2.10 Определение расхода электроэнергии w, кВт/ час, согласно формулы

Определяем число часов насоса в сутки n_{ч. норм} , час, при откачивании нормального притока

n_{ч. норм}= 24* Q_пр1/ Q , (31)

n_{ч. норм}= 24* 330/ 300=26,4

Определяем число часов насоса в сутки n_ч.макс , час, при откачивании максимального притока

n_{ч. норм}= 24* Q_пр2/ Q , (32)

n_{ч. норм}= 24* 470/ 300= 37,6

Определяем годовой расход электроэнергии W_г , кВт* час, по формуле

W_г= (η_{ч. норм} *η_{д. норм} +η_ч.м *η_д.м), (33)

где η_д- к.п.д. двигателя, равное 0,95;

η_с- к.п.д. сети, равное 0,95;

W_г= (26,4 *330 +31,6 *35)= 2756894,4

Определяем годовой приток А_в , м³, по формуле

А_в= 24( Q_пр.1 * η_{д. норм} + Q_пр.2 *η_д.м), (34)

А_в= 24( 330 * 330 + 470 *35)= 3008400

Определяем удельный расход электроэнергии W_уд , кВт* час/ м³, согласно формулы

W_уд= W_г/ А_в , (35)

W_уд= 2756894,4/ 3008400= 0,916

Определяем К.П.Д. водоотливной установки η_у , по формуле

η_у= η* η_д* η_т , (36)

где η- к.п.д. насоса, равное 0,7;

η_д- к.п.д. двигателя, равное 0,95;

η_т- к.п.д. трубопровода, равное 0,92

η_у= 0,7* 0,95* 0,92= 0,611

2.11 Расчет и выбор высоковольтного кабеля напряжением V, 6 кВ, по формуле

Расчет и выбор высоковольтного кабеля напряжением 6 кВ производится:

- по нагреву рабочим током (по длительно допустимой нагрузке);

- по экономической плотности тока;

- то термической устойчивости к току короткого замыкания;

- по допустимой потере напряжения;

Для расчета по нагреву рабочим током определяется максимальный рабочий ток в кабеле I_{каб ,} А, по формуле

Выбор по длительному расчетному току производят сравнением расчетного тока с длительно допустимым током нагрузки и проводника определенного сечения.

I_каб= S_{н. тр.} /√3* U_н , (37)

где S_{н. тр.} – номинальная мощность трансформаторной подстанции, кВа;

U_н – номинальное напряжение сети, кВ;

I_каб= 160 /1,73* 6= 15,4

Исходя из полученного результата, по таблице длительно допустимых токов выбираем кабель ЭВТ 3* 10+ 1* 6.

Расчет по экономической плотности тока.

Расчет производится с целью выяснения экономической плотности при использовании максимальной нагрузки.

Рассчитываю экономическую плотность кабеля S_эк, мм², по формуле

S_эк= I_k/ i_эк, (38)

где i_эк- экономическая плотность при использовании максимальной нагрузки А/мм², равное i_эк= 2,5 , при продолжительности использования максимума нагрузки в год Т_м= 3500-4000 часов;

S_эк= 15,4/ 2,5= 6,16

Расчет по термической устойчивости к току короткого замыкания S_min, мм², по формуле

S_min= ( I* √t_ф) /С, (39)

где I- ток короткого замыкания, А;

t_ф- фактическое время действия тока короткого замыкания; которое для шахтных кабелей принимают равным реальному времени срабатывания максимальной защиты, t_рм и t_вв – время срабатывания высоковольтного выключателя, сек.;

t_ф= t_рм+ t_вв, (40)

t_ф= 0,05+ 0,1= 0,15

С- коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил током короткого замыкания и напряжение сети, для кабелей ЭВТ- 6, С= 122^о;

I- действующее значение установившегося трехфазного тока к.з., кА;

I= S_{к.з. цпп} 10/ √3* U_н , (41)

I= 60000/ 1,73* 6 =5

Для КРУВ- 6

S_min= ( 5* √0,15) /122= 0,02

S_min= 5000* 0,32/ 122= 13,11

Расчет сечения кабеля по допустимой потере напряжения S_ΔU, мм², по формуле

S_ΔU=(√3* I_k* L_k* cosφ)/ (γ*_ΔU_доп), (42)

где L_k- длина кабеля, м;

γ- удельная проводимость кабеля γ, м/Ом*мм², равная γ= 53;

_ΔU_доп- допустимая потеря напряжения, В. 2.5% от 6.3 кВ= 157В

S_ΔU=(1,73*15,4* 63* 0,6)/ (53*157)= 0.12

Согласно справочной литературе, по наибольшему из полученных сечений принимаем равное или ближайшее большее стандартное сечение жилы кабеля, принимаем кабель ЭВТ6 3*16 + 1*10 + 4*4.

2. 12 Электроснабжение водоотливной установки

Обеспечение бесперебойной работы электродвигателей насосов предусматривается общим проектом энергосбережения рудника при напряжении 6 или 10 кВ для главных и 0,38 или 0,66 кВ для вспомогательных водоотливные установок. Двустороннее независимое питание электроэнергией водоотливных установок в подземных условиях возможно только при фланговом расположении шахт. Во всех остальных случаях принимаются два фидера для питания подстанции главного водоотлива. Каждый питающий кабель должен быть рассчитан на возможность нормального энергосбережения всей водоотливной установки по числу одновременно работающих насосов. Параллельная работа обоих фидеров на общие шины с позиции минимальной зоны отключения и усложнения защиты нежелательна.

При оборудовании водоотлива широко применяются комплектные распределительные устройства (КРУ) РВД- 6, ЯВ- 6400, УРВМ- 6/ 3 выкатного и стационарного типов. Применение КРУ позволяет повысить надежность работы подстанций мощных водоотливных установок и обеспечивает расширение и мобильность реконструкции водоотливных установок в связи с возможным увеличением притоков шахтных вод.

В выкатных КРУ предусмотрены механические и электрические блокировки, которые не позволяют включить выключатель при нерабочем положении тележки или выкатить тележку при включенном выключателе и другие блокировки. «Питание электроэнергией насосных агрегатов большой производительности осуществляется от разных фидеров или источников питания, что предусматривается конструкцией распределительного устройства с двумя или тремя секциями одиночной системы шин. Вспомогательные механизмы мощных водоотливных установок целесообразно питать также от разных фидеров. Для секционирования в отечественных водоотливных установках применяют межсекционный выключатель с устройством системы автоматического включения резерва (АВР). Это устройство значительно увеличивает надежность электроснабжения и оперативность управления фидерами насосных агрегатов. Использование автоматического повторного включения (АПВ) на фидерах насосных агрегатов нецелесообразно, так как АПВ усложняет схему защиты, а повторное включение агрегатов при срабатывании защиты без предварительного осмотра может вызвать серьезную аварию.

Питание механизмов собственных нужд на мощных водоотливных установках (вспомогательных насосов, двигателей задвижек и др.) осуществляется со 100- процентным резервом от специальных трансформаторов, число которых должно быть не менее двух.

Большинство автоматизированных водоотливных установок используют переменный оперативный ток для реле защиты, автоматики, сигнализации и питания проводов масляных выключателей. Применение переменного тока позволяет отказаться от установки аккумуляторных батарей и разного рода выпрямителей. Питание аварийного освещения и переносимых ламп производится от понизительного трансформатора на 36 В или от специальной линии пониженного напряжения со штепсельными розетками местного освещения. Линия аварийного освещения резервируется от двух источников питания.