Расчет сети электроснабжения шахты

К локальным мероприятиям по экономии электрической энергии  относятся: применение электрооборудования  оптимальной мощности, применение энергосберегающих  технологий, проведение организационно-технических  мероприятий, направленных на экономию электроэнергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 АВТОМАТИЗАЦИЯ  И ТЕЛЕМЕХАНИКА В СИСТЕМАХ  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

 

Под автоматизацией энергосистем понимают внедрение устройств и схем, осуществляющих управление режимами производства, передачи и распределения электроэнергии в нормальных и аварийных режимах. В системах электроснабжения угольных шахт нашли применения следующие основные виды системной автоматики: автоматическое включение резерва (АВР), автоматическое повторное включение (АПВ), автоматическое регулирование напряжения, автоматическая частотная разгрузка (АЧР), а также диспетчерское управление.

Согласно ПУЭ применение АПВ обязательно на всех воздушных  и кабельно – воздушных линиях напряжением до 1000 В и выше.

В последние годы в системах электроснабжения находят все более  широкое применение автоматизированные системы управления электроснабжением (АСУЭ), т. е. системы, осуществляющие управление не только в аварийных, но и в нормальных режимах. В системах электроснабжения угольных шахт АСУЭ также начинает внедряться. Так, для угольных шахт рекомендована автоматизированная 32-канальная информационно-логическая система сбора, учета, контроля, прогнозирования и управления электропотреблением ИЛСЭ1-32. Система выполнена на базе микро-ЭВМ и предназначена для технического учета и регистрации расхода электроэнергии по предприятию, технологическим процессам, цехам, группам и отдельным потребителям, а также для анализа электропотребления, контроля за расходом электроэнергии, прогнозирования расхода и управления электропотреблением (отключение потребителей в соответствии с установленной очередностью в часы максимума нагрузок энергосистемы).

 

 

Рисунок 10.1 – Блок-схема системы ИЛСЭ1-32.

 

Автоматическое включение  резерва.

К устройствам АВР предъявляют  следующие основные требования:

- устройства должны приходить  в действие в случае исчезновения  напряжение на шинах подстанции  по любой причине;

- с целью уменьшения  длительности перерыва в питании  потребителей включение резервного  источника должно производиться  сразу же после отключения  рабочего источника;

- для исключения многократных  включений резервного источника не устранившееся к.з действие АВР должно быть однократным.

Рисунок 10.2 – Упрощенная схема АВР трансформатора

 

Особенностью данной схемы  является то, что при исчезновении напряжения на одной из линий, АВР  включает секционный выключатель, а  при восстановлении напряжения на линии  автоматически восстанавливается  нормальная схема подстанции.

Автоматическое повторное  включение.

Могут быть однократного и  многократного действия.

Подача импульса на включение  выключателя при однократном  АПВ осуществляется с задержкой  в 0,3 – 0,5 с. Время задержки при двукратном АПВ составляет 10 – 15 с.

АПВ выполняет следующие  функции:

- приходит в действие  при аварийном отключении выключателя;

-  не приходи в действие при оперативном отключении выключателя персоналом, а также в случаях, когда выключатель отключается релейной защитой сразу же после его включения персоналом, т. е. при включении на устойчивое к. з.;

- обеспечивает  заданную кратность и минимально  возможное время действия;

- автоматически  подготавливает выключатель, на  который действует устройство, к новому действию после его включения.

Рисунок 10.3 – Схема однократного АПВ

 

Автоматическое регулирование  напряжения.

Регулировать напряжение у потребителя можно следующими способами: 1) изменением напряжения на шинах источника; 2) изменением коэффициента трансформации силового трансформатора; 3) изменением реактивной мощности Q, передаваемой по линии, что может осуществляться регулированием возбуждения синхронных компенсаторов или электродвигателей, а также изменением суммарной мощности конденсаторов, установленных на подстанции.

Автоматически регулировать напряжение непосредственно у потребителя (приемная подстанция) можно, используя  второй и третий из указанных выше способов.

Автоматическое регулирование  напряжения на подстанциях путем  изменения коэффициента трансформации  силового трансформатора находит все более широкое применение и промышленностью выпускаются регуляторы     АРТ-1Н, которые осуществляют автоматическое управление электроприводом с помощью переключателя отпаек.

Рисунок 10.4 – Структурная схема автоматического регулятора напряжения, установленного на трансформаторах.

 

Автоматическая частотная  разгрузка.

Устройство автоматической частотной разгрузки (АЧР) предусматривают на подстанциях и распределительных пунктах предприятий для отключения части электроприемников при возникновении дефицита активной мощности в питающей энергосистеме. Установлены три категории схем частотной разгрузки:

1) с малым временем  действия (0,25 – 0,5с)

2) с единой  уставкой по частоте и различными уставками по времени

3) дополнительная  категория, действующая при возникновении  местного глубокого дефицита  активной мощности.

Устройство АЧР  размещают на подстанциях и РП, от шин 6-10 кВ от которых непосредственно получают питание электроприемники, подлежащие отключению при действии АЧР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ  ПО БЕЗОПАСНОМУ ПРИМЕНЕНИЮ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

 

 

Одной из важнейших  задач в области электрификации угольных шахт является обеспечение условий безопасного применения электроэнергии, т. е. предотвращения поражений людей, пожаров и взрывов метано-воздушной смеси или угольной пыли в результате действия электрического тока.

Основные мероприятия  для обеспечения безопасного  применения электроэнергии в угольных шахтах следующие:

1) применение взрывобезопасного электрооборудования, в котором взрывозащита обеспечивается при помощи взрывонепроницаемых оболочек и искробезопасных электрических цепей;

2) использование эффективных устройств защиты от поражения электрическим током и от пожаров;

3) применение  устройств автоматического быстродействующего  защитного отключения электроэнергии и т. п.

Обеспечение безопасного  применения электроэнергии в угольных шахтах достигается в первую очередь исполнением электрооборудования, исключающим распространение возникших внутри оболочки искр или дуги в окружающую взрывоопасную атмосферу. Рудничное силовое электрооборудование заключается во взрывонепроницаемые оболочки, сопряжения различных деталей которых имеют щелевые зазоры, выполняющие защитные функции. Для эффективности щелевой защиты необходимо, чтобы щели в местах соединений и стыков выполнялись соответствующей длины и ширины, обеспечивающих хорошую теплопроводность для интенсивного отбора тепла у вырывающихся через зазоры продуктов воспламенения.

Среди известных  способов безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах особое место занимает искробезопасное исполнение электрических цепей, основанное на том, что при коммутации электрической цепи с правильно выбранными параметрами или не возникает никакого разряда, или возникающий разряд не может вызвать воспламенение взрывчатой атмосферы. Основным средством обеспечения искробезопасности цепей является применение ограничителей напряжения и тока разряда. В качестве ограничителей служат различного рода искрогасящие шунты к индуктивным элементам и специальные источники питания с ограниченными токами к. з.

Особое и весьма существенное значение для обеспечения электробезопасности имеют уровень сопротивления изоляции сети и состояние защитного заземления. В связи с этим на угольных шахтах применяют автоматический контроль целостности (или величины сопротивления) заземляющей жилы и различные устройства автоматического контроля сопротивления изоляции сети относительно земли. В настоящее время в угольных шахтах кроме устройств защиты от утечек, УАКИ и АЗАК эксплуатируются реле утечки РУ-127, РУ-220, РУ-380, и РУ-660, которые обладают самоконтролем исправности элементов схемы контроля изоляции и защитного отключения. Для электрических сетей напряжением 1140 В комплект аппаратуры зашиты oт утечек состоит из блока защитного отключения БЗО, который воздействует на автоматический выключатель, отключающий сеть при снижении сопротивления изоляции до недопустимо низкого уровня и при возникновении опасных утечек тока на землю и блока компенсации емкостных токов, обнаружения и закорачивания поврежденной фазы сети на землю БКЗ.

Основной функцией БКЗ является снижение кратковременных токов утечки шунтированием поврежденной фазы на землю. Компенсация емкостной составляющей тока утечки осуществляется статически и непрерывно до и после отключения автоматического выключателя.

Значительное  повышение электробезопасности  при использовании электроэнергии в угольных шахтах достигается с помощью коммутационных аппаратов, осуществляющих защитное опережающее отключение, которое состоит в предотвращении образования опасной электрической дуги в месте повреждения изоляции или электрической цепи путем быстрого отключения поврежденного участка цепи или электрооборудования при опасной концентрации метана. Время отключения сети или время защитного отключения энергии должно быть меньше времени развития аварии в системе или времени порога опасности.

Защитное отключение используют как средство, предотвращения электротравматизма, предотвращения пожара на электроустановках в шахтах, снижения вероятности воспламенения взрывчатой атмосферы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

В ходе выполнения курсового  проекта был произведён выбор  системы электроснабжения шахты  и выбор питающих напряжений, рассчитаны нагрузки ПУПП, РПП-6, ЦПП и в целом  по шахте, произведён выбор кабелей, электрооборудования и средств  защиты.

Построен график нагрузки и определён расход электроэнергии по шахте, разработаны мероприятия  по экономии электроэнергии и безопасному  применению электрооборудования. Представлена схема электроснабжения шахты.

При выполнении расчетов главной  целью было получение надежной системы  с рациональным изложением материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Справочник по электроустановкам угольных предприятий. Под общей редакцией В.В. Дегтярева,  В.И. Серова, Г.Ю. Цепелинского - М.: Недра, 1988. - 727с.
2. Гойхман В.М., Миновский Ю.П. Регулирование электропотребления и экономия электроэнергии на угольных шахтах. - М.: Недра, 1988. - 190с.
3. Справочник по взрывозащищенному электрооборудованию. Под общей редакцией А.И. Пархоменко.- К.: Техника, 1990. - 198с.
4. Щуцкий В.И., Волощенко Н.И., Плащанский Л.А. Электрификация подземных горных работ: Учебник для ВУЗов - М.: Недра, 1986. - 364с.
5. Руководство по ревизии, наладке и испытанию подземных электроустановок шахт. Под редакцией В.В. Дегтярева, Л.В. Седакова - М.: Недра. 1989.- 614с.
6. Цапенко Е.Ф., Мирский М.И., Сухарев О.В. Горная электротехника – М.: Недра, 1986. – 432с.