49. Автоматические выключатели, назначение, порядок их выбора и определение отключающих уставок максимально-токовой защиты.

АВ предназначены для вкл-я и откл-я под нагрузкой магистральных линий и распределительных устройств, а также для защиты отходящего ответвления и его элементов от к.з. Помимо этого, при помощи АВ под воздействием реле утечки осуществляется автоматическое отключение сети при появлении в ней недопустимой утечки тока.

Выбор АВ производится по ном.напряжению сети и ном.току. .

Определение уставки МТЗ: . I_п.р.max-расчет.пусковой ток наиболее мощного двигателя. I’_рi, А - Расчетные токи других электроприемников.

1. Энергетическая система и её составные части, назначение, структурная схема. Система электроснабжения шахты, структурная схема, требования к системе электроснабжения шахты.

Энергетической системой называется совокупность электростанций, ЛЭП, подстанций и тепловых сетей, связанных в единое целое общностью режима и непрерывностью производства электрической и тепловой энергии.

Составными частями энергетической системы являются:

а) электростанции (тепловые);

б) преобразователи эл. эн. (подстанции);

в) эл. сети (ЛЭП);

г) тепловые сети;

Электростанциями называются электроустановки, служащие для производства электрической и тепловой энергии, а также др. видов энергии.

Подстанциями называется электроустановки служащие для преобразования и распределения электроэнергии. П/с состоит из трансформаторов, либо других преобразователей эл. энергии, распределительных устройств, аккумуляторных батареи, устройств управления и других вспомогательных устройств.

Различают:

1) Районные п/станции (рпс); 2) подстанции глубокого ввода (пгв); 3) главные понизительные п/станции (гпп); 4) центральные подземные подстанция (цпп).

ПГВ – п/станция с высшим напряжением от 35 до 220 кВ, получает питание от энергосистемы.

ГПП – трансформаторная п/станция, получающая питание непосредственно от энергосистемы и распределяющая энергию на более низком U-и по всему поверхностному и подземному комплексу или его части.

ЦПП – служит для распределения эл/энергии по всем подземным выработкам.

РУ (распределительное устройство) – эл/установка, служащая для приема и распределения эл/энергии и состоящая из коммутационной аппаратов, устройств защиты и автоматики, измерительных приборов, сборных и соединительных шин. РУ могут быть ОРУ и ЗРУ. РУ могут быть высокого (РУВН) и низкого (РУНН) напряжения.

ЛЭП – система проводов, служащая для передачи эл/энергии от генераторов эл/станцией к местам потребления, а также для распределения энергии между потребителями. ЛЭП бывает: воздушная, кабельная, либо выполненная виде металлических шин различного сечения.

Структурная схема энергетической схемы:

ПИЭ – первичный источник энергии (уголь, мазут, газ, геотермальные явления, вода и т. д.);

ПЭ – преобразователь энергии;

ЭС – электрические сети;

ПЭЭ – потребитель электрической энергии;

ТС – тепловые сети;

ПТЭ – потребитель тепловой энергии;

ПИЭ и ПЭ – электростанция, где вырабатывается тепловая и электрическая энергия.

Системой эл/снабжения называется всё, кроме эл/приемников. Состоит из: трансформаторных и распределительных п/станции, а так же связывающих с приемниками кабельных и воздушных линий передач.

Системы электроснабжения любого предприятия подразделяется на: систему внешнего электроснабжения и на систему внутреннего (поверхностные, подземные) электроснабжения.

К системе внешнего эл/снабжения горного предприятия относятся все элементы схемы: от шин энергосистемы до шин вторичного напряжения ГПП. Она включает: ячейки присоединения на районные п/станции, силовые трансформаторы ГПП и ЛЭП).

К внутреннему эл/снабжению – все элементы схемы: от шин вторичного напряжения ГПП до зажимов эл/приемников.

Электроснабжение шахты осуществляется 3-мя способами:

1) от электростанции не связанной с энергосистемой (в основном в районах крайнего севера).

2) от электростанции, связанной с энергосистемой, в том числе от собственных электростанций.

3) от энергосистем (шахты, рудники).

Независимый источник питания – источник, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на другом источнике питания. К числу независимых источников питания относятся: РУ 2-х электростанций или центров питания, 2 секции сборных шин электростанции при соблюдении одновременно 2-х условии:

1) каждая из секций должна питаться от источника независимого источника питания;

2) секции не должны иметь связи между собой или могут иметь связи автоматически отключаемую при нарушении нормального режима одной из секций.

Требования к системе электроснабжения:

1) безопасность для обслуживающего персонала; 2) высокое качество электрической энергии; 3) надежность и бесперебойность работы; 4) экономичность работы всех элементов системы; 5) минимальная трудоемкость обслуживания; 6) приспособляемость к изменениям схем питания и величины электрических нагрузок; 7) быстрота монтажа и ремонта.

2. Источники электроснабжения шахт и рудников и особенности структурного распределения электрической энергии. Основные схемы присоединения горного предприятия к энергосистеме. Принцип глубокого ввода, блок-схема, достоинства.

Горное предприятие присоединяется к энергосистеме по следующим основным схемам:

1) глухие ответвления или отпайки от проходящих в близи предприятия воздушных ЛЭП на 110 кВ районных п/станции (питание от районной подстанции);

2) глубокий ввод 110 кВ от п/с глубокого ввода и районных понизительных п/с при помощи ЛЭП.

3) непосредственное соединение распределительных и трансформаторных подстанций предприятия к генераторным шинам ближайшей ТЭЦ, связанных с энергосистемой по кабельным линиям.

Под принципом глубокого ввода подразумеваются высоковольтные линии напряжением 35-220 кВ, проходящие по территории предприятия, от кот. выполняется ответвление к крупным пунктам потребления э/эн или ГПП. Во внутренних схемах электроснабжения принцип глубокого ввода реализуется посредством подведения выс. напряжения 6 кВ непосредственно к трансформаторам и распределительным пунктам потребителей, расположенным на поверхности шахт и под землей.

Система глубоких вводов имеет следующие достоинства:

1) упрощается задача развития схемы эл/снабжения, так как возможно сооружение новых п/с в центрах вновь возникающих эл. нагрузок, их присоединение к существующим сетям;

2) упрощенные п/станции на 35-350 кВ выполняется без сборных шин и выключателей на первичном напряжении. Это обеспечивает экономию дорогостоящих выключателей и уменьшение занимаемой площади;

3) сокращаются распределительные сети вторичного напряжения на 6-10 кВ, что соответственно ведет уменьшению потери электроэнергии в сетях;

4) улучшается надежность электроснабжения в связи с уменьшением зоны аварии и с уменьшением вероятности ошибочных включений;

5) уменьшаются рабочие токи и токи к.з. на вторичном напряжении, так как мощность трансформаторов меньше, чем на крупных ГПП;

6) повышается качество напряжения у потребителя.

Структурная блок-схема распределения энергии:

КС – корпус сушки, вспомогательные цеха

ОФ – обогатительная фабрика

ООГП – отделение отгрузки готовой продукции

ГКУ – главные калориферные установки

ГПУ – главная подъемная установка

ГВУ – главная вентиляционная установка

После ЦПП участковые РП 6 кВ

ПУПП – подземная участковая передвижная подстанция

ПВУ – подземная вентиляционная установка

ПНС – подземная насосная станция

ПЭО – подземная электровозная откатка

КТП взрывозащищенного исполнения

3. Подстанции поверхностного комплекса. Схемы распределения энергии, их достоинства и недостатки.

На поверхности шахт (рудников) располагаются ГПП, РП (распределительные п/станции), трансформаторные п/с и преобразовательные п/станции. При этом ГПП является главной приемной и одновременно распределительной п/с всего предприятия. От ГПП запитываются все п/станции на поверхности и ЦПП рудника. При этом на ГПП используется: радиальная, магистральная и смешанная схемы распределения эл/энергии.

В радиальной схеме распределения эл. энергия от источника питания к каждому потребителю передается напрямую без ответвлений к др. потребителям. Радиальные схемы могут быть одно- и двухступенчатые:

1) одноступенчатые схемы применяются для питания крупных сосредоточенных нагрузок непосредственно от ГПП, а также для питания цеховых подстанции (от подстанции глубокого ввода).

2) для питания небольших п/станции и электроприемников напряжением 6-10 кВ обычно применяют двухступенчатые схемы. При двухступенчатых радиальных схемах применяют промежуточные распределительные пункты. Всю коммутационную аппаратуру устанавливают на РП.

Радиальные схемы имеют следующие достоинства:

1) простота выполнения;

2) надежность эксплуатации;

3) возможность применения простой и надежной аппаратуры.

4) при резкопеременных нагрузках, вызывающие значительные колебания питающего напряжения, применение радиальной схемы питания позволяет уменьшить их влияние на влияние на работу др. электроприемников;

5) Удобство монтажа и эксплуатации, т.к. повреждение и ремонт одной линии не затрагивает отключение др. приемников;

6) Легко выполнимая автоматизация.

Недостаток: необходимость применения большого количества коммутационных аппаратов.

Магистральные схемы питания применяются в сетях внутреннего эл/снабжения предприятия. При этом питание нескольких потребителей осуществляется по одной или нескольким линиям, которые заводятся в РП этих потребителей.

Схему магистрального питания следует применять при распределенных нагрузках и при таком взаимном расположении п/станции на территории предприятия, при котором линии от источника питания до потребителей энергии могут быть проложены без значительных обратных направлений. Для питания потребителей 2-й и 1-й категории используется схема сквозных магистралей.

Магистральные линии имеют следующие достоинства:

1) удается лучше загрузить электроприемники и кабели при нормальных режимах работы;

2) к одной магистральной линии можно присоединить несколько п/станции;

3) легко осуществляется резервирование цеховых п/станции или РП от другого независимого источника в случае аварии на основном питающем центре;

4) экономически целесообразны (за счет меньшего количества устанавливаемой аппаратуры и меньшей стоимости монтажа линии).

К недостаткам магистральных схем относятся:

1) усложнение схем коммутации при присоединений цеховых п/станции по сравнению с радиальными схемами (цеховые трансформаторы в большинстве случаев присоединяются наглухо);

2) одновременное отключение нескольких п/с, питающихся от данной магистрали при ее повреждении.

Комбинированная схема.

На современных шахтах и рудниках, имеющие различные группы электропотребления как по мощности и характеру графика нагрузки, так и по требованиям надежности, широко применяются комбинированные схемы электроснабжения. При этом мощные и ответственные потребители питаются по радиальной схеме, а менее мощные и ответственные потребители и узлы нагрузки – по магистральной схеме.

КС обладает теми же достоинствами и недостатками, как магистральные и радиальные схемы.

На промышленном пред. может быть как одно, так и несколько ГПП. Схемы с неск. ГПП прим-ся в том случае, если: 1) на пред-ии присутствуют несколько крупных сосредоточенных ЦЭН, нах-ся на удалении друг от друга или при наличии на пред-тии неск. пром. площадок; 2) при поэтапном развитии предприятия; 3) при экономической целесообразности.

4. Основные электропотребители шахт и категории надёжности их электроснабжения.

В отношении требуемой надежности электроснабжения согласно ПУЭ разделяют электроприемники промышленных предприятии на следующие три категории:

I категория – электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, либо значительному экономическому ущербу. В горной промышленности к этой категории относятся: противопожарные насосные установки, вентиляторы главного проветривания опасных по газу рудников и угольных шахт; вспомогательные реверсивные вентиляторы (на шурфах) газовых шахт III категории и сверхкатегорийных; калориферные установки (для районов с тяжелыми климатическими условиями); подъемные установки, обслуживающие спуск-подъем людей, ЦПП, флотационные и агломерационные машины, пульпоподающие машины и др.(перерывы в СЭС – на время автоматического ввода резервного питания при условии обеспечения их электроэнергией от двух независимых источников питания).

II категория – электроприемники, нарушение электроснабжения которых связано с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. В горной промышленности к этой категории относятся: скиповые подъемные установки; компрессорные станции; подземная электровозная откатка; калориферные установки (для районов не связанных с тяжелыми климатическими условиями); вентиляторы на рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли, зумпфовый водоотлив; машины и агрегаты для ведения очистных работ, дробилки, грохота (перерывы в СЭС – на время, необходимое для включения резерва питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой).

III категория – все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категории. В горной промышленности к этой категории относятся: все виды транспорта породы; электроприемники вспом. цехов; административно-бытовые комплексы; машины и агрегаты для подготовительных работ; мастерские; склады; освещение (перерывы в СЭС – на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы СЭС, но не более одних суток).

5. Назначение и классификация подстанций. Электрооборудование подстанции.

Подстанциями называются электроустановки, служащие для преобразования и распределения электроэнергии и состоящие из трансформаторов (или других преобразователей энергии), распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружении.

П/станции промышленных предприятии различаются по назначению:

1) ГПП – предназначена для приема электрической энергии от энергосистемы, преобразования её в энергию пониженного напряжения, а также для распределения её по территории предприятия;

2) цеховые трансформаторные подстанции – предназначены для приема электрической энергии высокого напряжения (6-35 кВ), преобразования её в энергию пониженного напряжения и распределения её между цехами;

3) РП (распределительные пункты) – главные распределительные пункты и цеховые распределительные пункты служат для приема напряжения от ГПП и ЦТП и распределения её между электроприемниками без трансформации.

По конструктивному исполнению различают:

1) ОРУ (или ОРП) – всё эл/оборудование располагается на открытом воздухе;

2) ЗРУ (или ЗРП) – всё эл/ оборудование располагается в здании или в помещении;

а) стационарные п/с;

б) сборочные п/с;

РП могут быть:

1) комплектные РУ – для внутренней установки – это КРУВ и КРУН – для наружной установки – предназначены для приема и распределения электрический энергии (напряжением 6-10 кВ), а также защиты сетей и управления высоковольтными электроприемниками.

2) комплектные трансформаторные п/ст (КТП) – это электроустановки, служащие для приема, преобразования и распределения эл. энергии.

По месту расположения п/станции бывают:

1) внутрицеховые п/ст;

2) пристроенные к зданию цеха;

3) отдельно стоящие п/ст.

6. Выбор местоположения подстанции, числа и мощности силовых трансформаторов. Распределительные устройства (РУ), классификация, основные требования к РУ.

Чтобы СЭС предприятия была экономичной надо правильно намечать расположение подстанции и распределительные пункты как для предприятия в целом, так и для цехов. Правильнее всего п/станции размещать в центрах электрических нагрузок (ЦЭН). Для определения координат ЦЭН используют специальную методику, она основана на применении картограмм электрических нагрузок.

Картограмма – это условное изображение электрических нагрузок на генеральном плане предприятия или отдельного цеха. На ней каждая нагрузка представляется виде окружности определенного радиуса ( Рi=m*Пи*Ri*Ri – Ri=корень(Рi/m*Пи)), где m – масштаб; Ri – радиус. В заданном масштабе каждый сектор может отображать вид нагрузки.

Для расчета координат электрических нагрузок предприятия применяют несколько методов:

1) расчет центра тяжести плоской фигуры (Хцэн=Х1*Р1+Х2*Р2+Х3*Р3/(Р1+Р2+Р3)). Если место ЦЭН будет занято, то место ГПП надо сместить ближайшее расстояние от ЦЭН; при этом надо руководствоваться нормативными документами (СНиП).

Размещение п/станции в ЦЭН позволяет:

а) сократить протяженность распределительных сетей;

б) уменьшить расход цветного металла;

в) уменьшить потери электроэнергии.

2) более точная методика расчета координат ЦЭН основана на учете фактической времени работы приемников (Хцэн = Суммарная(Xi*Pi*Ti)/(Суммарная(Pi*Ti)) и Yцэн = Суммарная(Yi*Pi*Ti)/(Суммарная(Pi*Ti)), где Т – время работы.

ГПП рудоуправления устанавливаются в пределах общешахтного охранного целика. Кроме этого, на площадке ГПП должна быть обеспечена возможность удобства заходов и выходов ЛЭП всех напряжении. В зоне заходов и выходов ЛЭП не должно быть здании и сооружении подлежащих сносу, в том числе и перспективе. В случае, если ГПП не возможно установить в зоне общешахтного целика, то должна быть обеспечена безопасность сооружении и здании п/станции при выемке полезного ископаемого в зоне п/станции. Должна быть предусмотрена возможность расширения п/станции и возможность подвода к ней новых ЛЭП. Площадка ГПП должна быть обеспечена подъездными путями.

На ГПП шахты устанавливается не менее 2-х силовых трансформаторов (с расщепленной обмоткой НН и регулирование напряжения под нагрузкой, а в некоторых просто 2-х обмоточные). Первичные напряжения главных понизительных трансформаторов обычно 110 кВ. Мощность каждого из трансформаторов должна обеспечивать (0,65-0,75) суммарной нагрузки (для получения наивысшего КПД). Для ГПП шахт и рудников независимо от района их расположения предусматривается ОРУ (на напряжение 35-350 кВ) с наружной установкой силовых трансформаторов и ЗРУ (на напряжение 6-10 кВ). При высокой агрессивности производ. пыли ЭО напряжением 110 кВ и выше также выполняют в виде ЗРУ.

Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии.

