностей электроприемников, питающихся от одной КТП, кВт; К_с - коэффициент спроса группы электроприемников; cosφ- средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников.

Величина коэффициента спроса равна отношению устойчивой максимальной нагрузки электроприемников за время не менее 30 мин к их суммарной установленной мощности.

2. Расчет участковой кабельной сети сводится к определению та­ких сечений силовых жил кабелей которые обеспечивали бы подвод к потребителям , электроэнергии с напряжением, достаточным для их нормальной рабо­ты, не перегреваясь сверх допустимой нормы, и удовлетворяли бы условиям экономичности и механической прочности. В соответствии с этим, расчет кабельной сети заканчивается выбором марки и сече­ния кабеля с последующей проверкой на термическую стойкость к воздействию токов к.з., которая производится после расчета токов к.з. Расчет кабельной сети по потере напряжения связан с выбором сечений кабелей.

Для питания передвижных КТП могут применяться бронированные кабели марки СБН и полугибкие с поливинилхлоридной изоляцией марки ЭВТ.

В качестве фидерных и магистральных кабелей для стационарных и полустационарных установок могут применяться кабели марок СБН и ЭВТ. Для питания передвижных установок напряжением 660 В применяются гибкие экранированные кабели марки КГЭШТ с резиновой изоля­цией. Для питания самоходного вагона применяется специальный гибкий экранированный кабель с резиновой изоляцией марки КГЭШ.

Сечение кабелей, допустимое по нагреву

Выбирается по табли­цам, проводимым в ПУЭ, ПТЭ или других нормативных докумен­тах.

Длительно допустимый ток для кабеля I_дл должен быть не менее расчетного тока кабеля I _{р к} , питающего соответствующие электро­приемники .

Расчетный ток для кабеля ВН, питающего КТП, определяется по формуле

где I_{р.тр(вн)}- расчетный ток трансформатора со "стороны 6 кВ, А;

I_{ном.тр(вн)}- номинальное напряжение питания КТП, кВ.

Расчетный ток для фидерных и магистральных кабелей, питаю­щих группу электроприемников, определяется по формуле

При питании одиночных приемников или нескольких электроприем­ников, включаемых одним пускателем, расчетный ток кабеля принимаем равным их фактическому току нагрузки, а при отсутствии таких данных - равным номинальному току электроприемников:

По расчетным токам определяем бли­жайшее большее стандартное сечение кабелей, соблюдая условие

где кυ- поправочный коэффициент для кабелей.

Выбор сечений кабелей по условию экономичности

Заключает­ся в учете экономической плотности тока.

Экономическое сечение кабеля определяется по расчетному току и округляется до ближайшего стандартного значения:

где j_эк- экономическая плотность тока.

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 энергопоезда и т.п., а также для питания пуско­вых агрегатов напряжением 660/133 В - 10 мм²;

в) для отдельно установленных и периодически перемещаемых электроприемников - 16 мм²;

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

Проверка выбранных сечений кабелей по условиям термической стойкости производится после определения величин трехфазных то­ков к.з.

3. Расчет сети по потере напряжения. Потерей напряжения на участке сети называется алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка.

4. Проверка параметров сети по условию пуска. Участковая сеть должна быть проверена на возможность пуска наиболее мощных и электрически удаленных двигателей без «опрокидывания»

5. Определение приведенных длин кабелей.

6. Расчет токов короткого замыкания

7. Выбор коммутационно-защитных аппаратов.

8. Выбор и проверка уставок защиты