Реферат: Электроснабжение участка шахты

--PAGE_BREAK--2.2  Определение мощности подстанции

Используя данные таблицы 1 определяем мощность трансформаторной подстанции.

Коэффициент спроса определяем по формуле:


Кс = 0,4 + 0,6 ·<img width=«73» height=«41» src=«ref-1_138125813-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025"> ,                                                        (1)


где Рном
max
–номинальная мощность наибольшего электродвигателя;


      Рном∑   — суммарная мощность всех потребителей.


Кс = 0,4 + 0,6 ·<img width=«32» height=«41» src=«ref-1_138126088-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">= 0,537.


Определяем средневзвешенный
cos
φ, по формуле:



с
os
φ
ср =
<img width=«356» height=«37» src=«ref-1_138126257-612.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">
,                    (2)



где Р — установленная мощность потребителя;

     
cos
-   коэффициент потребителя;


      ∑Р – суммарная мощность потребителей.


с
os
φ
ср =
<img width=«409» height=«37» src=«ref-1_138126869-765.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
= 0,8   



Расчетная мощность трансформатора определяем, по формуле:


S
= <img width=«59» height=«44» src=«ref-1_138127634-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">= <img width=«81» height=«43» src=«ref-1_138127882-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">=367кВ∙А.                              (3)


Принимаем передвижную подстанцию ТСВП 400/6-0,69 мощностью 400 кВ∙А.


Таблица 2 – Техническая характеристика подстанции


Тип

подстанции

Мощность,

кВ∙А

Напряжение, кВ

V
Х.
%


Рк.з, Вт

В.Н

Н.Н

ТСВП

400

6

0,69

3,5

3500

        

2.3  Расчет и выбор высоковольтного кабеля

В данном случае имеется в виду кабель, проложенный от центральной подземной станции до передвижной трансформаторной подстанции участка.

Определяем длительный расчетный ток, по формуле:


I
=
<img width=«68» height=«41» src=«ref-1_138128152-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
*
I
Ф
, А                                                         (4)



где 1,1 – коэффициент резерва;

      Кот – коэффициент отпаек ( Кот = 0,95; 1; 1,05 соответствует     

      использованию отпаек трансформатора +5;-5%);

     Кт – коэффициент трансформации трансформатора;

    
I
Ф
– фактический ток нагрузки.


Определяем фактический ток нагрузки, по формуле:


I
Ф
= <img width=«117» height=«47» src=«ref-1_138128393-402.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">=<img width=«117» height=«45» src=«ref-1_138128795-429.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">=429
А.                      (5)



Определяем коэффициент трансформации трансформатора по формуле:

Кт=
<img width=«27» height=«41» src=«ref-1_138129224-153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">
,                                                          (6)



где
V
1- напряжение на первичной обмотки трансформатора;


                   
V
2 — напряжение на вторичной обмотки трансформатора.



   Кт=
<img width=«40» height=«41» src=«ref-1_138129377-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
=8,6


 
I
=
<img width=«44» height=«43» src=«ref-1_138129576-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">
*429=51 А


Определяем сечение кабеля по термической стойкости, по формуле:


S
каб

<img width=«60» height=«47» src=«ref-1_138129767-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">
, мм2                                                           (7)



Где
S
каб
– минимально допустимое сечение жилы кабеля по условиям  


                 нагрева токами К.З;

      <img width=«24» height=«21» src=«ref-1_138129996-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">— время прохождения тока К.З. для расчетов <img width=«24» height=«21» src=«ref-1_138129996-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">=0,25с;

        
С – коэффициент для меди С=165, для алюминия С=90.


      
I
– установившейся ток к.з, согласно ПБ
I
=9634А.



S
каб
=
<img width=«72» height=«41» src=«ref-1_138130216-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">
=29 мм2



Определяем сечение кабеля по потере напряжения, по формуле:


S
=
<img width=«131» height=«48» src=«ref-1_138130469-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
, мм2                                                                                 (8)


где
I
— длительный расчетный ток, А


     
L
– длина кабеля от ЦПП до подстанции, А


     
cos

φ
ср
– принимается тот же, что и при определении мощности  подстанции;


      γ – удельная проводимость меди;

     <img width=«27» height=«19» src=«ref-1_138130858-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">  — допустимая потеря напряжения в кабеле ( принимается

              равной 2,5% от
V
н,
что составляет 150 В при
V
н
= 6000 В).



S
=
<img width=«125» height=«45» src=«ref-1_138130967-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">
=1,88 мм2



Определяем сечение кабеля по экономической плотности, из соотношения по формуле:


S
=
<img width=«23» height=«44» src=«ref-1_138131360-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">
, мм2                                                                  (9)



Где
I
– расчетный ток в час максимума энергосистемы, А


     
J
э – нормативное значение экономической плотности тока,
<img width=«37» height=«41» src=«ref-1_138131485-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">




S
=
<img width=«25» height=«43» src=«ref-1_138131648-143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">
=16,3 мм2



Следовательно, к установке принимается кабель ЭВТ 3×35+1×10

2.4  Выбор высоковольтной ячейки

Поскольку в курсовом проекте речь идет о высоковольтной ячейке для управления трансформаторной подстанцией, то выбор падает на КРУВ-6. Эта ячейка имеет
S

= 100 мВА и
I

= 9,6 кА. Ее предельно отключаемый ток составляет 1200 А.


Номинальный ток КРУ принимается по условию:



I
н.я.

I




где  
I
н.я
– номинальный ток ячейки;


      
I
— длительный расчетный ток.



55А ≥ 51А


Определяем токовую установку КРУВ-6, по формуле:


I
у
=
<img width=«59» height=«44» src=«ref-1_138131791-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">
* (
I
н.н.тр
I
н.дв +
I
п.дв)                   (10)



Где Ктр – коэффициент трансформации;

       1,2÷1,4 – коэффициент запаса;

      
I
н.н.тр – номинальный ток низкой стороны трансформатора;


      
I
н.дв – номинальный ток мощного двигателя;


      
I
п.дв – пусковой ток двигателя.



I
у
=
<img width=«59» height=«43» src=«ref-1_138132026-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
* (335 — 146 + 800)= (138÷161)



Следовательно, ячейка КРУВ-6 выбрана правильна по подходящим параметрам.

--PAGE_BREAK--2.5. Расчет освящения

В данной выработке  наиболее целесообразно применить светильник СЗВ-60, т.к. у него высокая безопасность и низкое потребление энергии.

Определяем число светильников, по формуле:


n= <img width=«24» height=«41» src=«ref-1_138132243-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> +(5
: 7)                                                         (11)                       


где
L
— длина освящаемой выработки, м


     
Lc

– расстояние между светильниками в лаве.



n= <img width=«32» height=«41» src=«ref-1_138132374-152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">
=30 штук



рассчитываем мощность трансформатора для питания светильников, по формуле:


Sтр=
<img width=«117» height=«44» src=«ref-1_138132526-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">
, кВа                                      (12)        



Где Рсв – мощность лампы светильника, Вт

       
n
– количество ламп;


       
n
с
– К.П.Д. сети;


       
n
св– К.П.Д. светильника;

        <img width=«58» height=«17» src=«ref-1_138132871-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">— коэффициент мощности светильника


Sтр=
<img width=«80» height=«43» src=«ref-1_138133018-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
= 2 кВа



По подходящим параметрам принимаем трансформатор          ТСШ-4/0,7.


Определяем расчет освящения сечения кабеля, по формуле:


S=<img width=«24» height=«41» src=«ref-1_138133330-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">*ΔV
%, мм2                                                     (13)


где М – момент нагрузки равен;

      С – коэффициент, зависящий от проводимости материала.


S
=
<img width=«48» height=«43» src=«ref-1_138133471-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">
=2,54 мм2  



Принимаем кабель ГРШЭ 3×4+1×2,5

2.6. Расчет кабельной сети участка

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для каждого потребителя, по формуле:


 
I
=
<img width=«103» height=«45» src=«ref-1_138133680-356.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">
, А                                                     (14)



где Р – мощность потребителя, кВт

    
cos
φ– коэффициент мощности потребителя

Определяем фактические токи нагрузки кабелей для комбайна 1ГШ86, по формуле:


I
=
<img width=«108» height=«43» src=«ref-1_138134036-386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">
 = 267 А 



Определяем фактические токи нагрузки кабелей для конвейера в лаве СУОКП, по формуле:


I
=
<img width=«109» height=«43» src=«ref-1_138134422-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
 = 112 А 



Определяем фактические токи нагрузки кабелей для насосной станции СНУ5, по формуле:


I
=
<img width=«109» height=«43» src=«ref-1_138134802-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">
 = 77 А



 Определяем фактические токи нагрузки кабелей для насосной станции НУМС-30, по формуле:


I
=
<img width=«108» height=«43» src=«ref-1_138135174-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">
 = 28 А  



Определяем фактические токи нагрузки кабелей для лебедки ЛГКН, по формуле:


I
=
<img width=«109» height=«43» src=«ref-1_138135545-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
 = 10 А



Определяем фактические токи нагрузки кабелей для электросверл СЭР19М, по формуле:


I
=
<img width=«109» height=«43» src=«ref-1_138135920-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
 = 2,3 А



Определяем суммарный ток в фидерном кабеле, по формуле:
I
с
=
<img width=«103» height=«45» src=«ref-1_138136300-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">
, А                                                     (15)


где ∑Р – суммарная мощность приемников, подключаемых к кабелю.

     
Cos
φср  — средневзвешенный коэффициент мощности


                       приемников, подключаемых к кабелю.


I
с
=
<img width=«137» height=«43» src=«ref-1_138136693-468.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">
 = 258,6 А



Для данной схемы целесообразно применить два фидерных кабеля ЭВТ 3×70.


<img width=«599» height=«179» src=«ref-1_138137161-6594.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">


Рисунок 1 – Схема расположения кабелей


Таблица 3 – Технические характеристики кабелей для механизмов


№ кабеля

по схеме

Ток в

кабеле, А

Длина

Кабеля, м

Сечение по

нагреву,

мм2

Сечение по механической прочности, мм2

Тип

принятого

кабеля

1

2

3

4

116

77

77

28

130

20

20

15

70

4

4

4

70

16

16

16

ЭВТ 3×70

ГРШЭ3×16÷1×10

ГРШЭ3×16÷1×10

ГРШЭ3×4÷1×8


Продолжение таблицы 3 -  Технические характеристики механизмов


№ кабеля

по схеме

Ток в

кабеле, А

Длина

Кабеля, м

Сечение по

нагреву,

мм2

Сечение по механической прочности, мм2

Тип

принятого

кабеля

5

6

7


8

2,5

112

267


350

100

100

100


100

4

18

25


70

4

25

50


70

ГРШЭ 3×4+1×2,5

ГРШЭ 3×25+1×10

ГРШЭ

3×50+1×10+3×4

ЭВТ 3×70

    продолжение
--PAGE_BREAK--2.7. Определение потери напряжения сети

Наиболее мощным и удаленным от трансформатора потребителем является ЭКВ4УУ. Следовательно, до него и будем определять потери напряжения.

определяем потерю напряжения сети, по формуле:


ΔV
с
=
ΔV
6+
ΔV
8+
ΔV
Тр
≤ 63, В                                    (16)



где 
ΔV
каб
– потери напряжения в любом кабеле


      
ΔV
Тр
– потеря напряжения в трансформаторе.


определяем потерю напряжения в любом кабеле, по формуле:


ΔV
каб
=  <img width=«140» height=«48» src=«ref-1_138143755-398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">, В                                        (17)


Где
I
к – ток в кабеле, А


      
L
к – длина кабеля, м


      
cos

φ
– коэффициент мощности кабеля


       γ – удельная проводимость меди, м/Ом*мм2

      
S
к – принятое сечение кабеля, мм2


Определяем потерю напряжения в трансформаторе, по формуле:


ΔV
Тр
= В (
V
а
*
cos

φ
+
V
р.
*
sin

φ
), В                                     (18)



где 
sin

φ
– коэффициент загрузки трансформатора


      
V
а
– активная составляющая напряжения к.з трансформатора


      
V
р-   Реактивная составляющая.


V
а
= <img width=«65» height=«41» src=«ref-1_138144153-244.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">                                                      (19)



где Рк.з – потери короткого замыкания трансформатора, вА

      
S
н
– мощность принятого трансформатора, кВА



Vр= <img width=«80» height=«27» src=«ref-1_138144397-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">,%                                                 (20)


где
V
к
– напряжение к.з трансформатора, В



ΔV
8
= <img width=«148» height=«41» src=«ref-1_138144618-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">= 13, В



ΔV
6
= <img width=«148» height=«41» src=«ref-1_138145024-402.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">= 6, В



V
а
= <img width=«48» height=«41» src=«ref-1_138145426-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">= 0,9%



Vр= <img width=«85» height=«28» src=«ref-1_138145645-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">= 3,4%


ΔV
Тр
=  <img width=«44» height=«41» src=«ref-1_138145872-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">* (0,9 * 0,83 + 3,4 * 0,55)= 15,3 В    



ΔV
с
=13+6+15,3≤ 63, В



Следовательно, сечение кабелей выбрано правильно, т.к. значение  соответствует равенству.

2.8. Определение потери напряжения сети при пуске

        мощного короткозамкнутого двигателя.