Классификация:

1) ОРУ (или ОРП) – всё эл/оборудование располагается на открытом воздухе;

2) ЗРУ (или ЗРП) – всё эл/ оборудование располагается в здании или в помещении;

Требования к РУ:

1) РУ должны удовлетворять техническим требованиям в отношении надежности работы, удобства эксплуатации, безопасности обслуживания, экологичности, возможности расширения РУ, противопожарной безопасности;

2) в РУ должна быть предусмотрена установка разъединительных устройств, с видимым разрывом, в случае необходимости ремонта любых аппаратов электрической цепи;

3) должна быть предусмотрена электрическая или механическая блокировка между разъединителем и выключателем, а также между разъединителем и его заземляющими ножами. (необходимо для предотвращения ошибочных операции персонала);

4) оперативная блокировка РУ 3 кВ и выше должна обеспечивать:

а) исключение включения выключателя, отделителя и разъединителя на заземляющие ножи и короткозамыкатели;

б) исключение включения заземляющих ножей на элементы не отделенные разъединителем от шин находящихся под напряжением.

в) должны исключить отключение и включение разъединителей под нагрузкой.

5) РУ должны быть оборудованы стационарными заземляющими ножами для осуществления заземления в случае ремонта или других работ;

6) в ОРУ, в неотапливаемых ЗРУ, где температура может достигать -20 градусов, должен быть предусмотрен подогрев масла для масленого электрооборудования; независимо от температуры окружающей среды должен быть подогрев приводов масленых и воздушных выключателей, а также их шкафов;

7) шины РУ должны выполнятся как правило из алюминиевых, сталеалюминиевых, стальных проводов, полос, шин. Сетчатое ограждение оборудования должны иметь высоту для ОРУ >= 2 м, и открыто устанавливаемых трансформаторов 1,6 м, для ЗРУ 1,9 м над уровнем пола;

Для обеспечения возможности дальнейшего расширения РУ необходимо предусмотреть места для установки дополнительного оборудования, руководствуясь следующими нормативами:

1) при общем количестве отходящих линии до 15 на каждой секции шин необходимо предусмотреть место для установки одного полностью оборудованного КРУ;

2) в случае РУ с количеством отходящих линии 15 и более, на каждой секции шин должно быть резервирование по 2 полностью оборудованных КРУ, а также должно быть место для установки ещё 4-х КРУ.

7. Силовые трансформаторы, назначение, классификация, шкала номинальных мощностей силовых трансформаторов для главной понизительной подстанции, обозначения трансформаторов.

Силовые трансформаторы – предназначены для изменения величины питающего напряжения.

1. По условию работы:

а) для работы в норм. условиях (общепромышленное исполнение)

б) в спец. условиях (взрывозащищенное)

2. По типу изолирующей и охлаждающей среды:

а) сухие;

б) масляные;

в) с изоляцией и негорючим диэлектриком.

3. По конструктивному исполнению:

а) 1-фазные;

б) 2-фазные;

в) 3-фазные;

4. По количеству обмоток:

а) двухобмоточные;

б) трехобмоточные;

в) с расщепленной вторичной обмоткой.

5. По наличию регулировки под нагрузкой:

а) с регулированием под нагрузкой (РПН);

б) без регулирования под нагрузкой.

Диапазон мощностей:

1) для масленых и с негорючим диэлектриком: от 10 кВА до 630 МВА;

2) для сухих от 1 кВА до 2000 кВА.

Шкала мощностей силовых трансформаторов на ГПП: 10, 16, 25, 40 и 63 МВА.

Кроме того могут быть нестандартные значения: 12,5; 20; 31,5 и 50 МВА.

Условное буквенное обозначение трансформаторов содержит следующие данные:

А – автотрансформатор;

О - однофазный;

Т – трехфазный; Р – расщепленная обмотка.

Вид охлаждения:

1) для масляных: М – естественная циркуляция воздуха и масла; МД – принудительная циркуляция воздуха и естественной циркуляцией масла; НМЦ – принуд. цирк. масла с напр. потоком и естесств. цирк. возд.; МЦ – естесств. цирк. возд. и прин. цирк. масла без направ. потока; ДЦ – принуд. цирк. масла с ненаправл. потоком; НДЦ – то же с напрв. потоком; Ц – принуд. цирк. воды и прин. цирк. масла с ненаправл. потоком; НЦ – то же с направл. потоком.

2) сухих: С – сухой (ест-ное возд. охл-е при открытом исполнении); СЗ – то же при закрытом; СГ – то же при герметичном исполении; СД – естесств. возд. охл. с принуд. цирк. воздуха.

3) для тр-ров с негорючим жидким диэлектриком: Н – естесств. охл. негор. жид. диэл.; НД – охл. ж. д. с принуд. цирк. и ненаправл. потоком; ННД – то же с направл. потоком.

8. Реакторы токоограничивающие, назначение, классификация, выбор, обозначение реакторов.

Реакторы служат для ограничения токов к.з. в электроустановках (6-10 кВ), а также позволяют поддерживать определенный уровень остаточного напряжения на шинах ГПП.

Обмотка реактора состоит из многожильного провода (Al или Cu), изолированного несколькими слоями кабельной бумаги и хлопчатобумажной оплеткой. Она наматывается на специальный каркас, а затем в определенных местах заливается бетоном. Бетон образует колонны, которые закрепляют витки обмотки, предотвращая их смещение под действием электродинамических сил и собственной массы.

Индуктивное сопротивление реактора зависит от количества витков в его обмотке, их геометрических размеров.

Так как реактор не имеет стального магнитопровода, то сопротивление не зависит от тока и остается постоянным как в нормальных режимах, так и при протекании токов к.з.

На ГПП используют:

1) реакторы бетонные одинарные серии РБ, РБУ, РБГ, РБД, РБДУ, РБДГ;

2) реакторы бетонные сдвоенные серии РБС, РБСД, РБСУ, РБСДУ, РБСГ, РБСДГ.

По способу установки реакторы изготовляются следующих типов:

1) для вертикальной установки;

2) для ступенчатой установки;

3) для горизонтальной установки.

Условное буквенное обозначение реакторов содержит следующие данные:

Р - реактор; Б – бетонный; Г – горизонтальный установка; С – сдвоенный; У – ступенчатая установка; Д – возд. охлаждение с дутьем; А – алюминиевая обмотка.

Например, РБ-6/2000-12 – реактор бетонный одинарный, номинальное напряжение 6 кВ, номинальный ток 2000 А, индуктивное сопротивление 12 Ом.

Выбор реакторов может осуществляться:

1) по номинальному напряжению;

2) пр номинальному току;

3) по заданному снижению тока к.з. за реактором;

4) по заданному остаточному напряжению на шинах п/станции.

По заданному снижению тока к.з.: расчетное индуктивное сопротивление

1) Хр=100*Iр.ном*((1/Iт)-(1/Iк)), %;

где Iт – ток к.з. за реактором до установки реактора; Iк – ток к.з., ограниченный реактором.

Если известно соотношение: гамма=Iт/Iк, в этом случае Хр=100*Iр.ном/Iт*(1-гамма), %, где гамма – заданное значение снижения тока к.з.

По заданному остаточному напряжению (согласно ПУЭ Uост должно быть не более 50-60% от номинального напряжения):

Хр=100*Iр.ном/Iк*(а/1-а), %, где а – отношение остаточного напряжения на шинах п/станции к номинальному напряжению эл.установки.

Проверка реактора:

1) на электродинамическую устойчивость - Iд.у.ном >= Iу.расч (кА), где Iд.у.ном – из технической характеристики, Iу.расч – ближайшая точка к.з.

2) термическую стойкость: (Iт.с.ном* Iт.с.ном)*tпр.ном >=(Iуст.т.к.з* Iуст.т.к.з)*tпр;

3) по величине остаточного напряжения на шинах п/станции – U(%)=Хр.пасп(%)*(Iуст.т.к.з/Iр.ном). Согласно ПУЭ необходимо, чтобы Uост не более (50-60)% от номинального.

9. Выключатели высокого напряжения, назначение, классификация, выбор, обозначение высоковольтных выключателей.

Выключатели высокого напряжения – это электрические аппараты, предназначенные для включения, отключения и защиты цепей при любых режимах работы сетей. В распределительных устройствах 6-10 кВ применяют следующие типы выключателей:

1) масляные много и малообъемные;

2) воздушные;

3) эл/магнитные;

4) элегазовые;

5) вакуумные;

6) бесконтактные (или тиристорные).

В многообъемных масляных выключателях масло служит одновременно для изолирующего материала и для газогенерационного материала. Используется в сетях до 220 кВ.

Малообъемные масляные выключатели (масло в качестве газогенер. материала) в основном используются в сетях до 110 кВ в РУ внутренней установки.

Воздушные выключатели используются в сетях 35-750 кВ. Очень громоздки. Оборудуются дугогасительными камерами. Для гашения дуги используется сжатый воздух, который создает дутье в продольном или поперечном направлении (давление воздуха 0,8-2 МПа). Минусы: наличие компрессорного оборудования, выс. чувствит. к скор. повышения напряжения. Плюсы: быстродействие, выс. откл. способность, пожаробезопасность, спос-ть отключения тока к.з. с большой апериодической составляющей.

В элегазовых в качестве дугогасящей среды используется элегаз (SF6). Применяют в сетях 6-750 кВ (дорогостоящий). Отсутствие перенапряжений. минусы: низкая температура сжижения, кот. зависит от давления; при гашении дуги элегаз распадается на вещества SF2, SF4, усложнение конструкции выкл-ля из-за наличия агрессивных газов.

Эл/магнитные выключатели используются в сетях до 110 кВ. Обладают высокой коммутационной способностью, пожаровзрывобезопасный, выс. ремонтопригодность, низкие экспл. затраты. Обладают большими размерами по сравнению с масляными выключателями.

Вакуумные выключатели – до 35 кВ, пожаровзрывобезопасны, высокое быстродействие, малые размеры, экологическая безопасность, широкий диапазон применяемых температур, минимальные эксплуатационные затраты. Минусы: возникающие перенапряжения связаны с быстродействием.

Тиристорные выключатели, до 35 кВ, обеспечивают естественное гашение дуги при переходе тока через ноль, высокое быстродействие. Минусы: высокая стоимость, малый диапазон напряжения, необходимость высококвалиф. персонала для обслуживания.

В качестве приводов используются эл/магнитные, пневматические, гидропневматические или пружинные привода.

На горных предприятиях в основном используются ячейки КРУ с выключателями: малообъемные масляные выключатели типа МКП-110-630-20 У1

М – масляный выключатель;

К – камерный;

П – подстанционный;

110 – Uном, кВ;

630 – Iном. А;

20 – номинальный ток отключения, кА;

Привод эл/магнитный.

Привод ПЭ – встроенный эл/магнитный, ПП – встроенный пружинный, ВК - выкатного типа. Буква после напряжения означает конструкцию выключателя.

Выбор осуществляется:

1) по номинальному напряжению;

2) по номинальному току;

3) по эл/динамической стойкости.

Проверка:

1) по отключающей способности;

2) по термической стойкости.

10. Разъединители, назначение, обозначение и выбор разъединителей.

Разъединители – предназначены для включения и отключения сети видимым разрывом под напряжением обесточенных (без нагрузки!) участков сети и заземления отключенных участков с помощью заземляющих ножей.

Используется в распределительных устройствах п/станции и распределительных пунктах для упрощения проектов электроснабжения.

Разъединители применяются для выполнения следующих операций на п/с:

1) заземление, разземление нейтрали силового трансформатора;

2) отключение и включение дугогасящих реакторов при отсутствии к. з.

3) для отключения и включения трансформаторов напряжения;

4) вкл./откл. обходных выключателей в схемах с обходными системами шин.

Обозначение: РНДЗ-110-600 У1

Р- разъединитель

Н или В – внутренней или наружной установки

О – однополюсный

Ф –фигурный

З – наличие заземляющих ножей

Л – наличие линейного контакта для схем автоматики

Д – 2-х колонковый (на двух опорных изоляторах)

110 – номинальное напряжение

600 – номинальный ток

Разъединители внутренней установки – Iном = до 2000А

Разъединители наружной установки – Iном = до 5000А

Привод может быть ручным, пневматическим, эл/двигательным.

Выбирается по номинальному напряжению и току, а также по типу, по роду электроустановки (наружной и внутренней).

Проверяется:

1) на электродинамическую стойкость (Iуд.д.ном>=Iу.расч=Iу(3-х фазный));

2) на термическую стойкость (Iт.с.ном* Iт.с.ном*tт.с.ном>=Iк.з.* Iк.з.*tпр).

11. Короткозамыкатели, назначение, обозначение и выбор короткозамыкателей.

Короткозамыкатель – аппарат, предназначенный для создания искусственного преднамеренного к. з. в сети с целью вызвать отключение выключателя, установленного в начале питающей линии.

Короткозамыкатели используются в распределительных устройствах п/станции и распределительных пунктах для упрощения проектов электроснабжения.

Короткозамыкатели выполняются однополюсными для сетей 110 кВ и выше и двухполюсными для сетей 35 кВ и выше.

При включении двухполюсных короткозамыкателей в сети создается 2-х фазное к. з., а при однополюсных – однофазное.

Управление короткозамыкателем осуществляется пружинным приводом, имеющих 2 реле максимального тока.

Короткозамыкатель включается автоматически под действием пружинного привода, срабатывает от реле. Отключение – вручную.

Быстродействие: 0,15-0,2 с

Обозначение: КЗ-35; КЗ-110

Выбирается по номинальному напряжению, а также по типу, по роду электроустановки (наружной и внутренней).

Проверяется:

1) на электродинамическую стойкость (Iуд.д.ном>=Iу.расч=Iу(3-х фазный));

2) на термическую стойкость (Iт.с.ном* Iт.с.ном*tт.с.ном>=Iк.з.* Iк.з.*tпр).

12. Отделители, назначение, обозначение и выбор отделителей.

Отделитель – электрический аппарат, предназначенный для автоматического включения и отключения обесточенной линии.

Происходит это во время безтоковой паузы м/у вкл. короткозамыкателя и повторного включения головного выключателя.

Имеется пружинный привод (ПРО), который обеспечивает автоматическое или дистанционное управление.

Могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон.

Обозначение: ОДЗ-35/630 У1

О – отделитель

Д – двухколонковый, т. е. на двух изоляторах

З – с заземляющими ножами.

У1 – климатическое исполнение и категория размещения.

После букв. обозначения следует ном. напряжение и ток.

Отделитель отключается под действием пружины при срабатывании реле.

Время срабатывания: 0,4-0,5 с. Включается вручную.

Выбирается по номинальному напряжению и току, а также по типу, по роду электроустановки (наружной и внутренней).

Проверяется:

1) на электродинамическую стойкость (Iуд.д.ном>=Iу.расч=Iу(3-х фазный));

2) на термическую стойкость (Iт.с.ном* Iт.с.ном*tт.с.ном>=Iк.з.* Iк.з.*tпр).

13. Выключатели нагрузки, назначение, обозначение и выбор выключателей нагрузки.

Выключатели нагрузки – коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения токов нагрузки в нормальном режиме.

При включении сначала замыкаются дугогасительные контакты, затем главные. Выключатели нагрузки могут иметь стационарные заземляющие ножи. Привод ВН может быть ручным, ручным с дистанционным отключением или электромагнитным с дистанционным отключением и включением.

Данные аппараты не предназначены для откл. токов к.з.

Для защиты от токов к.з. последовательно с выключателем нагрузки на общей раме устанавливается предохранитель ПК-6 или ПК-10.

Конструктивно предст. собой разъединитель с маломощным дугогасительным устройством.

Особенность в том, что ВН позволяют упростить конструкцию распределительных устройств 6-10 кВ, снизить их стоимость.

Выбирается по номинальному напряжению и по длительному рабочему току, а также по типу, по роду электроустановки (наружной и внутренней).

Проверяется:

1) на электродинамическую стойкость (Iуд.д.ном>=Iу.расч=Iу(3-х фазный));

2) на термическую стойкость (Iт.с.ном* Iт.с.ном*tт.с.ном>=Iк.з.* Iк.з.*tпр).

14. Измерительные трансформаторы тока и напряжения, назначение, классификация, выбор, обозначение.

Измерительные трансформаторы предназначены для понижения измеряемых величин (тока и напряжения) до стандартных значений, используемых в схемах релейной защиты, управления и измерения.

ТТ предназначены для понижения первичного тока до стандартной величины (5 или 1 А) и для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформаторы тока характеризуются номинальным коэффициентом трансформации: k=Iном.вн/Iном.нн.

Первичный ток от 1-40000 А.

Существуют одновитковые (подразделяются на стержневые, шинные, встроенные) и многовитковые (катушечные, петлевые).

Также могут использоваться каскадные Тр и катушки Роговского (без сердечника).

По значению погрешности различают 7 классов точности трансформаторов тока: 0,2; 0,5; 1,0; 3; 5; 10; Р.

Класс 0,2 применяется для точных лабораторных приборов, 0,5 – для счетчиков денежного расчета, 1,0 – для приборов технического учета; P – для релейной защиты.

По способу установки бывают: внутренней и наружной установки.

Трансформаторы тока для внутренней установки имеют сухую изоляцию с использованием фарфора или эпоксидной смолы. Трансформаторы тока для наружных установок имеют бумажно-масляную изоляцию.

Структура условного обозначения: Т-трансформатор тока; П-проходной; О-одновитковый; Ш-шинный; (В-втулочный); Л-с литой изоляцией. Далее уровень напряжения и первичный/вторичный токи.

ТН предназначены для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Напряжение на его вторичной обмотке обычно 100 В или 100/1,73.

ТН в отличии от ТТ работает с небольшой нагрузкой в режиме, близком к холостому ходу.

Номинальная мощность ТН: от 10 до 1500 ВА, при классах точности 0,2; 0,5; 1; 3.

По конструкции различают: трехфазные (на напряжение до 10 кВ) и однофазные (на любые напряжения до 1150 кВ) трансформаторы напряжения.

Структура условного обозначения: НОМ; НТМИ; НТМК.

Н-трансформатор напряжения;

О-однофазный;

М-масляный;

Т-трезфазный;

К- с компенсационной обмоткой (компенсация угловой погрешности (сдвиг между векторами первичного и вторичного напряжения отличается от 180 град.));

И – наличие измерительной обмотки.

Выбор ТТ:

1) по номинальному напряжению (величина напряжения характеризует класс изоляции);

2) по величине первичного номинального тока: Iтт.ном=(3-5)*Iрасч.установки.

3) по номинальной мощности вторичной цепи при которой обеспечивается гарантия требуемой класс точности.

Проверка ТТ

1)на электродинамическую устойчивость:

а) внутреннее: Кдин.ном>=Iу.расч/1,41*Iтт.перв. (Iу.расч – ударный ток к.з. ближайшей к трансформатору);

б) внешнее: Fдоп>=Fрасч, где Fрасч – электродинамическое усилие, которое возникает под действием т.к.з.

2) на термическую ст-ть: Кт.с.ном=Iт.с.ном/Iтт.перв; Кт.с.ном>=Iк.з.*корень tпр/Iтт.перв.

Iт.с.ном – это односекундный ток термической стойкости, нормируется заводом изг-лем.

Выбор ТН:

1) по напряжению установки

2) по классу точности

3) по вторичной нагрузке

Проверка: ТН на ЭДУ и ТС не требуется

15. Комплектные распределительные устройства, назначение, классификация, обозначение.

КРУ – устройство, предназначенное для приема и распределения электрической энергии и состоящее из шкафов со встроенными в них аппаратами управления, измерения, коммутации и защиты.

Классификация:

В зависимости от способа установки:

1) внутренние

2) наружные

В зависимости от способа изоляции:

1) КРУ до 110 кВ имеют воздушную изоляцию;

2) КРУ 110 кВ и выше выполняются с изоляцией из элегаза.

В зависимости от конструкции КРУ различают:

1) выкатные, в которых элементы располагаются на выкатной тележке (следует применять для I категории);

2) стационарные, в которых все элементы устанавливаются на металлическом корпусе (следует применять для потребителей II и III категории).

По способу обслуживания:

1) одностороннего обслуживания – КРУ стац. типа;

2) двухстороннего обслуживания – КРУ выкатного типа 0,6 м.

Достоинства КРУ выкатного типа:

1) возможность быстрой замены выключателя резервным, который устанавливается на выкатной тележке;

2) компактность: в осн. исп-ся контакты штепсельного типа или скользящего;

3) надежное закрытие токоведущих частей от случайного прикосновения к ним.

Достоинства КРУ стац. типа:

1) обеспечивают достаточный доступ к электрооборудованию, без снятия напряжения;

2) более простые и дешевые по сравнению с выкатными.

В зависимости от ном-го тока КРУ бывает на: 630; 1000; 1600; 2000; 2750; 3000; 4000 А.

Конструктивно КРУ предст. собой шкаф, состоящий из 3-х осн. отсеков: отсек сборных шин, отсек выдвижного элемента и линейный отсек. В линейном отсеке располагается линейный разъединитель, а также ОПН. В отсеке выдвижного шкафа есть тележка с высоковольтным выключателем, измерительные трансформаторы. Выкатной эл-т имеет 2 положения: рабочее, когда тележка внутри шкафа и контрольное положение, когда гл. контакты цепи разомкнуты, а вторичные контакты цепи управления замкнуты. Изменение положения выкатного эл-та осущ-ся вручную.

ЯЭУ-220 – для напряжения 220 кВ, номинальный ток 2000 А (У – усовершенствованная)

16. Комплектные трансформаторные подстанции, назначение, классификация, обозначение.

КТП – это электроустановка, служащая для приема, преобразования и распределения эл/энергии, состоящая из трансформаторов, распределительного устройства высокого напряжения РУВН и РУНН.

В зависимости от количества трансформаторов:

1) однотрансформаторные;

2) двухтрансформаторные;

3) трехтрансформаторные.

По роду установки КТП могут быть:

1) внутренней установки (масляные и сухие заполнения);

2) наружный установки (исполнение только масляные);

3) смешанной установки (на высокое напряжении на открытом воздухе).

Основные типы:

КТП-6-10/0,4 кВ для внутренней установки

6 – ном. мощность; 10 – класс напряжения; 0,4 – ном. напряжение на стороне НН.

КТП-6-10/0,4 кВ для наружной установки

КТП повышенных напряжений для наружной установки: блочно-модульная конструкция КТПБ и передвижная – ПКТПБ.

Номинальная мощность при напряжении 220 кВ для КТПБ от 16 до 125 МВА, при напряжении 110 кВ – 2,5-6,3 МВА, при напряжении 35 кВ – 6,3-16 МВА.

17. Воздушные линии электропередачи, назначение, классификация, основные элементы, марки и обозначения проводов, прокладка и конструкция воздушных ЛЭП, выбор и проверка сечений проводов.

Воздушная ЛЭП – устройство для передачи и распределения электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленные при помощи изоляторов и линейной аппаратуры к опорам ЛЭП.

Классификация:

По роду тока:

а) ЛЭП пост. тока;

б) 3-х ф. переменного тока;

в)

По количеству цепей:

а) одноцепные;

б) двухцепные;

в) многоцепные (не в России).

Одна цепь – один комплект трехфаз. провод.

По напряжению:

а) ЛЭП до 1 кВ;

б) выше 1 кВ:

1) среднего напряжения: 3-35 кВ; 2) высокого: 110-220 кВ; 3) сверхвысокого: 330-750 кВ; 4) ультравысокого: 1150 кВ.

По функциональному назначению:

а) распределительную (эл. сети предприятий);

б) питающая (линия от энергосист. к ГПП предприятия);

в) межсистемная связь (соед. 2 подстанции энергосистемы).

Конструктивно: портальная ЛЭП

Основные элементы воздушных ЛЭП: провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундамент.

Классификация опор:

В зависимости от количества 3-х фаз. цепей: 1) одноцепные опоры (для всех видов напряжения); 2) двухцепные опоры (свыше 35 кВ); 3) многоцепные (в странах Европы, США).

В зависимости от способа крепления проводов различают: 1) промежуточные опоры с использованием поддерживающих зажимов; 2) анкерные опоры – натяжные зажимы.

В зависимости от положения на трассе: 1) угловые (для установки в углах поворота трассы при углах поворота свыше 20 град.); 2) свободностоящие; 3) опоры с оттяжками.

В зависимости от материала: 1) деревянные (до 220 кВ); 2) железобетонные (до 500 кВ); 3) металлические (на все U).

В зависимости от назначения: 1) ответвительные (в местах ответвления к эл./пр.); 2) транспозиционные (для компенсации изм. реакт. сопр. и син. I и U); 3) переходные (в местах перехода рек, водоемов и др. препятствий).

Исполнение опоры: 1) башенного типа; 2) V-образные; 3) опоры портального типа; 4) Y-образные.

Воздушные ЛЭП до 1 кВ выполняются на деревянных или железобетонных опорах с пасынком (ригелем). Для линии до 1 кВ харак-но длина пролета: 30-50 м, расстояние м/у проводами: 0,5 м, габарит: 6 м.

Линии 6-10 кВ на одностоечных опорах, выполненные преимущественно из бетона. Длина одного пролета 50м - 200м. Габарит линии составляет не более 7 м, наименьшее расстояние между проводниками между проводниками не более 150см.

Воздушные ЛЭП 35-110 кВ. Выполняются на ж/бетонных и металлических опорах. Длина пролета: 200 – 500 м; габарит линии: 7-30 м; расстояние м/у проводами: 6-25 м.

Провода для воздушных ЛЭП выполняются алюминиевыми, сталеалюминиевыми; или из композиции.

Классификация в зависимости от кол-ва проволок: 1) однопроволочные (до 1 кВ); 2) многопроволочные (свыше 1 кВ).

В зависимости от наличия изоляции: изолированные и неизолированные.

Марки и обозначение: А-120 (провод из Al проволочек), АС-50 (сталеалюминиевый просод состоит из стального сердечника и алюминиевой проволки)и др.

СИП – самонесущий изолированный провод (до 35 кВ).

При U выше 220 кВ прим. полые провода или провода с наполнителем.

АСК – межпроволочное пространство сердечника заполнено антикоррозийным составом. П – антикоррозийный состав заполняет не только межпроволочное пространство сердечника, но и межпроволочное пространство алюминиевых проводов.

Выбор сечения проводников осуществляется:

1) по длительному расчетному току нагрузки, т.е.по условия нагрева;

2) по условию падения напряжения в кабельной линии;

3) по экономической плотности тока.

Проверка осуществляется на термической стойкости (по воздействию токов к. з.).

Изоляторы.

В зависимости от конструкции: штыревые, тарельчатого типа, полимерные.

Изготавливаются из фарфора, закаленного стекла, полимера.

Количество изоляторов в гирлянде зависит от U. При 35 кВ исп-ся 1 изолятор на 10 кВ. Свыше 35 кВ 1 изолятор на 15 кВ + как правило свыше 220 кВ в гирлянду добавляется еще один изолятор.

Устройства сопряжения:

1) Фиксирующая арматура (зажимы, поддерживающие глухие или проскальзывающие, зажимы натяжные);

2) сцепная арматура представлена в виде эл-ов сопряжения проводов с гирляндами и гирлянд с опорами;

3) защитная арматура представлена эл-ми защиты линий эл/передач от перекрытия проводов (рога, искр. промежутки для отвода эл. дуги при перекрытии проводов);

4) соединительная арматура предназначена для обеспечения соединения двух участков проводов, использ. соединители;

5) дистанцирующая арматура – распорки, кот. обесп. расстояние, требуемое м/у фазами одной цепи.

18. Кабельные линии электропередачи, назначение, классификация, основные элементы, прокладка и конструкция кабельных линий, марки и обозначения кабелей, выбор и проверка сечений кабелей.

Кабельные линии – устройство для передачи и распределения э/э посредством 1 или неск. кабелей с соед. муфтами, концевыми заделками и инженерными сооружениями, по которым проложены кабели.

Состоят из следующих элементов:

1) силовой кабель;

2) оборудование для соединения отдельных участков кабелей;

3) оборудование для подпитки маслом или газом маслонаполненных и креогенных кабелей;

4) система охлаждения КЛ;

5) компрессорное оборудование для газонаполненных линий;

6) системы криогенного обеспечения (обеспечения их вспомогательным хладогеном).

Классификация:

В зависимости от изоляции:

1) линии с бум. изоляцией;

2) изоляцией из ПВХ

3) из резины;

4) сжатый полиэтилен;

5) маслонаполненные.

В зависимости от назначения:

1) силовые; 2) контрольные; 3) кабели управления.

Маслонаполненные кабели: высокого давления и низкого.

По пожароопасности:

1) галогеносодержащие;

2) безгалогенные.

Галогеносодержащие кабели: 1) не распространяют горение при одиночной прокладке или общепромышленного исполнения; 2) не распространяют горение при прокладке в пучках НГ; 3) не распространяют горение при прокладке в пучках с пониж. дымовыделением LS.

Безгалогенные: 1) кабели не распространяют горение без дыма и газообразования НF; 2) огнестойкие FR.

Силовые кабели состоят из 1, 3, 4 и более одно или многопроволочных медных или алюминиевых жил, изолированных друг от друга и окружающей среды и герметизированы свинцовой, алюминиевой, пластмассовой оболочкой, защищенных броней из стальных и оцинкованных лент.

Обозначение: AС-алюминиевая жила и свинцовая оболочка; АА- алюминиевая жила и алюминиевая оболочка; О-отдельная оболочка поверх каждой жилы; С-свинцовая оболочка; Ц-бумажная оболочка, содержащая церезин; НР-резиновая оболочка из материала не поддерживающего горения; Б-броня их 2х стальных лент; БН-броня с защитным покровом не поддерживающим горение; П-броня из плоских оцинкованных проволок; ББ-броня из стальной ленты; К-броня из круглых оцинкованных стальных проволок; Н- не поддерживает горения защитной оболочки; В(Н)-под броней используется шланг из ПВХ; Г-отсутствие каких-либо оболочек поверх брони; М-маслонаполненные (МНС).

Контрольные кабели используются для передачи низковольтных маломощных сигналов управления в разных электротехнических установках. Кабели предназначены для переменного напряжения до 660 В (частота до 100 Гц) и постоянного напряжения до 1000 В.

Сечение:

1) медные – 0,75-6

2) алюминиевые - 2,5-10.

Кабели управления предназначены для передачи маломощных сигналов переменного напряжения до 1000 В (частота до 50 Гц) и постоянного напряжения до 1400 В.

1) медные – 0,3-3,5

2) алюминиевые - 3-100.

Кабели управления могут быть экранированными, могут быть экранированы только часть жил, либо все жилы.

Кабельная канализация: силовые и осветительные кабели должны быть разделены. Независимо от категории ЭУ силовые и осветительные сети на поверхности должны изготовляться из алюминиевых жил с алюминиевыми оболочками в связи с дешевизной.

Во взрывоопасных помещениях – применяются кабели с медными жилами покрытыми негорючей изоляцией. Для районов КС прокладка кабеля по стенам здания и сооружении.

Кабельные сооружения: кабельные траншеи, каналы, туннели, коллекторы, блоки, эстакады, галереи. Каб. соор. должны отделяться от др. помещений и других соседних кааб. сооружений с применением несгораемых перегородок.

Внутри кабельных сооружений кабели должны располагаться на стальных конструкциях. Кабели маленького сечения должны располагаться в лотках или коробах, кот. должны расп-ся на стенах или мет. конструкциях.

При подземной прокладке должны применяться траншеи, блоки или туннели. при прокладке кабелей 10 кВ и выше в одной траншее не более 6 кабелей. при количестве кабелей более 30 следует использовать туннели. В одной траншее с силовыми кабелями допускается прокладка 3-х контрольных кабелей.

Глубина залегания кааб. линии должна быть при U 10 кВ до 20 кВ не менее 0,7 м, а при U 35 кВ и выше не менее 1 м. Для маслонаполненных кабелей 110-220 кВ гл. зал. должна быть не менее 1,5 м.

Выбор и проверка сечений кабеля.

Сечение кабелей, допустимое по нагреву

Выбирается по табли¬цам, проводимым в ПУЭ, ПТЭ или других нормативных докумен¬тах.

Длительно допустимый ток для кабеля Iдл должен быть не менее расчетного тока кабеля I р к , питающего соответствующие электро¬приемники .

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

где Iр.тр(вн)- расчетный ток трансформатора со "стороны 6 кВ, А;

Iном.тр(вн)- номинальное напряжение питания КТП, кВ.

Расчетный ток для фидерных и магистральных кабелей, питаю¬щих группу электроприемников, определяется по формуле

При питании одиночных приемников или нескольких электроприем¬ников, 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 бли¬жайшее большее стандартное сечение кабелей, соблюдая условие

где кυ- поправочный коэффициент для кабелей.

Выбор сечений кабелей по условию экономичности

Заключает¬ся в учете экономической плотности тока.

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

где jэк- экономическая плотность тока.

По условиям механической прочности

Минимальное сечение ка¬белей Sмех 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 пуско¬вых 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 то¬ков к.з.

19. Токопроводы, назначение, классификация, конструкция, марки токопроводов, выбор и проверка параметров токопроводов.

Токопровод – устройство для передачи и распределения э/э, состоящий из изолирован. или неизолир. проводников совместно с изоляторами, защитными оболочками, поддерживающими и опорными конструкциями.

В зависимости от вида проводников токопроводы бывают гибкие и жесткие. Жесткие токопроводы называются шинопроводами. гибкие выполняются посредством проводов.

В зависимости от назначения:

1. Осветительные – для питания сетей освещения, а также приемников небольшой мощности.

Маркировка ШОС

Ш – шинопровод, О – осветительный, С –стальной.

2. Магистральные – предназначенные для подключения к ним распред. сетей ии отд. мощных эл. приемников.

Маркировка ШМА

Ш – шинопровод, М – магистральный, А – алюминиевый.

3. Распределительные – для питания отдельных приемников.

Маркировка ШРА, ШРМ

Ш – шинопровод, Р – распределительный, А – алюминиевый, М – медный.

4. Троллейные – для питания передвижных электроприемников.

Ш – шинопровод, Т – троллейный, А – алюминиевый. Через «-« указывается макс. изгиб. нагрузка.

Выбор шинопроводов производится:

• По длительно допустимому току Iдоп ≥ Iрасч (сведения о Iдоп для шин приводятся в специальных справочных таблицах; в них учитывается способ крепления шин)

• По другим параметрам (по стоимости, материалу)

Проверка:

• На электродинамическую устойчивость (из справочника берется сигма-доп (Н/м2), который сравнивается с расчетным значением напряжения сигма-расч=Мизг/W)

• На термическую стойкость (находится минимальное сечение соответствующее термической стойкости Sмин=Iкз*корень(tпр)/С )

• по потере напряжения сети.

20. Напряжение электрических сетей. Шкала напряжений. Потери напряжения и мощности в сетях.

Классы напряжения: от 750 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - Ультравысокий, 750 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий, 220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение, 35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение, 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение, 0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

1. Падением напряжения в линии называется геометрическая разность U в начале и конце линии.

Обычно эту составляющую потери используют в сетях 35 кВ и выше, для большей точности.

2. Потерей напряжения – алгебраическая разность U в начале и конце линии.

, более удобна для практических целей.

На основании этого можно установить связь между напряжением в начале и конце линии с учетом составляющих потерь:

21. Основные показатели качества напряжения. Регулирование напряжения.

1. Отклонение напряжений

Характеризует стабильность напряжения по величине.

dU%=(U-Uном)/Uном*100%;

Нормально допустимое +-5% на выводах приемника

+-10% предельнодопустимое.

Последствия-нестабильность работы АД.

2.Колебания напряжения – разница между двумя следующими один за другим экстремумами огибающей синусоиды напряжения.

dUp%=[Ui-Ui+1]/Uном*100%;

Причины-неустойчивые замыкания в сети; пуск АД.

3. Коэффиц искажения синусоидальности.

Отклонение формы кривой напряжения от синусоидальной.

Нормы зависят от напряжения:

380 В = 8-12%

6-20 кВ = 5-8%

35 кВ = 4-6%

110 кВ = 2-3%

Ки=(√∑U^2)/U1*100%;

Причины:

а) наличие в сети мощных преобразовательных устройств.

б) неустойчивые дуговые замыкания.

Последствия:

а) дополн. потери.

б) нагрев.

в) старение изоляции.

г) отриц влияние высших гармоник на БСК.

4) Коэфф n-ой гармонической составляющей

Характеризует отношение каждой из учитываемой гармоники к основной.

Имеет те-же нормы.

Киn=Un/U1*100%;

5) Коэфф несимметрии по напряжению обратной и нулевой последовательности.

К0=√3*U01/U1*100%;

Кн=√3*Uн1/U1*100%;

Характеризует трехфазную систему напряжений основной частоты по их отклонению от симметрии.

Определяется разностью трехфазных напряжений.

Нормы

К0 2%

Кн 4;

Регулирование напряжения.

Это комплекс мероприятий с применением технич. средств по ограничению отклонения напряжения у потребителя в допустимых пределах.

Способы:

1) Изменение напряжения на шинах подстанций.

Применяют, когда питание осуществляется от шин генераторного напряжения. Регулирование напряжения осуществляется изменением тока возбуждения пит. генераторов.

диапазон+-5%

Недостатки:

одновременное изменение напряжения на всех потребляющих подстанциях. Относится к централизованному способу.

2) Изменение Кт силовых трансформаторов.

Различают повыш. и понижающие трансформаторы, при этом в тех. хар-ке Тр указывают номин. Ктр при х.х. Однако для сил. тр-ров существует возм. изменения Ктр.

диапазон от +-5% до +-16%

Используют РПН

Применяют спец. безразрывный переключатель снабженный сервоприводом.

3) Регулирование напряжения с помощью вольто-добавочных трансформаторов.

Это спец. трансформаторы вторичная обмотка которых включается в линию где требуется изменить напряжение.

Различают продольное и поперечное регулирование.

4) Регулирование напряжения изменением тока реактивной мощности.

Установка у потребителей СК или БСК.

Прим в сетях рудников.

Мощность компенсирующего устройства: 1) Q=(10дельта u * (Uном)2)/x

дельта u – допустимая потеря напряжения в линии. Uном – ном. U на зажимах потребителя. x – реакт. сопр. сети от точки установки компенсир. устро-ва доисточника.

2) Q=(U2ж-U2)*U2ж/х

U2ж – желаемое U на зажимах потребителя. U2 – фактич. U на зажимах.

5) Изменением схемы сети.

На предприятиях в моменты максимума нагрузки отключают части потребителей, кот. явл. неответственными (потребители регуляторов). Этот способ применяется для регулирования баланса мощности в сети.

6) Изменение сопротивление сети.

Компенсируются индуктивные сопротивления питающей сети, тогда в кажд из фаз включают статические конденсаторы, которые компенсируют Xинд и увеличивают напряжение в сети.

дельта U=корень (3)*I(Rcos фи+(xL-xC)sinфи)

Используется когда:

cos от 0,6 до 0,8

кабель имеет больш сечение и протяженность;

используют на нефтепромыслах.

Недостатки:

снижение эффекта УПК при увеличении cos, и батарею приходится отключать путем шунтирования.

22. Защита ЛЭП, ГПП, РП от внешних и внутренних перенапряжений.

Перенапряжение – опасное для изоляции повышение напряжения сверх рабочего. Подразделяются на грозовые (внешние) и коммутационные (внутренние) перенапряжения.

Грозовые перенапряжения возникают как при прямом ударе молнии на ЭУ (прямое), так и при ударе молнии в землю или на предметы или на объекты находящиеся в близи ЭУ (индуцированные перенапряжения).

Коммутационные перенапряжения могут быть вызваны резкими изменениями режима сетей, т.е. явиться следствием переходных электромагнитных процессов. Эти перенапряжения возникают при оперативных переключениях цепей высокого напряжения, при срабатывании АПВ, при внезапных изменениях нагрузок, при повреждениях в сетях (обрыв провода, КЗ между фазами, замыкания на землю).

Уровень грозовых перенапряжении не зависит от номинального напряжения ЭУ, а коммутационные зависят.

Зашита от перенапряжения: осуществляется в соответствии с ПУЭ и включает в себя:

1) защиту от прямых ударов молнии в воздушную ЛЭП; станцию или п/станцию путем использования молниеотводов. ОРУ защищается стержневыми молниеотводами, а для протяженных ЛЭП – грозозащитные тросы. Грозозащитные тросы подвешиваются на тех же опорах, что и провода ВЛ и закрепляют при помощи стеклянных изоляторов. При этом необходимо установка искровых промежутков с зазором 40 мм. Чтобы искровые промежутки не пробивали рабочее напряжение рекомендуется заземлять трос. Сопротивление ЗУ нормируется;

2) защиту ЭО от импульсных грозовых перенапряжении набегающих с ЛЭП при помощи электронных аппаратов, нелинейных ограничителей перенапряжения (ОПН), а так же вентильных разрядников;

3) защиту от внутренних перенапряжении при помощи различного рода аппаратов (разрядники, ОПН, искровые промежутки, шунтирование контактов коммутационных устройств).

23. Виды и характеристика электротравм. Оценки пороговых токов и напряжений. Электрическое сопротивление тела человека.

Электротравма – травма, вызванная воздействием эл. тока или эл. дуги, либо др. проявлений электричества.

Протекая через тело человека, ток вызывает тепловое, электрохимическое, механическое и биологическое действие.

Тепловое дейтсвие – нагрев и ожоги тела, через кот. протекает ток, вплоть до полного сгорания тканей.

Электрохимическое действие – разложение крови и жидкостей организма, что вызывает нарушения кровеносно-сосудистой системы.

Механическое – разрыв, расслоение кровеносных сосудов и тканей организма в результате электродинамического эффекта из-за повышения давления.

Биологическое действие – раздражение и перевозбуждение центр. нервной системы организма, что сопровождается судорогами мышц и органов => нарушение функционирования этих органов.

Местные электротравмы:

1) эл. ожог (при непосредств. контакте с токовед. частью);

2) электрометаллизация кожи;

3) эл. знаки, метки тока – омертвление уч-ков верхнего рогового слоя кожи;

4) электрофтальмия – поражение органов зрения из-за УФ лучей при горении дуги;

5) мех. повреждения.

Общие:

1) эл. удары.

Эл. удары классифицирутся по степени тяжести на 5 ступеней:

1) судорожные, едва ощутимые сокращения мышц;

2) едва переносимые судороги без потери сознания;

3) судороги с потерей сознания, с сокращением ф-ций сердцебиения и дыхания;

4) прекращение функций сердечно-сосудистой деятельности или дыхания;

5) клиническая смерть

Оценки пороговых токов и напряжений.

Ощутимый ток – значение эл. тока, проход. через организм человека, при кот. появляется первое ощещение от прохождения такого тока.

Пороговое значение ощутимого тока – наименьшее значение ощутимого тока. 0,6-1,5 мА при частоте 50 Гц, для цепи пост. тока: 5-7 мА

Неотпускающий ток – такое значение эл. тока, кот. вызывает непреодолимые судорожные сокращения мышц тела человека, кот. человек касается токоведущей части.

Пороговое – мин.

15 мА для переем. тока (50 Гц);

80 мА для пост. тока

Фибрилляционный ток – такое значение тока, при проходящем кот. возникает фибрилляция сердца (остановка). Перменный ток 100-350 мА; пост. ток 300 мА

Безопасно для человека: 50 Гц переменный ток 0,3 мА, U=2 В; пост. ток 1 мА, U=8 В

Эл. сопротивление тела человека.

Схема сопротивления человека при приложении к нему напряжения.

1 – внешний роговой слой кожи (сотни кОм)

2 – ростковый слой кожи

3 – подкожный слой кожи

4 – внутр. органы

I – эпидермис; II – внутр. сопр-ие тела человека

Эл. схема замещения тела человека.

Сопрот-ие костной ткани – Момы

Постоянный ток менее опасен.

Сопротивление наружного слоя кожи zн состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Полное сопротивление наружного слоя кожи zн зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения и при площади электродов в несколько квадратных сантиметров может достигать весьма больших значений (десятков и сотен тысяч Ом).

Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным, хотя, строго говоря, оно также обладает емкостной составляющей. Внутреннее сопротивление Rв практически не зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения и равно примерно 500 – 700 Ом.

24. Условия и виды опасностей применения электрической энергии в подземных выработках. Факторы, оказывающие влияние на условия электробезопасности. Режимы нейтрали электрических сетей и оценка их электроопасности.

Применение электрической энергии в подземных горных выработках сопряжено со следующими опасностями: поражение персонала эл. током; пожарами, взрывами метановоздушной смеси вследствие дуговых разрядов, появление токов утечек. Все это зависит от: рода тока, заземления нейтрали; частоты питающего напряжения.

В подземных выработках применяются следующие виды эл. сетей:

1) кабельная линия переменного тока, работающего в режиме изолированной нейтрали;

2) контактные сети постоянного тока, для питания электровозной откатки, функционирующие в режиме заземленной нейтрали;

3) комбинированные сети (переменного и постоянного тока), работающие в режиме изолированной нейтрали трансформатора или источника тока и имеющие между питающим трансформатором и приемником преобразователь переменного тока в постоянный, либо наоборот (используются для питания или зарядки аккумуляторных батареи рудничных электровозов).

Факторы влияющие на условия безопасности в шахте:

1) необходимость постоянного перемещения большинства агрегатов или машин в процессе работы или периодического перемещения установок вслед за продвиганием горных работ, что приводит к повышенным требованием прочности ЭО и кабелей, к удобству монтажа и передвижки этого оборудования, быстроте монтажа/демонтажа, а также способам управления и эргономике данных механизмов.

2) неблагоприятные климатические условия (повышенная влажность, запыленность, температура (t воздуха не более 25град)), которые оказывают большое влияние на организм рабочего персонала и на ЭО. В калийных шахтах в связи с высокой агрессивностью пыли ЭО работает незначительный срок. Для кабельных сетей срок службы гибкого кабеля – не более года.

3) наличие взрывоопасной атмосферы: связано с постоянным или периодическим выделением метана, который в смеси с воздухом образует ВОС. Данные условия вызывают необходимость применения взрывозащищенного ЭО. 2 осн. фактора для пожара и взрыва: рудничный газ, уголная пыль.

4) ограниченность пространства горной выработки, обуславливает применение ЭО с минимальными габаритами, а также требует компактного размещения (и защиту от случайного прикосновения) и качественного защитного заземления;

5) давление боковых пород и возможность их частичного обрушения, что предъявляется требования к повышенной механической прочности ЭО, а также жесткости элементов, а также необходимости защиты от возникновения искрений при соударении мех. предметов;

6) необходимость непрерывной работы ЭУ связанных с обеспечением благоприятных климатических условий в шахтах, а также для предотвращения аварий в шахтах и выезда людей из шахты в случае аварии. Данный фактор предъявляет повышенные требования к надежности и бесперебойности вентиляционных, подъемных установок, систем аварийного освещения, пожаротушения, насос. установок, а также к системам ЭС, от кот. запитаны данные устройства.

7) специфические трудовые условия. Данный фактор предъявляет повышенные требования к шуму, вибрации и условию освещенности в шахте.

Режимы нейтрали электрических сетей и оценка их электроопасности.

Основными источниками являются силовые трансформаторы и генераторы. Если нейтраль связана металлическим отводом малого сопротивления с землей то это сеть с глухозаземленной нейтралью .

Эл. сеть подключенная к силовому трансформатору нейтраль которого не связана с землей либо подключена к земле ч/з аппараты с очень высоким сопротивлением (тр-р тока) называется сеть с изолированной нейтралью.

Согласно действующим П Б в подземных выработках создание линий ЭП должно осуществляться с помощью кабеля с медными токопроводящими жилами покрытыми изоляцией и заключенный в защитную оболочку из свинца ПВХ или резины не распространяющих горение. Применение в подземных выработках кабелей с алюминиевыми жилами или алюминиевой защитной оболочкой запрещено, т. к. алюминий обладает низкой температурой плавления а при замыкании жил плавится с образованием открытых искр и дуг. При взаимодействии кислорода(воздуха) алюминий окисляется и образует пленки приводящие к повышению переходного сопротивления в местах соединения и повышения их нагрева способствующего созданию температурных источников для воспламенения и взрыва. Наибольшую опасность для поражения человека возникает когда человек касается двух жил токоведущих элементов, но это бывает редко, часто человек касается одной из фаз сети. В этом случае величина утечки тока, проходящей через организм:

Iy=3Uф/ (Rч+Zсети)

Несмотря на наличие изоляции покрывающей жилы, между жилами имеются утечки тока а также между жилами и землей. Наличие изоляции приводит к тому, что токоведущие кабели обладают емкостью, поэтому полное сопротивление сети будет:

Ia=f(Rиз);

Z2c=R2c+X2c .

Полное утечка I2y=I2a+I2c .при этом удельное емкостное сопротивление всегда меньше активного, поэтому Ic>Ia и Ic ,будет определять утечку. Величина активной составляющей зависит от качества изоляции, а емкостная составляющая зависит от сечения жил и протяженности линии. При рассмотрении эл. опасностей эл. сетей зависящей от полного сопротивления изоляции, возникновении утечки, тока прикасания человека к одной из фаз сети, либо замыкание одной из фаз определяется величиной полного сопротивлении сети. Однако величина утечек, и ее поражающее действие определяется также режимом нейтрали.

Рассмотрение эл. безопасности сетей с изолированной нейтралью.

В зависимости от эл. емкости сетей с изолированной нейтралью делят на

а) сети малой эл. емкости

б) сети большой эл. емкости.

К сетям малой емкости относятся низковольтные эл. сети с изолированной нейтралью небольшой протяженностью менее одного км. В которых из-за малой протяженности емкостным сопротивлением и емкостной утечкой пренебрегают, считая что эти утечки зависят от активного сопротивления. К сетям большей емкости относится все высоковольтные сети а также низковольтные длиной больше одного км, либо с большим количеством подключенных токоприемников. В которых активным сопротивлением пренебрегают считая что утечки тока определяются только емкостью сети.

Рассмотрение электробезопасности сетей малой эл. емкости.

С1=С2=С3=Сc=0 Ic=0 При высоком уровне сопротивления фаз и сети r1=r2=r3 → ∞ фазные напряжения будут равны между собой U1=U2=U3=Uф и утечки будут также одинаковы I1=I2=I3=Ic . В симметричной системе Ū1+Ū2+Ū3=0 При случайном касании человека одной фазы, проводимость данной фазы резко увеличивается, напряжение и сопротивление этой фазы снижается и нулевая точка сместится и в двух других фазах напряжение повышается. Запишем уравнение утечки в условиях прикосновения человека к одной из фаз сети

Ū1-Ū0/r1+Ū1-Ū0/Rч+Ū2+Ū0/r2+Ū3-Ū0/r3= 0

В симметричной схеме сумма напряжений фаз равняется 0, а сопротивление всех фаз равны r1=r2=r3=rс, поставим в данное уравнение сумму напряжений и равенство получим Ū1-Ū0/Rч+3Uс/rс=0 → Ūс=rcU/3Rч+rc (*) Найдем величину тока участка проходящего через человека в условиях его прикосновения к фазе сети Iy= Ū1- Ū0/Rч, подставим в это выражение (*), получим: Iy=3U1/3Rч+rc, т.к. в условиях симметричной системы напряжение U1=Uф , то получим: Iy=3Uф/3Rч+rc, т.е. в эл. сетях малой емкости с изолированной нейтралью случайное поражение током при прикосновении зависит от активного сопротивления фаз сети и при высоком уровне rc, утечки тока будет безопасным. При повреждении изоляции 1-вой фазы и ее замыкании на землю, то в этом случае: U//2=U//3=(√3)*Uф При этом прикосновение человека к этой фазе будет безопасным, однако прикосновение человека к двум другим фазам ставит человека под линейное напряжение Iy=√3*Uф/Rч

Рассмотрение электробезопасности сетей большой емкости с изолированной нейтралью.

Ia=0, C1=C2=C3=Cc=∞, x1=x2=x3=xa=∞, при случайном касании одной из фаз сети через тело человека будет течь ток утечки, который всегда будет опасным независимо от сопротивления фаз: Iy=3*Uф*ω*C/√(9*R2ч*ω2*C2+1). Т.о. в сетях большой емкости безопасность можно обеспечить за счет снижения емкости до безопасной величины.

К основным достоинствам сетей с изолированной нейтралью относят: Опасность поражения эл. током человека при случайном соприкосновении зависит от сопротивления изоляции и эл. емкости сети и в условиях высокого уровня сопротивления изоляции и применяемых технологических средств для снижения эл. емкости ее эксплуатация безопасна.

