Расчет сети электроснабжения шахты

 

 

 

Результаты расчётов сводим в таблицу 4.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2 – Токи короткого замыкания.

Место к.з.	Суммарное сопротивление  до точки к.з., Ом		приведенная длина кабеля, м	Токи к.з. А
	индуктивное	активное		трехфазные	двухфазные
ЦПП	0,77	0,064	420	5444	3701
РПП-6	0,923	0,571	1890	3845	2615
ПУПП	1,085	1,869	1785	1941	1319
РП-1,2	0,12314	0,10093	21	4793	3406
2ГШ68В	0,14313	0,17702	253	3343	2375
СП87ПМ	0,1454	0,30498	253	2255	1602
СР-70М	0,09147	0,11791	77	2941	2104
СНУ7*2	0,08671	0,10197	22	3270	2340
НУМС	0,08992	0,22935	55	1781	1274
ЛП	0,08992	0,22935	55	1781	1274
ЛВД-34	0,08678	0,12705	22	2846	2036

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧКСКОЙ СЕТИ ПО КАЧЕСТВУ НАПРЯЖЕНИЯ

 

 

Высокопроизводительная  и безотказная работа технологических  электроустановок в принятой системе  электроснабжения может быть обеспечена, если качество напряжения на зажимах  электроприемников соответствует требованиям ГОСТ и нормативных документов.

В связи с этим в проекте  выполняем следующие проверки по качеству напряжения:

• в сети напряжением 6 кВ - по допустимому отклонению (допустимой потере) напряжения в установившемся режиме от трансформатора ГПП до зажимов трансформатора КТП проектируемого участка;
• в сети напряжением до 1140 В – по допустимому отклонению (допустимой потере) напряжения в установившемся режиме и по допустимому напряжению при пуске электродвигателя. Такую проверку в участковой сети выполняют для одной линии, в которой момент нагрузки (P*L) имеет наибольшее значение. При этом напряжение на зажимах трансформатора принимают равным  номинальному.

Электрическая сеть соответствует  требованиям по качеству напряжения, если:

 

;

 

,

 

где ∆U_ф, ∆U_д - фактическая и допустимая потеря напряжения, В;

U_п.ф., U_п.д - фактическое и допустимое напряжение на  зажимах двигателя при пуске, В.

 

Допустимую потерю напряжения определяют по формуле:

 

;

 

.

 

Фактическая потеря напряжения в сети равна, В:

 

,

 

где  ∆U_тр - потеря напряжения в трансформаторе, В;

∑∆U_к - суммарная потеря напряжения в кабелях, В.

5.1 Проверка по потери напряжения сети 6кВ

Потерю напряжения в трансформаторе определяем по формуле, В:

 

,

 

где Ι_р.вн, Ι_р.нн - расчетный ток соответственно в обмотке высшего и низшего напряжения трехобмоточного трансформатора, определяемые по формулам:

 

; ;

 

; .

 

сosφ_в, сosφ_н - коэффициент мощности для соответствующих обмоток определяем с учетом компенсации реактивной мощности по формуле:

 

,

 

,997 

 

, 

 

При расчете потери напряжения в трансформаторе, по аналогии с  расчетом токов короткого замыкания, активное сопротивление принимаем  равным нулю.

Хв = 0,468 Ом, Х_н = 0,272 Ом – индуктивное сопротивление соответственно обмоток высшего и низшего напряжения.

Следовательно потерю напряжения в трансформаторе:

 

,

 

Потерю напряжения в кабеле высокого напряжения можно определить по формуле, В:

 

.

 

Потери в стволовом  кабеле:

 

I_р.к = 317,25 А;

 

X_к = 0,076 Ом, R_к = 0,153 Ом.

 

 

 

Потери в кабеле от ЦПП  до РПП-6:

 

I_р.к = 232,19 А; X_к = 0,102 Ом, R_к = 1,15 Ом.

 

 

 

Потери в кабеле от РПП-6 до ПУПП:

 

I_р.к = 68,03 А;

 

X_к = 0,102 Ом, R_к = 1,15 Ом.

 

 

 

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

 

∆U_ф=∆U_ТР+∆U_К.ст+∆U_К.цпп+∆U_К.рпп-6=70+87+110+136=403 В

 

.

 

То есть условие  выполняется, а следовательно сеть высокого напряжения соответствует ГОСТу.

5.2 Проверка качества напряжения  в сети низшего напряжения

Определение фактической  потери напряжения в сети низшего  напряжения в установившемся режиме выполняется аналогично высоковольтной сети по условию:

 

;

 

;

 

.

 

.

 

Фактическая потеря напряжения в сети равна, В:

 

,

 

Потери напряжения в сети 1,2 кВ

Потери в трансформаторе ПУПП-1,2:

Потерю напряжения в участковом трансформаторе определяем по формуле:

 

.

 

,

 

,

 

 

 

Потери напряжения в магистральном  кабеле:

Потерю напряжения в магистральном  кабеле определяем по формуле:

 

.

 

I_р.к = 244,61 А;

 

X_к = 0,00174 Ом, R_к = 0,00813 Ом.

 

 

 

Потери напряжения в кабеле комбайна:

Потерю напряжения в кабеле комбайна определяем по формуле:

 

.

 

I_р.к = 220 А;

 

X_к = 0,01999 Ом, R_к = 0,07109 Ом.

 

 

 

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

 

∆U_ф = ∆U_ТР+∆U_К.маг+∆U_К.ком = 10+ 2 + 28 = 41 В,

 

.

 

То есть условие  выполняется, а следовательно сеть низшего напряжения соответствует ГОСТу.

 

Потери напряжения в сети 0,66 кВ

 

Потери в трансформаторе ПУПП-0,66:

Потерю напряжения в участковом трансформаторе определяем по формуле:

 

.

,

 

,

 

.

 

Потери напряжения в магистральном  кабеле:

Потерю напряжения в магистральном  кабеле определяем по формуле:

 

.

 

I_р.к = 195,95 А;

 

X_к = 0,00183 Ом, R_к = 0,011 Ом.

 

 

 

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

 

∆U_ф = ∆U_ТР+∆U_К.маг = 24 + 4 = 28 В,

 

.

 

То есть  условие  выполняется, а следовательно сеть низшего напряжения соответствует ГОСТу.

 

5.3 Проверка качества напряжения по условию пуска

В рудничных электродвигателях  напряжением до 1140 В допустимое напряжение при пуске должно быть, В:

 

 

 

Фактическое напряжение на зажимах двигателя можно определить по формуле:

 

,

 

где  ∆U_н.р - потеря напряжения в участках сети, через которые                      получает питание запускаемый двигатель, вызванная работой электроприемников, включенных к моменту запуска двигателя;

 ∑Ι_п – сумма токов одновременно запускаемых электродвигателей, А;

∑R, ∑Х - суммарное активное и индуктивное сопротивление электрической сети от трансформатора до зажимов пускаемых электродвигателей, Ом;

cosφ_п – коэффициент мощности электродвигателя при пуске (принимаем равным 0,5).

 

∆U_нр = ∆U_ТР+∆U_К.маг =24 + 4 = 28 В,

 

.

 

U_ПФ = 966 В > U_Д = 912 В

 

Так как условие выполняется, то качество напряжения соответствует  ГОСТу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ  АППАРАТОВ И УСТАВОК ЗАЩИТЫ

 

 

Коммутационные аппараты (КРУ, автоматические выключатели, пускатели, контакторы, станции управления) выбирают по назначению, исполнению, номинальному напряжению и току и проверяют  по коммутационной способности.

Выбранные аппараты должны соответствовать следующим условиям:

• по напряжению U_н  = U_с;
• по току І_н ≥ І_р;
• по отключающей способности:

а) аппараты на напряжение 6кВ

 

І_о ≥ ;

 

б) аппараты напряжением  до 1140В

 

І_о ≥ .

 

После выбора коммутационных аппаратов определяем уставки максимальной токовой защиты и защиты от перегруза. Максимальная токовая защита должна быть проверена на надежность срабатывания по коэффициенту чувствительности в соответствии с ПБ.

6.1 Выбор высоковольтных  КРУ, уставок МТЗ и защиты от перегруза

В качестве высоковольтных коммутационных аппаратов принимаются  ячейки КРУВ-6 для РПП-6 и ЦПП.

 

Вводная ячейка ЦПП:

 

U_н = U_с = 6кВ;

 

I_н = 630 А (І_н ≥ І_р, 630 А > 317,25 А);

 

I_о = 10000 А (І_о ≥ , 10000 А > 5444 А).

 

Отходящая ячейка ЦПП (на РПП  – 6):

 

I_н = 400 А (400 А > 232,19 А).

 

Вводная ячейка РПП – 6:

 

U_н = U_с = 6 кВ;

 

I_н = 400 А (І_н ≥ І_р, 400 А > 232,19 А);

 

I_о = 10000 А (І_о ≥ , 10000 А > 3845 А).

 

Отходящая ячейка РПП-6 (на ПУПП)

 

I_н = 100 А (100 А > 68,03 А).

 

Расчет и выбор уставок МТЗ выполняем в следующем порядке:

1. Определяем ток срабатывания токовых реле (І_ср.2) на стороне вторичной обмотки трансформатора тока по формуле:

 

,

 

где К_н – коэффициент надежности токовой защиты (К_н = 1,2-1,4);

І_р.max – максимально возможный ток в нормальном режиме работы, А:

 

І_р.max = І_р + І_п.max,

 

где І_п.max – пусковой ток двигателя наиболее мощного потребителя;

К_т.т. – коэффициент трансформации трансформатора тока:

 

                                                  (К_т.т.=І_н.т.т/5),

 

где І_н.т.т. – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А;

5 - номинальный ток вторичной обмотки ТТ.

           

2. По расчетному току срабатывания определяем ток уставки (І_у). Для защит со ступенчатым регулированием ближайшую большую уставку; для защит с плавным регулированием – ближайшую большую уставку с целым числом.

3. Проверяем надежность срабатывания МТЗ по коэффициенту чувствительности:

 

,

 

где   – ток к.з. в наиболее удаленной точке электросети, А;

I_ср1 – ток срабатывания защиты в сети 6кВ, А.

 

Коэффициент чувствительности должен быть не ниже 2 для защит распределительной  сети и 1,5 – для защит трансформаторов и КТП.

Уставка МТЗ для вводной ячейки ЦПП:

 

К_т.т. = 630/5 = 126,

 

І_р.max = 317 + 846 = 1163 А,

 

,

 

Ток уставки I_у = 12 А,

 

I_{ср 1} = К_т.т.∙ I_у = 126 ∙ 12 = 1512 А

 

.

 

Уставка МТЗ для отходящей ячейки ЦПП:

 

К_т.т. = 400/5 = 80,