Определение потери напряжения сети при пуске мощного короткозамкнутого двигателя определяется, по формуле:


ΔV
с.п
=
ΔV
т.п
+

ΔV
т.к.п+
ΔV
г.к.п
≤ 162, В                         (20)



Определяем потерю напряжения в трансформаторе, по формуле:


ΔV
Тр
= <img width=«53» height=«41» src=«ref-1_138146075-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074"> (
V
а
*
cos

φ
+
V
р.
*
sin

φ
), В                 (21)




где 
I
тт
– пусковой ток трансформатора, А


    

ΔV
Тр
= <img width=«72» height=«44» src=«ref-1_138146290-268.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> (0,9 * 0,83 + 3,4 * 0,55)= 84,9  В


Определяем потерю напряжения в магистральном кабеле, по формуле:


ΔV
м.к
= <img width=«141» height=«48» src=«ref-1_138146558-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">, В                                          (22)



где
L
– длина кабеля, м


     
cos

φ
– пусковой коэффициент мощности



ΔV
8
= <img width=«141» height=«45» src=«ref-1_138146947-411.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">=23, В



Определяем потерю напряжения в гибком кабеле мощного двигателя при пуске, по формуле:
    ΔV
г.к
= <img width=«140» height=«48» src=«ref-1_138147358-395.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">, В                                     (22)



где 
L
– длина гибкого кабеля, м



ΔV
7
= <img width=«133» height=«45» src=«ref-1_138147753-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">=26, В



ΔV
с.п.
=89,9+23+26 ≤ 162, В



Следовательно, выбранные сечения кабелей вполне достаточны, чтобы обеспечить работу электроприемников в любом режиме.

2.9. Определение емкости кабельной сети

Правилами безопасностями предусматривается ограничение общей длины кабелей, (присоединенных к трансформатору) емкостью относительно земли величиной не более 1мкф на фазе.


Таблица 4 – емкость кабеля


Тип кабеля

Общая длина

кабеля данного

Типа, м

Емкость 1км

кабеля данного

типа

Фактическая

емкость кабеля

данной длины

ЭВТ 3×70

ГРШЭ 3×50+1×10+3×4

ГРШЭ 3×25+1×10

ГРШЭ3×16÷1×10

200

100

100

40

0,86

0,57

0,42

0,36

0,19

0,057

0,07

0,01


∑С=0,33мкф\фазу

Для учета величины емкостей электродвигателей, аппаратов и трансформаторов суммарную емкость кабелей увеличиваем на 10%:


∑С = 1,1*0,33=0,36 мкф\фазу                                     (23)


Таким образом, емкость сети участка меньше допустимой 1мкф\фазу, следовательно эксплуатация такой сети допустима. 

2.10. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания рекомендуется производить так, как изложено в Правилах безопасности в угольных и сланцевых шахтах, отдавая предпочтение методу приведенных длин.

Смысл расчета в том, чтобы найти суммарно приведенные длины кабелей от трансформатора до каждой точки короткого замыкания.

Определяем суммарно приведенную длину, по формуле:


 ∑
L
прив
=  
L
прив1
+ …+
L
прив.п
+ (1+ К)*10, м                            (24)



где   ∑
L
прив
– суммарно приведенная длина


        
L
прив1 
 и 
L
прив.п
– приведенные длины от трансформатора до


                                     соответствующих точек К.З

         К – число коммутационных аппаратов, последовательно

                включенных в цепь К.З, включая автоматический

                выключатель подстанции


К1 ∑
L
прив
= 100*0,72+100*1 + (1+ 3)*10 = 212, м



К2 ∑
L
прив
= 100*0,72+100*1,97 + (1+ 3)*10 = 309, м



К3 ∑
L
прив
= 100*0,72+50*1,97 + (1+ 3)*10 = 230, м



К4 К5 ∑
L
прив
= 100*0,72+20*3,06 + (1+ 3)*10 = 173,2  м



К6 ∑
L
прив
= 100*1 = 100, м



К7 ∑
L
прив
= 100*0,72+ (1+ 2)*10 = 102, м


К8 ∑
L
прив
= 100*0,72+ (1+ 2)*10 = 102, м


                         

<img width=«616» height=«213» src=«ref-1_138148156-14196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">

               
Рисунок 2 – схема размещения точек К.З.

Таблица 5 – Приведенные длины точек К.З.

Номер

точки к.з

1

2

3

4

5

6

7

8

Произведенная

длина

212

309

230

173,2

173,2

100

102

102

2)

I
к.з
, А


2850

2157

2679

3625

3625

110

4500

4500

    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по истории