Недостатки: а) При снижении уровня сопротивления изоляции одной из фаз или при касании человеком напряжение фазы и напряжение прикосновения изменяется от 0 до линейного значения. С увеличением емкости фаз опасность поражения растет. б) Замыкание одной из фаз сети на землю может оставаться необнаруженным длительное время – до появления замыкания на другой фазе или до касания человеком. в) при замыкании одной из фаз на землю прикосновение человека к другой фазе с высоким уровнем изоляции ставиться под линейное напряжение. г) Трудность обнаружения однофазной утечки без постоянного контроля изоляции сети.

Оценка электробезопасности сетей с глухозаземленной нейтралью.

В условиях высокого уровня сопротивления изоляции прикосновение человека к фазе сети является однофазным к.з. и сопровождается возникновением тока однофазного к.з., смертельного для человека Iy=Uф/(Rч+r3+zтр) Т.к. сопротивление трансформатора и rч очень малы по сравнению с Rч, то их значениями пренебрегают. При этом величина возникающих утечек не зависит ни от сопротивления ни от емкости сети, а напряжения в других фазах остаются постоянными и единственным путем обеспечения защиты человека является отключение сети. Поэтому в сетях с глухозаземленной нейтралью фазы оборудуются МТЗ (предохранители, реле), которое при касании человека немедленно срабатывают (0,2 с) и отключают фазы сети от источника питания.

Достоинства: Уровни сопротивления изоляции емкости сети не оказывает влияния на величину тока при касании человека. При этом напряжения в фазах остаются неизменными. Замыкание любой фазы на землю или при касании фазы человеком является однофазным к.з. обеспечивающий отключение сети с помощью МТЗ.

Недостатки: Замыкание любой фазы на землю является однофазным к.з. с образованием тока большой величины, которая может привести к образованию открытых искр и дуг и большому нагреву заземляющего провода от чего возможно возгорание, поэтому такие сети используют на поверхности шахт до 380В. При касании фазы человек оказывается под фазным напряжением, что опасно для жизни.

25. Влияние уровней изоляции и ёмкости сети на условия электробезопасности. Нормы сопротивлений изоляции относительно земли для подземных электроустановок. Контроль сопротивления изоляции.

Чтобы выполнить требования безопасности в отношении взрыва и электробезопасности, ток утечки через изоляцию должен быть ниже ощутимого тока для человека – требование к изоляции.

Rизол>=Uф/Iощ Iощ=0,3 мА

Отсюда следует, что на 1 В напряжения R изоляции должно быть не менее 2 кОм.

Согласно ЕПБ Rизол для подземных потребителей должно быть не менее:

1. Для эл. двигателей очистных и ПК > 0,5 Мом

2. Для эл. двигателей др. машин и механизмов, пуск. агрегатов и ручных электросверл > 1 Мом

3. Для пусковой и распред. аппаратуры, для бронированных, гибких кабелей любой длины и сечения Rизол > 1 Мом/фазу. Для экранированных кабелей Rизол еще выше.

Сопротивление изоляции измеряется перед монтажом ЭО, после ремонта, а также при приемке на экспл-ции на поверхности и перед спуском в шахту.

Ток через тело человека имеет емкостную составляющую и активную.

Емкость сети зависит от: 1) геометрических параметров линии; 2) свойств изоляции, длины кабельной линии.

Для подземных выработок линейная зависимость между длиной кабельной линии и емкостью: кабель в 1 км обладает С=1 мкФ/фазу. => требуемая величина С для трехфазной линии, которая должна составлять не более 3 мкФ или длина меньше 3 км.

Для защиты от возможных утечек тока устанавливаются аппараты защиты от утечек тока или аппараты предварительного контроля изоляции. В них встраивается устройство компенсации емкостного тока утечки. Согласно ГОСТа аппараты защиты от утечек тока должны осуществлять отключение поврежденного участка сети при определенном уровне сопротивления изоляции, назв. критическим сопротивлением изоляции. Под ним понимается сопротивление изоляции симметричной 3-х фазной сети, при котором срабатывает общесетевой аппарат защиты.

Сопротивление нормируется в зависимости от напряжения сети.

При 127 В = 3,3 кОм; 220-380 В < 10 кОм; 660 В = 30 кОм; 1140 В = 60 кОм.

Кроме этого, для выявления дефектов изоляции до включения оборудования в работу, а также для контроля сопротивления изоляции в процессе работы используют аппараты предварительного контроля изоляции.

Для предварительного контроля 15 кОм для U до 220 В; 30 кОм при 380-660 В; 100 кОм при 1140 В.

26. Защитное отключение подземных электрических сетей при возникновении токовых утечек, назначение, условия применения. Аппаратура защитного отключения, требования, предъявляемые к аппаратам защитного отключения.

В состав аппарата защитного отключения входят:

1) коммутационный аппарат (автоматический или фидерный выключатель);

2) аппарат защиты от утечки (реле утечки).

Данный аппарат должен реагировать на снижение сопротивления изоляции ниже допустимой величины. Это возможно в случае прикосновения человека к токоведущим частям или при утечках, опасных для взрыва или пожара. В этом случае аппарат защиты от утечек тока выдает сигнал на отключение, воздействуя на механизм отключения коммутационного аппарата.

Защита от утечек тока должна соответствовать требованиям:

1) непрерывный автоматически контроль значений токов утечки через изоляцию;

2) должен реагировать только на снижение активной составляющей сопротивления изоляции;

3) должен реагировать как на симметричное, так и на несимметричное снижение изоляции;

4) должен обладать высокой чувствительностью и надежностью;

5) не должен реагировать на переходные процессы в сети;

6) суммарное время срабатывания сети при срабатывании реле утечки должно быть не более 0,2с при 660 В; 0,125с при 1140 В;

7) собственное время срабатывания реле защиты от утечек тока не более 0,1 с при 660 В и 0,07 с при 1140 В;

8) должен быть реализован самоконтроль работы устройства. Для аппаратов на 1140 В дополн. требованием явл. наличие устройства шунтирования поврежденной фазы. Это необходимо для надежности и огран-ть перенапряжения, возникающее в сети;

9) должно присутствовать устройство компенсации емкостного тока замыкания на землю.

Согласно ЕПБ в шахтных электрических сетях контроль изоляции должен осуществляться одним аппаратом защиты от утечек тока в комплексе с коммутационным аппаратом на всю электрически связанную сеть. Не допускается установка неск. аппаратов защиты из-за взаимного влияния их друг на друга. При срабатывании аппаратов защиты от утечек тока должно отключится вся сеть подключенная к одному или группе трансформаторов, кроме отрезка кабеля, соединяющего Тр-р с общесетевым коммут. аппаратом или АВ.

В соответствии с ЕПБ защита от утечек тока может не применятся:

1) для сетей напряжением не более 42 В;

2) цепей дистанционного управления и блокировки КРУ;

3) для цепей местного освещения передвижных подстанций, питающихся от встроенных тр-ров освещения для искробезопасных сетей.

Для контактных сетей электровозной откатки ЕПБ предписано обязательной использование аппаратов от защиты от утечек тока.

В настоящее время в шахтных электрических сетях используется следующие аппараты защиты от утечек тока:

1) УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции) – предназначена для защиты сетей от утечек тока при U 127, 380 и 660 В;

Он позволяет выполнять защиту от УТ свыше 25 мА, а также обеспеч. компенсацию емкостного тока.

В аппарате присутствует настройка по 2-м значениям тока: 1-min допустимая симметричная 3-х фазная утечка выражается в кОм/фазу; 2-max допустимя однофазная утечка.

2) АЗАК – аппарат защиты с автоматической компенсацией. Позволяет выполнить защиту от УТ и компенсацию емкостного тока зам. на землю в сетях 380 и 660 В. Максимальный длительный ток утечки при изменении емкости сети в пределах 0-1 мкФ/на фазу равно 25 мА.

3) АЗТС – аппарат защиты токовых сетей. Для защиты подземных сетей 380 и 660 В. Защита от УТ и компенсация емк. тока зам. на землю.

Уставка по току утечки 10 мА. Это соотв. R симметричной 3-х ф. утечки от 70 до 120 кОм на фазу.

4) АЗУР. для защиты от УТ в сетях до 1140 В. Обеспечивает те же защиты. 4 модификации. АЗУР 1, 2, 4 для встраивания в тр-ры, а АЗУР 3 как самост. аппарат. АЗУР-4 на 1140 В.

Уставка по току утечки 25 мА.

5) Реле утечки РУ-1140. Реле предназначено для встраивания в трансформаторные полстанции. Состоит из 2-х блоков: 1- блок защ. отключения БЗО и 2 – блок комп. емк. тока зам. на землю БКЗ.

РУ срабатывает при однофаз. утечке с сопротивлением изоляции ниже 50 кОм/фазу. Также присутствует резерв. зона защиты (при отказе выключ-лей). При этом происх. срабатывание РУ при R до 35 кОм /фазу.

Реле в цепях постоянного тока.

Особенностью контактных сетей пост. тока явл. один и тот же путь протекания раб-го тока и тока утечки, т.е. канал утечки подключается параллельно нагрузке. Ток утечки значительно меньше тока нагрузки, их трудно идентифицировать. Наиб. распространение в контактных сетях получили устройства, работающие на 2-х осн. принципах.

1. Временное разделение каналов рабочего тока и оперативного, наклад-го в сеть. Питание контакт. электровозов осуществляется импульсным током и в нагрузках между импульсами рабочего тока в сеть накладываются импульсы оперативного тока обратной полярности. К устройствам, работающим по этому принципу относятся УЗО-2.

2. Частотное разделение каналов рабочего тока и оперативного тока. В сеть накладывается оперативный ток повышенной частоты по сравнению с рабочим током с одновременным загромождением канала рабочего тока. РУКС

Для пост. сетей нормативов по защите от УТ в правилах нет.

27. Заземление и зануление электрооборудования, назначение и основные элементы исполнения. Общешахтная система заземления. Заземление электрооборудования в выработках с высоким удельным сопротивлением пород. Нормы сопротивлений заземлений. Расчёт заземляющих устройств.

Защитное заземление – преднамеренное соединение металлических корпусов ЭО, др. металлических нетоковедущих частей с землей или с ее эквивалентом. Эквивалент – водоемы, талые зоны.

Основная цель заземления – уменьшить напряжение прикосновения путем выравнивания потенциала корпуса относительно земли (снижение разности потенциалов между заземляющим устройством и поверхностью земли)

2 типа:

1. Выносное – прим-ся, если грунт обладает большим удельным сопротивлением

2. контурное – прим-ся на пов-ти шахт и рудников.

Зануление – преднамеренное соединение частей ЭУ нормально не находящиеся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора. Применяется в ЭУ напряжением до 1000 В в сетях трехфазного тока с глухозаземленной нейтралью, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока или глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Шахты и рудники делятся на 2 типа:

1. с большим удельным сопротивлением пород (калийные, железорудные шахты)

2. с низким удельным сопротивлением пород (угольные шахты)

Устройство ЗЗ на шахте.

Для шахт с большим удельным сопротивлением главные заземлители выносят на поверхность шахты в зону с малым УС. Гл. заземлителей не менее 2-х: 1- основной, 2- резервный (тюбинговая крепь ствола или металлоконструкции надшахтных зданий).

В подземных выработках по всей площади выр-ок прокладывается общешахтный контур з/з, выполненный по свинцовой броне силовых кабелей.

Параллельно общешахтному контуру прокладывается дополнительный заземляющий контур, который присоединяется к общешахтному. Дополнительный з/з контур играет роль местного з/з-я в шахтах с большим удельным сопротивлением пород.

Общешахтный заземляющий контур присоединяется к главным заземлителям на поверхности посредством заземляющей магистрали, вып-ой из стали сечением не менее 200 мм2 или медного проводника сеением 100 мм2. Сопротивление этой магистрали должно быть менее 0,1 Ом. дополнительный з/з контур вып-ся из стали сечением больше 200 мм2. При прокладке доп. з/з контура по панельным и участковым выработкам его сечение должно быть более 100 мм2. Все стационарное ЭО прис-ся к общешахтному и к доп. з/з контуру посредством з/з проводников, выполненных из стали сечением более 50 мм2, или медных сечением более 25 мм2.

Передвижные эл./приемники прис-ся к общешахтной сети заземления посредством заземляющих жил гибких кабелей. Присоединение осуществляется внутри вводной коробки, где также присутствуют болты з/з.

Сопротивление з/з жилы гибкого кабеля не более 10 Ом. Переходное сопротивление всей сети з/з, замеренное в любой точке сети для шахт с большим УС породы не должно превышать 10 Ом, что соотв. 1-фазному току к.з. на землю 6 А. При большем токе замыкания сети сопротивление выбирается по графику.

Отличительной особенностью угольных шахт является:

1) расположение главных з/з в подземных выработках. Один из заземлителей располагается в зумпфе, а другой в водосточной канаве.

З\з представляет собой полую трубку диаметром более 35 мм длиной 1,5 м. Трубка ложится на подушку из песчаной смеси, глубина ее 0,5 м и поверх з/з также насыпается смесь из песка и породы. Общая глубина канавы 1,5 м. В самой трубке для дополнительного снижения сопротивления высверливается не менее 40 отверстий диаметром 5 мм. Внутрь закладывается песчаная смесь и периодически по мере высыхания грунта з/з поливается соляным раствором.

2) Отсутствие дополнительных з/з контура. В месте установки ЭО на участках, на панелях устраивается участковые з/з шины, в которые проводниками присоединяются к ЭО.

3) В уг. шахтах Rзаз, замеренное в любой точке сети з/з не должна быть больше 2 Ом. При большом водопритоке Rзаз не больше 40 Ом.

Сроки проверки з/з:

Осмотры з/з выполняются ежедневно персоналом, эксплуатирующим ЭУ, т.е. с начала смены проверить сеть з/з.

1 раз в месяц проводится осмотр всей сети заземления рудника.

1 раз в год спец. бригада осущ. замер сети з/з на глав. з/з-ях, а для стац. потребителей данный замер вып-ся раз в 6 месяцев; для передвиж. – 1 раз в месяц.

Присоединение к общ. и доп. шахтному контуру выполняется болтовым соединением или сваркой, а для категорийных шахт – только болтовым.

Нормирование параметров заземления:

До 1000 В – Rз<4 Ом

Выше 1000 В с Iк.з.<500А -

Выше 1000 В - Rз<0,5Ом

До и выше 1000 В -

В шахтах с высоким сопр-м породы (магниевые, кам.уголь): Rз<10 Ом

Для других: Rз<2Ом

Расчет зазем. уст-в.

Верт- ; Гориз-

Где l- длина электрода, d-диаметр трубы, b- ширина полосы, t- глубина заложения.

Если -расчет закончен

Если нет

Коэф-т исп-я

Надо окончательно учитывать наличие естест. Заземлителей

28. Принципы взрывобезопасности. Источники образования взрывоопасной среды. Предотвращение образования взрывоопасной среды в воздухе производственных помещений и внутри корпуса технологического оборудования. Источники инициирования взрыва. Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва.

В подземных выработках для обеспечения пожаро и взрывобезопасности необходимо исключить возникновение 2-х факторов:

1) исключить образование взрывоопасной среды;

2) исключить возникновение источника инициирования взрыва или пожара.

Взрывоопасную среду могут образовывать:

1) смеси веществ, газов, паров, пыли с воздухом и другими окислителями;

2) вещества склонные к взрыванию

В шахт. выработках взрывоопасной смесью является рудничные газы – природные газы, выделяющиеся из пластов п/и и технологические газы, образующиеся в рез-те производ. работ.

Рудничные газы (природный газ) – метан, углекислый газ, азот и др. При горении метана происх. экзотермич. реакция с выделением большого количества энергии.

СН4+2О2 – СО2+2Н2О+799 кДж.

При концентрации СН4 до 5 % или больше 15 % метан горит.

При концентрации от 5 до 15 % взрывоопасен. Наиболее опасен при 8,5%.

Угольная пыль и рудничная пыль также является источником взрыва. Угольная пыль взрывается будучи во взвешенном состоянии при определенном размере частиц и определенной концентрации. Считается, что угольная пыль способна взорваться, если диаметр частиц от 0,1 до 0,0001 мм и концентрация в объеме выработки 17-18 г/м3

Источники инициирования взрыва:

1) открытое пламя;

2) горячие раскаленные тела;

3) открытые электрические разряды

4) тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;

5) наличие искры от ударов и трений;

6) ударные волны;

7) электромагнитные и другие излучения;

Наиболее распространенными причинами являются:

1. взрывные работы (38%)

2. искрообразование от трения исполнительных органов выемочных машин 18 %

3. Искрооб. при ремонте и эксплуатации ЭО (15%)

4. Открытый огонь и курение (11%)

5. К.з. в эл. кабелях (8 %)

Предотвращение образования взрывоопасной смеси и обеспечение безопасной концентрации достигается:

1) применением герметичного производственного оборудования;

2) применение рабочей и аварийной вентиляции;

3) отвод взрывоопасной среды, а так же веществ склонных к её образованию, из рабочей зоны;

4) контроль состава возд. среды и отложения взрывоопасной пыли.

Предотвращение образования взрывоопасной смеси внутри технологического оборудования достигается:

1) герметизацией технологического оборудования;

2) поддержание состава рудничной среды вне области воспламенения;

3) применение ингибиторов, химически активных компонентов;

4) конструктивные технологические решения при проектировании электрооборудования.

Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва достигается:

1) регламентом огневых и взрывных работ;

2) предотвращения нагрева технологического оборудования до t воспламенения;

3) применение средств понижения давления во фронте ударной волны;

4) применение материалов не создающих при ударении искры;

5) применение средств защиты от атмосферного и статического электричества;

6) применение взрывозащищенного ЭО;

7) применение быстродействующих устройств защитного отключения;

8) ограничение электромагнитных и других излучении;

9) устранение опасных и тепловых явлении при химических реакциях и тепловых воздействии.

Основной принцип взрывобезопасности – построение такого производственного процесса, при котором исключается возм-ть взрыва как в выработке, так и в корпусе технологического оборудования, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов, вызванных этим взрывом.

29. Классификация взрывоопасных зон технологических помещений и наружных установок. Классификация газо- и паровоздушных смесей. Температурные классы и категории взрывоопасности смесей рудничной атмосферы.

Класс помещения определяется в зависимости от того, насколько часто в нем образуется взрывоопасная смесь. От класса зависит тип выбираемого ЭО.

5 классов помещений по взрывопожарной безопасности:

А – помещения, в которых находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки > 28 градусов в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные смеси, при воспламенении которых развивается давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Также сюда относятся помещения, в кот. нах-ся вещества и материалы, способные взрываться или гореть при взаимодействии с водой, воздухом, или др. с другом, или развивающие давление взрыва свыше 5 кПа. Например, склады с ГСМ.

Б – помещения, в кот. горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки свыше 28, кот. могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси при взрыве или пожаре, которых развивается давление свыше 5 кПа. Категория помещения Б относится к категории взрывопожароопасных. Например, цеха приготовления муки, мазутное эл./хозяйство, п/с, котельные, мельницы.

В – данная категория относится к классу пожароопасных. Это помещения, в которых находятся горючие и трудно горючие жидкости, твердые материалы, вещества, в том числе волокна и пыли, способные гореть, но не взрываться. К данным помещениям относятся: лесопилочные, столярные мастерские, склады ГСМ без присутствия горючх продуктов.

Г – помещения, в кот. нах-ся негорючие в-ва или материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, при кот. выдел-ся тепло, искры или пламя. Также к категории Г относят помещения, в кот. утилизируются или перераб. горючие газы или жидкости для образования топлива. Например, котельные, кузницы, машинные залы дизельных ЭС.

Д – помещения, в которых нах-ся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Например, насосные оросительные станции, цеха по переработке продуктов, тепличные хозяйства, если они не отапливаются газом или топливом.

Помещения категории В подразделяются:

1) К технологическим помещения относятся: выдел-ся горючие газы или пары ЛВЖ при таком количестве, что могут образовать взрывоопасные смеси при норм. режимах работы ЭО и при времени возн-ния взрывоопасной смеси в помещении свыше 1000 часов за год.

2) В1 – зоны, расположенные в помещениях, в кот. выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, способные образовать взрывоопасные смеси с воздухом при времени нахождения взрывоопасной смеси в помещении от 10 до 1000 часов в год. Горючие газы и пары ЛВЖ образуются при норм. работе ЭО.

3) В1а – помещения и зоны, в кот. выделяются взрывоопасные горючие газы или пары ЛВЖ, не образующие при норм. работе ЭО взрывоопасных смесей. Образование взрывоопасных смесей возможно только при аварии или неисправности ЭО. Время, в течение которого взрывоопасная смесь присутствует в помещении не превышает 10 часов за год.

4) В-Iб – то же, что и В-1а, но особенности: 1. взрывоопасная смесь в помещении обл. высоким концентрационным пределом (15% и более), а также резким агрессивным запахом. Например, помещения, в кот. присут. аммиак. 2. Помещения, связанные с обращением газообразного водорода. Например, помещения, где происх. электролиз воды. Время, в течение которого присутств. взрыв. смесь – 10 часов в год.

5) В-1г – помещения наружных ЭО, содержащих горючие газы или ЛВЖ. Время, в теч. которого может возникать взрывооп. смесь от 10 до 1000 часов в год.

6) В-II – помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовать смеси с воздухом взрывоопа. смесь при норм. работе ЭО. Время 10 – 1000 ч/год.

7) В-IIа – присутствует взрывоопас. смесь на момент аварии или неисправности ЭО или технологического процесса. Время до 10 часов в год.

Классификация газо- и паровоздушных смесей: в зависимости от температуры воспламенения подразделяются на 6 групп;

1) Т1 – температура горения 450 град.(рудничный метан);

2) Т2 – температура горения 300-450 град.;

3) Т3 – температура самовоспламенения 200-300 град.;

4) Т4 – температура 135-200 град.

5) Т5 – температура 100-135 град.;

6) Т6 – температура 85-100 град.

Категории взрывоопасных смесей: устанавливают в зависимости безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ), либо в зависимости МВТ (минимального воспламеняющегося тока).

БЭМЗ – минимальный зазор между плоскими фланцами шириной 25мм, через который не происходит передача взрыва из оболочки специальной установки в окружающую среду, независимо от концентрации смесей газов. БЭМЗ используют для определения взрывобезопасных зазоров в конструкциях горного ЭО.

МВТ – минимальный ток электрической цепи, который может вызвать воспламенение взрывоопасной среды с вероятностью 0,001

БЭМЗ предназначен для классификации газов для ЭО с взрывозащитной взрывонепроницаемая оболочка.

МВТ предназначена для классификации газов и паров для ЭО в видом взрывозащиты – искробезопасная

В зависимости от величины БЭМЗ и МВТ все ЭО и газопаровоздушные смеси подразделяются на 2 категории:

I – рудничное взрывозащищенное ЭО и рудничный газ, метан

II – взрывозащищенное ЭО для общепромышленного применения и газы и пары кроме метана.

В зависимости от БЭМЗ категория:

1) IIА БЭМЗ составляет 0,9мм (пропан);

2) IIВ БЭМЗ составляет более 0,5 но не менее 0,9мм – ЭО предназначенное для эксплуатации в атмосфере с содержанием этилена;

3) IIC БЭМЗ составляет менее 0,5 – данное ЭО используют в атмосфере с содержанием водорода.

В зависимости от МВТ (отношение лабораторного газа к рабочему газу) категория:

1) IIА соотношение токов составляет 0,8 (пропан);

2) IIВ МВТ составляет более 0,45 но не менее 0,8 (этилена);

3) IIC МВТ составляет менее 0,45 (водорода).

30. Взрывоустойчивость и взрывонепроницаемость рудничного электрооборудования, средства их обеспечения. Специальные способы взрывозащиты.

Взрывонепроницаемость состоит в том, чтобы обеспечить такие свойства ЭО, что находящаяся снаружи взрывоопасная смесь не воспламенилась ни выброшенными из щелей продуктами горения, ни нагревом частей ЭО.

Взрывоустойчивость обеспечивается прочностными характеристиками корпуса ЭО. Взрывоустойчивость может быть обеспечена 3-мя группами ср-в взрывозащиты.

В I гр. входят ср-ва взрывозащиты, кот. допускают возм-ть взрыва внутри оболочки, но исключают его распространение в окр. взрывоопас. среду. Взрывонепроницаемая оболочка, которая выдерживает давление взрыва и места сопряжения отд. частей кот. выполнены так, чтобы выходящие наружу пламя и продукты горения имели безопасную температуру, не способную воспламенить взрывоопасную среду. Достигается это применением длинных и узких зазоров, наз. щелями. Выполнение щелевой защиты обеспечивается наличием фланц. соединений в местах сочленения отд. частей оболочки, длиной не более 25 мм в зависимости от внутр. объема оболочки. Фланцевые соединения имеют зазоры в соответствии с размерами БЭМЗ для каждой группы газов. Для метановозд. смеси ширина зазора не больше 1,14 мм. Фланцевые соединения должны иметь большой класс обработки и не иметь зазубрин. Для обеспечения без-ти они могут быть выполнены в виде лабиринтов. Это необходимо, чтобы при прохождении через него продукты взрыва охлаждались до безопасных температур, а также для гашения давления взрыва. К этой же группе средств взрывозащиты относятся заполнение неподвиж. токовед. частей кварцевым песком определенного состава. При возникновении взрыва температура горения гасится за счет спекания песка, а также за счет увеличения пути прохождения горения наружу.

К средствам II группы относятся средства, изолирующие токоведущие части ЭО от взрывоопасной атмосферы жидким диэлектриком (тр-рым маслом), заливкой тверд. смолами (компаундом или эпоксидной смолой) и продувка под избыточным давлением воздухом или газом.

К III группе относятся средства взрывозащиты, кот. исключают возм-ть взрыва или пожара. Искробезопасные электрические сети, в кот. ограничена мощность искровых и дуговых разрядов. Сюда же относятся ЭО повышенной надежности против взрыва, кот. хар-ся отсутствием нормально искрящих частей; частей, нагретых до опасных температур, защитой от возм. внеш. воздействий; снижением токовой и мех. нагрузки на токоведущие контакты; улучшение изоляции, а также увеличенными зазорами между токоведущими частями и путями утечек.

Основные виды взрывозащиты.

1. Заполнение изоляционным материалом. Токоведущие части заливаются изоляционной средой таким образом, что возникновение искры и дуги оказывается погашенными до выхода во внеш. среду. Реализуется это путем масляного или компаундного заполнения. Масляное прим-ся для силовыхтр-ров, а компаундное для кабельных муфт, кааб. вводов в ЭО, а также для высоковольт. КРУ. Кроме этого компаундное заполнение применяется для изготовления датчиков и средств автоматизации. Трансформаторное масло обладает высокими качествами теплопоглощения и способностью быстрого гашения мощных разрядов. Однако, есть ряд недостатков: 1. склонность к поглощению влаги, пыли, что способствует снижению эл. прочности масла как диэлектрика; 2. при гашении дуги или искр в грязном масле начинает выделяться водород. Согласно ЕПБ запрещается применение в подземных выработках со взрывоопасной средой ЭО маслонаполненного. Применение такого ЭО допускается только при установке в спец. камерах, обеспечивающих средствами противопожарной защиты при обязательном наличии проветривания свежим воздухом. Заливка твердым диэлектриком закл. в том, что во внутр. V мест соединения токовед. частей, кааб. муфт и электронных плат заливается компаунд или эпоксидная смола, кот. после застывания обеспечивает полную локализацию токовед. частей от внеш. среды. Применение неразборной герметичной оболочки для опасных токоведущих частей, герметизация искроопасных элементов эпоксид. компаундом, а также дополнительное помещение этих взрывоопасных частей во взрывозащищенную оболочку получило название «спец. вид взрывозащиты».

2. Продувка под избыточным давлением. Все опасные части помещаются в корпус, проветриваемый или продуваемый воздухом или инертным газом т.о., чтобы взрывоопасная смесь была предв. удалена и не могла попасть внутрь оболочки во время работы ЭО. Статическое давление как внутри оболочки, так и по всей длине воздухопровода, проходящего во взрывоопасной зоне, должна быть не менее 98 МПа. Это приводит к опред. сложностям в эксплуатации ЭО, т.к. при появлении утечек внутри воздуха и снижении давления со всех токовед. частей ЭО автоматически должно быть снято U. Эксплуатация этого ЭО возможна только при полной герметизации и наличии ср-в контроля за давлением воздуха. Недостаток: накопление стат. разрядов по поверхности воздухопровода. В связи с вышесказанным данный вид взрывозащиты не нашел применение в подземных выработках, однако широко используется во взрывооп. зонах на пов-ти для мощных эл. двигателей. Перед включением эл. двигателя вентилятором создается давление.

3. ЭО с видом взрывозащ. пов-ой надеж. против взрыва или защита вида «е». Этот вид закл-ся в том, что в общепромышленном ЭО или в его части, не имеющей норм. искр. контактов принят ряд доп. мер, затр-их появление температур опасных до нагрева, искр ил дуг. К таким доп. мерам относятся:

1) применение электроизоляционных материалов с высокой степенью трекингостойкости

2) выбором повыш-ых путей утечки и эл. зазоров

3) ограничение макс. температуры до 200 градусов в норм. режиме работы частей ЭО и до 450 в кратковременном режиме (авраии)

4) исключение испарения и нагрева в местах контактных соединений за счет ограничения плотности тока в этих местах до 2,5 А/мм2

5) снижение температуры нагрева изолир-ых обмоток по сравнению с допустим. значением для данного класса изоляции в ЭО общего назначения

6) предотвращение возникновения на пов-ти изоляции короны и др. видов эл. разрядов

7) Применение оболочек из материалов, уст-ых к мех. и тепловому воздействиям

8) Применение оболочки с защитой людей от контакта с токовед. частями, находящимися под напряжением, также обеспечивающих защиту от попадания внутрь воды или инородных предметов.

31. Искробезопасные цепи, основные параметры, особенности конструктивного исполнения, требования к ним. Воспламеняющие и искробезопасные параметры электрических цепей управления и защит.

Искробезопасная эл. цепь – эл. цепь, в которой любые искрения не вызывают воспламенения взрывоопасной среды с вероятностью 0,001, а любое тепловое воздействие не способно воспламенить взрывоопасную среду. понятие искробезопасности относится к эл. цепям малой мощности, что приводит к тому, что искры имеют температуру ниже температуры самовоспламенения окр. среды.

Осн. параметрами, кот. характеризуют любую эл. цепь является рабочее напряжение, а также величина омического и реактивных сопротивлений.

Рассмотрим эл. цепь, содержащую R и L.

U, кот. возникает между конт. эл. цепи будет вып-ся, как U=E-Ri-L*di/dt

Высвобожденная мощность A=интеграл от нуля до Тр (ui dt)= интеграл от нуля до Тр ((Ei-Ri2)dt)- интеграл от нуля до Тр (Lidt)

Тр – время разряда

Первое слагаемое предст. собой высвобожденную энергию источника тока, а второе накопленную в индуктивности энергию, величина которой определяется значением L. В данном случае возможно 2 варианта в зависимости от L:

1. Когда энергия самоинд. больше энергии ист. тока

2. Когда энергия самоинд. меньше энергии ист. тока

При большом значении L быстрое отключение такой цепи более опасно, чем медленное, т.к. энергия самоиндукции превышает энергию источника тока.

При малых значениях L (меньше 0,0001 Гн) медленное отключение становится более опасным режимом, чем быстрый разрыв цепи.

Емкостные цепи.

При разомкнутой цепи в сети протекает большой ток заряда емкости. Энергия, накопленная в контуре зависит от U и от величины емкости. E=CU2/2

В момент замыкания контакта происхоит разряд накопленной энергии в месте этого контакта. Причем данный разряд происходит не мгновенно, а с течением времени. Наличие резистора с одной стороны ограничивает ток заряда конденсатора, а с другой стороны продлевает время разряда в месте контакта и тем самым увеличивает продолжительность существования искры.

Основные требования, которым должна соответствовать искробезопасная цепь:

Для ограничения длительности и мощности искр. разряда необходимо:

1. Ограничить мощность источника питания

2. Ограничить I и U цепи

3. Принудительно сократить длительность разряда.

4. Ограничить велич. реакт. сопротивлений.

Воспламеняющие значения – значения формирующихся разрядов в нормальных и аварийных режимах, кот. вызывают воспламенение взрывоопасной среды с вероятностью 0,001.

Искробезопасные значения – значения, при которых при возникновении разрядов в цепи не возн. восплам. взрывчатой смеси или вероятность воспламенения меньше, чем 0,001.

Воспламеняющие и искробезопасные параметры цепей связаны между собой через коэф. искробезопасности, кот. рассчитывается как отношение воспламеняющего параметра к искробезопасному. Кискр в нашей стране для искробезопасных цепей равен при норм. и аварийных режимах работы 1,5.

Искробезопасная цепь должна выбираться в соответствии со след. требованиями:

1. Расчет искробезоп. цепи должен проводиться исходя из максим. возм. уровня U.

2. Во внеш. цепи необх. учитывать ее емкость, индуктивность и активное сопротивление, в том числе и параметры кабеля, соединяющего эти цепи.

3. Искрозащитные эл-ты, резисторы, конденсаторы, полупроводниковые элементы, шунты, вместе с защищ. эл-том и присоед. проводами должны предст-ть неразборную конструкцию, т.е. залиты компаундом, помещены в запаянную, заполненную наполнителем оболочку и включены таким образом, чтобы отключение искрозащ. элементов происходило одновременно с защ-ми элементами.

4. Искрозащитные элементы должны иметь запас по току и прочности. при этом считается, что если эл-т нагружен током на 2/3 номинального, то данный эл-т явл-ся искрооп.

5. Если между искрозащитным эл-том нах-ся цепь, которая явл. искроопасной, то она должна быть обеспечена др. видами взрывозащиты. В качестве таковых обычно используют барьеры искроззащиты.

6. Внешние искробезопасные и неискробезопасные цепи должны прокладываться отдельными проводами.

7. Допустимые уровни энергии в искробезоп. эл. цепях не должны превышать величины 180 мкДж. Значение Uвх не должно превышать велич. 36 В. Макс. возм. ток к.з. в цепи не должен превышать 100 мА, максим. возможная мощность цепи 0,46 Вт.

32. Виды исполнения рудничного электрооборудования и области их применения, способы обеспечения уровней взрывозащиты рудничного электрооборудования, маркировка взрывозащиты электрооборудования.

РЭО классифицируется по уровням и видам взрывозащиты. Уровень взрывозащиты определяет степень взрывозащиты от которого зависит выбор ЭО. Вид взрывозащиты определяется совокупностью конструктивных мер по исключения воспламенения окружающей среды и по обеспечению вида и уровня взрывозащиты.

4 исполнения РЭО:

1) РН – рудничный нормальный;

2) РП – рудничный повышенной надежности против взрыва;

3) РВ – рудничный взрывобезопасный;

4) РО – рудничный особовзрывобезопасный.

