авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

«Г.М. Авсеев А.Ф. Алексеенко И.Л. Гармаш СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ГОРНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ Допущено Министерством угольной ...»

-- [ Страница 2 ] --

Задача 1.43. Кабельная линия с медными жилами питает РП-6 компрессорной станции сум марной мощностью Р = 4200 кВт при коэффициенте мощности cosср = 0,8 и средневзвешенном к.п.д. ср = 0,9. Определить сечение жил кабеля по допустимому нагреву, если линия выполнена тремя параллельно проложенными в траншее кабелями на расстоянии один от другого 300 мм в свету. Температура почвы не превышает + 10°С.

Задача 1.44. Определить сечение линии трехфазного тока напряжением Uном = 6 кВ по до пустимой потере напряжения, питающей два трансформаторных киоска (рис. 1.13). Сечение про водов на обоих участках одинаково. Линия выполнена кабелем из алюминиевых жил, проложен ным в траншее. Температура почвы не превышает +15°С. Допустимая потеря напряжения идоп = 5%. Выбранное сечение проверить по допустимому нагреву.

Рис. 1.13. Схема для определения сечения линии трехфазного тока к задаче 1. Задача 1.45. Определить сечение воздушной линии трехфазного тока напряжением Uном = кВ по допустимой потере напряжения для условий, приведенных в задаче 1.44 (см. рис. 1.13), если линия выполнена алюминиевыми проводами.

Задача 1.46. Определить сечение воздушной линии из сталеалюминиевых проводов по до пустимому нагреву, если по ней передается мощность S = 1600 кВ·А. Выбрать марку провода при напряжении сети 6 и 10 кВ.

Задача 1.47. Определить сечение кабельной линии трехфазного тока по допустимой на грузке и потере напряжения для условий, приведенных в задаче 1.44 (см. рис. 1.13), при напряже нии сети Uном = 10 кВ. Жилы кабеля медные. Температура почвы не превышает +10°С.

Задача 1.48. Определить сечение воздушной линии напряжением Uном = 6 кВ, выполненной из стального провода, по допустимой токовой нагрузке, если по ней передается мощность S = кВ·А.

Задача 1.49. Определить сечение воздушной линии из медных проводов напряжением Uном = 6 кВ, длиной L = 1500 м по допустимой потере напряжения, если по ней передается мощность Р = 1720 кВт при cos = 0,8.

Задача 1.50. Определить сечение кабельной линии трехфазного тока напряжением Uном = 10 кВ по экономической плотности тока и проверить по термической стойкости к токам к.з., если материал жилы кабеля медь, передаваемая мощность S = 1900 кВ·А, установившийся ток к.з. I(3) = 20000 А, время действия тока к.з. tп = 0,34 с, продолжительность использования максимума на грузки Тmах = 6500 ч.

Задача 1.51. Определить сечение кабельной воздушной линии напряжением 10 кВ по до пустимой потере напряжения и проверить ее по допустимому току нагрузки, если по линии пере дается мощность S = 2100 кВ·А при средневзвешенном коэффициенте мощности cosср = 0,82.

Длина линии 1600 м, материал жил кабеля медь. Температура воздуха не превышает +35°С. До пустимую потерю напряжения принять идоп = 5% номинального.

Задача 1.52. Определить сечение кабельной линии с алюминиевыми жилами напряжением Uном = 6 кВ по допустимому нагреву и проверить на термическую стойкость к токам к.з., если по линии передается мощность S = 630 кВ·А, кабель проложен в земле, температура которой не пре вышает +5°С, а установившийся ток к.з. I(3) = 8000 А, время действия тока к.з. tn = 0,25 с.

Задача 1.53. Рассчитать сечение кабеля с алюминиевыми жилами по всем факторам и вы брать марку кабеля для питания двигателя вентилятора главного проветривания. Передаваемая мощность Рном = 800 кВт;

cosном = 0,8;

к.п.д. - ном = 94,3 %, длина кабеля L = 1200 м. В траншее проложены два кабеля с расстоянием в свету 100 мм. Температура земли не превышает +20°С. Ус тановившийся ток к.з. на шинах РП-6, к которым подключен кабель, I(3) = 12 кА;

время действия защиты и силового выключателя tn = 0,25 с;

продолжительность использования максимума нагруз ки в год Тmax = 7600 ч. Допустимую потерю напряжения принять 300 В.

Задача 1.54. РП-6 кВ скиповой подъемной установки питается кабелем с медными жилами длиной L = 140 м от шин напряжением 6 кВ ГПП шахты. Привод подъемной машины - асинхрон ный двигатель мощностью Рном = 2000 кВт с коэффициентом мощности cosном = 0,88 и к.п.д. ном = 95,8 %. Определить сечение кабеля, питающего подъемный двигатель, по всем факторам, вы брать марку кабеля, если сечение кабеля двигателя и проложенного от ГПП одинаково, кабель до РП-6 кВ подъемной установки проложен в туннеле, температура окружающей среды не более +35°С. Допустимую потерю напряжения принять 300 В. Продолжительность использования мак симума нагрузки в год Тmах = 8400 ч. Установившийся ток к.з. I(3) = 14000 А, время действия тока к.з. tп = 0,4 с.

Задача 1.55. Рассчитать сечение воздушной линии из медных проводов по всем факторам и выбрать марку провода для питания двигателя вентилятора главного проветривания мощностью Pном = 1250 кВт;

коэффициент мощности cosном = 0,82;

к.п.д. двигателя ном = 94,8 %, если длина линии L = 2 км, продолжительность использования максимума нагрузки в год Тmах = 5000 ч. До пустимая потеря напряжения Uдоп = 300 В, Uном = 6 кВ. Ударный ток трехфазного к.з. не превы шает 50 кА. Согласно ПУЭ при i(3)у менее 50 кА ВЛ по токам к.з. не проверяются.

1.3. Расчет и выбор элементов электрооборудования поверхностных подстан ций и комплектных распредустройств 1.3.1. Шины Шины выбираются по длительно допустимому току и проверяются динамическую и НЕ термическую стойкость при токах к.з. согласно формулам (1.30) и (1.31).

1.3.2. Изоляторы Все изоляторы выбирают по напряжению, роду установки и допускаемой механической на грузке. Проходные изоляторы дополнительно выбирают по номинальному току. Изоляторы на дежно работают при напряжении, превышающем их номинальное: на 15 % — изоляторы до 35 кВ включительно, на 10% - изоляторы 110 и 220 кВ.

Так как максимальное рабочее напряжение электрических установок превышает их номи нальное напряжение не более чем на 5—10 % то при выборе изоляторов по напряжению достаточ но соблюсти условие Uном. из Uном. уст, (1.41) где Uном. из - номинальное напряжение изолятора, кВ;

Uном. уст - номинальное напряжение установ ки, численно равное номинальному напряжению сети, питающейся от этой установки, кВ.

Выбор по роду установки предусматривает применение изоляторов для внутренней или на ружной установки.

При выборе изоляторов по допускаемой механической нагрузке (выбор группы изолятора) должно быть соблюдено условие F(3)расч 0,6Fраз (1.42) (3) где F расч - наибольшая расчетная нагрузка на изолятор при трехфазном токе к.з., определяемая по формуле (1.31);

Fраз — разрушающая нагрузка, определяемая по каталогу;

0,6 — коэффициент за паса прочности.

1.3.3. Высоковольтные предохранители Предохранители выбирают по напряжению, току, конструкции и отключающей способно сти из условий Uном. п Uном. уст, (1.43) где Uном. из, Uном. уст, - номинальное напряжение соответственно предохранителя и установки, кВ;

Iном. п Iном. р. уст, (1.44) где Iном. п _ номинальный ток предохранителя, А;

Iном. р. уст - номинальный рабочий ток установки, А;

Iном. пл. в Iном. р. уст (1.44 а) где Iном. пл. в - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;

Iном. р. уст — номинальный ра бочий ток установки, А;

Iном. от Iр. от (1.45) где Iном. от — номинальный ток отключения предохранителя, кА;

Iр. от - расчетное значение трех фазного тока к.з., равное I" (I0), кА;

Sном. от Sр. от = S'' (1.45 а) где Sном. от — номинальная мощность отключения предохранителя, МВ·А ( S ном.о = 3U ном. п I ном. от );

Sp. от - расчетная мощность трехфазного к.з., MB·A;

S" - мощность трехфазного к.з. в начальный момент возникновения к.з., MB·А.

1.3.4. Разъединители Разъединители выбирают по номинальным напряжению и току, роду установки, проверяют на электродинамическую и термическую стойкость в режиме к.з.

Выбор разъединителей по номинальному напряжению и току проводится по формулам, аналогичным (1.43), (1.44). На электродинамическую стойкость к токам к.з. разъединители прове ряют по ударному (амплитудному) и наибольшему действующему значению тока к.з. Iу за первый период от начала возникновения к.з.:

(1.46 ) i у. расч = К у 2 I ( ) (1.47 ) I у. расч = I 1 + 2 К у где iу. расч, Iу. расч — расчетное значение соответственно ударного и действующего токов к.з., кА.

При этом должно соблюдаться условие iу. доп iу. расч;

Iу. доп Iу. расч (1.48) где iу. доп, Iу. доп - соответственно допустимый ударный ток к.з. и допустимое значение наибольшего действующего полного тока к.з. для разъединителя, кА.

Проверка на термическую стойкость к токам к.з. проводится из условия tп (1.49) I ном.т.с I t ном.т.с где Iном.т.с - ток термической стойкости за время tном.т.с кА;

tп - приведенное время действия тока к.з.;

tном.т.с — время, к которому отнесен ток Iном.т.с, для разъединителей принимается 4 с.

1.3.5. Выключатели нагрузки Выключатели нагрузки выбирают по номинальным напряжению и току по формулам, ана логичным (1.43) и (1.44);

проверяют на динамическую и термическую стойкость при токе к.з. по формулам (1.47), (1.48) и (1.49). Кроме того, проверяют по номинальному отключаемому току по формуле (1.45). В случае применения блока ВН - предохранители -по номинальной отключаемой мощности предохранителя по формуле (1.45, а).

1.3.6. Короткозамыкатели Короткозамыкатели применяют на напряжение 35-220 кВ;

выбираются по номинальному напряжению;

проверяют на динамическую и термическую стойкость к токам к.з. по формулам (1.48), (1.49) и току включения из условия iвкл iу. уст (1.50) где iвкл - допустимый ток включения аппарата, кА;

iу. уст - ударный ток к.з. в месте установки аппа рата, кА;

а также по номинальной отключаемой мощности короткозамыкателя по формуле (1.45, а). Кроме того, короткозамыкатели проверяют на допустимое натяжение провода в горизонталь ной плоскости с учетом ветра и гололеда.

