13.Электроснабжение карьера.

Электроснабжение карьеров имеет ряд особенностей, обусловленных технологией ведения горных работ и специфическими условиями эксплуатации электрооборудования и электрических сетей. К ним относятся: работа на открытом воздухе, значительная площадь, большая глубина и уступная форма разработок, рассредоточенность оборудования по всей ширине и глубине разработок, систематическое перемещение фронта горных работ, широкое ведение горных работ, применение мощных электрифицированных горных машин, сезонность нагрузки, связанная с системой отработки уступов способом гидромеханизации.

Электрооборудование и сети на карьерах круглый год работаю на открытом воздухе, и подвергаются воздействию атмосферных осадков, резких колебаний температуры окружающей среды, запыленности, содержащимися в воздухе парами химических реагентов.

Рассредоточение горных машин и механизмов по всему фронту горных работ (как по площади, так и по глубине) усложняет систему распределительных электрических сетей. Для подвода электроэнергии к экскаваторам и другим горным машинам сооружают разветвленные воздушные и кабельные линии, подстанции и приключательные пункты.

Трассы воздушных и кабельных линий могут проходить в продольном, поперечном направлениях отрабатываемых уступов. Размещение линий на уступах усложняет их эксплуатацию (ремонт, монтаж и демонтаж при передвижке, переноске), так как их состояние на одном уступе зависит от характера работы на смежных уступах.

Передвижные подстанции и приключательные пункты, а также электрооборудование экскаваторов и других горных машин должны надежно работать в условиях тряски, толчков и вибрации, обладать повышенной механической и электрической прочностью, быть устойчивыми к частым передвижкам, взрывной волне и ударам комьев породы, иметь достаточно надежные уплотнения против пыли и влаги. Приключательные пункты предназначены для подключения экскаваторов, электроприемников к ВЛ-6 кВ.

В продольных схемах распределительных сетей радиальные и воздушные магистральные линии могут быть сооружены по трассам, проложенным по поверхности карьера, а также по рабочим уступам и предохранительным бермам вдоль фронта работ. К этим воздушным линиям подключаются приключательные пункты типа ЯКНО-6 экскаваторов и других установок. Её устанавливают в ответвительных и магистральных сетях питания карьера, в местах присоединения к внутрикарьерным воздушным линиям электропередачи напряжением до 10 кВ.

В проекте для наружных установок и в качестве приключательных пунктов принята ЯКНО – 6Э. Ячейка одиночная ЯКНО – 6Э, предназначенная для подключения и защиты электрооборудования карьерных экскаваторов. Ее устанавливают в ответственных и магистральных сетях питания карьера, в местах присоединения к внутрикарьерным воздушным линиям электропередачи напряжения до 10 кВ. ячейка рассчитана на работу в условиях предельных температур воздуха от –45 до +50º С на высоте над уровнем моря не более 1000м.

Для питания буровых станков и светильников в карьере используют передвижные подстанции напряжением 6/0,4кВ (ПКТП). ПКТП изготовляют открытыми и закрытыми с воздушным и кабельным вводами.

Стальной корпус ПКТП – 6,0/0,69 – 0,4 разделен на три части: камеру трансформатора, шкаф высоковольтного оборудования и шкаф низковольтного оборудования. Для перемещения по территории карьера ПКТП монтируют на металлических полозьях.

В карьере на временных ВЛ и на отвале применяют деревянные опоры с железобетонными стульями. Опоры изготовляют составными из сосновых бревен в сочетании с железобетонными стульями. Их соединение выполняется припасовкой и установкой бандажей.

13.1 Расчет линии электропередач карьерных электросетей.

В карьерах и на отвале на временных воздушных линиях применяются деревянные опоры с железобетонными стульями. Опоры изготавляют составными в сочетании с железобетонными стульями. Их соединение выполняется припасовкой и установкой бандажей.

Расчетный ток нагрузки на максимально загруженной ЛЭП I_р.max, А, определяется по формуле:

где - расчетный ток экскаватора, А;

n_экс – количество экскаваторов на фидере;

- коэффициент спроса экскаватора;

– расчетный ток бурового станка, А;

n_бур – количество буровых станков на фидере;

– коэффициент спроса бурового станка.