РН – не имеет спец. ср-в взрывозащиты, но в отличии от общепромышленного сконструировано с учетом специфических требовании к изоляции, путям утечки, к зазорам, защиты от попадания пыли и влаги.

РП – взрывозащита обеспечивается при нормальной работе ЭО.

РВ – ЭО, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальной работе ЭО, так и при признанных вероятными аварийных ситуации (различные поврежедния, дуговые к.з.).

РО – ЭО, в котором взрывозащита выполняется обеспечением взрывоопасных элементов дополнительными средствами взрывозащиты. Взрывобезопасность обеспечивается при любых повреждениях, кроме повреждения самих средств взрывозащиты.

ЭО в исполнении РП, РВ РО объединяют одну группу – взрывозащищенное ЭО. Взрывозащищенное ЭО подразделяется на две группы:

1) рудничное взрывозащищенное ЭО;

2) общепромышленное ЭО для внутренней и наружной установки.

Уровни взрывозащиты: 0 – особовзрывобезопасное ЭО; 1 – взрывобезопасное ЭО; 2 – взрывобезопасное ЭО повышенной надежности против взрыва.

Уровень повышенной надежности против взрыва обеспечивается (РП):

1) взрывонепроницаемой оболочкой (обеспечивается только в нормальном режиме без её повреждения);

2) искробезопасной электрической цепью (обеспечивается только в нормальном режиме без её повреждения);

3) дополнительными средствами взрывозащиты (исключение возникновения искр, дуг, нагрева).

Взрывобезопасный уровень может быть обеспечен (1):

1) взрывонепроницаемой оболочкой (d), которая обеспечивает исключение выхода продуктов горения в окр. среду как в норм. Режиме работы, так и в признанных вероятными повреждениях;

2) искробезопаснотью эл. цепей (i) как в нормальном режиме работы, так и в аварийных режимах работы (в данном случае взрывозащита должна обеспечиваться при 2-х повреждениях: в случае, если в электрической цепи присутствует 2 или более открытых нормально искрящих контакта);

3) заполнение жидким диэлектриком (масляное (о) и компаунд (m));

4) кварцевым заполнением (q);

5) защитное отключение U (должна сработать за время исключающее воспламенение окр. среды);

6) сочетанием одного или нескольких видов взрывозащиты с автоматическим защитным отключением и одновременным закорачиванием источника ЭДС за время не более 2,5с с надежностью выполнения 15000 часов с наработкой на отказ;

7) специальные средства взрывозащиты (s) – не перечисленными выше, но признанными экспертными организациями.

Особовзрывобезопаснный уровень обеспечивается (0):

1) сочетанием средств взрывозащиты признанных достаточным испытательными организациями;

2) искробезопасностью эл. цепей в норм и в аварийном режимах работы и при любом числе повреждений, если в цепи присутствует нормально открытые искрящие контакты;

Взрывозащищенное ЭО для внутренней и наружной установки могут иметь следующие меры защиты:

1) взрывонепроницаемая оболочка (d);

2) искробезопасная эл. цепь (i);

3) защита вида Е;

4) заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением (р);

5) кварцевое заполнение оболочки (q);

6) масляное заполнение (о), герметизация компаундом (m);

7) специальный виды взрывозащиты (s)

. Рудничное ЭО может иметь следующее виды взрывозащиты:

1) взрывонепроницаемая оболочка;

2) искробезопасная эл. цепь;

3) защита вида Е.;

4) масляное заполнение и заливка комаундом;

5) кварцевое заполнение оболочки;

6) автоматическое защитное отключение;

7) спец. виды взрывозащиты.

Область применения:

1) РН – предназначено для эксплуатации в условиях рудников не опасных по газу и пыли, а также в рудниках и шахтах опасных по газу и пыли в выработках со свежей струёй, расположенных в околоствольном дворе;

С разрешения тех. директора или гл.инженера размещается использовать РН в выработках омываемых свежей струёй шахтах 1 и 2 категории опасности по газу пыли;

2) РП – в основных выработках со свежей воздушной струёй, кроме выработок, склонных к суфлярному выделению и внезапным выбросам.

3) РВ – в любых выработках, при любой категорийности по газу и пыли кроме шахт с пластами крутого падения опасных по внезапным выбросам

4) РО – в любых шахтах и рудниках при любой категорийности, в том числе на пластах крутого падения с внезапным выбросом метана вплоть до образования взрывчатых смесей.

Маркировка: например, 2 Ех d iа ΙΙА Т6

Расшифровка:

1) уровень взрывозащиты:2-повышенной надежности против взрыва;

2) Ех – ЭО соответствует российским и международным стандартам по взрывозащите;

3) указание вида взрывозащиты: d- взрывонепроницаемая оболочка;

4) искробезопасные цепи: ia

5) группа газов для ЭО: IIA-пропан, IIс – водород.

6) температурный класс: Т6

Маркировка РЭО: РВ 3В 4В И

1) РВ – знак уровня взрывозащиты всех оболочек;

2) 3В - знак вида взрывозащиты оболочки РУНН 1140 В;

3) 4В – знак вида взрывозащиты оболочки РУВН 6 кВ;

4) И – внешние цепи управления искробезопасные.

Подгруппа: 1В – до 100 В (по току к.з. до 100 А); 2В – 100-220 В (100-450 А); 3В – 220-1140 В (более 100 А); 4В – более 1140 В (более 100 А)

33. Шахтные кабели. Особенности конструктивного исполнения, маркировки, прокладки в подземных выработках. Выбор и проверка марки и сечений кабелей.

Передача и распределение электроэнергии в подземных выработках шахт и рудников осуществляется шахтными кабелями с изолированными медными токопроводящими жилами, заключенными в защитную оболочку из материала, не распространяющего горения: свинца, поливинилхлорида, либо резинокаучуковой смеси.

По ПБ запрещается использование кабелей с алюминиевыми жилами и алюминиевой оболочкой т.к образующиеся искры при плавлении Аl в условиях короткого замыкания создают опасность для воспламенения или взрыва пылегазовой среды.

Для передачи и распределения электрической энергии в подземных выработках должны применяться кабели с оболочками или защитными покровами, не распространяющими горение.

Согласно ПБ для передачи и распределения электроэнергии в подземных выработках должны применятся следующие шахтные кабели (ШК):

1) бронированные кабели для передачи электроэнергии к передвижным трансформаторным п/станциям и создания стационарных кабельных сетей в капитальных и основных подземных выработках:

а) для стационарной прокладки по горизонтальным и наклонным (до 45 град) выработкам – с нормально пропитанной бумажной изоляцией и ленточной броней;

б) с углами наклона более 45 град – с обедненной пропиткой бумажной изоляцией и проволочной броней;

в) вертикальных стволах и энергоскважинах – с вязкой не стекающей пропиткой из церезина бумажной изоляцией и броней из плоских оцинкованных проволок.

2) полугибкие бронированные кабели для передачи электроэнергии к полустационарным ЭУ, передвижным трансформаторам, РП подготовительных и добычных участков;

3) гибкие кабели для передачи электроэнергии к передвижным машинам и установкам, подключение РП подготовительных и добычных участков к передвижным п/станциям;

4) особогибкие кабели для питания ручного электроинструмента (КОГЭШ).

Крепление кабелей в вертикальных стволах осуществляют жестко металлическими скобами с деревянными клиновыми зажимами, которые разгружают кабель от действия растягивающих усилии.

В выработках с уклоном до 45град кабели закрепляют жестко на металлических кронштейнах или скобами с мягкими прокладками.

В выработка с уклоном более 45 град для жесткого крепления кабелей используют скобы с прокладками, разгружающие кабель от собственного веса

Расстояние между точками крепления кабелей не должно превышать в вертикальных стволах 6,5м, крутонаклонных выработках с углом наклона более 45 град – 5м, горизонтальных и наклонных выработках с углом наклона до 45 град – 3м. Расстояние между параллельными подвешенными силовыми кабелями должно быть не менее 5см.

Гибкие кабели подвешиваются не жестко. Ближайшая к машине часть гибкого кабеля может быть проложена на почве на протяжении не более 15м.

Выбор и проверка сечений кабеля.

Сечение кабелей, допустимое по нагреву

Выбирается по табли¬цам, проводимым в ПУЭ, ПТЭ или других нормативных докумен¬тах.

Длительно допустимый ток для кабеля Iдл должен быть не менее расчетного тока кабеля I р к , питающего соответствующие электро¬приемники .

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

где Iр.тр(вн)- расчетный ток трансформатора со "стороны 6 кВ, А;

Iном.тр(вн)- номинальное напряжение питания КТП, кВ.

Расчетный ток для фидерных и магистральных кабелей, питаю¬щих группу электроприемников, определяется по формуле

При питании одиночных приемников или нескольких электроприем¬ников, 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 бли¬жайшее большее стандартное сечение кабелей, соблюдая условие

где кυ- поправочный коэффициент для кабелей.

Выбор сечений кабелей по условию экономичности

Заключает¬ся в учете экономической плотности тока.

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

где jэк- экономическая плотность тока.

По условиям механической прочности

Минимальное сечение ка¬белей Sмех 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 пуско¬вых 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 то¬ков к.з.

34. Взрывобезопасная система электроснабжения участка шахты. Требования при эксплуатации, монтаже и осмотре взрывозащищённого электрооборудования.

ИП – ист-к пит-я, СВ – ср-ва взрывозащиты, КА и АЗ – ком.апп. и апп.защиты, ПЭ-приемник э/э.

Ср-ва обеспечения защиты вида «е» и спец.видов взрывозащиты:

1. Материалы, обеспеч.мех.прочн.оболочки изоляции жил и др.эл-тов конструкции.

2. Негорючие водостойкие материалы с выс. диэл.свойствами.

3. Мат-лы локализ.взрывооп.св-ва при эл.разр-х при повреждении:IIIA-ингибиторы, IIIB-инертные газы.

4. Конструкция со средствами защиты от опасных возмущ-й и внеш. воздействий.

5. Конструкция снижения токов к.з.

6. Механоэлектрические защиты.

6а-от перегрева жил

6б-отключ. кабель от источника питания при повреждении

6в-изолирующие участок кабеля со стороны ист-ка питания и от эл-тов, генерирующих э.д.с. после их откл-я от источников питания.

Эксплуатация:

1. Обеспечить соответствие уровня взрывозащиты классу взрывоопасной зоны и темп-го класса и группы смеси в окр.среде.

2. Исп-ть взрывозащ. э/об в диапазоне т-р окр.среды, предписанном для данного э/об. Если диапазон не указан, то можно исп-ть -20С до +40С.

3. Недопустима какая-либо модификация оборудования.

4. Следить за состоянием корпуса э/об , за уплотнениями стекл.эл-тов, за состоянием перехода стекло-металл, стекло-компаунд.

5. Соответствие всех креп-х эл-тов, каб.каналов, прим-го кабеля тем маркам и сечением, к-е указаны в инструкциях, за уплотнением в каб.вводах.

6. Следить за запыленностью, целостностью уплотнений, выполнять те треб-я, к-е указаны в инструкции(для э/об со знаком Х)

Монтаж:

1.Соответствие кабеля, отсутсвие повреждений.

2.Правильность заполнения проходных каналов,выбора авт.эл-х защит, заделка неисп-х жил.

3.Качество уплотнения труб.

4. Состояние соединения с землей и проследить за заземлением экранов кабелей.

5. Выполнение специальных условий применения.

Осмотры:

1.Чистота фланцев и наличие на них антикорроз.смазки.

2.Отсутствие на фланцах повреждений.

3.Проверить величину зазора.

4.Оценить состояние уплотнений в каб. вводах.

5.Проверить мощност подсветки паспортным данным.

При защите вида «е» и повыш над-сти против взрыва:

1.Наличие предохранительных прокладок,обеспечивающих герметичность.

2.Состояние изоляц. Деталей.

С защитой искроб.цепь:

1. Соответствие макс.значений емкости, индуктивности кабелей и э/об с техн. документацией.

2. Соответствие связанного оборудования комплектности системы, указанной в инструкции по эксплуатации

3. Значения тока и напряжения должны соответствовать инструкции по монтажу на оборудование

4. Правильность монтажа по инструкции

5. Отсутствие в соед-ых шкафах, ящиках, коробках, в кот. заведены искробезопасные цепи, эл. цепей, приборов и аппаратов, не входящих в комплект данного оборудования.

6. Необходимо проверить целостность и наличие з/з искробезопасных цепей и блоков искрозащиты.

Масляное заполнение:

1. Состояние средств контроля уровня масла.

2. Состояние эластичных предохр. прокладок.

3. Отсутствие течи масла из бака.

С кварцевым заполнением:

1. Наличие и целостность средств контроля толщины защитного слоя.

2. За толщиной этого слоя.

3. Отсутствие повреждений оболочки, состояние эластичных предохр. прокладок.

4. Исправность блокировок и сигнализаций.

Для ЭО с видом взрывозащиты продувка под избыточным давлением необходимо соблюдать:

1. требования, указанные в инструкции по монтажу.

2. следить за состоянием устройств и блокировок, контролирующих давление и расход воздуха, подаваемого в оболочку.

3. За температурой оболочки и величиной избыточного давления.

Герметизация компаундом и спец. вид взрывозащиты:

1. Целостность корпуса, отсутствие трещин, наличием всех крепежных деталей и достаточностью их затяжки.

2. за состоянием кабеля и его надежном креплении во вводном устройстве.

3. за отсутствием проворачивания кабеля и за отсутствием возможности выдергивания кабеля из вводного устройства.

4. состояние его заливки.

35. Основные причины возникновения пожаров в подземных выработках. Меры предотвращения пожаров в выработках. Предупреждение пожаров при использовании электрической энергии в подземных выработках.

Причины:

1) нарушение норм режимов работы ЭО, электрической сети;

2) некачественное исполнение токопроводящих контактов ЭО, а так же контактных сетей в которых вероятность искровых разрядов.

Меры предосторожности:

1) правильный выбор сечения токоведущих частей; температура не должна превышать предельно допустимую, а при аварийных режимах должен обеспечивать термическую стойкость.

2) применение в ЭО негорючих ( или термостойких) материалов;

3) локализация дугообразования на контактах ЭА с помощью дугогасительных устройств, а так же конструкционным исполнением с надлежащими воздушными зазорами и путями утечки;

4) заключение токоведущих частей в негорючие корпуса и кожухи;

5) применение МТЗ, аппаратов защиты от утечек тока, тепловых приборов;

6) строгое соблюдение правил монтажа и эксплуатации;

Тушение и локализация пожаров осуществляют:

1) песком;

2) порошковым огнетушителем (пенные);

3) инертная пыль.

Для тушения крупных пожаров и снижения давлении взрыва используют и воду.

В шахтах устанавливаются стационарные и полустационарные пожарные установки: «Буран» и «Опан» - установки порошкового пожаротушения.

36. Ввод электрической энергии в подземные выработки, способы ввода, условия применения, конструктивное исполнение, достоинства и недостатки.

Ввод электроэнергии осуществляется:

1) через шахтные стволы;

2) через спец. пробуренные скважины, т.н. электрические скважины.

Ввод электроэнергии через шахтные стволы: при глубине более 300м и большом количестве горизонтов. Осуществляется по наклонным или вертикальным стволам кабельными линиями с обособленной схемой питания, т.е. эл. сети в подземных выработках электрически разделены от сетей, питающих приемники на поверхности.

Схемы обособленного питания осуществляется путем подключения кабелей к ячейкам ГПП и далее по стволу подводят к шинам ЦПП

Обособленные схемы питания позволяют:

1) исключить электрическую связь подземных электроприемников с сетями питающими поверхностный комплекс, позволяет исключить искрообразование в подземных сетях;

2) снизить емкость сети, увеличить активное сопротивление изоляции подземных сетей;

3) уменьшить ток к.з. и экономич. затрат, связанных с мероприятиями по снижению мощности к.з.

Достоинство: наличие готовых шахтных стволов; удобство монтажа и ремонта, осмотра кабелей, обслуживания.

Недостаток: большая протяжённость КЛ; необходимость стационарных КРУ; увеличение количества ячеек.

Схемы обособленного питания осуществляется через 2 и 3 обмоточные тр-ры 110/6 кВ.

Ввод электроэнергии через спец. пробуренные скважины, либо через шурфы: применяется на шахтах большой производительности, при разрабатывающих группу пластов. Ввод электроэнергии в подземные выработки при относительно большой глубине до 400м. Диаметр скважины: 125-150 мм.

Ввод электроэнергии через фланговые шурфы: в одной скважине допускается не более двух силовых кабелей со вспомогательными жилами, либо одного кабеля в свинцовой оболочке и контрольного кабеля.

Прокладка кабеля в энергоскважине осуществляется по стальному тросу или по стальной трубе диаметром 6-9мм. Кабель крепится при помощи бандажей через 1,5-2м. От одной ЛЭП по обособленной схеме питания может питаться от 4 до 7 скважин. При использовании воздушной линии 6 кВ КРУ может подключится непосредственно к линии от ГПП на котором соответственно устанавливается трансформатор.

Достоинства при вводе электроэнергии через скважины:

1) обеспечение высокого уровня электроэнергии вследствие уменьшения потерь по сравнению с вводом через ствол;

2) данная система используется для питания мощных комбайновых комплексов с большой скоростью передвижки, введения очистных работ;

3) уменьшается количество питающих линии высокого напряжения, уменьшение количества вводных КРУ

Недостатки:

1) значительная протяженность подземной сети высокого напряжения;

2) увеличение емкости сети и токов утечки;

3) необходимость использования бурового оборудования;

4) в связи с вводом высокого напряжения необходимость использования ЭО с высоким уровнем взрывозащиты;

5) необходимость подземного строительства специальных камер для расположения высоковольтного ЭО.