1.3.7. Отделители Отделители выбирают по номинальному напряжению и току, проверяют на термическую и динамическую стойкость к токам к.з., а также на допустимое натяжение провода в горизонтальной плоскости с учетом ветра и гололеда.

1.3.8. Разрядники Трубчатые разрядники (РТ) выбирают по номинальному напряжению установки и по токам к.з.;

для сетей напряжением до 35 кВ верхний предел тока, отключаемого РТ, должен быть не ме нее наибольшего возможного тока трехфазного к.з. в месте установки РТ, нижний предел — не более наименьшего установившегося тока двухфазного к.з., из условия (1.51) I выс i у3) ;

( (1.52) I низ I 2) ( где Iвыс, Iниз - соответственно высший и низший пределы отключаемых токов, кА.

Вентильные разрядники выбирают по номинальному напряжению установки, уровню элек трической прочности его изоляции и наибольшему возможному напряжению между проводом и землей в месте присоединения разрядника к сети.

1.3.9. Измерительные трансформаторы тока Измерительные трансформаторы тока выбирают по номинальным напряжению, первично му и вторичному токам, вторичной нагрузке, классу точности и проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при к.з. При выборе трансформаторов учитывают род установки (внутренняя, наружная), а также особенности его конструкции.

Класс точности трансформатора выбирают исходя из требуемой точности измерения: для расчетных счетчиков — класс 0,5;

для электроизмерительных приборов класса 1 и 1,5 — класс 0,5;

для электроизмерительных приборов класса 2,5 - класс 1.

Коэффициент трансформации трансформаторов, к которым присоединяются расчетные счетчики, должен быть таким, чтобы при 25 %-ной номинальной нагрузке линии или трансформа тора ток во вторичной обмотке превышал 0,5 А.

Эксплуатация трансформаторов тока запрещается при разомкнутой вторичной обмотке, также запрещается применение плавких предохранителей в этой цепи. Вторичная обмотка обяза тельно заземляется.

1.3.10. Трансформаторы напряжения Трансформаторы напряжения для питания электроизмерительных приборов и реле выби рают по номинальному напряжению первичной обмотки, вторичной нагрузке, классу точности, схеме соединения обмоток, а также по конструктивному исполнению (для внутренней или наруж ной установки). При расчетах нагрузку трансформатора напряжения определяют для наиболее на груженной фазы. При этом с достаточной для практики точностью нагрузки суммируются ариф метически без учета коэффициентов мощности отдельных нагрузок. Трансформаторы напряжения класса 0,5 применяют для питания расчетных счетчиков и электроизмерительных приборов клас сов 1 и 1,5;

трансформаторы класса 1 — для электроизмерительных приборов класса 2,5;

класса — для релейной защиты.

Трансформаторы напряжения со сторон ВН и НН защищаются плавкими предохранителя ми.

1.3.11. Силовые выключатели Силовые выключатели выбирают по номинальным напряжению и току, роду установки и условиям работы, а затем проверяют на отключающую способность в режиме к.з. и на стойкость (электродинамическая и термическая) при сквозных токах к.з.

Выбор комплектного распредустройства КРУ сводится к выбору силового выключателя, так как другие элементы оборудования соответствуют его параметрам.

1.3.12. Типовые задачи с решениями Задача 1.56. Выбрать материал и рассчитать сечение шин ГПП шахты, если расчетная мощность на шинах под станции Sрасч = 40000 кВ·А, напряжение Uном = 6 кВ, токи к.з.

на шинах подстанции имеют следующие значения: I'' = 6, кА, I0,2 = 5,75 кА, I = 4,7 кА, iу = 15,2 кА. Выдержка времени действия защиты на вводах подстанции tзl = 1,8 с, на отходя щих фидерах не более tз2 = 1,2 с. Температура в помещении +35°С. Схема расположения шин представлена на рис. 1.14.

Нагрузка отходящего фидера Iном = 174 А.

Собственное время отключения масляного выключате ля на вводе подстанции tв = 0,2 с.

Решение. Расчетный ток нагрузки на шинах ГПП по формуле (1.27) S расч I расч = = = 365 А.

3 3U ном Расчетный ток нагрузки с учетом температуры окру жающей среды по формуле (1.28) Iрасч = Iрасч/К2 = 385/0,87 = 443 А, где К2 = 0,87 - поправочный коэффициент на температуру ок ружающей среды (см. табл. 1.1).

Принимаем алюминиевые шины прямоугольного сече ния. Согласно прил. 1.4, размеры однополюсных шин (404) мм Iдоп = 480 A, sвыб = 160 мм.

Рис. 1.14. Схема расположения шин на опорных изоляторах к задаче 1. Проверяем выбранные шины на динамическую стойкость при к.з.

Наибольшая сила (даН), действующая на шины при трехфазном к.з., определяется по фор муле (1.31) (i у ) 10 ;

1 (3 ) 2 (3 ) F расч = 1, а (3) 15,2 2 10 2 = 16,3.

F расч = 1, Изгибающий момент (3 ) 16,3 F расч М изг = = = 196 даН см.

10 Момент сопротивления шин при расположении плашмя (см. рис. 1.14) bh 2 0,4 4 W= = = 1,07 см 3.

6 Напряжение материала шин при изгибе расч = М изг / W = 196 / 1,07 = 183 даН / см Так как расч доп =650 даН/см2, выбранные шины по механической прочности принима ются, где доп - допустимое напряжение материала шин, которое принимается для медных шин 1300 даН/см2, алюминиевых - 650 даН/см2, стальных - 1600 даН/см Проверяем выбранные шины размером 404 на термическую стойкость при токах к.з. при большем времени выдержки максимальной защиты tз1 = 1,8 с по формуле (1.30) I tп s min =.

С Приведенное время действия тока к.з. tп определяют по кривым (см. рис. 1.10).

При '' =I''/I = 6,05/4,7 = 1,29 и расчетному (действующему) времени к.з. tрасч = tз1 + tв = 1, + 0,2 = 2 с приведенное время tп = 1,8 с, где tв = 0,2 с — собственное время отключения силового (масляного) выключателя.

Минимальное сечение шин по термической стойкости s min = 1,8 = 79 мм 2.

Так как выбранное сечение sвыб = 160 smin = 79 мм2, то шины по термической стойкости также проходят. Окончательно принимаем алюминиевые однополосные шины размером 404, s 160 мм2 (см. прил. 1.4). Выбираем и проверяем сечение шин отходящего фидера.

Расчетный ток фидера с учетом температуры I'расч = 174/0,87 = 200 А.

Этому току соответствуют алюминиевые шины размером 203 мм с Iдоп = 215 A, sвыб = мм2 (см. прил. 1.4).

Расстояния между шинами и изоляторами принимают такими же, как и на вводах: а = мм, l = 1200 м, расположение шин плашмя (см. рис. 1.14).

Тогда момент сопротивления bh 2 0,3 2 W= = = 0,2 см 3 ;

6 расч = М изг / W = 196 / 0,2 = 980 даН / см Так как расч доп = 650 даН/см2 (см. прил. 1.4), то принимаем размеры шин большими, т.е.

253, и проверяем на электродинамическую стойкость:

0,3 2,5 W= = 0,313 см 3 ;

расч = = 626 даН / см 2 доп = 650 даН / см 2.

0, Проверка на термическую стойкость по формуле (1.30): по tрасч = 1,2 + 0,2 = 1,4 с и " = 1,29, tп = 1,2 с (см. рис. 1.10) s min = 1,2 = 57 мм 2.

Окончательно принимаем шины размером 253 с s = 75 мм.

Задача 1.57. Выбрать изоляторы для крепления шин в помещении ГПП шахты;

напряжени ем 6 кВ, если расстояние между соседними шинами а = 300 мм, изоляторами l = 1200 мм (см. рис.

1.14). Ударный ток трехфазного к.з. i(3)у = 25 кА.

Решение. Изоляторы выбирают по напряжению по формуле (1.41) и роду установки. По техническим характеристикам выбираем опорные изоляторы ОФ-6-375 УЗ для работы в помеще нии. Условные обозначения: О - опорный;

Ф - фарфоровый;

6 - класс напряжения - 6 кВ;

375 - ми нимальное разрушающее усилие на изгиб, даН;

УЗ - климатическое исполнение для работы в по мещении.

Выбранные изоляторы проверяют по допустимой механической нагрузке по формуле (1.42) из условия F(3)расч 0,6Fраз () 1 где F расч = 1,76 i (3 ) 10 2 = 1, (3) 25 2 10 2 = 44 даН ;

Fраз = 375 даН - минимальное у а разрушающее усилие на изгиб;

F(3)расч = 44 0,6·375, т.е. F(3)расч = 44 225 даН, что удовлетворяет требованиям формулы (1.42).

Задача 1.58. Трансформатор мощностью Sном = 630 кВ·А предполагается подключать к воз душной ЛЭП посредством выключателя нагрузки с предохранителями, которые надо выбрать при условии, что со стороны ВН трансформатора токи и мощности к.з. имеют следующие значения: I" = 9 кА;

Iу = 11,8 кА;

I = 10,6 кА;

iy = 20,3 кА;

S0,2 = 85,7 МВ·А;

Uном. с = 6 кВ.

Таблица 1. Данные для выбора аппаратов Расчетные Допустимые (по каталогу) Выключатель нагрузки ВНП3-17УЗ Uном. с = 6 кВ Uном. в. н = 6 кВ Iном. р. уст = 60,6 А Iном. в. н = 400 А iу. расч = 20,3 кА iу. доп = 41кА Iу. расч = 11,8 кА Iу. доп = 16 кА S0,2 = 85,7 МВ·А Sном. от = 200 МВ·А Предохранитель ПК-2-6-80/80-20УЗ Uном. уст = 6 кВ Uном. п = 6 кВ Iном. р. уст = 60,6 А Iном. п = 80 А Iном. от = 9 кА Iном. от = 20 кА Iном. р. уст = 60,6 А Iном. п. в = 80 А S0,2 = 85,7 МВ·А Sном. от = 200 МВ·А Решение. За расчетный ток аппаратов принимаем номинальный ток трансформатора S ном I ном. р. уст = = = 60,6 А.

3 3U ном.с По номинальному напряжению сети Uном. с = 6 кВ и номинальному рабочему току установ ки Iном. р.уст = 60,6 А (прил. 1.5) выбираем выключатель нагрузки ВНП3-17УЗ и предохранитель ПК-2-6-80/80-20УЗ (прил. 1.6), каталожные данные которых приведены в табл. 1.3.

Как видно из табл. 1.3, допустимые значения выключателя нагрузки и предохранителя зна чительно выше расчетных. Выбранные аппараты удовлетворяют условиям задачи.

Задача 1.59. Расчетный ток шахтной ГПП 400 А при напряжении 6 кВ. Токи и мощности к.з. на шинах ГПП: I" = 6,05 кА;

I0,2 = 5,75 кА;

I = 4,7 кА;

iу = 15,2 кА;

Iу = 9,12 кА;

S0,2 = 59, МВ·А. Время срабатывания защиты t3 = 2 с. Необходимо выбрать силовой выключатель и разъе динители на вводе.

Решение. Согласно прил. 1.7 и 1.8 по расчетному току и номинальному напряжению выби раем масляный выключатель для внутренней установки ВМПП-10-630-20У2 и разъединитель для внутренней установки РВЗ-10/400. Расчетные и каталожные данные масляного выключателя и разъединителя сведены в табл. 1.4 и 1.5.

Таблица 1. Данные для выбора силового выключателя Расчетные Паспортные Uном. уст = 6 кВ Uном. а = 10 кВ Iрасч. уст = 400 А Iном. а = 630 А I0,2 = 5,75 кА Iном. от = 20 кА iу. расч = 15,2 кА iу. доп = 52 кА Iу. расч = 9,12 кА Iу. доп = 20 кА Iр. т. с = 3,32 кА Iном. т. с = 20 кА Таблица 1. Данные для выбора разъединителя Расчетные Паспортные Uном. уст. = 6 кВ Uном. а = 10 кВ Iрасч. уст = 400 А Iном. а = 400 А iу. расч = 15,2 кА iу. доп =41 кА Iр. т. с = 3,32 кА Iном. т. с = 16 кА tном. т. с = 4с Расчетный ток (кА) термической стойкости определяют по формуле (1.49):

tп I расч.т.с = I, t ном.т.с где tn - приведенное время действия тока к.з, определяется по кривым рис. 1.10, по '' =I''/I = 6,05/4,7 = 1,29 и расчетному времени действия к.з. tрасч = tз + tв = 2 + 0,2 = 2,2 с, tп = 2 с;

tном. т. c = с - время протекания тока термической стойкости для силового выключателя (для разъединителя принимается таким же, см. табл. 1.5);

I расч.т.с = 4,7 = 3,32 кА.

Из сравнения расчетных и каталожных значений видно, что масляный выключатель и разъ единитель отвечают всем требованиям. Для управления выключателем ВМПП-10-630-20УЗ при нимается привод ПЭ-11, для разъединителя - ПР-10.

Задача 1.60. Выбрать реактор для ограничения тока к.з. в сети напряжением Uном. с =6,3 кВ до значения, при котором допускается установка за реактором выключателя ВММ-10-630-10УЗ с номинальным током отключения Iном. от = 10 кА. Известно, что при базисной мощности Sб = MB·А относительное расчетное базисное сопротивление схемы замещения до точки присоедине ния реактора X*б = 0,5, приведенное время действия тока к.з, tп = 1,6 с. Кроме того, определить ос таточное напряжение на шинах подстанции при к.з. за реактором. Потребитель питается от сети неограниченной мощности. Ударный коэффициент Ку = 1,8.

Решение. Принимаем за базисное напряжение Uб = Uном. с = 6,3 кВ, ток к.з. за реактором равняется току отключения выключателя: Iк.р = Iном от = 10 кА, Iном. а = Iном. р = 630 А = 0,63 кА.

Базисный ток по формуле (1.3):

( ) ( ) I б = S б / 3U б = 100 / 3 6,3 = 9,18 кА.

Необходимая реактивность реактора определяется из условия I I ном. рU б 0,63 6, 9, Х р % = б Х *б 100 = 0,5 100 = 1,8%.

I I U 9,18 к. р б ном. р Требуемое индуктивное сопротивление реактора определяется по формуле Х р %U ном. р 1,8 Хр = 10 = 10 = 0,165 Ом.

3 3I ном. р Для установки выбираем реактор РБ 10-630-0,25 с индуктивным сопротивлением Хном. р — 0,25 Ом и током электродинамической стойкости iном. д. с = 40 кА (см. прил. 1.1).

Определяем номинальную реактивность реактора РБ 10-630-0,25 при установке его в сети 6,3 кВ, если Хном. р =0,25 Ом, по формуле (1.10) Х ном. р I ном. р 3 0,25 630 Х ном. р % = = = 4,33%.

10 6, 10U ном.с Определяем базисное сопротивление реактора в относительных величинах по формуле (1.9) Х ном. р % I б U ном. р 4,33 9,18 Х * р.б = = = 1,0.

100 0,63 6, 100 I ном. р U б Результирующее сопротивление до точки к.з. за реактором в относительных величинах X*б. рез = X*б + X*р. б = 0,5 + 1,0 = 1,5.

Ток к.з. за реактором по формуле (1.14) I' = I" = I = Iб/X*б. рез = 9,18/1,5 = 6,2 кА.

Ток I'к. р = 6,2 кА меньше Iном. от = 10 кА силового выключателя. Выбранный реактор прове ряется на динамическую стойкость к токам к.з. Должно быть соблюдено условие iном. д. с iу. расч.

Расчетный ударный ток определяют по формуле (1.46):

i у. расч = К у 2 I = 1,8 2 6,2 = 15,74 кА;

i ном.д.с = 40 кА i у. расч = 15,74 кА.

На термическую стойкость реактор проверяют по формуле (1.49). Должно быть соблюдено tп условие I ном.т.с I, где Iном. т. с – номинальный ток термической стойкости, кА.

t ном.т.с i ном.д.с I ном.т.с = = = 15,76 кА, К у 2 1,8 tном. т с - время протекания тока термической стойкости реактора по каталожным данным: для реак торов до 630 А - 3 с;

выше 630 А - 6 с.

1, I ном.т.с = 15,76 6,2 = 4,52 кА.

Остаточное напряжение на шинах подстанции при к.з. за реактором (%) от Uном. с 6,2 I к. рU ном. р U ост % = Х ном. р % = 4,33 = 67,6%.

0,63 6, I ном. рU ном.с Согласно ПУЭ Uост % 60 %.

Как видно из приведенных выше расчетов, выбранный реактор РБ 10-630-0,25 удовлетво ряет условиям задачи.

Задача 1.61. Воздушная ЛЭП 6 кВ, питающая шахтную ГПП защищена трубчатыми раз рядниками. Выбрать тип разрядников, если ударный ток трехфазного i(3)у = 9,87 кА, ударный ко эффициент Ку = 1,6. Периодическая составляющая тока к.з. не затухает. Трубчатые разрядники выбирают по напряжению и по токам к.з. (прил. 1.9) [формулы (1.51) и (1.52)].

Решение. Определяем токи трехфазного к.з. из формулы (1.16) i у3 ) ( 9, I = I = = = 4,38 кА.

К у 2 1,6 Установившийся ток двухфазного к.з. по формуле (1.25) I(2) = 0,87I(3) = 0,87·4,38 = 3,8 кА.

Для нашего случая возможны следующие варианты: РТФ - 6/0,5-10 или РТВ-6/2-10 (Ф - в фибробакелитовой трубке;

В - в винипластовой;

6 кВ — номинальное напряжение разрядника;

0,5;

2 - нижние пределы отключения, кА;

10 -верхний предел отключения, кА).

Соблюдаются условия формул (1.51) и (1.52):

Iвыс = 10 i(3)у = 9,87кА;

Iниж = (0,5;

2) I(2) = 3,8 кА.

Задача 1.62. Выбрать трансформаторы тока на фидере шахтной подстанции, если номи нальный ток установки Iном у = 1200 А, напряжение на шинах подстанции 6 кВ. Трансформаторы тока питают релейную защиту и счетчики. Токи трехфазного к.з. на шинах I" = 8700 А, I = А, iу = 22000 А. Выдержка времени защиты tз = 1 с, собственное время отключения силового вы ключателя tв = 0,15 с.

Решение. Зная место установки (внутри помещения) и номинальный ток Iном.у = 1200 А, выбираем из прил. 1.10 трансформаторы тока ТПОЛМ-10УЗ с коэффициентом трансформации Кт.т = 1500/5, вариантом исполнения вторичных обмоток 0,5/Р, динамической стойкостью Кном д. с = 155, термической стойкостью Кном. т. с = 65. Время протекания тока термической стойкости tном.т.с = 1 с.

Проверим расчетную динамическую стойкость трансформатора тока i у. расч К расч.д.с = = = 10,4, 2 2 I ном.а где Iном. а = 1500 А - номинальный ток первичной обмотки трансформатора.

Динамическую стойкость выбранный трансформатор обеспечивает, так как Кном. д. с Красч.

д. с Термическая стойкость трансформатора тока определяется по формуле 7000 I tп К расч.т.с = = = 4,67 К ном.т.с = 65.

I ном.а t ном.т.с 1500 Приведенное время определено по кривой (см. рис. 1.10) при " = I"/I = 8700/7000 = 1,24 и tрасч = tз + tв = 1 + 0,15 = 1,15 с, тогда tп = 1,0 с.

В каталогах (приложениях) электродинамическая стойкость трансформатора тока может задаваться коэффициентом динамической стойкости Кном д. с или допустимым током электродина мической стойкости (кА). Коэффициент электродинамической стойкости равен отношению допус тимого тока электродинамической стойкости трансформатора iдин к амплитуде номинального пер вичного тока ( ) К ном.д.с = iдин / 2 I ном.а.

Задача 1.63. На рис. Г. 15 показана принципиальная схема учета электроэнергии и макси мальной токовой защиты ЛЭП, от которой питается вентилятор главного проветривания ВОД-40.

Трансформаторы тока для питания реле РТ и счетчика Wh установлены на двух фазах. Вторичные обмотки трансформаторов для релейной защиты и счетчиков включены по схеме неполной звезды.

Номинальный ток двигателя вентилятора Iном у = 179 А при напряжении 6 кВ. Токи трехфазного к.з. на шинах ГПП шахты, к которым подключена ЛЭП: I'' =20 кА, I =15 кА, iу. расч = 50,8 кА.

