Лекція 6

2.6. Електропостачання дільниць при напрузі 1140 в

Упровадження високопродуктивних комплексів з великою потужністю електродвигунів вимагає перехід в дільничних мережах на вищу напругу. При існуючій напрузі 660 В і обмеженні пускового струму в дільничних мережах до 1000 А гранична потужність електродвигуна з короткозамкненим ротором складе 175 кВт. Збільшення потужності електро-двигунів гірничих машин досягається при переведенні дільничних мереж на підвищену номінальну напругу 1140 В (коефіцієнт переходу , тобто∙660). Це дає можливість використовувати частину електроустаткування як при звичайній, так і при підвищеної напрузі за рахунок перемикання обмоток (з трикутника на зірку). Проте такий перехід з 1140 на 660 В допустимий тільки для двигунів потужністю до 160 кВт, у яких пусковий струм при 660 В досягає граничного значення 1000 А. Потужніші двигуни не слід перемикати на знижену напругу.

Перехід в дільничних мережах на напругу 1140 В дозволило підвищити граничні моменти двигунів, збільшити їх одиничну потужність, понизити втрати напруги і потужності в кабельній мережі. Проте, при збільшенні номінальної напруги дільничних мереж і двигунів підвищується вартість електроустаткування через необхідність посилення його ізоляції. Крім того, у ряді випадків через потовщення ізоляції обмоток двигуна знижується його потужність в заданих габаритах. Особливо значно зростає вартість при зростанні напруги для двигунів малої потужності. Для кожного рівня напруги є нижня межа потужності двигуна, нижче за якої практично недоцільно створювати двигуни [21].

Рис. 2.12. Варіанти схем електропостачання дільниць при напрузі 1140 В

Підвищення напруги спричиняє збільшення експлуатаційних витрат на обслуговування більш високовольтного устаткування і забезпечення високого рівня електробезпеки. Тому вибір номінальної напруги в системі електро-постачання дільниці вугільної шахти вирішується на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

При виборі номінальної напруги 1140 В можливі такі схеми електропостачання дільниць (рис. 2.12):

- від трансформатора 6/1,2 кВ (рис. 2.12, а), коли всі електроспоживачі, окрім освітлення і ручних електросвердел, одержують живлення при напрузі 1140В;

- від двох трансформаторів (рис. 2.12, б), один з яких живить найпотуж-нішіелектроприймачі дільниці при напрузі 1140 В, а другий – допоміжні установки при напрузі 660 В;

- від триобмоткового трансформатора (рис. 2.12, в), вторинні обмотки якого мають номінальну напругу 1140 і 660 В. Але такі трансформатори поки не виготовляються в Україні.

Перехід на напругу 1140 В на вугільних шахтах здійснюється за другим варіантом.

2.7. Дільниці з регульованим електроприводом

Широке використовування електроприводів на видобувних і підготовчих дільницях вугільних шахт, збільшення їх сумарної і одиничної потужності гостро ставить питання про необхідність поліпшення техніко-економічних показників, забезпечення найекономічніших технологічних режимів роботи вибоїв на основі регульованого електроприводу постійного або змінного струму.

Регульовані системи електроприводу постійного струму «тиристорний перетворювач – двигун» (ТП-Д) характеризуються простотою пере-творювальної установки і складністю експлуатації двигунів постійного струму.

У регульованому електроприводі змінного струму за допомогою перетворювачів частоти (ТПЧ-Д) надійним в експлуатації є асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, але недостатньо надійні перетворювачі частоти з ланкою постійного струму. Тому вибір системи регульованого електроприводу значною мірою залежить від характеристики умов протікання технологічного процесу.

При застосуванні регульованого електроприводу схеми електропостачання залежать від його виду (рис. 2.13). При упровадженні регульованого електроприводу постійного струму в РПП-0,66 (1,14) кВ дільниці для кожного споживача встановлюють тиристорні випрямлячі від яких одержують живлення електродвигуни (рис. 2.13, а).

Рис. 2.13. Схеми електропостачання дільниць при регульованому електроприводі

При регульованому електроприводі змінного струму (асинхронний двигун з короткозамкненим ротором) схеми електропостачання залежать від місце-розташування інвертора, що перетворює постійний струм в змінний регульованої частоти. Він може бути вбудований в робочу машину (рис. 2.13, б) або розташований на РПП дільниці (рис. 2.13, в). Можливий також варіант коли випрямляч (ланка постійного струму) і інвертор суміщені з трансформаторною підстанцією, а перетворювачі частоти Пч встановлюються в РПП дільниці (рис. 2.13, г).

При застосуванні регульованого електроприводу постійного струму в шахтах для ряду машин і механізмів доцільно зберегти нерегульований асинхронний електропривід через його відомі достоїнства. Таким чином, при регульованому електроприводі постійного струму на дільниці будуть комбіновані системи електропостачання з мережами постійного і змінного струму. Це викличе значні перешкоди в створенні автоматичного контролю стану ізоляції в таких мережах і забезпечення захисту від ураження електричним струмом. При упровадженні регульованого електроприводу змінного струму залежно від прийнятого закону керування тиристорним перетворювачем частоти можуть виникнути складнощі при захисті мереж від струмів короткого замикання і використовуванні існуючих комутаційних апаратів [18].