При низковольтной схеме ввода у нижнего устья скважины располагается ТП с вторичным напряжением 0,7 кВ.

При низковольтной схеме ввода у нижнего устья располагают РП 0,7 кВ на удалении не более 10 м. От РП запитываются добычные участки.

Применяют при небольших скоростях продвижения забоя и при небольшой мощности электроприемников.

Достоинства низковольтных схем ввода:

1) уменьшаются капитальные затрат, т.к. нет ВВ ячеек и подземных камер РП;

2) уменьшение емкости подземной электрической сети;

Недостаток:

1) большие потери U при увеличении длины кабельной сети;

2) необх-ть применения доп. скважин для прокладки нескольких при питании технологически несвязанных комплексов.

Общие достоинства при питании через скважины:

1) уменьшение капитальных затрат, вследствие всё высоковольтное ЭО находится на поверхности;

Общие недостатки при питании через скважины: большие капитальные затраты для покупки бурового оборудования; необх-ть ликвидации скважин; необх-ть ввода новых скважин; влияние на подземную сеть атмосф. перенапряж.; трудность надзора и обслуживания, ремонта кабелей.

37. Уровни напряжения и категории надёжности подземных токоприёмников. Особенности распределения электроэнергии в подземных выработках. Основные принципы построения системы электроснабжения очистных и подготовительных участков.

Схема ЭС проходческих и очистных участков строятся с учетом:

1) категорийности пластов;

2) мощности пласта;

3) системы разработки.

Характерной особенностью построения схем электроснабжения является его не стационарность, необходимость постоянного перемещения добычного участка за продвижением очистных работ. Для добычных участков используется принцип глубокого ввода с применением 380, 660, 1140 и 3 кВ.

Функции тр-ра выполняет ПУПП, кот. состоит из 3-х частей, разделенных между собой на отсеки. В РУ высокого напряжения нах-ся разъединитель, ВВ выключатель. На низкой стороне – НВ выключатель и блоки защиты.

Осн. потребители э/э для подготовительных участков являются: буровое оборудование проходческих комбайнов, маслостанции для передвижной крепи, насосы оросительных установок, ленточные скребковые конвейеры, перегружатели, грузовые лебедки, насосы водоотлива, вентиляторы местного управления.

Для тупиковых выработок характерно наличие опасности выброса метановоздушной смеси, в связи с этим обязателен контроль наличия метана в выработках.

Для добычных участков осн. потребителями явл-ся: добычные комбайны, лебедки, станции орошения, маслостанции передв. крепи, ленточные скребковые конвейеры, кабелеуборщики, кабелеукладчики, самоходный вагон, МВП и сеть освещения, ручные эл. сверла.

Не смотря на большое разнообразие технологической схем и способов выемки и разнообразия питающих U в основе эл.снабж добычного уч-ка положен принцип передачи эл. энергии через участковую передвижную понизительную подстанцию к эл. приемникам с сооружением промежуточного распределительного пункта с соответствующим напряжением.

Существует следующие марки передвижных участковых понизит подстанций: ТСВП, ТКШВП, ТСШВП.

Применение ПУПП позволяет:

1) осуществлять периодическое перемещение трансформаторной подстанции с РУ вслед за подготовительными или добычными комплексом;

2) позволяет максимально приблизить высокое напряжение – 6 кВ. непосредственно к эл. приемникам добыч уч-ка (принцип глубокого ввода).

3) позволяет обеспечить требуемый уровень напряжения на зажимах эл. приемников облегчая пуск комбайнов, конвейеров и т.д;

4) позволяет уменьшить протяженность кабельных линий до эл. приемников участка

Источником питания участка является ПУПП, от ПУПП эл.эн фидерными кабелями нужного напряжения (от РПП-6 к ПУПП)(фидерные кабели СБ, СБН, ЭВТ) передается к вводному автом выключателю на вводе РП-0.7кВ, оборудованным реле утечки, далее эл-во передается на пускатели. При этом питание комбайнов осуществляется отдельными кабелями КГЭШ, КГЭШТ… самоходного вагона (КГС).

ПУПП сооружается в центре эл нагрузок на расстоянии 40-50 м от разгрузочных пунктов. По используем.оборудованию вводной выключатель обычно используют марок АФВ, АВ, пускатели – нереверсивные серий ПВН, в случае необходимости использования реверса двигатели ПМВНР. Пускатели необходимо располагать по принципу уменьшения мощности технологического оборудования. Мах удаленность РП от ПУПП составляет прим. 1-10кВ – 600 м, при 660 В – 400 м, 380 – 200м.

38. Места размещения и электрооборудование центральных подземных подстанций (ЦПП) и распределительных подземных пунктов (РПП). Способы резервирования ЦПП и РПП.

Камеры ЦПП находятся в пределах околоствольного двора. Камеры ЦПП представляют собой выработку с огнестойкой крепью. Камера должна иметь не менее 2-х выходов. Данное требование обязательно при длине кабеля более 10 м.

В случае вероятности заполнения водой камеры, ЭО в ЦПП располагают таким образом, чтобы места проникновения воды к токоведущим частям были на высоте не менее 1 м от головок рельса околоствольного двора. Как правило, это достигается поднятием пола на 0,5 м и ЭО на подставках.

ЦПП должна иметь закрываемые двери, открываемые наружу. В ЦПП размещают ячейки в рудничном исполнении, Тр-ры собств. нужд, преобразующие агрегаты. В ЦПП размещены ячейки в исполнении повышенная надежность против взрыва, либо РН.

Около 30 % мощности представляют приемники околоствольного двора: освещение околоствольного двора, насосы шахтного водоотлива и т.д. Остальные 70% - ЭП подготовительных и очистных комбайновых комплексов.

На мощных шахтах с большим количеством ЭП применяется не 1-а ЦПП, а несколько, питающих ЭП конкретной панели. ЭП находящиеся на значит. удалении от околоствольного двора получ. питание ч/з промежуточные РП.

РПП нужны для распределения энергии и обеспечения селективности защит. Располагают в отд. камерах, требования такие же, как для камеры ЦПП.

На РПП и УРП устанавливают ЭО в таком же исполнении, что и на ЦПП, если шахты некатегорийные. В шахтах, опасных по выбросам газа и категорийных выработок используют ячейки типа КРУ.

Обычно РП располагают в пределах всего горизонта в центре эл. нагрузок. На каждом горизонте устанавливается своя ЦПП, при этом ЦПП вышележащего горизонта выполняет функцию транзита.

39. Передвижные трансформаторные подстанции, назначение, места размещения, основные элементы и виды защит.

ПТП –это электрический аппарат, предназначенный для преобразования и распределения эл. энергии и защиты отходящих присоединений (ВН-6, 10 кВ, НН-660, 1140В).

Состоит: из РУВН, РУНН, ОТ (отделение трансформатора).

В РУВН расположен высоковольтный разъединитель-выключатель, который выполнен с механической блокировкой непосредственно в самой крышке (не позволяет открывать не отключив подстанцию от сети ВВ). Разъединитель должен иметь эл. блокировку с вышестоящим аппаратом – ВВ ячейка.

Силовой трансформатор (на 380-1140В) – сухом исполнении, с кварцевым заполнением ( активная часть помещаются в кварцевый песок).

В РУНН располагается автоматический выключатель с МТЗ. Трансформаторные подстанций 630 кВА дополняются с устройством АЗУР. В РУНН расположен блок ДУ – защита линий дистанционного управления от обрыва, замыкания и управление тр. подстанцией мощьностью 160-1000 кВА.

Подстанции типа ТСВП предназначены для использования в выработках пологого залегания; для крутого падения используют ТСВП х/0,66-1,2 КП.

Существует следующие марки передвижных участковых понизит подстанций: ТСВП, ТКШВП, ТСШВП.

Применение ПУПП позволяет:

1) осуществлять периодическое перемещение трансформаторной подстанции с РУ вслед за подготовительными или добычными комплексом;

2) позволяет максимально приблизить высокое напряжение – 6 кВ. непосредственно к эл. приемникам добыч уч-ка (принцип глубокого ввода).

3) позволяет обеспечить требуемый уровень напряжения на зажимах эл. приемников облегчая пуск комбайнов, конвейеров и т.д;

4) позволяет уменьшить протяженность кабельных линий до эл. приемников участка

Источником питания участка является ПУПП, от ПУПП эл.эн фидерными кабелями нужного напряжения (от РПП-6 к ПУПП)(фидерные кабели СБ, СБН, ЭВТ) передается к вводному автом выключателю на вводе РП-0.7кВ, оборудованным реле утечки, далее эл-во передается на пускатели. При этом питание комбайнов осуществляется отдельными кабелями КГЭШ, КГЭШТ… самоходного вагона (КГС).

ПУПП сооружается в центре эл нагрузок на расстоянии 40-50 м от разгрузочных пунктов. По используем.оборудованию вводной выключатель обычно используют марок АФВ, АВ, пускатели – нереверсивные серий ПВН, в случае необходимости использования реверса двигатели ПМВНР. Пускатели необходимо располагать по принципу уменьшения мощности технологического оборудования. Мах удаленность РП от ПУПП составляет прим. 1-10кВ – 600 м, при 660 В – 400 м, 380 – 200м.

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; Кс - 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 та¬ких сечений силовых жил кабелей которые обеспечивали бы подвод к потребителям , электроэнергии с напряжением, достаточным для их нормальной рабо¬ты, не перегреваясь сверх допустимой нормы, и удовлетворяли бы условиям экономичности и механической прочности. В соответствии с этим, расчет кабельной сети заканчивается выбором марки и сече¬ния 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 изоля¬цией. Для питания самоходного вагона применяется специальный гибкий экранированный кабель с резиновой изоляцией марки КГЭШ.

Сечение кабелей, допустимое по нагреву

Выбирается по табли¬цам, проводимым в ПУЭ, ПТЭ или других нормативных докумен¬тах.

Длительно допустимый ток для кабеля Iдл должен быть не менее расчетного тока кабеля I р к , питающего соответствующие электро¬приемники .

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

где Iр.тр(вн)- расчетный ток трансформатора со "стороны 6 кВ, А;

Iном.тр(вн)- номинальное напряжение питания КТП, кВ.

Расчетный ток для фидерных и магистральных кабелей, питаю¬щих группу электроприемников, определяется по формуле

При питании одиночных приемников или нескольких электроприем¬ников, 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 бли¬жайшее большее стандартное сечение кабелей, соблюдая условие

где кυ- поправочный коэффициент для кабелей.

Выбор сечений кабелей по условию экономичности

Заключает¬ся в учете экономической плотности тока.

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

где jэк- экономическая плотность тока.

По условиям механической прочности

Минимальное сечение ка¬белей Sмех 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 пуско¬вых 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 то¬ков 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

46. Определение потери напряжений в участковой сети в условиях нормального режима работы токоприемников и по условию пуска.

Потерей напряжения на участке сети называется алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка. Расчет по потере напряжения имеет важное значение, так как высокопроизводительная работа забойных машин и механизмов зависит от качества электроэнергии, а последнее определяется уровнем напряжения, подводимого к электроприемникам.

Проверка сети на потери напряжения производится для наиболее мощных и наиболее электрически удаленных электродвигателей.

Суммарные потери напряжения в сети при нормальной работе электроприемников определяются выражением

Потеря напряжения в обмотках трансформатора определяется по формуле

где 1.5- коэффициент, учитывающий нагрев обмоток

φтр- угол сдвига фаз нагрузки трансформатора.

Потери напряжения в кабельной линии определяются из выражения

где rк.л.-активное сопротивление жил кабеля

Кх- коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля из-за влияния индуктивности

lк.л.-фактическая длина кабеля, км.

Участковая сеть, выбранная по условию нормального режима, должна быть проверена на возможность пуска наиболее мощных и электрически удаленных двигателей без “опрокидывания”, исходя из допустимых колебаний напряжения на их зажимах.

Для возможности пуска электродвигателей величина напряжения на их зажимах UП.Р должна быть не менее: для комбайнов и самоходных вагонов – 0,8∙UНОМ.ДВ = 0,8∙660 = 528 В

47. Расчёт максимальных и минимальных токов короткого замыкания. Выбор коммутационно защитной аппаратуры и токовых уставок защитного отключения.

Ток трехфазного к.з. I(3)к является максимально-возможным током к.з., 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 I(3)к учитывается, что к моменту к.з. напряжение в сети повышено, а проводники перед этим не были нагружены током и их температура не превышает температуры окружающей среды.

Ток двухфазного к.з. I(2)к является минимально-возможным током к.з., определение которого необходимо для проверки выбранных уставок МТЗ релейной защиты аппаратуры, надежно отключающей эти токи.

При определении тока I(2)к учитывается, что к моменту к.з. напряжение в сети снижено, жилы кабеля нагреты предварительным током нагрузки.

Расчет токов к.з. на высокой стороне.

а) ток трехфазного к.з.

б) ток двухфазного к.з.

где Zк(ВН) – полное сопротивление фаз цепей ВН при трех- и двухфазном к.з., Ом

Uном(ВН) – номинальное напряжение на шинах ГПП, равное 6300 В.

Токи к.з. в сетях НН определяются с учетом возможного колебания питающего напряжения в пределах от 0.95 до 1.05 от номинального напряжения вторичной обмотки трансформатора Uном.тр=690В по формулам:

а) для трехфазного к.з.

б) для двухфазного к.з.

где Zк – полное сопротивление фаз цепей НН при трех- и двухфазном к.з., Ом

Каждый коммутационно-защитный аппарат должен быть выбран по номинальному напряжению Uном , номинальному току Iном и проверен на отключающую способность Sо.пр или Iо.пр.

При защите магистрали ток уставки определяется по условию:

где - расчётный пусковой ток наиболее мощного двигателя;

- расчётные токи остальных токоприёмников с учётом возможного режима х.х.

Выбранные уставки срабатывания МТЗ автоматов и пускателей проверяются по условию надёжного отключения минимального тока двухфазного к.з. по величине коэффициента чувствительности:

48. Шахтные пускатели, назначение, виды управления и защит, маркировка. Порядок выбора пускателей и определение отключающих уставок максимально-токовой защиты.

Пускатель предназначен для дистанционного управления включением и отключением трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, эксплуатируемых в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с изолированной нейтралью трансформатора в угольных шахтах, опасных по газу (метану) и угольной пыли, а также для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в отходящих силовых цепях.

Пускатель допускает подключение внешней нагрузки напряжением 36 В (цепей местного освещения и аппаратуры автоматизации).

Искробезопасность цепи дистанционного управления обеспечивается искрозащитными элементами FИа встроенного блока дистанционного управления, которые закрываются пластмассовым кожухом.

Электрическая схема пускателя обеспечивает:

1. дистанционное управление при помощи кнопочного поста управления или контактов датчиков, установленных отдельно от пускателей;

2. подключение температурой защиты, встроенной в электродвигатель, управляемой как позисторными датчиками с релейным выходом, так и реле с биметаллическими контактами;

3. защиту от токов короткого замыкания отходящих от пускателей силовых цепей и световую сигнализацию при ее срабатывании. Полное время срабатывания при токах, превышающих уставку устройства максимальной токовой защиты в 1,5 раза, не должно превышать 0,15 с;

4. токовую защиту от перегрузки и световую сигнализацию после ее срабатывания;

5. электрическое блокирование, препятствующее включению пускателей при сопротивлении изоляции в отходящих силовых цепях ниже 30 кОм при напряжении сети до 660 В и 100 кОм при напряжении сети 1140 В и световую сигнализацию после срабатывания блокировки;

6. нулевую защиту;

7. защиту при обрыве или при увеличении сопротивления заземляющей цепи между пускателем и управляемым электроприемником до 50 Ом и более;

8. защиту от потери управляемости при замыкании проводов цепи дистанционного управления между собой или с заземляющим проводом;

9. защиту от самовключения пускателей при кратковременном (не более 1 с) повышении напряжения питающей цепи до 1,5 Uном, при этом пускатели должны оставаться в работоспособном состоянии;

10. проверку действия схемы управления и цепи катушки контактора без подачи напряжения в отходящее присоединение и сигнализацию при ее работоспособности;

11. проверку действия максимальной токовой защиты;

12. проверку действия устройства предварительного контроля изоляции;

13. световую сигнализацию о включенном состоянии разъединителя, контактора, блока дистанционного управления и о направлении включения электромагнитного реверсора;

14. световую сигнализацию о степени загрузки пускателя током;

15. срабатывание общесетевой защиты от утечек на землю в случае сваривания силовых контактов вакуумного контактора в любом из трех полюсов в отключенном положении пускателя (при наличии подключенной нагрузки);

16. искробезопасность цепей дистанционного управления напряжением 18 В;

17. защиту от токов короткого замыкания, предварительный контроль изоляции и защиту от токов утечек на землю для цепей напряжением 36 В.

49. Автоматические выключатели, назначение, порядок их выбора и определение отключающих уставок максимально-токовой защиты.

АВ предназначены для вкл-я и откл-я под нагрузкой магистральных линий и распределительных устройств, а также для защиты отходящего ответвления и его элементов от к.з. Помимо этого, при помощи АВ под воздействием реле утечки осуществляется автоматическое отключение сети при появлении в ней недопустимой утечки тока.

Выбор АВ производится по ном.напряжению сети и ном.току. .

Определение уставки МТЗ: . Iп.р.max-расчет.пусковой ток наиболее мощного двигателя. I’рi, А - Расчетные токи других электроприемников.