- •Глава 1
- •1.2. Развитие электропривода в горной промышленности
- •Глава 2
- •2.1. Уравнение движения электропривода
- •2.2. Приведение статических моментов
- •2.3. Приведение моментов инерции и поступательно движущихся масс
- •2.4. Продолжительность пуска и остановки электропривода
- •2.5. Статические моменты рабочих машин
- •Глава 3
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Механические характеристики двигателей постоянного тока
- •3.3. Механические характеристики трехфазных асинхронных двигателей
- •3.4. Механическая и угловая характеристики синхронных двигателей
- •Глава 4
- •4.1. Общие понятия и определения
- •4.2. Механические переходные процессы при линейной механической характеристике двигателя и постоянном статическом моменте
- •4.3. Электромагнитные переходные процессы в обмотках машин постоянного тока
- •4.4. Методы расчета переходных процессов
- •4.5. Энергетика переходных процессов в электроприводах
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Пуск двигателей постоянного тока
- •5.4. Тормозные режимы двигателей
- •5.5. Расчет пусковых и тормозных сопротивлений
- •Глава 6
- •6.3. Регулирование скорости асинхронных двигателей
- •Глава 7
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Электропривод по системе генератор — двигатель (г—д)
- •7.5. Многодвигательные системы электропривода
- •7.6. Каскадные схемы электропривода
- •7.7. Электропривод с электромагнитной муфтой скольжения
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Нагрев и охлаждение электрических двигателей
- •8.3. Режимы работы и нагрузочные диаграммы электроприводов
- •8.4. Выбор мощности электродвигателей при длительном режиме работы
- •8.5. Выбор мощности двигателя при кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы
- •Глава 9
- •9.1. Классификация аппаратуры и требования, предъявляемые к ней
- •9.2. Аппаратура ручного управления
- •9.3. Командоаппараты
- •9.4. Автоматические выключатели
- •9.5. Реле управления и защиты
- •9.6. Электромагнитные контакторы
- •9.7. Пускатели
- •Глава 10
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Основные виды электрических схем
- •10.3. Принципы автоматического управления пуском электроприводов
- •11.1. Условия эксплуатации и требования, предъявляемые к электрооборудованию
- •11.2. Основные требования, предъявляемые к электроустановкам карьеров и приисков
- •Глава 12
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Рабочие режимы электроприводов экскаваторов
- •12.4. Системы электропривода
- •12.5. Электрооборудование экскаваторов переменного тока
- •12.6. Электрооборудование одноковшовых экскаваторов постоянного тока
- •12.7. Подвод энергии к одноковшовым экскаваторам
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Рабочие режимы электроприводов и способы питания многоковшовых экскаваторов
- •13.3. Требования, предъявляемые к электроприводам и электрооборудованию многоковшовых экскаваторов
- •13.4. Электрооборудование многоковшовых экскаваторов
- •13.5. Перспективы развития электроприводов и электрооборудования
- •Глава 14
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Режимы работы и требования, предъявляемые к электроприводу и схемам управления
- •15.3. Способы питания и схемы управления электроприводами
- •15.4. Перспективы развития электропривода, электрооборудования и схем управления конвейерными установками
- •Глава 16
- •16.1. Общие сведения
- •16.3. Электропривод и схемы управления электроприводами
- •16.5. Перспективы развития электропривода и
- •17.1. Общие сведения
- •17.2. Требования, предъявляемые к электроприводу и электрооборудованию электровозов
- •17.3. Пуск, регулирование скорости и торможение тяговых двигателей
- •17.4. Способы питания и электрооборудование карьерных электровозов
- •17.5. Перспективы развития электрооборудования электровозного транспорта
- •Глава 18
- •Глава 19
- •Глава 20
- •20.1. Общие сведения
- •20.2. Электропривод и электрооборудование водоотливных установок
- •20.3. Электропривод и электрооборудование компрессорных и вентиляторных установок
- •20.4. Электропривод и электрооборудование подъемных установок
- •20.5. Электропривод и электрооборудование вспомогательных установок
- •Глава 21
- •21.1. Основные световые величины и единицы их измерения
- •21.2. Электрические источники света
- •21.3. Осветительные приборы
- •21.4. Системы электрического освещения
- •21.5. Расчет электрического освещения
- •21.6. Схемы осветительных установок. Управление освещением
- •22.1. Общие сведения
- •22.2. Схемы распределения электрической энергии на карьерах и их выбор
- •22.3. Распределение электрической энергии на дражных полигонах и при гидромеханических способах разработки
- •Глава 23
- •23.1. Общие сведения
- •23.2. Графики электрических нагрузок
- •23.3. Методы определения расчетных электрических нагрузок
- •23.4. Определение мощности и числа трансформаторов карьерных подстанций
- •Глава 24
- •24.1. Общие сведения, виды коротких замыканий
- •24.2. Процесс протекания короткого замыкания
- •24.3. Расчет токов короткого замыкания
- •24.4. Электродинамическое и термическое действие тока короткого замыкания
- •24.5. Расчет тока короткого замыкания в сети
- •25.1. Силовые трансформаторы
- •25.2. Выключатели на напряжение свыше 1000 в
- •25.3. Воздушные разъединители
- •25.4. Приводы выключателей и разъединителей
- •25.5. Отделители и короткозамыкатели
- •25.6. Шины и изоляторы
- •25.8. Реакторы
- •25.9. Плавкие предохранители на напряжение свыше 1000 в
- •25.10. Выбор электрооборудования подстанций
- •Глава 26
- •26.1. Общие сведения
- •26.2. Схемы и устройство главных понизительных подстанций
- •26.3. Карьерные распределительные пункты
- •26.4. Передвижные комплектные трансформаторные подстанции
- •26.5. Приключательные пункты
- •Глава 27
- •27.1. Общие сведения
- •27.2. Провода и кабели, применяемые для электрических сетей карьеров и приисков
- •27.3. Конструктивное выполнение воздушных и кабельных электрических сетей
- •27.4. Выбор сечения проводов и кабелей
- •Глава 28
- •28.2. Тяговые подстанции карьеров
- •28.3. Устройство контактной сети
- •28.4. Определение мощности тяговых подстанций
- •28.5. Расчет контактной сети
- •Глава 29
- •29.1. Основные сведения
- •29.2. Максимальная токовая защита электрических сетей
- •29.3. Защита силовых трансформаторов
- •29.4. Защита электрических двигателей
- •29.5. Защита от однофазных замыканий на землю
- •29.6. Регулирование напряжения в распределительных сетях
- •29.7. Основные сведения об автоматизации систем электроснабжения
- •29.8. Перенапряжения и защита от них
- •30.3. Способы защиты от поражения электрическим током
- •30.5. Устройство защитных заземлений
- •30.7. Эксплуатация и контроль заземляющих устройств
- •31.1. Общие сведения
- •31.2. Коэффициент мощности и степень компенсации реактивной мощности
- •31.3. Основные способы повышения коэффициента мощности
- •31.4. Тарификация электроэнергии
- •31.5. Удельный расход электроэнергии
- •31.6. Электровооруженность труда.
- •31.7. Основные сведения по безопасному обслуживанию электроустановок
- •31.8. Защитные средства и правила пользования ими
21.4. Системы электрического освещения
Система электрического освещения открытых горных работ определяется глубиной и площадью карьера, протяженностью транспортных коммуникаций, количеством работающих машин и механизмов.
При выборе системы освещения карьеров необходимо предусмотреть создание равномерной освещенности всех рабочих мест и основных участков работ, использование минимального количества световых приборов, их надежность и долговечность, а также транспортабельность и мобильность передвижных осветительных установок.
Устройство электрического освещения на открытых разработках необходимо выполнять- в соответствии с нормами освещенности рабочих мест, установленных Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.
Для освещения карьеров применяется, как правило, комбинированная система общего и местного освещения.
Система общего освещения предназначена для обеспечения необходимого минимального уровня освещенности на всей территории ведения горных разработок.