Рис. 1.15. Принципиальная схема учета электроэнергии и максимальной токовой защиты линии электропередачи к за даче 1.63:

ТТ — трансформаторы тока соединены в неполную звезду;

ТН — два трансформатора напряжения соединены в откры тый треугольник Требуется выбрать трансформаторы тока для релейной защиты и счетчика активной энер гии. Соединительные алюминиевые провода сечением s = 4 мм2 имеют длину l = 29 м. Выдержка времени защиты tз = 1,5 с, время отключения силового выключателя tв = 0,15 с.

Решение. Зная место установки (внутри помещения) и номинальный ток Iном.у = 179 А, вы бираем трансформаторы тока ТПЛМ-10 с коэффициентом трансформации 200/5, вариантом ис полнения обмоток 0,5/Р, номинальной нагрузкой 0,6 Ом для обмотки Р и 0,4 Ом для обмотки клас са 0,5, электродинамической стойкостью iдин = 70 кА, термической стойкостью Iном. т. с = 8,7 кА, tном. т. с = 4 с (см. прил. 1.10).

Проверяем динамическую стойкость трансформатора тока Расчетная кратность i у. расч 50, К расч.д.с = = = 180;

2 0, 2 I ном.а Номинальная кратность динамической стойкости трансформатора тока ( ) К ном.д.с = iдин / 2 I ном.а = 70 / 2 0,2 = 248.

Динамическую стойкость выбранный трансформатор обеспечивает, так как Кном. д. с = 248 Красч. д. с = 180 или iдин = 70 iу. расч = 50,8 кА.

Термическая стойкость проверяется следующими выражениями I ном.т.с I расч.т.с ;

tп 1, I расч.т.с = I = 15 = 10 кА.

t ном.т.с tп находимте " = I"/I = 20/15 = 1,33 и tрасч = tз + tв = 1,5 + 0,15 = 1,65 с, tп = 1,8 с.

Так как Iном. т. с = 8,7 Iрасч. т. с = 10 кА, выбранный трансформатор не удовлетворяет усло виям термической стойкости. Принимаем трансформатор тока ТПЛМ-10 с коэффициентом транс формации 300/5 с такими же параметрами, как и ранее выбранный, за исключением Iном. т.с = 12, кА (см. прил. 1.10). Для максимальной токовой защиты принимаем реле РТ-40/50. При параллель ном соединении катушек данные реле обеспечивают пределы уставок на 25—50 А. Потребляемая мощность реле при минимальной уставке Sр = 0,8 В·А.

Полное сопротивление реле Zр = Sр/I2р = 0,8/52 = 0,032 Ом.

Сопротивление соединительных проводов Rпр = l/s = 29/32·4 = 0,226 Ом, где = 32 м/(Ом·мм2) - удельная проводимость алюминия.

Определяем сопротивление внешней нагрузки обмотки Р трансформатора тока при трех фазном к.з. (прил. 1.11):

Z расч = 3R пр + Z р + R кон = 3 0,226 + 0,032 + 0,05 = 0,47 Ом, где Rкон — 0,05 Ом - сопротивление контактов.

Так как действительная нагрузка Zрасч = 0,47 Ом меньше номинальной обмотки Р Zном = 0, Ом, то погрешность трансформатора будет ниже 10 %-ной.

Счетчик установлен с целью учета стоимости электроэнергии. Поэтому для его подключе ния используется обмотка класса 0,5 точности. Сопротивление каждой токовой обмотки счетчика Zсч = 0,02 Ом, сопротивление проводов такое же, как и для цепей защиты, т.е. Rпр = 0,226 Ом.

Определим вторичную нагрузку по прил. 1.11 для схемы неполной звезды при трехфазном к.з.

Z = 3R пр + Z сч + R кон = 3 0,226 + 0,02 + 0,05 = 0,46 Ом, расч Z = 0,46 Z ном = 0,4 Ом.

расч Следовательно, в нашем случае обмотка трансформатора будет работать с погрешностью более 10% для класса 0,5, что недопустимо. Поэтому принимаем для подключения счетчиков мед ные провода сечением s = 4 мм2.

Тогда Rпр = = 0,136 Ом;

53 Z = 3 0,136 + 0,02 + 0,05 = 0,305 Ом.

расч В этом случае Z'расч = 0,305 Zном = 0,4 Ом. Обмотка трансформатора будет работать в классе 0,5.

Задача 1.64. Для шахтной ГПП напряжением 6 кВ необходимо выбрать трансформаторы напряжения, питающие 12 счетчиков активной энергии и 2 счетчика реактивной энергии, 3 вольт метра типа ЭВ, 2 реле напряжения типа РНБ. Счетчики установлены в одном месте и соединяются с трансформаторами напряжения кабелем с медными жилами длиной lкаб1 = 20 м и реле напряже ния типа РНБ. С вольтметрами и реле трансформаторы соединены кабелем lкаб2 = 40 м. Выбрать сечение жил кабелей и предохранители во вторичных цепях трансформаторов напряжения.

Решение. Так как в нагрузку трансформаторов напряжения входят счетчики, то класс точ ности трансформаторов должен быть 0,5. Принимаем два однофазных трансформатора НОМ-6У4, соединенных в открытый треугольник с номинальной мощностью в классе 0,5 Sном = 50 В·А, Smax = 400 В·А, ик = 9,1% (прил. 1.12).

Определяем расчетную нагрузку В·А, создаваемую приборами без учета коэффициентов мощности Sрасч = Sсч.аnа + Sсч.р пр.э + Sв пв + Sр пр, где Sсч.а = Sсч.р = 1,75 В·А - потребляемая мощность активным и реактивным счетчиками;

Sв = 4, В·А - мощность, потребляемая вольтметром;

Sр = 5 В·А — мощность, потребляемая реле;

nа;

п э;

пв ;

пр - соответствующее число активных и реактивных счетчиков, вольтметров и реле.

Sрасч = 1,75·12 + 1,75·2 + 4,7·3 + 5·2 = 48,6 В·А.

Sрасч = 48,6 В·А Sном = 50 В·А для трансформатора напряжения в классе 0,5.

Так как Sрасч (определенная без учета коэффициентов мощности потребителей) меньше Sном = 50 В·А, то уточненного расчета S'расч с учетом коэффициентов мощности не производим.

Определяем сечение жилы кабеля, питающего счетчики. Расчетный ток нагрузки кабеля S сч.а + S сч. р = 1,75 12 + 1,75 2 = 0,14 А, I каб1 = 3 3U ном где Uном = 100 В - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

В соответствии с ПУЭ допустимая потеря напряжения в кабеле, питающем счетчики, Uдоп = 0,25 В. Поэтому U доп 0, Rкаб1 = = = 1 Ом.

3 0, 3I каб Сечение медных жил кабеля, питающего счетчики, l s каб1 = каб1 = = 0,38 мм 2, Rкаб1 53 1, где = 53м/(Ом·мм ) — удельная проводимость меди.

Расчетный ток кабеля, питающего вольтметры и реле, S в + S р = 4,7 3 + 5 2 = 0,14 А.

I каб 2 = 3 3U ном В соответствии с ПУЭ допустимая потеря напряжения в кабеле, питающем вольтметры и реле, Uдоп2 = 1,5 В. Поэтому сопротивление этого кабеля не должно превышать U доп2 1, Rкаб 2 = = = 6,2 Ом.

3 0, 3I каб Определяем сечение медных жил кабеля, питающего вольтметры и реле l s каб 2 = каб 2 = = 0,12 мм 2, Rкаб 2 53 6, Из условий механической прочности сечение жил кабелей, согласно ПУЭ, необходимо' принять для цепей напряжения: s = 1,5 мм2 для меди, s = 2,5 мм2 для алюминия, дли токовых цепей соответственно 2,5 и 4 мм2. Тогда фактическое сопротивление жил кабеля до наиболее удаленных приборов (вольтметры, реле) l R каб 2 = каб 2 = = 0,5 Ом.

s 53 1, Фактическая потеря напряжения в этом кабеле U каб 2 = 3I каб 2 Rкаб 2 = 3 0,14 0,5 = 0,12 В.

Сопротивление вторичной обмотки трансформатора и %U ном 9,1 100 Z тр = к = = 2,275 Ом.

100 100S max Максимальный ток трехфазного к.з. при соединении обмоток трансформаторов в открытый треугольник U I к(3) = ном = = 44 А.

Z тр 2, Минимальный ток двухфазного к.з. (самая удаленная точка - вольтметры, реле) U ном I к(2min = ) = = 18 А.

( ) 2(2,275 + 0,5) 2 Z тр + R каб Выбираем плавкую вставку предохранителя ПР-2 с минимальным током плавкой вставки Iном. в = 6 А (прил. 1.13) I к(2min / I ном.в = 18 / 6 = 3, что допустимо, по ПУЭ, ) I к(2min / I ном.в 3 4.

) При определении I(2)к.min в знаменателе складываются Zтр и R'каб 2, что приводит к некото рому уменьшению тока к.з., чём учитывается сопротивление контактов.

1.3.13. Задачи для самостоятельного решения Задача 1.65. Рассчитать и выбрать сечение алюминиевых однополосных шин подстанции шахты, по которым протекает ток 870 А. Расстояние между шинами а = 300 мм, расстояние между изоляторами l = 1200 мм. Токи к.з. на шинах подстанции I" = 8840 А, I = 9530 А, iу = 22500 А.

Выдержка времени действия защиты на вводах подстанции t3 = 3 с. Температура в помещении +35°С. Шины расположить плашмя. Время действия выключателя tв = 0,1 с.

Задача 1.66. Для условий задачи 1.65 выбрать однополосные алюминиевые шины с закреп лением их на изоляторах на ребро.

Задача 1.67. Для подстанции по нормальному режиму Iном = 200 А выбраны алюминиевые шины 203 = 60 мм2. Расстояние между осями шин разных фаз а = 300 мм, расстояние между изо ляторами l = 1200 мм. Шины установлены плашмя. Провести проверку шин на стойкость при к.з. и определить силу, действующую на изоляторы, если токи к.з. на шинах подстанции I" = I = A, iу = 7900 А. Выдержка времени защиты t3 = 2,5 с, tв = 0,1 с.

