Лекція 4

2.3. Відокремлене живлення

При сумісному живленні підземних і поверхневих споживачів від загальних шин 6 кВ ГЗП створюється значна загальна довжина кабельних і повітряних ЛЕП на поверхні і в підземних виробках. Це приводить до великої ємності підземних мереж 6 кВ, що ускладнює, а в ряді випадків робить неможливим роботу апаратів загальномережевого захисту від струмів витоку АЗО-6. Крім того, через грозові розряди, комутаційні перенапруги, перехідні процеси в електричних мережах поверхні шахти можлива поява відкритого іскріння в підземних мережах 6 кВ. Тому підземні мережі напругою 6 кВ слід електрично відділяти від високовольтних мереж поверхні. Схема електропостачання, при якій відсутній електричний зв'язок між підземними і поверхневими мережами 6 кВ, одержала назву відокремленої. При відокремленому живленні зменшується імовірність відкритого іскріння в підземних мережах, знижується ємність високовольтних підземних мереж, що зменшує ємнісну складову струму витоку в мережах 6 кВ і покращує умови роботи апаратів захисту від витоків АЗО-6, дозволяє іноді обійтися без реактування кабельних уводів у ЦПП, підвищує безпеку обслуговування шахтних розподільних мереж, послаблює вплив на підземні електроприймачі і мережу вищих гармонічних складових.

Схеми відокремленого живлення можуть бути виконані за допомогою спеціальних розділових трансформаторів з коефіцієнтом трансформації 1:1, які встановлюються в ГЗП (рис. 7.1) або в ЦПП (рис. 7.3, б). Останній спосіб застосовується в тому випадку, якщо шахта не має відокремленого живлення, але розробляє один з пластів, небезпечний за раптовими викидами. Електропостачання очисних і підготовчих дільниць на такому пласті здійснюється за відокремленою схемою.

Схеми відокремленого живлення можуть бути виконані також на базі триобмоткових ТДТНШ або двообмоткових ТРДН трансформаторів з розщепленою обмоткою нижчої напруги (рис. 7.3, а).

Якщо підземні дільниці одержують живлення через свердловини при напрузі 6 кВ, то електричне розділення підземних високовольтних мереж і поверхневих ЛЕП досягається за допомогою розділових трансформаторів, встановлених у гирла свердловини або індивідуальних, які встановлюються на відхідних приєднаннях РПП-6 з апаратами автоматичного контролю стану ізоляції кабельних мереж 6 кВ.

2.4. Електропостачання дільниці при пологому і похилому заляганні пластів

Схеми електропостачання видобувних дільниць дуже різноманітні. Вони залежать від гірничо-геологічних і технологічних чинників, прийнятого виду механізації виймання вугілля в очисних вибоях, способу транспортування корисних копалин та ін.

Рис. 2.3. Схеми відокремленого живлення підземних споживачів:

а - від триобмоткових трансформаторів;

б - від розділових трансформаторів, що встановлені в ЦПП.

Електроприймачі дільниць підключаються до дільничних стаціонарних або пересувних трансформаторних підстанцій. Застосування ПДПП дозволило реалізувати схему «глибокого вводу» в підземних виробках, тобто наблизити високу напругу до центрів навантажень, що поліпшило якість електричної енергії, скоротило витрату кабельної продукції, зменшило втрату електроенергії.

Комутаційні апарати (автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, пускові агрегати і магнітні станції керування), що виконують функції керування і захисту, комплектуються в низьковольтні розподільні пункти, які залежно від прийнятої на дільниці напруги позначають РПП-0,38, РПП-0,66 або РПП-1,14 кВ.

Не дивлячись на велику різноманітність умов, що впливають на структуру схеми електропостачання видобувних дільниць на пологих і похилих пластах, проте основні принципи їх побудови є загальними. Розроблені типові схеми електропостачання дільниць стосовно прогресивних технологічних схем розробки пластів і вживаних засобів механізації.

На рис. 2.4 наведено характерні варіанти схем електропостачання дільниць від ЦПП залежно від кількості і потужності споживачів, а також наявності або відсутності підготовчих робіт для умов пологого залягання пластів.

При розрахунковій потужності електроприймачів, що не перевищує 630 кВ∙А можливі схеми, зображені на рис. 2.4 а,б, в. Проте при панельному способі підготовки шахтного поля і відпрацьовуванні стовпів зворотнім ходом очисні роботи ведуться територіально окремо від підготовчих. І, крім того, впровадження потужних механізованих комплексів примусило розділити електропостачання очисних і підготовчих вибоїв (рис. 2.4, а).

При відпрацьовуванні стовпів на пологих і похилих пластах електроприймачі лави можуть отримувати живлення від однієї або двох ПДПП (рис. 2.4, г). Пересувні підстанції (до трьох), призначені для електропостачання однієї дільниці, можуть одержувати живлення транзитом по одному броньованому або напівгнучкому кабелю від комірки ЦПП або РПП-6, що має дистанційне керування. Магістральні лінії від ПДПП до низьковольтних пересувних розподільних пунктів РПП-0,66(1,14) виконуються напівгнучкими або броньованими кабелями перерізом 95…120 мм². В окремих випадках приймаються навіть два кабелі перерізом по 120 мм². Довжина магістральних кабельних ліній залежить від кроку переміщення ПДПП. При розташуванні устаткування на транспортному штреку і в лаві (пологе залягання пластів) ПДПП і РПП-0,66(1,14) кВ також розміщують в транспортному штреку так, щоб вони не заважали транспортуванню вантажів, проходу людей і були доступні для огляду і оперативного обслуговування. При перерізі конвеєрних виробок 8…9 м² і кутах падіння пластів до 6⁰ (при відпрацьовуванні за падінням або за підйомом) доцільно розміщувати ПДПП і РПП (енергопотяг) над перевантажувачем або конвеєром на спеціальних конструкціях. У таких випадках пересування РПП лави і підстанції виконується одночасно. Якщо підстанція використовується як напівстаціонарна вона випереджає або відстає від вибою на відстань 250…300 м і розміщується на розширенні штреку, в ніші або на спеціально влаштованих роз’їздах, якщо виробки мають рейкові шляхи. У виробках з конвеєрним транспортуванням корисних копалин ПДПП може встановлюватися як над конвеєром, так і в ніші. Місце установлення ПДПП повинне бути освітлене від мережі освітлення прилеглої виробки або від освітлювального трансформатора ПДПП.

Рис. 2.4. Варіанти схем електропостачання на пологих та похилих пластах:

а – електропостачання без підготовчих робіт; б – те ж, з живленням підготовчих робіт від РП лави; в – теж, з безпосереднім живленням підготовчих робіт від ПДПП; г – електропостачання видобувних робіт з використанням потужного комплексу; д – живлення споживачів дільниці напругою 1140 та 660 В від триобмоткового трансформатора; е – живлення підготовчого вибою безпосередньо від ПДПП; ж – живлення споживачів видобувної дільниці від “енергопотягу”; РПЛ – розподільний пункт лави; РПП – розподільний пункт підготовчих робіт.

Рис.2.5. Варіанти схем електропостачання дільниць через свердловини:

а – електропостачання лави без підготовчих робіт; б – теж, з живленням підготовчих робіт від РПЛ; в – живлення збірного штреку і лави; г – електропостачання очистих і підготовчих робіт окремими кабелями; д – живлення через свердловину підземної ПДПП з первинною напругою 6кВ; РПЛ – розподільний пункт лави; РПП – розподільний пункт підготовчих робіт; РПШ – розподільний пункт штреку (збірного).

Аналогічно при живлені через свердловини при напрузі до 1200 В використовують різні варіанти схем електропостачання ( рис.2.5)

При розробці довгими стовпами із застосуванням механізованого комплексу (рис. 2.6) від пересувної дільничної напівстаціонарної підстанції ТСВП-250/6 кабелями ЕВТ електроенергія підводиться до РПП-0,66, розташованому на конвеєрному штреку. Електроприводи машин і механізмів очисного вибою і конвеєрного штреку за допомогою гнучких кабелів марки КГЕШ підмикнуті до РПП-0,66. Приводи дільничних стрічкових конвеєрівживляться від окремої підстанції, розташованої на конвеєрному штреку, або на сполученні штреку з бремсбергом або ухилом.

При похилому заляганні пластів електропостачання очисних вибоїв в порівнянні з пологими пластами відрізняється тим, що на вентиляційному штреку необхідно розміщувати запобіжну лебідку для утримання комбайна і лебідку кабелепідбірника. Тому за таких умов електроустаткування розташовують на конвеєрному і вентиляційному штреках.

Рис. 2.6. Схема електропостачання очисного вибою на пологому пласті

В цьому випадку можливі три варіанти побудови схем електропостачання:

– від однієї підстанції, розташованої на транспортному (конвеєрному) штреку. При такому варіанті основний РПП-0,66(1,14) розміщують на вентиляційному штреку. Електроживлення його здійснюється по кабелю, прокладеному по лаві. Від основного РПП-0,66(1,14) одержують живлення електродвигуни комбайна, підтримуючої лебідки, кабелепідбірника, маслостанції, насоса зрошування, іноді верхнього привода вибійного конвеєра. Електродвигуни приводів конвеєра, перевантажувача, лебідки пересувника одержують живлення від РПП-0,66(1,14), розташованого на транспортному штреку;

– від однієї ПДПП, розташованої на вентиляційному штреку. Тут основний РПП-0,66(1,14) одержує живлення безпосередньо від ПДПП, а розподільний пункт транспортного штреку – по кабелю, прокладеному по лаві;

– від двох ПДПП одна з яких розміщена на конвеєрному штреку, інша – на вентиляційному. При такому варіанті схеми підстанція вентиляційного штреку може використовуватися як напівстаціонарна або перемішуватися разом з РПП-0,66(1,14) вслід за посуванням вибою. Підстанція конвеєрного штреку звичайно використовується як напівстаціонарна (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема електропостачання очисного вибою з механізованим комплексом на похилому пласті

При відпрацьовуванні пластів спареними лавами схема електропостачання декілька ускладнюється. Пересувні підстанції і РПП-0,66(1,14) верхньої і нижньої лави розташовують над конвеєром збірного штреку (рис. 2.8). Якщо переріз конвеєрної виробки недостатньо для такого розташування, для них споруджують спеціальні ніші або ПДПП і РПП-0,66(1,14) нижньої лави розташовують на бортовому конвеєрному штреку.

При розробці пологих і похилих пластів, небезпечних за раптовими викидами до схем електропостачання очисних і підготовчих робіт пред'являються підвищені вимоги. Раптові викиди вугілля і газу можуть спричинити пошкодження електроустаткування і кабелів, що знаходяться в зоні

викиду, а також привести до появи відкритого іскріння, здатного ініціювати вибух метано-повітряної суміші. Тому застосування електричної енергії у вибоях очисних і підготовчих виробок у таких випадках допускається згідно з вимогами ПБ лише при дотриманні таких умов:

–

Рис. 7.8. Схема електропостачаннядільниці при розробціспареними лавами:

1 – комбайн; 2 – вибійнийконвеєр; 3 – установка для нагнітання води в пласт; 4 – гідропересувник; 5 – насосна установка; 6 – електросвердло.

забороняється застосування маслонаповненого електроустаткування;

– використання тільки КРП з БРВ і короткозамикачами;

– автоматичний контроль стану ізоляції в мережі напругою 6 кВ і автоматичне зняття напруги при зниженні опору ізоляції до 120 кОм при однофазному витоку та 360 кОм при трифазному;

– для вмикання дільничних трансформаторних підстанцій повинні застосовуватися КРП з дистанційним керуванням, що забезпечуює можливість вимкнення ПДПП з місця її установлення і захист від втрати керованості;

– вимкнення ПДПП і РПП-6 без витримки часу;

– у схемах електропостачання вибійних машин і комплексів повинне передбачатися аварійне вимикання РПП-0,66(1,14) дільниці з пульта керування вибійною машиною;

– для живлення пересувних електроприймачів повинні застосовуватися гнучкі екрановані кабелі підвищеної міцності. У лавах, які відпрацьовуються за простяганням, кабелі не повинні мати щалок і заводських з'єднувачів;

– у лавах, які відпрацьовуються за простяганням, кабелі повинні підбиратися за допомогою кабелепідбірників або інших аналогічних пристроїв;

– автоматичний контроль вмісту метану в рудниковій атмосфері дільниці і автоматичне зняття напруги з електричної мережі при перевищенні концентрації метану понад встановлених значень;

– ємність кабельних ліній напругою 0,66(1,14) кВ, приєднаних до одного трансформатора не повинна перевищувати 1 мкФ на фазу.

При розміщенні електроустаткування і кабельних ліній у вентиляційних виробках з вихідним струменем повітря додатково до перерахованих вимог необхідно забезпечити живлення дільничних підстанцій від підземної мережі 6 кВ електрично відокремленої від високовольтної мережі поверхні шахти.