5. Выбор рода тока и величин питающих

напряжений

При расчете мощности и основных параметров шахтного подъемника было получено следующее значение мощности Р=1200 кВт.

Если для питания электровентилятора принять сеть постоянного тока, то это приведет к увеличению массогабаритов подъемника, что приведет к увеличению стоимости станции управления, из-за наличия выпрямителя, и к увеличению потерь в нем.

Использование для питания электроводонагревателя сети с напряжением менее 220В не представляется возможным из-за больших токов. Поэтому из-за выше перечисленных причин для питания электроводонагревателя выбираем сеть 3 фазы, 380В, 50 Гц. К тому же такая сеть, обычно, является на производстве самой распространенной и доступной.

6. Выбор схемы электроснабжения с учетом категории надежности. (категория 2)

Питание шахтного подъемника согласно требованиям к питанию электропотребителей второй категории необходимо осуществлять от двух-трансформаторной цеховой подстанции.

В данном случае были выбраны два трансформатора типа ТМ-1600, мощностью S=1600 кВА, напряжением U = 10 / 0,4 кВ. При полной загрузке подстанции в нормальном режиме работают два трансформатора с коэффициентом загрузки К_з=0,7

При аварийном выходе из строя одной секции подстанции (шин, выключателей, трансформатор) вторая принимает на себя всю нагрузку и работает с коэффициентом загрузки К_з=1,4 , что допустимо на некоторое время, за которое необходимо уменьшить нагрузку на подстанцию. Если пропадает питание со стороны одного кабеля 10 кВ включается автоматический выключатель резерва (АВР).

При неполной загрузке подстанции одна секция отключается, а вторая обеспечивает работу потребителей (с целью уменьшения потерь подстанции), но при этом коэффициент загрузки работающего трансформатора не должен превышать единицы. При ее отказе нагрузка переключается на другую секцию. В режиме, когда работает один трансформатор, а второй отключен, при увеличении нагрузки выше номинала трансформатора подключается второй трансформатор и нагрузка распределяется между двумя секциями подстанции.

Линия, отходящая от шин подстанции к ВРУ длиной 16 м. защищена автоматическим выключателем (АВ1) с комбинированным расцепителем. Линия, отходящая от ВРУ к станциям управления длинной 12 м, также защищена автоматическим выключателем с комбинированным расцепителем.

7.Выбор проводов и питающих кабелей.

Для питания подъемника выбираем по допустимому длительному току кабель с поливинилхлоридной изоляцией и с алюминиевыми жилами марки АВВГ. Кабель проложен открыто на высоте 2,5м на клицах:

1. Линия от шин цеховой подстанции до ВРУ:

Выбираем кабель: АВВГ 6*(4x300), I=455A.

2. Линия от ВРУ до станции управления:

Выбираем кабель: АПВ 5(4х300), I=455A.

8. Выбор аппаратов защиты и их проверка на срабатывание по току кз и по предельной отключающей способности.

Для защиты линий от цеховой подстанции до станции управления подъемника выбираем автоматические выключатели с комбинированными расцепителями:

1. Так как Iтп = 2431 А то использую выключатель из серии ВА 50.Выбираю ВА 53 – 45 на Iном = 2500 А – номинальный ток выключателя > 2431А.

Этот выключатель работает при напряжении до 660 В переменного тока.

Он имеет повышенную коммутационную способность и полупроводниковый максимальный расцепитель.

2;3;5;7;10 – коэффициент отсечки

Приму коэффициент отсечки =10.

0,63; 0,8; 1,0 – кратность номинального тока расцепителя (Iном.р.) от номинального тока выключателя (Iном).

Я выбрал кратность = 1,0 так как если взять меньшую то расцепитель будет срабатывать при режиме максимальной нагрузки чего быть недолжно.

То есть номинальный ток расцепителя в моем случае будет равен номинальному току выключателя Iном.р. = Iном = 2500 А. При этом ток расцепителя должен быть больше расчетного тока то есть 2500 > 2431 А

Осуществим проверку принятого сечения провода на соответствие току защитного аппарата. Линия защищается от перегрузки Iдоп. ≥ Iном.р.Кз

Кз = 0,9 Iдоп. = 455 А Iном.р. = 2500 А. 455 ≥ (2500×0,9)/6 455 ≥ 375 А

Iдоп - длительно допустимый ток для кабеля АПВ.

Верхняя граница зоны селективности, действующее значение = 36 кА

Время срабатывания 0,3 сек.

2. Так как Iр = 2270 А то использую выключатель из серии ВА 50.

Выбираю ВА 53–45 на Iном = 2500 А – номинальный ток выключателя > 2270А.

Этот выключатель работает при напряжении до 660 В переменного тока.

Он имеет повышенную коммутационную способность и полупроводниковый максимальный расцепитель.

3;5;7;10;12 – коэффициент отсечки

Приму коэффициент отсечки =5.

0,63; 0,8; 1,0 – кратность номинального тока расцепителя (Iном.р.) от номинального тока выключателя (Iном).

Я выбрал кратность = 1,0 так как если взять меньшую то расцепитель будет срабатывать при режиме максимальной нагрузки чего быть недолжно.

То есть номинальный ток расцепителя в моем случае будет равен номинальному току выключателя Iном.р. = Iном = 2500 А. При этом ток расцепителя должен быть больше расчетного тока то есть 2500 > 2270 А

Осуществим проверку принятого сечения провода на соответствие току защитного аппарата. Линия защищается от перегрузки Iдоп. ≥ Iном.р.Кз

Кз = 0,9 Iдоп. = 455 А Iном.р. = 2500 А. 455 ≥ (2500×0,9)/5 455 ≥ 450 А

Iдоп - длительно допустимый ток для кабеля АПВ.

Верхняя граница зоны селективности, действующее значение = 36 кА

Время срабатывания 0,1 сек.

В цеховых сетях напряжение 380В с глухозаземленной нейтралью могут возникать одно-, двух- и трехфазные короткие замыкания. Защитные аппараты проверяют на отключение по наибольшему и наименьшему значению однофазного и трехфазного токов КЗ.

При расчете тока КЗ учитывают сопротивление линии 380В, сопротивление контактов аппаратов и низковольтной стороны трансформатора. При этом напряжение на высокой стороне считают неизменным в течение всего времени протекания токов КЗ.

Согласно ПУЭ в электрических установках до 1000В с глухозаземленной нейтралью для обеспечения быстрого автоматического отключения аварийного участка сети ток КЗ на корпус или на нулевой провод должен превышать в три раза и более номинальный ток расцепителя АВ.

Согласно ПУЭ однофазный ток КЗ вычисляется

U = 220 В так как однофазное короткое замыкание на землю.

l1 = 16 м r01 = 0,179 Ом/км x01 = 0,07 Ом/км r1 = 0,179·0,016 = 0,0028 Ом

x1 = 0,07·0,016 = 0,0011 Ом

Так как на этом участке 8 кабелей, то сопротивления уменьшаются в восемь раз: r1 = 0,00269 Ом x1 = 0,00105 Ом

l2 = 20 м r02 = 0,220 Ом/км x02 = 0,07 Ом/км r2 = 0,220·0,02 = 0,0044 Ом

x2 = 0,07·0,02 = 0,0014 Ом

l3 = 10 м r03 = 0,220 Ом/км x03 = 0,07 Ом/км r3 = 0,220·0,01 = 0,0022 Ом

x3 = 0,07·0,01 = 0,0007 Ом

Значения x0 r0 выбраны в зависимости от сечения проводов .

Так как подъемник является потребителем второй категории и требует надежной защиты, то на его РП больше ничего не подключено.

Для трансформатора ТМ 1600 10/0,4 Zтр = 0,13 Ом, тогда

Теперь можно осуществить проверку защиты. Защита выполнена автоматическими выключателями ВА 53 – 45 на Iном = 2500 А с номинальным током расцепителя Iном.р. = 2500 А и током отсечки при постоянном токе равным 2500 А.

Iср.защ.>Iкз Iср.защ = 2500 А 2500 < 3577 А токовая отсечка обеспечивает отключение тока короткого замыкания.

Здесь же произведем проверку выбранного кабеля:

Для кабеля АПВ 6(4×300)

По нагреву Iр ≤ Кс.н · Iдоп. 2431 ≤ 1· 2500 А

Iр – рабочий ток линии

Кс.н – поправочный коэффициент по условию прокладки проводников = 1 для нормальной почвы и песка влажностью 7 – 9 % и песчано глинистой почвы влажностью 12 – 14 %.

Iдоп – длительно допустимый ток линии

По условию соответствия выбранному защитному устройству:

Кс.н · Iдоп. ≥ Кз · Iзащ. 1·455 ≥ (0,9·4000)/6 А 455 ≥ 375 А

Iзащ – ток срабатывания расцепителя защитного устройства

Для кабеля АПВ 5(4×300)

По нагреву Iр ≤ Кс.н · Iдоп. 455 ≤ 1· 450 А

Iр – рабочий ток линии

Кс.н – поправочный коэффициент по условию прокладки проводников = 1 для нормальной почвы и песка влажностью 7 – 9 % и песчано глинистой почвы влажностью 12 – 14 %.