Курсовой проект - Проектирование системы электроснабжения комбайнового комплекса добычного участка калийного рудника - файл n1.docx

Курсовой проект - Проектирование системы электроснабжения комбайнового комплекса добычного участка калийного рудника
Скачать все файлы (2032.9 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx2033kb.11.01.2014 00:05скачать

n1.docx

  1   2   3   4   5   6   7


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский

политехнический университет»

Кафедра "Электрификации и автоматизации горных предприятий"


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по учебной дисциплине «Электрификация горного производства»
на тему «Проектирование системы электроснабжения комбайнового комплекса добычного участка калийного рудника»


Курс V, группа ЭАПУ-09 Вариант №3
Студент ____________________

(подпись)

Преподаватель _______________

(подпись)


Пермь 2013

СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ 3

ЗАДАНИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ 4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА 5

Технология выемки руды и электрические нагрузки участка калийного

рудника 5

ВЫБОР МОЩНОСТИ ПИТАЮЩИХ ПОДСТАНЦИЙ 8

РАСЧЁТ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ 9

ВЫБОР МАРОК И СЕЧЕНИЙ КАБЕЛЕЙ 9

Выбор сечения кабелей по расчетному длительному допустимому току 9

Выбор сечения кабелей по условию экономической плотности тока 14

Выбор сечения кабелей по условиям механической прочности 15

РАСЧЕТ СЕТИ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ 17

Расчёт сети по потере напряжения при нормальной работе электроприёмников 17

Расчет сети по потере напряжения при пуске наиболее мощных и удаленных электроприемников 22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИВЕДЕННЫХ ДЛИН КАБЕЛЕЙ. 27

РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 28

Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 6 кВ 30

Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 660 В 31

ПРОВЕРКА ПО УСЛОВИЮ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ 35

ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ 40

Выбор высоковольтного комплектного распределительного устройства

(ячейки) для КТП 42

Выбор магнитных пускателей 43

ВЫБОР И ПРОВЕРКА УСТАВОК МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ НИЗКОВОЛЬТНЫХ АППАРАТОВ 44

ВЫБОР И ПРОВЕРКА УСТАВКИ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАСПРЕДУСТРОЙСТВА 46

ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ГОРНОГО УЧАСТКА 49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55

ВВЕДЕНИЕ

Современные шахты и рудники содержат сложный комплекс электроустановок, размещенных на поверхности и в подземных выработках. В зависимости от производительности предприятия, уровня механизации и автоматизации, глубины залегания пластов или рудного тела, размеров шахтного поля, газового и пылевого режима, водообильности и других горно-геологических факторов общая установленная мощность электропотребителей на шахтах и рудниках достигает десятков MBA [1, стр. 11].

Горное предприятие является потребителем I категории, т.к. перерыв электроснабжения может повлечь за собой опасность жизни людей и значительный ущерб. На выбор системы электроснабжения добычных участков, помимо горно-геологических и технологических факторов, существенное влияние оказывают способ механизации в забоях и схема транспорта полезного ископаемого от забоя. Специфической особенностью систем подземного электроснабжения является их подвижной характер, обусловленный постоянным перемещением фронта очистных работ.

Учитывая совокупность перечисленных факторов и условий, система электроснабжения добычных участков должна быть безопасной в отношении поражения людей электрическим током, исключать возможность открытого искрения, способного вызвать взрыв или пожар; надежной, обеспечивающей качественное и бесперебойное питание электроэнергией потребителей; электрооборудование и кабели должны позволять непрерывное подвигание, расширение и наращивание системы в целом; капитальные затраты и эксплуатационные расходы на участковую систему должны быть минимальными [1, стр. 219].

В подземном электроснабжении широко применяется принцип глубокого ввода, когда высокое напряжение, в данном случае 6 кВ, подводится по возможности ближе к потребителю распределительными сетями. Основное оборудование – проходческие и очистные комбайновые комплексы, магистральные и участковые конвейерные установки, питаются напряжением 660 В, электроинструмент и рудничное освещение – напряжением 127 В [1].

Расчёт системы электроснабжения подземных горных участков калийных рудников представляет собой довольно сложную инженерную задачу. Важное значение в которой имеет правильный выбор всех элементов системы. При расчётах системы электроснабжения калийных рудников используются справочники, инструкции и т.д., предназначенные для угольных шахт, но с учётом анализа [2].

Задачей моего курсового проекта является расчёт системы электроснабжения комплекса с комбайном Урал-10А добычного участка калийного рудника.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА

Технология выемки руды и электрические нагрузки участка калийного рудника

В данном курсовом проекте выемка руды выполнена камерным способом. Защита от обрушения ранее пройденных выработок осуществляется междукамерными целиками. Добыча полезного ископаемого производится комбайном «Урал-10А». Ширина камеры выбрана, исходя из технологической характеристики комбайна (ширина по боковым фрезам) и учитывая, что отработка полезного ископаемого идет в 2 хода и равна 8,2 м; ширина откаточного штрека 8,2 м; длина камеры  216 м (длина магистрального кабеля ? 10%), ширина целика  16,4 м.

Отбитая руда с комбайна поступает в бункер-перегружатель «БПС-25». Из бункера-перегружателя руда доставляется на конвейер посредством самоходного вагона «5ВС-15». Для проветривания тупиковой выработки используется вентилятор местного проветривания «СВМ-6М». Для освещения используется светильники, расположенные в выработке и питающиеся от пускового агрегата АП-4.

В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности» на рудниках должна оформляться схема подземного электроснабжения. Схема оформляется на одном листе или, при сильно разветвленных сетях электроснабжения и большом количестве электрооборудования, может состоять из двух частей: схемы с нанесением кабельной сети напряжением 6кВ и стационарных электроустановок всех напряжений, включая участковые трансформаторные подстанции (УТП) и комплектные передвижные подстанции (КТП) каждого участка (горизонта, блока) и схемы электроснабжения участка, включая УТП и КТП (блока, горизонта), нанесенной на схематический план горных работ. Схемы выполняются в соответствии с условными обозначениями ГОСТ 2.856-75.

Исходной для расчетов является схема электроснабжения участка, нанесенная на схематический план горных работ, с указанием мест установки электрооборудования, типов и мощности электроприемников, длин участков кабельной сети высокого (ВН) и низкого (НН) напряжений [2].

Технологическая схема представлена на листе формата А1.

На очистном комбайне установлено большое число электрических приводов, подключение которых осуществляется в две независимые группы.

К первой группе относятся: привод вентиляционной установки кабины, привод пылеотсоса, привод конвейера, привод одного режущего диска, привод переносного вращения.

Ко второй группе относятся: привод бермового органа, привод другого режущего диска, привод отбойного устройства, привод насосной станции.

С целью передачи и распределения электроэнергии производится деление всех электропотребителей участка на распределительные пункты: РП-1 и РП-2.

К РП-1 подключены следующие электроприемники: I группа двигателей комбайна «Урал-10А», бункер перегружатель «БПС-25», вентилятор местного проветривания «СВМ-6М», освещение АП-4.

К РП-2 подключены следующие электроприемники: II группа двигателей комбайна «Урал-10А», самоходный вагон «5ВС-15», освещение комбайна АП-4.

Технические данные по установленной мощности электроприемников комплекса с комбайном «Урал-10А» приведены в Табл.1. Последовательность соотвествует порядку включения в работу.

На основе схемы электроснабжения участка на плане горных работ составляется расчётная схема электроснабжения с указанием длин участков кабельной сети ВН и НН, расчетных точек к.з., расчетной мощности трехфазного к.з. на шинах ЦПП, номинальной мощности и типа электроприемников, номинальных значений номинального тока и пускового тока электроприемников. На данную схему по ходу расчетов наносятся марки и сечения кабелей, величины токов к.з., токи уставок защиты, указываются типы выбранных защитно-коммутационных аппаратов и др. [2].

Расчетная схема электроснабжения комплекса приведена на Рис. 6 (стр.41)

Наименование привода или другого

электроприемника

Тип двигателя

Кол-во

шт.

Характеристики электроприемников при

Рном,

кВт

Iном,

А

КПД,

%

сos

о.е.

I п.ном

Iном

Рном

кВт

В том числе

Iгр.

IIгр.

