
книги из ГПНТБ / Соколов В.И. Электроснабжение промышленных предприятий и строительств [учеб. пособие]
.pdfпредъявляются повышенные требования по надежности. Значи тельная часть электропотребителей шахт относится к I кат гории. Это электроустановки, составляющие технологическую бронь: котельная, главный подъем, главный вентилятор,осве щение, а также водоотлив. При прекращении электропитания газоносных шахт предусматривается немедленный вывод рабо чих.
Место работы в лаве изменяется по мере •прохождени забоя. Поэтому электроприемники постепенно перемещаются и для их питания требуются передвижные электрические сети.
Часть электроприемников, втом числе водоотлив и вентилято ры, не меняют места расположения.
Карьеры открытой добычи угля, руды и строительных материалов относятся к электропотреб телям 2 категории. Суммарные установленные мощности откр тых разработок достигают 25-35 Мвт. Удельный раоход элек троэнергии для добычи угля в карьерах составляет 5-10 кв ч/т.. Мощность наиболее крупных электроприемников - роторны экскаваторов, драглайнов, а также драг для добычи редких таллов доходит до 7-10 Мвт. Подключение их к электросети осуществляется с помощью гибких кабелей 6 кв. Экскаваторы работают в режиме повторно-кратковременной нагрузки.
Горнообогатительные к о м б и наты имеют различные по мощности .электроприемники, обеспечивающие обогащение, агломерацию и окомкование руд. Так, электроприводы флотационных машин и вакуум-насосов имеют установленную мощность 1-1,5 квт, а мальниц и экс устеров - до 2000-2600 квт. Суммарная установленная мощ ность горнообогатительцых комбинатов очень велика - дост гает 100-500 Мвт, номинальное напряжение электроприемников 380 в, 660 в, 6 и 10 кв. Широкое применение имеют синхрон ные двигателе. Технологический процесс ГОК-ов ~ установив шийся, расположение'механизмов - постоянное.
§ -6-2. -Электрические сети шахт
Система электроснабжения угольных шахт, рудников и других предприятий горной промышленности строится в пол
ТосП
I
соответствии с "Правилами устройства влектроусгановок" 1.5. Основные положения по организации электроснабжения потреби телей по устройству линий и подстанций и их расчету изложе ны выше - в главах 1-4. Поэтому в настоящем параграфе рас сматриваются лишь особенности шахтных электросетей.
Ввиду большого количества приемников I категории для i электроснабжения каждой шахты предусматриваются две линии электропередачи независимо от их напряжения и мощности.Схе ма электрических соединений подстанций соответствуют §2-3. Главные понижающие подстанции шахт имеют первичное напряже ние 220, НО или 35 кв и вторичное напряжение 6-10 кв. С шин ГПП на напряжении.6-10 кв получают электроэнергию ТП участков и цехов и трансформируют на напряжении 220/380 •
• | или660в.
•На рис. 41 показана схема электроснабжения одной из шахт от двухценной линии НО кв электросистемы. К ответвле ниям от ЛЗП НО кв подключаются трансформаторы НО/6 кв че+ рез отделитель 0 с короткозамыкателем К (см,пояснения к рис. 17,6 § 2гЗ). На вторичном напряжении ГПП - одиночная
секционированная система шин 6 кв, от которой получают пита ние ТД и электродвигатели б кв по радиальным и магистраль ным схемам (как на рис. 6, 7, 8 § 1-5). Вся силовая сеть 6
и 0,4 кв поверхности выполняется кабелями и лишь к удалеявыи ным вентиляционным установкам подводятся воздушные линии.
Количество понижающих трансформаторов наГПП и на участковых ТП, питающих потребителей I категории, должно быть не меньше двух. Все трансформаторы должны находиться в работе* При выходе ив строя одного из них, оставшиеся в работе должны обеспечить всех потребителей 1-2 категории с допуатимой перегрузкой на 40}Й.
Освещение на поверхности шахт осуществляется на на пряжении 220 в, а под землей - на напряжении 127 в. В сы рых местах, если есть опасность пораженил людей электричес ким током, применяется напряжение 36 и 12 в, и для ручных светильников - 12 в.
Центральная подзоная п о д с т *
.а н ц и я (ЦПП) подключается к шинам вторичного напряже-
ш
ДЬК Л/ет.люг- подъем |
сорная |
Рис. 41.
Схема электроснабжения угольной шахты
102
ния ГПП через 2 или 3 кабельных линий о сечениеы жил каб ля до 120 мы2 (рис. 42). Большее сечение кабеля в шахтах рекомендуется применять из-за трудностей монтажа и эксплуагтации. Если один кабель 120 мм при ремонте второго не обе печивает всех нагрузок, предусматривается третий кабель — резервный.
• При неглубоком залегании пластов (до 100 м при UH -. 380 в и до 200 м при I Iн = 660 в) питание подземных электроприемников осуществляется от участкбвых трансформа торных подстанций, расположенных на поверхности над данным электропотребителем. При этом кабели прокладывают по специ альной скважине или по имеющимся вентиляционным шурфам (ри 43). Расрмотрим обе схемы питания подземных электроприемни ков.
От центральной подземной подстанции (рис.,42) идут кабели 6-10 квк участковым п о д с т а н ц и - я м (УТП), располагаемым подземно . в центре нагрузок очи
стных работ. По мере продвижения выработок перемещаются и участковые подстанции в новые-камеры., От участковых подстан ций по кабелям 380-660 в осуществляется передача энергии в передвижные распределительные пункты, максимальное удаление которых от УТП составляет 350-500 м. Если удаление превыша ет 500 м, то УТП перемещается ближе к месту работы.
От распределительных пунктов кабели идут непосредст венно к токоприемникам, к осветительным трансформаторам 220/12 в. Разветвление электрической сети от магистрали производится с помощью распределительных коробок и фидерных автоматов. На рис. 42 показаны тройниковые распределитель ные коробки и взрывозащизенные фидерные автоматы шахтного исполнения, условное обозначение которых отличается от обыч ного обозначения автоматов.
Б схемах электроснабжения пахт с поверхностным распо ложением ТП (рис. 43) подземная распределительная сеть вы сокого напряжения отсутствует и все подземные электропотреб тели работают на низком напряжении 380-660 в. Исключение могут составить лишь крупные околоствольные токоприемники,
103
От ГПП |
От ГПП I |
*-*>/4за-<1*ежё ЗВО-беоК Перяною
1L— схВаою/MQ
РезерВнпя цепь пит
В за£ои {
Рис. УЗ. Подземная распределительная |
сеть |
шегх/пы при расположении участковых |
под |
станции на поверхности. |
|
например, насосы водоотлива, которые могут получить напряже ние 6 кв по кабелям, проложенным от ГШ по шахтномуство Распределительные щиты 380-660 в, установленные в забое пе редвигаются по мере продвижения влаве. Если расстояние от наземного УТП до распредщитв превысит 500-700 м, УТП перем щается к новой окважине.
§ 6-3. Электрические сети карьеров
Схема внешнего электроснабжения карьеров от энергоси темы, местной электростанции строится в соответствии с при ципами, изложенными в § 1-4. Показанная на рис. 41 схема НО кв ГПП шахты является типовой схемой и для ГПП карь Внутренняя сеть карьера имеет свои особенности.
В зависимости от площади и глубины карьера, числа и мощности горных машин, количества одновременно отрабатывае мых уступов распределение электроэнергии в карьере произво дится по следующим схемам:
1. Продольная |
кольцевая маги |
стральная схема |
(рис» 44, а). Магистральные |
воздушные линии, образующие несколько колец - по числу ур нейразработки, строятся вдоль бортов карьера, т.е. вдоль фронта работ на нескольких горизонтах., В любой точке каж магистрали может быть подключен распределительный пункт (Р или приключательный пункт (ГШ) 6-10 кв. Обычноприменяется напряжение 6 кв, т.к. мощности основных электроприводов в открытых горных разработках соответствуют этому напряжению. К РП и ПП подключаются электропривода 6 кв и ТП 6/0,38/0,66 кв. Такая схема находит применение в карьерах, ведущих раз работку вглубь и малоизменяющих свою площадь,
2. Поперечная |
кольцевая м'аги- |
игральная схема |
(рис. 44, б) требует созда |
ния одной кольцевой магистрали по максимальному периметру карьера с перспективной расширения площади карьера на нес колько лет. Внутрь кольца идут отпаечные линии к РП и ПП 6 кв. По мере перемещения фронта работ вширь длина отпае
линий |
сокращается, а РП и ПП - перемещаютря ближе к магист |
рали. |
" 105 |
8. Комбинированна и схема приме няется яа самых крупных и глубоких карьерах с многоусгупн выемкой полезного иелопаемого и породы на нескольких гор зонтах одновременно. В таких карьерах продольная схема тр бует слитком большого числа кольцевых магистралей на ра ном уровне', а поперечная схема неудобна из-за пересечения отпаечными линиями большого количества горизонтов добычи, откаточных путей и мест буровзрывных работ, требующих час того отключения линий. Поэтому находит применение схема радиальными линиями б кв, идущими от ГПП к распредустройствам типа КРУ передвижного или стационарного исполнения, рас положенным на всех горизонтах карьера. От шин КРУ по бермам карьера разводятся линии 6 кв, временные. К этим линиям че рез приключательные пункты подключаются экскаваторы, через РП - траноформатоные пункты 6/0,4-0,69 кв и высоковольтные двигатели.
Рис. 44
. Схема электроснабжения карьеров: а - продольная, б - поперечная. •
/Об
§6-4. Электроснабжение электровозного транспорта!
•в шахтах и'карьерах
Электрификация железнодорожного транспорта горных предприятий осуществляется в основном на постоянном токе, а в самых глубоких карьерах - на переменном токе. Для преоб разования переменного тока в постоянный применяются ртутные или кремниевые выпрямители. Схемы преобразовательных под станций с ртутными и полупроводниковыми вентилями и краткое
• их описание даны в Л - Г-', § 6-3, стр. 154-158, а более подр нов /Л.4/.
В карьерах открытой добычи большой глубины требуются мощные преобразовательные подстанции с напряжением 600,825 и 1650 в постоянного тока,на которых устанавливаются несколь ко агрегатов трансформатор - выпрямитель с номинальным то ком 1000-3000 а каждый. В шахтах применяются небольшие пре образовательные подстанции 275 в. Питание тяговых преобразо вательных подстанций осуществляется от энергосистемы с под ключением преобразовательных трансформаторов к тем же ли ниям 35-220 кв, что и ГГШ, или к шинам 6-10 кв ГПП карьера, шахты. Расположение тяговой подстанции выбирается в центре
"тяговых нагрузок в целях снижения потерь напряжения и мощ ности в контактной сети.
На рис. 45 изображена схема тяговой сети шахты, вклю чающая следующие элементы: I-тяговая преобразовательная под станция, получающая неременный ток от центральной подъемной подстанции шахты; 2-питающие тяговую сеть кабели постоянно готока, которые идут от положительного полюса подстанции I к контактной сети; 3-контактный провод, с помощью которо готок подводится к электровозам через токоприемники 4; 5-
рельсовап цепь, по которой ток от электровозов подводится к отсасывающим пунктам 6; отсасывающие линии подключаются к отрицательному полюсу 7 тпговой подстанции; 8-участковый
изолятор, разделяющий контактную сеть на секции для повыше ния её надежности и потребованиям техники безопасности; 9-участковый секционный выключатель, обеспечивающий взаим-
"107
нов резервирование секций.
Кабели 2 и 7 oi тяговой подстанции подводят постоян ный, ток на каждую секцию контактной оети, для чего обору ются питающие пункты секций, т.е. комплект коммутационного и распределительного оборудования постоянного тока.
т'ГПП
цпп
,> 2
£5 S
Рис. 45 Схема тяговой сети шахты
Контактная сеть ' для рудничных элект ровозов выполняется троллейными проводами Марки ТФ, подв шиваемыми на высоте не ниже 2 м от рельс, а в околоствол н'ом дворе - на высоте 2,2 м. Точки закрепления троллей - на расстоянии 5 м на прямых и 3 м на кривых участках. стояние от контактного провода до крепи - 20 см. Длина ции контактной сети - до 500 м. Питающие провода - одножи ные бронированные кабели сечением от'70 до 300 мм.
108
1
Как отмечено выше, рельсовый путь кроме своего пря мого назначения является еще и обратным проводом (см. 5 - на рис. 45). Сопротивление I км рельса ооставляет 0,037-0,05 см. Для снимания сопротивления на стыках„последние соединя ются медными проводниками. Рельсы не изолируются от вемли. Поэтому 50-60!$ тока с рельс ответвляется в землю и идет по пути наименьшего сопротивления на тяговую подстанцию.
Эта часть тока называется блуждающим т о к о м '. г По пути блуждающие токи 'замыкаются по трубо
проводам, броне кабелей и. т.п. Электрическое и электролити ческое действие блуждающих токов способствует быстрому раз рушению от коррозии металлических закладных частей и сооружоний. Поэтому для уменьшения их величины применяют отсасы вающие кабели 10 (рис. 45), присоединяемые к рельсам через каждые 50 м. Этим увеличивается проводимость рельсовой одпи и снижается величина блуждающих токов.
§ 6-5. Особенности электрооборудования внутренних сетей горных предприятий
Электрификация шахт и рудников подземной и открытой добычи имеет такие особенности:
- электрические сети работают во взраывоопасиой и пожароопа ной ореде по газу и пыли;
-часть горных работ ведется методом взрывов;
-повышенная опасность переженил человека электрический то ком;
-фронт работ все время перемещается.
Эти особеннооти условий электрификации предопределяют ряд специфических требований к исполнению электрических сетей и их оборудования.
Взрыво - и пожароопаоная ореда возникает' в шахтах и рудниках, содержащих от 4 до 1Л% метана, водорода, газСО или угольную пыль. Поэтому в подземных вы работках применяется специальная электроа ппвратура следующих типов:
- рудничное нормальное (РН) электрооборудование, применяемое
109