Задача 1.68. Рассчитать и выбрать сечение шин ГПП шахты, если расчетная мощность на шинах Spacч = 5600 кВ·А, напряжение 6 кВ. Токи к.з. I" = I = 4900 А, iу = 12495 А. Выдержка вре мени на вводах подстанции t3 = 1,8 с. Температура в помещении +30°С, шины располагаются плашмя. Расстояние между осями разных фаз а = 300 мм, между изоляторами l = 1200 мм. Время действия выключателя tв = 0,2 с.

Задача 1.69. Выбрать изоляторы для крепления шин в помещении ГПП, если расстояние между шинами а = 300 мм, расстояние между изоляторами l = 1500 мм, напряжение установки кВ и ударный ток трехфазного к.з. i(3)у = 46 кА.

Задача 1.70. Выбрать изоляторы для крепления высоковольтных предохранителей, если расстояние между шинами а = 300 мм, расстояние между изоляторами l = 1200 мм, напряжение кВ, монтаж производится в закрытом помещении. Ударный ток i(3)у = 50 кА.

Задача 1.71. Для условий задачи 1.68 выбрать опорные изоляторы для крепления шин.

Задача 1.72. Выбрать изоляторы для крепления шин в помещении подстанции на стороне 0,38 кВ, если расстояние между шинами а = 300 мм, расстояние между изоляторами l = 1500 мм, ударный ток i(3)у = 38 кА.

Задача 1.73. На подстанции шахты для крепления шин установлены изоляторы ОФР-6- УЗ. Проверить правильность выбора изоляторов, если напряжение установки Uном = 6 кВ, рас стояние между соседними шинами а = 300 мм, расстояние между изоляторами l = 1500 мм, ток к.з.

I" = 6 кА, Ку = 1,8.

Задача 1.74. Трансформатор мощностью Sном = 400 кВ·А предполагается подключить к ши нам подстанции посредством выключателя нагрузки с предохранителями, которые необходимо выбрать, если известно, что на шинах подстанции мощность и токи к.з. имеют следующие значе ния: I" = 4,13 кА, I = 4,5 кА, iу = 10,6 кА, 1у = 6,3 кА, S0,2 = 38 MB·A.

Напряжение сети Uном = 6 кВ. Выключатель принять без устройства подачи команды на от ключающий электромагнит при срабатывании предохранителей, с предохранителями ПК и зазем ляющими ножами за предохранителями.

Задача 1.75. К шинам РУ-6 кВ вентилятора главного проветривания подключен трансфор матор собственных нужд мощностью Sном = 160 кВ·А. Выбрать тип выключателя нагрузки и пре дохранителей, если токи к.з. и мощность на шинах РУ имеют следующие значения: I" = I = 4, кА, Iу = 7,3 кА, iу = 12,24 кА, S0,2 = 50 МВ·А. Выключатель принять с устройством для подачи ко манды на отключающий электромагнит при срабатывании предохранителей, с предохранителями типа ПК и заземляющими ножами.

Задача 1.76. К РУ-10 кВ подключен фидер с номинальным током Iном = 76 А через выклю чатель нагрузки с предохранителями типа ПК. Выбрать типы выключателя нагрузки и предохра нителей, если выключатель должен иметь устройство для подачи сигнала на отключающий элек тромагнит при срабатывании предохранителей, заземляющие ножи за предохранителем, токи к.з. и мощность на шинах РУ-10 кВ имеют значения: I" = 5 кА, I = 5,7 кА, S0,2 = 83 MB·А;

ударный ко эффициент Ку = 1,75.

Задача 1.77. К шинам ГПП шахты напряжением 6 кВ подключена батарея косинусных конденсаторов через выключатель нагрузки с предохранителями без устройства подачи команды на отключающий электромагнит при срабатывании предохранителей. Выбрать типы выключателя нагрузки и предохранителей, если номинальный ток нагрузки 150 А, а ток и мощность к.з. на ши нах подстанции: I" = 10 кА, S0,2 = 98 MB·А. Ударный коэффициент Ку = 1,8.

Задача 1.78. Экскаватор получает питание от шин карьерного распределительного пункта (КРП). Длительный ток нагрузки экскаватора Iр. уст = 222 А, номинальное напряжение приводного двигателя главного преобразовательного агрегата и силового трансформатора собственных нужд Uном, уст = 6 кВ. Токи и мощность к.з. на шинах КРП имеют следующие значения: I" = 6,35 кА, I0, = 6,15 кА, I = 5,9 кА, iу = 14,3 кА, Iу = 8,3 к A, S0,2 = 63,9 MB·А. Время срабатывания защиты t3 = 0,7 с. Выбрать выключатель и разъединитель для подключения распределительной линии электро передач к шинам КРП.

Задача 1.79. Выбрать масляный выключатель и разъединители для фидера вентилятора главного проветривания, отходящего от шин 6,3 кВ ГПП шахты с номинальной нагрузкой Iном, уст = 210 А. Уставка времени отключения токовой защиты t3 = 1 с, собственное время отключения вы ключателя 0,1 с. Токи и мощность к.з. на шинах подстанции: I" = 15 кА, I0,1 = 12 кА, I = 10 кА, Iу = 22,8 кА, iу = 38,25 кА, S0,1 = 131 MB·А.

Задача 1.80. Выбрать масляный выключатель и разъединители для РУ-6 кВ скипового подъема, если мощность двигателя 2000 кВт. Коэффициент мощности cosном = 0,85, к.п.д. ном = 94,8 %. Уставка времени отключения токовой защиты t3 = 2,8 с, собственное время отключения выключателя 0,2 с. Токи и мощность к.з. на шинах РУ-6 кВ подъема имеют следующие значения:

I" = 9,6 кА, I0,2 = 8,4 к А, I = 7,8 кА, Iу = 14,62 кА, iу = 24,48 кА, S0,2 = 87,3 MB·А.

Задача 1.81. Выбрать масляный выключатель и разъединители кВ вентилятора главного проветривания ВПД-40, привод которого осуществляется от синхронного двигателя СДВ-16-64- мощностью 2000 кВт, Iном = 224 А, Uном = 6 кВ. Токи и мощность на шинах РУ-6 кВ имеют сле дующие значения: I" = 7,84 кА, I0,2 = 6,4 кА, I = 5,9 кА, Iу = 10,3 кА, iу = 17,7 к А, S0,2 = 66,5 MB·А.

Уставка времени отключения токовой защиты tз = 2,0 с, собственное время отключения вы ключателя tв = 0,2 с.

Задача 1.82. Выбрать комплектное распредустройство (КРУ) (прил. 1.14) трансформатора собственных нужд вентилятора главного проветривания мощностью 50 кВ·А для условий, приве денных в задаче 1.75, если напряжение сети 6 кВ и КРУ смонтировано с выключателем нагрузки с подачей команды на отключающий электромагнит при срабатывании предохранителя и с зазем ляющими ножами.

Задача 1.83. Распредустройство 10 кВ собрано с КРУ. Выбрать тип КРУ-10 (см. прил. 1.14) для условий, приведенных в задаче 1.76, если фидер имеет номинальный ток 80 А, КРУ собрано из выключателя нагрузки, не имеющего устройство подачи сигнала на отключающий электромагнит при срабатывании предохранителя, и предохранителей ПК с приводом ПЭ-11С и заземляющими ножами.

Задача 1.84. ГПП шахты собирается из комплектных распредустройств. Выбрать тип КРУ (см. прил. 1.14) на вводах ГПП, если расчетный ток каждого ввода 670 А, напряжение 6 кВ, устав ка времени отключения токовой защиты tз = 1,4 с, собственное время отключения выключателя tв = 0,1 с. Токи и мощность к.з. имеют следующие значения: I" = 12,4 кА, I0,1 = 11,6 кА, I = 9,8 кА, Iу = 18,9 к А, iу = 31,62 кА, S0,1 = 120 МВ·А. Указать параметры масляного выключателя.

Задача 1.85. Выбрать тип КРУ (см. прил. 1.14) фидера подъемной установки клетевого ствола, установленного на ГПП шахты, если мощность подъемного двигателя Рном = 1000 кВт, на пряжение Uном = 6 кВ, коэффициент мощности cosном = 0,81, к.п.д. ном = 94,6 %, уставка времени токовой защиты tз = 2 с, собственное время отключения выключателя tв = 0,1 с. Токи и мощность к.з. имеют следующие значения: I" = 12,9 кА, Iу = 21,47 кА, I = 10,2 кА, iу = 39,96 кА, S0,1 = МВ·А.

Задача 1.86. Выбрать тип КРУ (см. прил. 1.15), от которого питается экскаватор ЭКГ-5,2, если расчетный ток Iр уст = 32 А и напряжение 6 кВ. Токи и мощность к.з. имеют следующие вели чины: I" = I0,2 = I = 2,77 кА, iу = 6,25 кА, S0,2 = S = 30 MBA. Выдержка защиты tз = 0.

Задача 1.87. Определить номинальную реактивность реактора РБ 10-1000-0,45 при уста новке его в сети 6 кВ, если Хном р = 0,45 Ом, Uном. с = 6 кВ.

Задача 1.88. Определить номинальную реактивность реактора, если остаточное напряже ние на шинах подстанции при к.з. за реактором Uост = 0,6 Uном. уст, ток к.з. Iк. р = 6,5 кА номиналь ный ток реактора Iном. р = 400 А.

Задача 1.89. Выбрать реактор для ограничения тока к.з. в сети напряжением Uном = 10,5 кВ с рабочим током 1000 А до значения, при котором допускается установка за реактором выключа теля ВМПП-10-1000-20У2, если известно, что при базисной мощности Sб = 100 MB·А относитель ное расчетное базисное сопротивление схемы замещения до точки присоединения реактора Х*б = 0,12. Потребитель питается от системы бесконечной мощности (Sс =, Хс = 0).

Задача 1.90. Выбрать реактор для фидера, питающего центральную подземную подстан цию. Допускаемая мощность к.з. на шинах центральной подземной подстанции не должна превы шать 50 MB·А. Номинальный ток фидера Iном. р = 400 А. Индуктивным сопротивлением двух па раллельно включенных кабелей пренебречь. Токи и мощность к.з. на шинах ГПП: I" = Iк = I = 7,32 кА, Sк = 80 MBA при базисной мощности Sб = 100 МВ·А. Уставка времени токовой защиты tз = 1,2 с, собственное время отключения выключателя tв = 0,2 с. Напряжение на шинах ГПП 6,3 кВ.

Ударный коэффициент Ку = 1,8, подстанция питается от системы неограниченной мощности (Sc =, Хс = 0).