Включенные отдельно от РП-1

Освещение – АП-4




-

1

4

3,5

86

0,88

3

4

4

-

Вентилятор СВМ-6M




ВРМ160М2

1

24

27

91

0,87

6,0

24

24

-

Включенные отдельно от РП-2

Самоходный вагон 5ВС-15:

Ход

АВТ15-4/6/12

2

22/

46/

23

26/

50

/48

78

0,92/

0,91/

0,56

5,8

/5,0

/3,8

92

-

92

Конвейер и

маслонасос

МТА93-6/12

1

35/

18

40/

21

90

0,85

-

35

-

35

Итого

155

28

127

Включенные от РП-1 и РП-2 по магистральным кабелям комбайна

Комбайн Урал-10А

Привод вентиляционной установки кабины

АИУР6 3В-2

1

0,55

0,75

76,2

0,85

5,9

0,55

0,55

-

Освещение комбайна-АП-4

-

1

4

3,5

86

0,88

3,0

4

-

4

Привод пылеотсоса

ВРП180М2У2,5

1

30

32

91

0,9

6,7

30

30

-

Привод конвейера

ВРП180М4У2,5

1

30

34

90

0,87

6,0

30

30

-

Привод бермового органа

2ВР250S6У2,5

2

45

50

92

0,87

6,0

90

-

90

Привод режущих дисков

ВАО2-315М8У2,5

2

132

144

94

0,85

5,5

264

132

132

Привод переносного вращения

ВРП200L4РУ2,5

1

45

50

91

0,86

6,0

45

45

-

Привод отбойного устройства

ВРП180S4

1

22

26

91

0,82

6,8

22

-

22

Привод насосной станции

АВР250S6У2,5

1

45

49,4

91,6

0,87

6,0

45

-

45

Бункер-перегружатель БПС-25

Привод маслостанции

АВК30/15-4/8У5

1

30/15

40/21

90

0,85




30

30

-

Привод конвейера

АВТ15-4/612У5

1

22/46/23

26/56/48

78

0,92/0,91/0,56

5,8/5/3,8

46

46




Итого

606,55

313,55

293

Всего от КТП по фидерным кабелям 1 и 2

761,55

341,55

420

Таблица 1

ВЫБОР МОЩНОСТИ ПИТАЮЩИХ ПОДСТАНЦИЙ

В данной курсовой работе все расчеты выполняются согласно справочнику [2].

Итак, расчетная мощность КТП определяем по формуле:

кВА,

где - сумма номинальных мощностей электроприемников питающихся от одной подстанции, кВт;

cos – средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников (для комбайновых комплексов калийных рудников «Уралкалия» принимается равным 0,7) [2];

Кс – коэффициент спроса группы электроприемников принимается равным 0,65 [2];

Подставляем в формулу значения:

кВА

К установке принимаются КТП мощности, ближайшей к расчетной по стандартной шкале мощностей. Таким образом, по найденной расчетной мощности выбираем комплектную трансформаторную подстанцию серии КТПВШ производства ЗАО «Шахтинский завод горно-шахтного оборудования», взрывобезопасную, c мощностью на 1000 кВА, напряжением 6кВ [4].

Технические характеристики КТПВШ-1000

Номинальная мощность, кВ·А 1000

Частота тока, Гц 50

Номинальное первичное напряжение, кВ 6,0

Способ, диапазон регулирования напряжения ПБВ+5%

Номинальное вторичное напряжение, кВ 0,69

Напряжение короткого замыкания, % 5,0

Потери короткого замыкания силового

трансформатора при температуре 115°С, кВт 7,25

Ток холостого хода, % 1,1

Потери холостого хода силового трансформатора, кВт 2,80

Габаритные размеры, мм (длина, ширина, высота) 3800x1080x1400

Масса подстанции, кг (без колесных пар), не более 6000

Степень защиты, обеспечиваемая оболочками IP54

Вид и уровень взрывозащиты РВ Exd[ia]I

Определим коэффициент загрузки трансформатора ?, согласно ПУЭ [4] он должен находиться в пределах 0,6-1,2 включительно:



Рассчитанное значение удовлетворяет условию.
  1   2   3   4   5   6   7
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации