2.2 Энергоснабжение

2.2.1 Определение нагрузок и выбор мощности участковой электроподстанции

Схема электроснабжения составлена исходя из наличия требуемого

оборудования для механизации очистных работ на участке.

На основе данных о принятых в схеме энергоснабжения потребителях

составляем таблицу силовой и осветительной нагрузки.

Таблица 28

Потребители силовой и осветительной нагрузки

┌───────────────────┬─────────────┬───────┬─────────┬─────────┐

│ │ │Коли- │ │Общая │

│ │ Тип │чество │ │установ- │

│ Потребители │электродви- │элект- │Мощность,│ленная │

│ │гателя │родви- │ │мощность,│

│ │ │гателей│ кВт │ кВт │

├───────────────────┼─────────────┼───────┼─────────┼─────────┤

│Комбайн 4пп-2м │ЭДКО - ФВ/110│ 2 │ 110 │ 220 │

│Конвейер │ЭДКО - ФВ/110│ 2 │ 110 │ 220 │

│Маслостанция СНТ-32│ВАО - 82 - 4 │ 2 │ 55 │ 110 │

│НУМС - 200 │ВАО - 72 - 2 │ 1 │ 32 │ 32 │

│Буровая установка │специальный │ │ │ │

│ЭБГП │двигатель │ 1 │ 2.5 │ 2.5 │

│Насос ЦНС 60 - 250 │КО - 51 - 4 │ 1 │ 32 │ 32 │

│Освещение АП - 4 │ │ 1 │ 4 │ 4 │

│ Руст. │ │ │ │620.5 │

└───────────────────┴─────────────┴───────┴─────────┴─────────┘

Мощность шахтных подстанций определяем методом коэффициента спро-

са.

Коэффициент спроса находим по формуле:

kн х Рном.конв.

kс = 0.4 + 0.6 ------------------

Руст.

где kн = 1 - коэффициент использования мощностей электродвигателей;

Рном.конв. - суммарная мощность электродвигателей конвейера

220

kс = 0.4 + 0.6 ------- = 0.59

620.5

Расчетную мощность трансформатора подстанции определяем по формуле:

kс х Руст. 0.59 х 620.5

Стр. = ------------ = ------------ = 610.2 кВт

cos 0.6

К установке принимается передвижная трансформаторная подстанция с

номинальной мощностью 630 кВт типа ТСВП - 630/6 - 0.69.

2.2.2 Выбор и расчет комбайнового и магистрального кабеля

Сечение высоковольтного кабеля питающего участковую трансформа-

торную подстанцию определяется по току нагрузки подстанции и проверя-

ется по мощности тока, термической стойкости к токам короткого замыка-

ния и потере напряжения.

Ток нагрузки высоковольтного кабеля, питающего подстанцию ТСВП -

630/6 - 0.69 определяется по формуле:

Iвн = 1.1 х Iтвн;

Sт.ном. 630

Iтвн = ----------- = --------- = 60.6 А

3 х Uном 1.73 х 6

Iвн = 1.1 х 60.6 = 66.7 А

Принимаем кабель марки ЭВТ - 6000.

Для кабеля этого типа находим допустимую температуру нагрева жил.

При напряжении 6 кВ она равна 65 С. Для нормируемой температуры жил -

65 С температура окружающей среды - 30 С. Находим температурный коэф-

фициент.

t = 0.97

I'вн = 66.7/0.97 = 70.9 А

По допустимым токовым нагрузкам для кабеля ЭВТ - 6000 по расчет-

ному току I'вн = 70.9 А выбираем стандартное сечение кабеля.

Sном. = 25 мм2

Выбранное по нагреву сечение жил кабеля допускает нагрузку Iнагр.

= 90 А. Для полученного сечения кабеля проверка на термическую стой-

кость не требутся.

Таким образом окончательно принимаем кабель ЭВТ - 6000 - 3 х 25 с

номинальным сечением жилы 25 мм2 и длительно допустимым током нагрузки

90 А. Для этого типа кабеля допустимые токи нагрузки должны быть сни-

жены на 10% по сравнению с табличными, поэтому допустимый ток нагрузки

составит 81 А.

Сечение магистрального (фидерного) кабеля от передвижной транс-

форматорной подстанции (ПУПП) до распределительного пункта низкого

напряжения (РПП-н.н) выбираем из условия:

Iдл. > Iср.,

где Iдл. - длительно допустимый ток кабеля по нагреву, Iдл. = 274 А;

Iср. - фактический ток нагрузки магистрального кабеля,А;

Кс х Руст.

Iср. = ---------------;

3 Uном х cos

0.6 х 620.5 х 1000

Iср. = ------------------- = 532.5 А

1.74 х 660 х 0.6

Для магистрали принимаем два параллельно проложенных кабеля типа

СБН 3 х 70, расчитанных на длительно-допустимую токовую нагрузку 274А.

Так как у нас два кабеля, то 2 Iсп > Iср

2 х 274 > 532.5 А

548 > 532.5 А условие выполняется.

3.14.3 Расчет и выбор кабельной сети низкого напряжения

Сечение гибкого кабеля для питания конвейероструга выбираем из

условия:

Iсп > 2Iн

Принимаем кабель КГЭШ - 3 х 70 + 1 х 10 + 3 х 4 сечением 70 мм2,

расчитанный на номинальную длительно-допустимую токовую нагрузку Iсп =

320 А.

Iн - номинальный ток электродвигателя;

320 > 260

Напряжение на зажимах электродвигателя конвейероструга в расчете

перегрузки определяем по формуле:

Uном. - Uпр.

Uдв.п. ф. = --------------------------------------------------

nдв. х Iдв. х Bn

1+3 ------------------ (Rn х cos - Xn х sin)

Uном.

где Uпр. - потери напряжения в сети от работающих двигателей при но-

минальном напряжении в элементах сети через которые

подключены двигатели конвейерструга, В;

Bn - кратность максимального момента к номинальному, Bn=2,25;

nдв. - количество двигателей на конвейероструге;

Iдв. - номинальный ток двигателя конвейероструга в часовом режи-

ме;

Un - номинальное напряжение;

cos - коэффициент мощности электродвигателя в часовом режиме,

cos = 0,87;

Rn - суммарное активное сопротивление трансформатора, фидерного

и гибкого кабеля конвейероструга, Ом

Rn = Rт + Rф + Rг = 0,0113 + 0,0325 + 0,096 = 0,14 Ом;

Хn - суммарное индуктивное сопротивление трансформатора, фидерного

и гибкого кабеля, Ом:

Хn = Хт + Хф + Хг = 0,0402 + 0,0152 + 0,021 = 0,0764 Ом

0,85

Uпр = ----- [Rпр(Rт + Хт) + Rпр(Rф + Хф)];

Uном.

3

0,85 х 10

Uпр.= -----------[294(0,0113+0,0402) + 294(0,0325+0,0152)]=40,4 В

660

660 - 40,4

Uдв.п.ф. = ----------------------------------------- = 572,8 В

2х110х2,25

1+1,74х---------- (0,14х0,87+0,0764х0,493)

660

Uдв.п.ф.

Условие ---------- > 0,85

Un

572,8

------- = 0,87

660

0,87 > 0,85 соблюдается

Напряжение на зажимах электродвигателя конвейероструга в режиме

пуска определяется по формуле:

1,05 (Un - Uпр)

Uдв.n = ---------------------------------------------------- ;

nдв. Iдв. Bn

1 + 3 -------------(Rn x cos + Хn х sin)

Uном.

1,05 х (660 - 40,4)

Uдв.n = --------------------------------------------- = 530,8 В

500

1 + 1,74 -----(0,14 х 0,42 + 0,0764 х 0,007)

660

Uдв.n 530,8

Условие -------- > 0,8; ------- = 0,804

Uном. 660

0,804 > 0,8 соблюдается.

Таким образом, фидерный и гибкий кабели с ранее выбранным сечени-

ем удовлетворяют условиям допустимой потери напряжения при пуске дви-

гателя конвейероструга.

Аналогичным образом выбираем кабели для других потребителей

и сведения о них заносим в таблицу 29.

Таблица 29

Выбор кабелей для потребителей участка

┌───────────────────────┬─────┬───────┬──────┬────────────────┬──────┐

│ │Коли-│Общая │Номи- │ │ │

│ │чест-│уста- │наль- │ Тип кабеля │Длина,│

│ П О Т Р Е Б И Т Е Л И │во │новлен-│ный │ │ м │

│ │дви- │ная мощ│ток, │ │ │

│ │гате-│ность, │ А │ │ │

│ │лей │ кВт │ │ │ │

├───────────────────────┴─────┴───────┴──────┴────────────────┴──────┤

│Комбайн 4пп-2м 2 220 260 КГЭШ 3х70+1х10+3х4 230 │

│Конвейер 2 220 260 КГЭШ 3х70+1х10+3х4 230 │

│Маслостанция СНТ-32 N 1 1 55 61 КГЭШ 3х25+1х10+3х4 15 │

│Маслостанция СНТ-32 N 2 1 55 61 КГЭШ 3х25+1х10+3х4 15 │

│Н У М С - 200 1 32 36 КГЭШ 3х25+1х10+3х4 25 │

│Ц Н С 60 - 250 1 32 36 КГЭШ 3х25+1х10+3х4 150 │

│Буровая установка ЭБГП 1 2,5 8 ШРБЭ 3х4+1х4+1х4 100 │

│Освещение АП - 4 1 4 17 КГШЭ 3х4+1х25+3х1,5 1500│

└────────────────────────────────────────────────────────────────────┘