Система общего равномерного освещения осуществляется светильниками наружной установки, стационарными и передвижными прожекторами, осветительными устройствами с ксеноновыми лампами, которые располагаются на бортах карьера, рабочих уступах и на нерабочих площадях в карьере.
Система местного освещения применяется тогда, когда на отдельных участках карьера (места бурения, экскаваторные забои, автомобильные дороги и т. д.) требуется повышенная освещенность. Местное освещение осуществляется светильниками и прожекторами, которые устанавливаются как на самих передвижных машинах, так и на специальных опорах.
21.5. Расчет электрического освещения
Целью светотехнического расчета является выбор необходимого количества светильников, обеспечивающих требуемую освещенность. В практике проектирования освещения применяют два метода расчета: точечный метод и метод коэффициента использования светового потока. Ориентировочное определение числа светильников и общей мощности освещения производят методом удельной мощности.
Точечный метод позволяет при наличии кривой распределения силы света светильника и при заданном расстоянии до любой точки освещаемой поверхности определить освещенность в этой точке. Так, если светильник находится в точке А (рис. 21.7, а), то освещенность на горизонтальной плоскости в наиболее удаленной точке В определяется формулой:
где Iα сила света условной лампы, определяемая по кривой распределения силы света, принятого типа светильника, кд; с = Фл/1000 — коэффициент, равный отношению светового потока Фл принятой лампы к световому потоку условной лампы со световым потоком 1000 лм; k3==l,3-1,5 —коэффициент запаса, учитывающий старение лампы, загрязнение светильника, запыленность воздуха, h —высота подвеса светильника, м.
Освещенность на вертикальной плоскости определяется по формуле:
В случае недостаточной освещенности, полученной по расчету для искомой точки, необходимо сократить расстояние между светильниками или принять лампу большей мощности.
Точечный метод не учитывает светового потока, отражаемого от освещаемой поверхности, поэтому он наиболее приемлем для расчета освещения при слабом отражении рабочих поверхностей (подземные дренажные выработки, конвейерные галереи, открытые горные работы).
М е т о д к о э ф ф и ц и е н т а и с п о л ь з о в а н и я светов о г о потока учитывает освещенность, создаваемую отраженным световым потоком и применяется для расчета внутреннего освещения помещений производственных и служебных зданий.
На горизонтальную поверхность помещения падает только часть светового потока, излучаемого всеми светильниками. Отношение полезной части светового потока Фп к суммарному потоку всех источников света называется коэффициентом использования осветительной установки ηн:
где Фл — световой поток лампы; п — число источников света.
Коэффициент использования светового потока определяется по таблицам, в которых он подсчитан для каждого типа светильника в зависимости от коэффициентов отражения поверхностей и индекса помещения.
Величина индекса помещения определяется соотношением
где а, b—ширина и длина освещаемого помещения, м; h — высота подвеса светильника, м.
Для определения требуемой нормами минимальной освещенности Emin необходимо учесть коэффициент запаса k3 = = 1,3 - 2,0 и коэффициент минимальной освещенности z = Eср/Emin= 1,1 - 1,3, зависящий от светораспределения светильников и их размещения.
С учетом коэффициента z световой поток источников света, необходимый для создания нормированной освещенности, определится из уравнения
где S — площадь освещаемой поверхности, м2.
Метод удельной мощности применяется для ориентировочных расчетов числа светильников к общей мощности осветительной установки. Под удельной мощностью W понимается отношение суммарной мощности источников света Р к площади освещаемой поверхности:
Для расчета используются таблицы удельной мощности, составленные в зависимости от типа светильника, освещенности, высоты подвеса, коэффициентов отражения поверхностей помещений, коэффициента запаса и коэффициента z.
Найденная из таблиц величина удельной мощности, умноженная на площадь помещения, дает величину общей установленной мощности, а общая мощность, поделенная на число светильников, определяет мощность каждой лампы
Расчет прожекторного освещения имеет целью определение числа прожекторов, необходимых для создания на освещаемой площади заданной освещенности, высоты установки и угла наклона прожекторов. Для этого определяют общий световой поток, обеспечивающий создание нормированной освещенности Ен:
где S — освещаемая площадь, м2; k3=1,2 - 5 — коэффициент запаса; kп=1,15 - 1,5 — коэффициент, учитывающий потери света в зависимости от конфигурации освещаемой площади. Необходимое число прожекторов
где Фл — световой поток лампы прожектора; ηпр— к. п. д. прожектора (для прожекторов ПЗС, ПСМ ηпр = 0,25 - 0,35; для ПКН ηпр = 0,6, для прожекторов с ксеноновыми лампами ηпр =0,7).
Высота установки прожектора Н по условиям ограничения слепящего действия определяется по формуле
где Imax — максимальная сила света прожектора, кд.
Зная число прожекторов и высоту их установки, можно определить освещенность в отдельных точках площади, пользуясь точечным методом.
Прожектор испускает пучок лучей в виде конуса, который на освещаемой поверхности образует световое пятно эллиптической формы с большой осью CD (рис. 21.7, б). Освещенность (лк) в любой точке, лежащей на оси эллипса, определяют по формулам:
где ЕГ, ЕВ — освещенности на горизонтальной и вертикальной плоскостях; 1α — сила света луча прожектора, направленного под углом а; Н — высота установки прожектора.
Угол наклона 6 оптической оси прожектора, при котором площадь, ограниченная кривой с заданной освещенностью, имеет максимальное значение, называется наивыгоднейшим. Наивыгоднейший угол наклона определяется по формуле
где т, п — постоянные, зависящие от углов рассеяния прожектора в горизонтальной и вертикальной плоскостях; принимаются по справочнику; Eо = k3EнH2— пограничная освещенность, когда освещаемый участок перекрывается световым пятном одного прожектора; Е0 = 0,5 k3ЕнН2 — то же, когда световые пятна прожекторов перекрывают друг друга; Еи — нормированная освещенность, лк.
Размещение прожекторов и осветительных приборов с ксеноновыми лампами на освещаемой территории определяется по способу компоновки изолюкс (кривых равных значений освещенности). Из кальки изготовляют шаблоны, имеющие форму изолюксы при заданной высоте Н и угле наклона оптической оси 0. Путем компоновки изолюкс на плане освещаемой территории определяют наиболее выгодные места установки прожекторов, добиваясь полного перекрытия шаблонами всей освещаемой площади карьера. При пользовании кривыми равной освещенности необходимо, чтобы их масштаб совпадал с масштабом освещаемой территории.
Расчет осветительной сети производится по нагреву проводов и по потере напряжения. Для выбора сечения проводов и кабелей осветительной сети определяют расчетный ток нагрузки (А):
где Рл — мощность лампы, Вт; п — количество светильников Uном — номинальное напряжение ламп, В; cosφсв — коэффициент мощности светильников (cos φсв = 1 для светильников с лампами накаливания); ηсв — к. п. д. светильников (ηсв =1 для светильников с лампами накаливания, ηсв = 0,83— с люминесцентными лампами).
При расчете проводов и кабелей осветительной сети их сечения должны быть выбраны такими, чтобы при допустимой максимальной нагрузке потеря напряжения в сети от трансформатора до наиболее удаленных ламп не превышала 2,5 % номинального.
Сечение провода или кабеля (мм2) по допустимой потере напряжения определяется по формуле
где IНАГР — ток нагрузки, А; lрасч — расчетная длина провода или кабеля, м; γ — удельная проводимость, м/(Ом-мм2); Дм Δu% —допустимая потеря напряжения, %.
Расчетная длина провода или кабеля (м) определяется по формуле
где l1 — длина кабеля от трансформатора до первого светильника, м; l2 — длина участка провода или кабеля, к которому присоединены светильники, м.
Расчетная мощность трансформатора (кВ-А) для питания осветительных установок определяется по формуле
где ΣРЛ — суммарная мощность всех ламп, Вт; ηc=0,95ч-0,96 — к. п. д. осветительной сети