Расчетный ток экскаватора , А, определяется по формуле:

где P_дв – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U – напряжение, В;

cosφ – коэффициент мощности;

η_дв – КПД двигателя.

Расчетный ток бурового станка , А, определяется по формуле:

где S – мощность подстанции, кВ∙А.

По условиям механической прочности на воздушных линиях в карьерах и на отвалах минимальное сечение проводов должно быть не менее следующих значений: провода напряжением свыше 1000В – А и АН не менее 35 мм² и АС и АЖ не менее 25 мм². Согласно длительно-допустимого тока нагрузки на воздушных линиях в карьере и на отвале принят провод марки АС-25, токовой нагрузкой 130А.

13.2 Расчет линий выполненных гибким кабелем.

Расчетный ток, протекающий по кабелю экскаватора , А, определяется по формуле:

где P_дв – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U – напряжение, В;

cosφ – коэффициент мощности;

η_дв – КПД двигателя.

На основании расчетного тока нагрузки для экскаватора ЭКГ-5А принят кабель КГЭ 3×16+1×6+1×6.

Проверка кабеля по потере напряжения (потеря напряжения не должна превышать 5%) ∆U, %, определяется по формуле:

где I_р – расчетный ток экскаватора, А;

L – длина кабеля, м;

γ - удельная проводимость жил кабеля, м/Ом∙мм²;

F – сечение одной жилы кабеля, мм²;

U_ном – номинальное напряжение экскаватора, В.

Расчетный ток, протекающий по кабелю бурового станка , А, определяется по формуле:

где К_загр – коэффициент загрузки.

На основании расчетного тока нагрузки для бурового станка 2СБШ-200-32 принято 2 кабеля КГ 3×70+1×25+1×10.

Проверка кабеля по потере напряжения (потеря напряжения не должна превышать 5%) ∆U, %, определяется по формуле:

13.3 Освещение карьера.

При правильно организованном электрическом освещении возрастает производительность труда и повышается качество выполняемых работ; улучшаются условия труда (уменьшается зрительная и общая утомляемость); сокращаются аварии и травматизм, повышается безопасность передвижения людей и всех видов транспорта в карьере.

Кроме того, нормальное освещение создает хорошую обозреваемость всей территории карьера, отдельных забоев, отвалов и промплощадки технологического комплекса.

При устройстве электрического освещения на карьерах необходимо учитывать:

1. Большие открытые пространства;

2. Особенности погоды (дождь, снег, испарение в забоях в зимнее время);

3. Большую запыленность воздуха на освещенном участке.

Согласно правилам технической эксплуатации, при работе в ночное время на территории карьера должны быть освещены места работы машин и механизмов, электроподстанции и распределительные пункты, лестничные спуски и пути хождения людей, отвалы и вся территория в районе ведения работ. На поверхности карьера электрическое освещение должно быть во всех помещениях цехов, служб и других объектов.

При расчете электрического освещения необходимо исходить из норм освещенности, установленных Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.

В данном проекте, для обеспечения безопасности работ, в ночное время норма освещенности для карьера принята 3люкс.

13.4 Расчет освещенности карьера.

Суммарный световой поток для освещения карьера ∑Ф, лм, определяется по формуле:

где Е_н - норма освещенности, лм;

S – площадь карьера, м²;

K_з- коэффициент запаса, учитывающий потери света от загрязнения отражателя и защитного стекла и лампы;

K_п - коэффициент, учитывающий потери света в зависимости от конфигураций освещенной площади;

Для освещения карьера приняты светильники ОУКсН с лампами дугоксеноновыми типа ДКсТ-50000, мощностью 50кВт.

Количество светильников марки ДКсТ-50000 N_св, шт., определяется по формуле:

где Ф_л – световой поток лампы, лм;

η_пр – КПД светильника.

Зона освещенности по глубине Н_осв, м, определяется по формуле:

Расстояние между светильниками А, м, определяется по формуле: