Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий Методические указания

2. Светотехнический расчет

Светотехнический расчет сводится к решению следующих задач:

1. Определение мощности ламп, необходимых для получения заданной освещенности при выбранном типе светильников и их расположении.

2. Определение числа и расположение светильников при известной мощности для получения заданной освещенности.

3. Определение ожидаемой (расчетной) освещенности при известном типе, расположении и мощности светильников.

Для решения перечисленных задач при расчетах используют точечный метод, метод коэффициента светопотока (удельной мощности).

При светотехническом расчете для условий ОГР и помещений участка необходимо применять нормы освещенности, которые установлены ПТЭ по /2, табл. 33/.

2.2.1. Расчет освещенности автодороги (ж.д.тупика) точечным методом

/1, с. 342/

Для расчета необходимо знать линию трассы освещения L, тип опор и расстояние между ними l, тип принятых ламп и светильников, расстояние от оси автодороги до оси опор светильников – d.

После принятых требуемых данных, необходимо принять минимальную освещенность Е_min, согласно ПТЭ, ПТБ по /2, табл. 33/.

Расчет освещения производим точечным методом.

Порядок расчета освещения точечным методом.

1. Для принятых ламп необходим световой поток лампы Ф_А по 2, табл. 45, 44, 41.

2. Определяем коэффициент С, равный отношению светового потока принятой лампы Ф_л, к световому потоку условной лампы

С =

3. Определяем углы наклона лучей от светильников к точкам: А – с наибольшим удалением от светильника (наименьшая освещенность) по рисунку 2.

По таблице находим углы α₁ и α₂.

4. По светотехнической характеристике выбранного светильника кривые распределения силы света /1, рис.7 табл. 7.4/ определяем силу света Iα₁ и Iα₂, соответствующую углам α₁ и α₂.

5. Определяем горизонтальную освещенность в точках А и В

/1, стр. 34/

где К_з – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, загрязнение светильника; К_з = 1,3 ÷ 1,5 /1, с. 342/

Расчетное значение освещенности должны быть выше минимальной т.е.

Е_А2 > Е_min; Е_В2 > Е_min

6. Определяем необходимое число светильников на всей длине автодороги (ж.д. тупика).

n = , шт.,

где L – общая длина освещаемой трассы, м;

l – расстояние между светильниками (опорами), м.

2. Расчет освещения раскомандировки /1, с. 344/.

Для расчета необходимо знать расчеты раскомандировки (длина - а, ширина – в, высота – h.

1. Принимаем для ламп и светильников по /2, табл. 41, 42, 39/.

2. Определяем площадь помещения

S = a · b, м².

3. Принимаем высоту подвеса светильника

h_c = 0,8 ·h, м

где h – высота помещения, м.

Принимаем окраску стен и потолка для данного помещения. По принятой окраске находим коэффициент отражения по /2, табл. 35,36/ согласно принятому типу светильника.

4. Определяем расстояние между светильниками (согласно размерам помещения раскомандировки)

а₁ = (1,5 ÷ 2) h_c, м

5. Принимаем минимальную освещенность Е_min по /2, табл. 33/

6. Определяем показатель помещения

//1, с. 34

По показателю помещения, коэффициенту отражения – находим коэффициент использования η_и по /2, табл. 36, 37/

7. Определяем световой поток лампы

, лм /1, с. /

Необходимое число ламп

,

где L – коэффициент минимальной освещенности; L = 1,1 ÷ 1,3.

8. Определяем фактическую освещенность помещения от принятых ламп

, лк,

где Ф_а – световой поток принятой лампы, лм использования светового потока.

9. Принимаем норму освещенности Е_н = 0,5 лк.

10. Площадь территории разреза, участка:

S = А · В, м²

11. Суммарный световой поток

∑Ф = Е_н · S · К_з · К_n ; АМ /1, 7.14/

12. По таблице 7.3 принимаем ксеноновую лампу типа ДКсТ, мощностью Рл; Вт; Ил.В; Фл, ли; η_св = 0,83.

13. По таблице 7.15 Находим требуемое число ламп.

2. Расчет количества рабочих машин и их расстановка на уступах.

Исходными данными для расчета количества экскаваторов, буровых станков и др. по отдельным видам работ являются плановое производственное задание участку по добыче, вскрыше, которые должны быть приведены в таблице 1. Эти показатели студенты берут сами.

Таблица 1 – Показатели участка на _________год

№	Наименование показателей	ед.изм	План	Факт	Примечание
1	Добыча	тыс.т
2	Вскрыша, всего в том числе автотранспорт ж.д. транспорт	тыс. м3
3	Переэкскавация
4	Прочие работы
5	Заявленная предприятием активная мощность, участвующая в максимуме на нагрузки	кВт кВа
6	Плата за 1 кВт максимальной нагрузки – (а)	руб.
7	Плата за 1 кВт/час потребной энергии – (в)	руб.
8	Максимальное потребление РЗ эл.энергии участка (разреза)	кВт
9	Расход электроэнергии	кВт/час
10	Себестоимость 1 т. угля	руб./т
11	Списочный состав трудящихся участка	чел.
12	Размеры поля участка АхВ	м х м
13	Разрез питается от системы Кузбассэнерго
14	Ток (мощность) к.з. на шинах ГПП	кА, мВа

1. Расчет количества экскаваторов.

Для выполнения производственного задания следует рассчитывать количество рабочих машин по технологическим процессам. На добычу предварительно принят (см. п. 1.2) экскаватор ЭКГ-4,6Б. Количество экскаваторов на добычу определим

,

где П_д.уч. – производственное задание участка по добыче угля, т.т/в год (см. таблицу 1.)

П_ЭКГ-8И – производительность теоретическая или фактическая одного ЭКГ-8И по добыче, т/год;

γ - удельный вес угля, γ = 1,3 ÷ 1,34 т/м

Количество экскаваторов на вскрышных работах определяем:

,

где П_в.уч – производственное задание участка по вскрыше, тм³/год (табл.1)

П_ЭКГ-8И – производительность одного ЭКГ-8И по вскрыше тм³/год

П_ЭШ-10/70- производительность одного ЭШ-10/70 по вскрыше

П_ЭШ-15/90- производительность одгого ЭШ-15/90

Количество рабочих машин на отвальном участке:

П_{ЭКГ-8И ,}

где П_Г.М. – производственное задание отвального участка по приему горной массы, т м³.

П_ЭКГ-8И; П_ЭКГ-10/70 – производительность по горной массе одного экскаватора, т м³

Если на разные работы приняты однотипные экскаваторы, например, ЭКГ- , то общее количество определяется суммой.

П_{ЭКГ =} П_доб + П_а + П_всп + …+ П_пр

2. Расчет количества буровых станков.

Исходя из крепости пород, объема горной массы принимают такие типы буровых станков 2СБШ-250 МН, СБШ-320, 3СБШ-200-60.

Необходимое количество буровых станков определяется по выражению

, /3, с.40/

где Q – объем обуреваемой горной массы, т./год;

К_р – коэффициент, учитывающий необходимы резерв станков

К_р = 1,2 ÷1,25;

Р_см – производительность станков в смену (150);

n_см – число смен работы в сутки, n_см = 2;

n _сут – число рабочих дней в году, n_сут = 250÷265;

V – выход горной массы с одного метра скважины, V = 30÷35 м³/м

3. После расчета и принятия рабочих машин, их необходимо расставить на плане горных работ, согласно принятой системе разработки и технологическому процессу.

Если на участке имеется водоотлив и др. электроприемники (эл.сварка, наждак), то оборудование принять существующее.

Обычно на уступах в зависимости от длины и вида применяемого транспорта располагают несколько экскаваторов. Число блоков (экскаваторных забоев) на одном уступе при ж.д. транспорте не превышает трех, а при автомобильном – пяти. /4, с. 205/.

Необходимо также учитывать, что к одной воздушной ЛЭП напряжением до 10 кВ разрешается подсоединять не более:

• трех одноковшовых экскаваторов с емкостью ковша до 5 м³;

• трех ПКТП;

• двух одноковшовых экскаваторов с емкостью до 12,5 м³ и двух ПКТП;

• одного одноковшового экскаватора с емкостью ковша свыше 12,5 м³ и двух ПКТП.

2. Анализ существующей схемы электроснабжения.

   1. Выбор более рациональной схемы электроснабжения участка. Категории потребителей электроснабжения и потребителей требования к выбранной схеме.

При выборе схемы необходимо учитывать технологию горных работ, надежность электроснабжения, электрооборудования, удобство перемещения сетевых устройств и безопасность их обслуживания, стандартов и однородность электрооборудования.

При этом параметр горной технологии является решающим. К таким параметрам относятся: количество, тип и мощность горных машин, число экскаваторных заходок и их ширина, длина участка горных работ и скорость подвигания фронта горных работ уступа, на котором расположена карьерная сеть и смежного с ним уступа. При проектировании необходимо учитывать возможность временного отключения отдельный участков сети при проведении буровзрывных работ, ревизий и ремонтов электрооборудования.

Системы электроснабжения на разрезах должны отвечать ряду требований, регламентированных «Указаниями по проектированию электроснабжения угольных разрезов, шахт, брикетных фабрик»:

• для питания передвижного оборудования необходимо применять системы только с изолированной нейтралью;

• предусматривать питание от общих магистральных линий передвижных электроприемников напряжением 6/10 кВт и ПКТИ;

• присоединение к передвижным воздушным линиям до 10 кВ независимо от расстояния, на котором находится передвижной электроприемник, производить с использованием передвижных приключательных пунктов;

• каждую внутрикарьерную ВЛ требуется секционировать, а длину секций принимать равной 400-600 м.

Схемы распределения электроэнергии в зависимости от размеров и конфигурации участка, мощности и числа горных машин и механизмов, высоты и качества одновременно разрабатываемых уступов могут быть различными. На карьерах Кузбасса наибольшее распространение получили: продольная, радиальная и комбинированная схемы электроснабжения. /1, с. 204-207/

Здесь же надо перечислить, к какой категории будут относиться ваши электроприемники. Перечислить подпунктами, какие требования к системе будут положены за основу. Указать, где, какой режим нейтрали будет принят в проекте. /5, с. 9/

2. Выбор рода тока и величины напряжения определяется по /1, с. 197/

Здесь надо конкретно для каждого потребителя в отдельности указать, какой для него принимается по проекту род тока и какова величина напряжения. Этот подраздел рекомендуется описать по такой методике.

Род тока и величина напряжения для заданных потребителей выбирается по их техническим характеристикам.

1. Постоянный ток будет применяться с напряжением:

а) Для привода главных механиков одноковшовых экскаваторов в системе Г-Д ……В;

б) Для цепей возбуждения и управления по системе Г-Д на одноковшовых экскаваторах - …В;

в) Для электровозной тяги - …В; (если на переменном токе, пишется подпункт 9).

2. Переменный ток частотой 50 Гц принимаем напряжением: а) Для питания сетевых двигателей на экскаваторах, конвейерах насосов водоотлива - …В; б) Для вспомогательных механизмов из одноковшовых экскаваторов - …В; в) Для всех механизмов на буровых станках - …В; г) Для ксеноновых светильников - …В; д) Для прочего освещения - …В; е) Для ремонтного электрифицированного инструмента - …В; ж) Для переносного освещения - … В; з) Для привода механизмов в мастерских - …В; и) Для электровозной тяги - …В (или подпункт 3); к) Для ГПП с высокой стороны - … В; с низкой стороны - … В.

2. Место расположения ГПП, ЯКНО, ПКТП

В зависимости от нахождения центра электрических нагрузок можно определить местоположение ГПП. При определении местоположения ГПП, необходимо учитывать следующее:

• ГПП должна располагаться в непосредственной близости от центра электрических нагрузок;

• Если центр нагрузок находится в границах отработки поля (блока) разреза со сроком отработки более 7 ÷ 8 лет в зоне буровзрывных работ, ГПП должна располагаться вне границ поля (или блока) разреза и вне зоны БВР;

• распределительные устройства ГПП со стороны ВН и НН должны располагаться так, чтобы не происходило пересечения вводов в ячейки распределительных устройств и пересечении выводов из них. /2, с.131/

Для одноковшовых экскаваторов с ковшом емкостью 12,5 м³ и выше рекомендуется применять систему глубоких вводов напряжением 35/6 кВ.