Задача 1.91. Определить токи к.з. за реактором и остаточное напряжение на шинах под станции при к.з. за реактором для условий, приведенных в задаче 1.89, если там установлен реак тор РБ 10-1000-0,22. Ударный коэффициент Ку = 1,8.

Задача 1.92. Воздушная ЛЭП 35 кВ питает шахтную подстанцию ГПП по системе глубоко го ввода. Выбрать тип трубчатых разрядников для защиты линии от грозовых перенапряжений, если установившийся ток трехфазного к.з. в месте установки разрядников I" = I = 3,6 кА. Удар ный коэффициент Ку = 1,8.

Задача 1.93. Выбрать трубчатые разрядники на отходящем фидере ГПП, выполненном воз душной ЛЭП, если напряжение на шинах ГПП 6 кВ, ударный ток трехфазного к.з. i(3)у = 6,8 кА.

Ударный коэффициент Ку = 1,8.

Задача 1.94. От шахтной подстанции отходит воздушная ЛЭП, питающая РУ-6 кВ вентиля тора главного проветривания. Выбрать трубчатые разрядники для защиты воздушной линии, если ударный ток к.з. на шинах подстанции i(3)у = 5,2 кА, ударный коэффициент Ку =1,6.

Задача 1.95. Выбрать трансформаторы тока, установленные на РУ-6 кВ компрессорной станции, если номинальный ток установки Iном. уст = 268 А. Трансформаторы тока питают релей ную защиту и счетчик для технического учета, необходимого для контроля распределения элек троэнергии. Вторичные обмотки трансформаторов для релейной защиты и счетчиков включены по схеме неполной звезды (см. рис. 1.15). Токи трехфазного к.з. на шинах РУ: I" = 10 кА, I =8,1 кА, ударный коэффициент Ку = 1,8. Выдержка времени защиты tз = 1,2 с, собственное время отключе ния выключателя tв = 0,15 с.

Задача 1.96. От РУ-6 кВ подъемной установки питается двигатель АКН-2-19-41-16У4 с техническими данными: Рном = 2000 кВт Iном = 241 A, Uном = 6 кВ. Выбрать трансформаторы тока, питающие амперметр и релейную защиту. Вторичные обмотки трансформаторов тока включены по схеме неполной звезды (см. рис. 1.15). Токи трехфазного к.з. на шинах РУ: I" = 9 кА, I = 7, кА, iу = 22,86 кА. Выдержка времени защиты tз = 1,5 с, время отключения силового выключателя tв = 0,15 с. Потребляемая мощность амперметром Sa = 1,75 В·А. Соединительные провода алюми ниевые s = 4 мм2, длина 20 м.

Задача 1.97. Выбрать трансформаторы тока, установленные на отходящем фидере шахтной ГПП с напряжением 6 кВ с номинальным током 48 А. Токи трехфазного к.з. I" = 12,4 кА, I = 10, кА, ударный коэффициент Ку = 1,8. Трансформаторы тока питают релейную защиту и счетчик для технического учета электрической энергии, а также амперметр (см. рис. 1.15). Счетчик и ампер метр включены в одну обмотку. Вторичные обмотки включены по схеме неполной звезды. Соеди нительные провода медные сечением s = 2,5 мм2, длиной 20 м. Выдержка времени защиты tз = 1 с, время отключения силового выключателя tв = 0,1 с.

Задача 1.98. Выбрать трансформаторы тока для условий, приведенных в задаче 1.96, если подъемный двигатель имеет следующие технические данные: Рном = 1000 кВт, Uном = 6 кВ, cosном = 0,78, ном = 94,1% Задача 1.99. Выбрать трансформаторы тока для условий, приведенных в задаче 1.97, если номинальный ток фидера Iном = 375 А.

Задача 1.100. Для подстанции предприятия напряжением 10 кВ выбрать трансформаторы напряжения однофазные, питающие восемь счетчиков активной энергии, четыре счетчика реак тивной энергии, три вольтметра типа ЭВ и три реле напряжения типа РНБ. Потребляемые мощно сти: 1,75 В·А — счетчиком, 4,7 В·А — вольтметром, 5 В·А — реле. Нагрузка от соединительных проводов не учитывается.

Задача 1.101. Для условий, приведенных в задаче 1.100, выбрать тип трансформаторов на пряжения, сечение алюминиевых проводов для подключения приборов, если счетчики установле ны в одном месте и длина кабеля lкаб1 = 15 м, с вольтметрами и реле трансформатор соединен ка белем длиной lкаб2 = 40 м. Число счетчиков активной энергии 10, реактивной 4.

Задача 1.102. Однофазные трансформаторы напряжения НОМ-6У4 с номинальной мощно стью в классе 0,5 Sном = 50 В·А и Smax = 400 В·А ик = 9,1 % соединены в открытый треугольник. От трансформаторов напряжения получают питание 10 счетчиков реактивной энергии, вольтметр и реле напряжения. Счетчики установлены в одном месте и соединяются с трансформаторами на пряжения кабелем с алюминиевыми жилами длиной lкаб1 = 12 м. С вольтметром и реле трансфор маторы соединены кабелем длиной lкаб2 = 32 м. Определить нагрузку трансформаторов, выбрать сечение жил кабелей и предохранители во вторичных цепях трансформаторов напряжения, если потребляемая энергия счетчиков ИТ (активной) и ИР (реактивной) энергии составляет Sсч = 1, В·А при cosсч = 0,38, мощность, потребляемая электромагнитным вольтметром типа ЭВ, Sв = 4, В·А при cosв = 1,0. Мощность, потребляемая реле РНБ Sр.н = 5 В·А при cosр.н = 1,0.

Задача 1.103. Определить нагрузку трансформаторов напряжения, выбрать сечение жил кабелей и предохранители во вторичных цепях трансформаторов для условий, приведенных в за даче 1.102, если счетчиков активной энергии восемь, реактивной шесть, соединительные провода медные.

При решении задач 1.65-1.97 токи и мощности к.з. принимать трехфазные.

2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 2.1. Определение электрических нагрузок и выбор мощности участковой под земной подстанции Наиболее широкое применение для определения мощности шахтных подстанций нашел ме тод коэффициента спроса.


Исходные величины для определения электрических нагрузок подстанций — установлен ная и присоединенная мощности приемников.

Установленной мощностью (кВт) называется номинальная мощность всех приемников, пи таемых от данной трансформаторной подстанции, за исключением резервных и работающих толь ко в ремонтную смену.

Для электродвигателей установленная мощность соответствует их номинальной мощности на валу, указанной на щитке.

Присоединенной мощностью (кВт) называется мощность, потребляемая приемниками при работе с номинальной нагрузкой, т.е. присоединенная мощность равна установленной мощности, деленной на к.п.д. приемника:

Рприс = Руст/ (2.1) Таким образом, мощность подстанции (трансформатора) определяется присоединенной мощностью токоприемников.

Однако вследствие того, что мощность каждого электродвигателя выбрана с определенным запасом для работы машины и средняя нагрузка рабочей машины обычно ниже максимальной, а все токоприемники работают неодновременно, то при определении электрических нагрузок для выбора мощности трансформатора подстанции необходимо учитывать коэффициент одновремен ности работы токоприемников и коэффициент их загрузки.

Коэффициент одновременности есть отношение номинальной мощности одновременно включенных в рассматриваемый момент приемников к общей мощности приемников, подключен ных к данному трансформатору:

kодн = Родн/Руст, (2.2) где Родн — номинальная суммарная мощность одновременно включенных приемников, кВт;

Руст — суммарная установленная мощность всех токоприемников, кВт.

Коэффициент загрузки есть отношение фактической мощности, отдаваемой токоприемни ком (на валу) в рассматриваемый момент, к его номинальной мощности:

kз = Рф/Рном, (2.3) где Рф — фактическая мощность на валу электродвигателя, кВт;

Рном — номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Из-за сложности определения двух указанных коэффициентов их заменяют одним, учиты вающим неодновременную работу и неполную загрузку электродвигателей. Этот коэффициент получил название коэффициента одновременности использования присоединенной мощности или коэффициента спроса kс.

Коэффициент спроса есть отношение устойчивой максимальной нагрузки приемников к их суммарной присоединенной мощности.

Под устойчивой максимальной нагрузкой понимается нагрузка, длящаяся не менее 30 мин.

Таким образом, коэффициент спроса представляет собой в скрытой форме произведение устойчивых максимальных значений коэффициентов одновременности и загрузки.

Так как в основу определения коэффициентов загрузки и одновременности положена но минальная (полезная) мощность приемников, то при подсчете нагрузок следует учитывать также к.п.д. приемников дв и сети с.

Поэтому под коэффициентом спроса обычно понимают произведение kk (2.4 ) k c = одн з дв с Исходя из значения коэффициента спроса, расчетная нагрузка (кВт) Ррасч = kсРуст (2.5) где Руст — суммарная установленная мощность однородных по режиму работы (или технологи ческим признакам) группы электродвигателей, кВт.

Электрические нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса рассчитыва ют в следующей последовательности:

1. все намеченные к установке электроприемники группируют по технологическим при знакам (процессам) - очистные и подготовительные работы, околоствольный двор и т.д. Группи ровку электроприемников производят также по напряжениям;

2. определяют суммарные установленные мощности электроприемников внутри групп по технологическим процессам (и цехам) и по принятому для соответствующих групп напряжению;

3. рассчитывают активные, реактивные и полные электрические нагрузки по подземным участкам, группам, технологическим процессам, а также суммарные нагрузки по группам элек троприемников с одинаковым напряжением по формулам:

Ррасч = kсРуст где Ррасч - активная расчетная мощность группы приемников, кВт;

kc - коэффициент спроса данной группы приемников, принимаемый по справочным данным Qр = Ррасчtg (2.6) где Qр — реактивная расчетная мощность токоприемников группы, квар;

tg - соответствует для данной группы приемников cos (определяют по справочным материалам) Р расч (2.7) S p = Pрасч + Q p = 2 cos где Sр — полная расчетная мощность данной группы токоприемников, кВА;

4. найденные значения мощностей вносят в расчетную таблицу и расчетную нагрузку (кВ·А) подстанции определяют по формуле ( Р ) + ( Q ) (2.8) 2 S р.п = k у. м расч р где kу.м — коэффициент участия в максимуме нагрузки, учитывающий несовпадение во времени максимумов нагрузки отдельных групп приемников. Принимается по справочным данным. При отсутствии данных принимается kу.м = 0,80,95;

Ррасч - сумма расчетных активных нагрузок от дельных групп приемников, кВт;

Qр — сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных групп приемников, квар.

Средневзвешенный cosср определяют по tg из формулы tgср = Qр/Ррасч (2.9) Значения коэффициентов спроса и мощности для групп основных потребителей угольных и горнорудных шахт приведены в прил. 2.1;

значения коэффициентов участия в максимуме нагрузки по отдельным группам электроприемников шахт — в прил. 2.2.

Коэффициент спроса для выемочных участков угольных шахт составляет 0,5-0,7, для желе зорудных шахт 0,4-0,6.

Согласно методу коэффициента спроса, расчетная мощность (кВ·А) трансформатора участ ковой передвижной подстанции для угольных шахт k с Р уст (2.10) S т. р = cos ср где cosср - средневзвешенное значение коэффициента мощности токоприемников, питаемых от данного трансформатора.

Для группы электроприемников очистных и подготовительных забоев угольных шахт cosср согласно прил. 2.1 принимают 0,6-0,7 (для пологих пластов - 0,6, для крутых - 0,7).

Коэффициент спроса здесь определяется по формулам, предложенным Центрогипрошах том.

При применении для очистных работ комплексов с механизированной крепью и с автома тической электрической блокировкой очередности пуска электродвигателей, входящих в состав комплекса, коэффициент спроса Р (2.11) k с = 0,4 + 0,6 ном.к Р уст где Рном. к – номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя в группе (для комбайно вых двигателей с воздушным охлаждением и необдуваемых — часовая мощность, режим s2), кВт.

При применении технологического оборудования в очистных забоях с индивидуальной крепью и в подготовительных забоях Р ном.к (2.12) k с = 0,286 + 0, Р уст При применении в забое многодвигательных очистных комбайнов или стругов коэффици ент спроса k и Р ном.к (2.13) k с = 0,4 + 0, Р уст где Рном. к — суммарная номинальная мощность комбайновых или струговых электродвигателей (для комбайновых двигателей с воздушным охлаждением - часовая мощность, режим s2), кВт;

kи коэффициент использования мощности электродвигателей.

Значение kи зависит от допустимой токовой нагрузки силового кабеля, питающего оба (или несколько) электродвигателя, номинального тока магнитного пускателя и станции управления электродвигателями, а также технологических факторов.

При отсутствии данных следует принимать коэффициент kи = 1.

В последнее время с учетом опыта эксплуатации и данных обследования электрических на грузок участковых трансформаторных подстанций при выборе мощности подстанции для питания очистного или подготовительного участка принято считать, что расчетная мощность трансформа тора, полученная из выражения (2.10), завышена.

Поэтому при выборе трансформатора предлагается расчетную мощность трансформатора, определенную по формуле (2.10) методом коэффициента спроса, разделить на коэффициент воз можного использования шахтных подстанций на участках, равный 1,25, и по полученной уточнен ной расчетной мощности SКТП выбрать номинальную мощность трансформаторной подстанции, т.е.

Sт. ном SКТП = Sт.р/1,25 (2.14) где Sт.ном — номинальная мощность трансформатора выбранной подстанции, кВ·А;

SKTП — уточ ненная расчетная мощность трансформаторной подстанции, кВА;

Sт.р — расчетная мощность трансформаторной подстанции, определенная по формуле (2.10).

Однако согласно существующей методике номинальная мощность трансформаторной под станции выбирается по расчетной мощности, определенной по методу коэффициента спроса. Этим и следует руководствоваться при решении приведенных здесь задач.

К установке на участке принимается трансформаторная передвижная подстанция, номи нальная мощность которой равна или больше расчетной:

Sт. ном Sт.р (2.15) Может быть принята подстанция с номинальной мощностью трансформатора меньшей, чем расчетная, если разница между расчетной и номинальной мощностями трансформатора подстан ции не превышает 5 %.

2.1.1. Типовые задачи с решениями Задача 2.1. Определить расчетную мощность на шинах центральной подземной подстан ции горизонта угольной шахты методом коэффициента спроса при следующих условиях. На гори зонте имеются три добычных и три подготовительных участка. Суммарная установленная мощ ность токоприемников добычного участка №1 Рном1 = 380 кВт, добычного участка №2 Рном2 = 570 кВт, добычного участка №3 Рном3 = 421 кВт. Пласты пологие.

Суммарная установленная мощность токоприемников подготовительного участка № Рном1 = 250 кВт, №2 Рном2 = 270 кВт, №3 Рном3 = 302 кВт. Установленная рабочая мощность на сосов главного водоотлива равна 500 кВт, установленная мощность двигателей магистральных конвейеров 660 кВт, активная мощность осветительной нагрузки 50 кВт, установленная мощность потребителей околоствольного двора 71 кВт.

Насосы главного водоотлива питаются напряжением 6000 В, освещение - напряжением В, все остальные потребители - напряжением 660 В.

Решение. Для каждой группы потребителей по прил. 2.1 определяют коэффициенты спроса и средневзвешенные коэффициенты мощности, данные нагрузок заносят в табл. 2.1.

Определяют расчетную активную мощность каждой группы потребителей. Например, для добычного участка №1:


Ррасч =kс Рном1 = 0,5·380 = 190 кВт.

Аналогичным образом определяют активные расчетные нагрузки других групп потребите лей и заносят в табл. 2.1.

По известным значениям cos находят соответствующие им значения tg, которые заносят в табл. 2.1.

Определяют для каждой группы потребителей расчетную реактивную мощность. Напри мер, для добычного участка № Qр = Ррасч tg = 190·1,33 = 252,72 квар.

Аналогичным образом находят расчетные реактивные нагрузки для других групп потреби телей и заносят в табл. 2.1.

Определяют суммарную расчетную активную мощность всех потребителей Ррасч = 400 + 190 + 285 + 210,5 + 87,5 + 94,5 + 105,7 + 42,6 + 330 + 50 = 1795,8 кВт.

Определяют суммарную расчетную реактивную мощность всех потребителей Qр = 352 + 252,7 + 379,05 + 279,96 + 116,37 + 125,68 + 140,58 + 43,45 + 333,6 + 75,5 = 2098, квар.

По прил. 2.2 находят коэффициент участия в максимуме нагрузки: kу.м = 0,8.

Полная расчетная мощность на шинах центральной подземной подстанции горизонта опре деляется по формуле (2.8) ( Р ) + ( Q ) 2 S р.п = k у. м = 0,8 1795,8 2 + 2098,89 2 = 2209,83 кВ А.

расч р Таблица 2. Данные расчета нагрузок горизонта Номинальная Питающее Коэффи- Расчетная мощность Группа электропри мощность напряже- циент cos tg Ррасч = Qр = Ррасчtg, емников Рном, кВт ние U, в спроса kс kсРном, кВт квар Главный водоотлив 500 6000 0,8 0,75 0,88 400 Очистные работы:

участок № 1 380 660 0,5 0,6 1,33 190 252, участок № 2 570 660 0,5 0,6 1,33 285 379, участок № 3 421 660 0,5 0,6 1,33 210,5 279, Подготовительные работы:

участок № 1 250 660 0,35 0,6 1,33 87,5 116, участок № 2 270 660 0,35 0,6 1,33 94,5 125, участок № 3 302 660 0,35 0,6 1,33 105,7 140, Потребители око- 71 660 0,6 0,7 1,02 42,6 43, лоствольного двора Конвейерный 660 660 0,5 0,7 1,02 330 333, транспорт Освещение 50 127 1 0,55 1,51 50 75, Итого 3474 1795,8 2098, Задача 2.2. Разработка блока железорудной шахты ведется системой подэтажного обруше ния. Электропотребители блока: скреперная лебедка 100ЛС-2С (Рном = 100 кВт), скреперная ле бедка 55ЛС-2С (Рном = 55 кВт), шесть скреперных лебедок 30ЛС-2С (номинальная мощность элек тродвигателя каждой Рном = 30 кВт), два вентилятора частичного проветривания ВЦ-0,6 (номи нальная мощность электродвигателя каждого Рном = 60 кВт), три буровых станка НКР (номиналь ная мощность электродвигателя каждого Рном = 5,9 кВт) и осветительная нагрузка (мощность кВт). Напряжение питания силовых потребителей 380В.

Определить расчетную мощность штрековой (участковой) подстанции методом коэффици ента спроса.

Решение. Для каждой группы потребителей по прил. 2.1 определяют коэффициенты спроса и соответствующие средневзвешенные коэффициенты мощности, которые вместе с данными на грузок заносят в табл. 2.2.

Табл. 2.2 заполняется аналогично 2.1.

Коэффициент участия в максимуме нагрузки принимают kу.м = 0,8.

Полная расчетная мощность токоприемников участковой подстанции ( Р ) + ( Q ) 2 S р.п = k у. м = 0,8 219,73 2 + 193,96 2 = 234,47 кВ А.

расч р Таблица 2. Данные расчета нагрузок Приемники электро- Число Мощность, кВт Коэф- cos tg Расчетная мощность энергии прием- фици ников номи- ент суммарная Ррасч = Qр = нальная номинальная спроса kсРном, Ррасчtg, Рном Рном, кВт кВт квар Скреперная лебедка 1 100 100 0,4 0,7 1,02 40 40, 100ЛС-2С То же 55ЛС-2С 1 55 55 0,4 0,7 1,02 22 22, " 30ЛС-2С 6 30 180 0,3 0,7 1,02 54 55, Вентилятор ВЦ-06 2 60 120 0,7 0,78 0,8 84 67, Буровой станок НКР 3 5,9 17,7 0,55 0,6 1,33 9,73 12, Освещение 10 10 1 1 10 - Всего 482,7 219,73 193, Задача 2.3. Очистной забой оборудован механизированным комплексом КМ-87Э. В каче стве очистной машины применен комбайн 2К52М, работающий с рамы конвейера СПМ87Д, Элек тродвигатель комбайна ЭДК04-4МУ, номинальная мощность Рном = 115 кВт в часовом режиме и Рном = 80 кВт в длительном режиме. Конвейер СПМ87Д имеет три электродвигателя ЭДКОФ-42/4, номинальная мощность каждого Рном = 45 кВт. Суммарная установленная мощность электродвига телей всех остальных токоприемников лавы Р'ном = 124,5 кВт, причем номинальная мощность каждого из электродвигателей остальных токоприемников меньше номинальной мощности элек тродвигателя комбайна и каждого электродвигателя конвейера. Залегание пласта пологое. Питаю щее напряжение 660 В.

Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип.

Решение. Определяют полную (суммарную) установленную мощность потребителей уча стка (очистной забой) Руст = Рном = 115 + 3 45 + 124,5 = 374,5 кВт.

По формуле (2.13) рассчитывают коэффициент спроса k и Р ном.к k с = 0,4 + 0, Р уст Поскольку суммарная мощность электродвигателей конвейера больше часовой мощности электродвигателя комбайна, то в качестве номинальной мощности наиболее мощного двигателя группы принимается суммарная мощность электродвигателей конвейера. В связи с тем, что в ус ловии задачи данные относительно коэффициента использования мощности электродвигателей конвейера отсутствуют, значение этого коэффициента принимается равным единице (kи = 1).

45 k с = 0, 4 + 0,6 = 0,616.

374, Расчетную мощность трансформатора подстанции определяют по формуле (2.10) k с Р уст 0,616 374, S т. р = = = 384,48 кВ А.

cos ср 0, К установке принимается передвижная трансформаторная подстанция с номинальной мощ ностью Sт.ном = 400 кВ·А типаТСШВП-400/6-0,69 (прил. 2.3 и 2.4).

Задача 2.4. Очистной забой оснащен механизированным комплексом КМ87Э. Очистная машина - комбайн 1ГШ-68, работающий с рамы конвейера СПМ 87Д. Комбайн 1ГШ-68 имеет два электродвигателя с водяным охлаждением ЭКВ-4У, номинальная длительная мощность каждого электродвигателя Рном =110 кВт.

Конвейер СПМ87Д имеет три электродвигателя ЭДКОФ-42А с номинальной мощностью по 45 кВт. Номинальные мощности остальных токоприемников участка меньше номинальных мощностей электродвигателей комбайна и конвейера. Номинальное напряжение всех электродви гателей 660 В.

Суммарная установленная мощность всех электродвигателей участка Руст = 556,5 кВт;

cosср = 0,6. Залегание пласта пологое. Определить расчетную мощность трансформатора участко вой подстанции и выбрать ее тип.

Решение. Определяют наиболее мощный токоприемник. Суммарная установленная мощ ность электродвигателей комбайна 1102 = 220 кВт. Суммарная установленная мощность элек тродвигателей конвейера 453 = 135 кВт. Таким образом, наиболее мощный токоприемник - ком байн.

По формуле (2.13) определяют коэффициент спроса k и Р ном.к k с = 0,4 + 0, Р уст Поскольку данные о коэффициенте использования мощности двигателей комбайна отсут ствуют, k принимают равным единице.

1 k с = 0,4 + 0,6 = 0,637.

556, Расчетная мощность трансформатора по формуле (2.10) k с Р уст 0,637 556, S т. р = = = 590,8 кВ А.

cos ср 0, К установке принимается по прил. 2.4 подстанция с номинальной мощностью трансформа тора Sт.ном = 630 кВ·А типаТСШВП-630/6-0,69.

Задача 2.5. При проведении откаточного штрека применен проходческий комбайн 4ПП2, характеристика электрооборудования которого приведена в табл. 2.3. Суммарная номинальная мощность остальных токоприемников участка 53 кВт. Наиболее мощный токоприемник - проход ческий комбайн. Номинальное напряжение электродвигателей потребителей 660 В.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования комбайна 4ПП Электродвигатель Оборудование комбайна тип число мощность Рном, кВт Исполнительный орган ЭДКО-2М 1 Погрузочное устройство ВА0624 1 Механизм передвижения ВА052-6 2 7, Гидросистема ВА0624 1 Перегружатель мостовой ВА042-4 1 5, Перегружатель прицепной ВА062-4 1 Вентилятор пылеотсоса ВА071-2 1 Решение. Определяют суммарную установленную мощность всех электродвигателей уча стка Руст = Рном = 105 + 17 + 2·7,5 + 17 + 5,5 + 17 + 22+ 53 = 251,5 кВт.

Определяют коэффициент спроса по формуле (2.12) Р k с = 0,286 + 0,714 ном.к = 0,286 + 0,714 = 0,584.

Р уст 251, Расчетная мощность трансформатора участковой подстанции по формуле (2.10) k с Р уст 0,584 251, S т. р = = = 244,79 кВ А.

cos ср 0, По прил. 2.3 и 2.4 к установке принимается передвижная трансформаторная подстанция с номинальной мощностью Sт. ном = 250 кВ·А типа ТСШВП-250/6-0,69.

2.1.2. Задачи для самостоятельного решения Задача 2.6. Очистной забой оборудован комплексом 1КМ97Д. В качестве выемочной ма шины применен угледобывающий комбайн 1К101, работающий с рамы конвейера СП-63М. Тип электродвигателя комбайна I 1К101-ЭДКО4-2М, часовая мощность 105 кВт. Конвейер СП-63М имеет четыре электродвигателя ЭДКОФ-42/4 с номинальной мощностью по 45 кВт. Напряжение питающей сети - 660 В. Установленная суммарная мощность остальных токоприемников участка 142 кВт. Угол падения пласта 10°.

Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип.

Задача 2.7. Выемка угля в очистном забое осуществляется механизированным комплексом КМК-98. В качестве выемочной машины применен угледобывающий комбайн 2К101, работающий с рамы конвейера СП64П2. Тип электродвигателя комбайна ЭКВ4У-125, длительная мощность 125 кВт. Конвейер СП64П2 имеет два двигателя ЭДКОФ-53/4, номинальная мощность каждого ПО кВт. Напряжение питающей сети: 660 В. Установленная суммарная мощность остальных то коприемников участка 102 кВт. Угол падения пласта 15°.

Определить расчетную мощность участковой трансформаторной подстанции и выбрать ее тип.

Задача 2.8. Очистной забой оборудован комплексом 1МКМ. В качестве очистного комбай на применен угледобывающий комбайн КШ1КГ, работающий с рамы конвейера КИЗМ. Тип элек тродвигателя комбайна ЭДКО4-2М, часовая мощность 105 кВт.

На конвейере КИЗМ установлены три электродвигателя ЭДКОФ-43/4, номинальная мощ ность каждого 55 кВт.

Напряжение питающей сети 660 В. Установленная суммарная мощность электродвигателей остальных токоприемников участка 83 кВт. Угол падения пласта 7°.

Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип.

Задача 2.9. Очистной забой оборудован комплексом МК-75. В качестве выемочной маши ны применен комбайн 1ГШ-68, работающий с рамы конвейера СУМК-75. На комбайне 1ГШ- установлены два электродвигателя ЭКВ-4У с номинальной длительной мощностью каждого кВт. На конвейере СУМК-75 установлены три электродвигателя ЭДКОФ-43/4 с номинальной мощностью каждого 55 кВт. Напряжение питающей сети 660 В.

Установленная суммарная мощность остальных электродвигателей участка 163 кВт. Угол падения пласта 17°.

Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип.

Задача 2.10. Выемка угля в очистном забое производится механизированным комплексом типа КМТ, в состав которого входят: угледобывающий комбайн 1ГШ-68, скребковый конвейер СП87ДН, три маслостанция для питания гидросистемы комплекса типа СНУ-5, насос орошения НУМС-30, предохранительно-поддерживающая лебедка 1ЛП. На штреке установлены: конвейер СП-63М, маневровая лебедка ЛВД-21 и насосная установка для нагнетания воды в пласт типа 2УГН. Для питания светильников очистного забоя и ручных электросверл типа СЭР-19Д на рас предпункте очистного забоя установлены два пусковых агрегата АП-4. Напряжение питания по требителей 660 В.

Характеристика электрооборудования участка приведена в табл. 2.4.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования потребителей участка Потребитель Электродвигатель Установленная мощность, кВт тип число номинальная общая Комбайн 1ГШ48 ЭКВ-4У 2 110 Конвейер СП87ДН ЭДКОФ-42/4 3 45 Конвейер СП-63М ЭДКОФ-42/4 2 45 Маслостанция СНУ-5 №1 ВАОФ-62-4 2 17 ВАО41-4 1 4 Маслостанция СНУ-5 №2 ВАОФ-62-4 2 17 ВАО41-4 1 4 Маслостанция СНУ-5 №3 ВАОФ-62-4 2 17 ВАО41-4 1 4 Насос орошения НУМС-30 ВАО72-2 1 30 Насосная установка 2УГН ВАО61-4 1 40 Лебедка 1ЛП ВАОФ-62-4 1 17 Лебедка ЛВД-21 ВАОЛ-52-8 1 5,5 5, Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип.

Задача 2.11. Очистной забой оборудован комплексом К1МКС. В качестве горной машины применена струговая установка СО75. Струг приводится в движение двумя электродвигателями ЭДКО4-4М, на конвейере струга установлены два электродвигателя ЭДКО44М. Номинальная мощность электродвигателя ЭДК04-4М в часовом режиме 115 кВт, в длительном 80 кВт. Установ ленная мощность остальных потребителей участка 165,5 кВт.

Определить расчетную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип, если питание потребителей 660 В.

Задача 2.12. Выемка угля в очистном забое осуществляется комплексом К1МКС, в состав которого входит струговая установка 1УСБ67, на которой установлены три электродвигателя ЭДКОФ-42/4, приводящие в движение струг, и четыре электродвигателя ЭДКОФ-42/4, приводя щие в движение конвейер;

две маслостанции СНУ-5;

насос орошения НУМС-30Е.

Характеристика электрооборудования комплекса приведена в табл. 2.5. Определить расчет ную мощность трансформатора участковой подстанции и выбрать ее тип, если питание потребите лей 660 В.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования комплекса 1МКС Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Струговая установка 1УСБ67:

струг ЭДКОФ-42/4 3 45 конвейер ЭДКОФ-42/4 4 45 маслостанция ВАОФ-62/4 2 17 СНУ-5 №1 ВАО-41-4 1 4 Маслостанция ВАОФ-62-4 2 17 СНУ-5 №2 ВАО41-4 1 4 Насос орошения НУМС-30Е ВАО72-2 1 30 Задача 2.13. При проведении подготовительной выработки на соляной шахте применен комбайн ПК-8, работающий в комплексе с бункер-перегружателем БП-2 и самоходным вагоном 4ВС-10РВ. Для проветривания выработки применен вентилятор ВМ-6М.

Характеристика электрооборудования проходческого комплекса приведена в табл. 2.6. На пряжение питания всех потребителей комплекса 660 В. Определить расчетную мощность транс форматорной подстанции для питания указанных потребителей и выбрать ее тип.

Задача 2.14. Для проведения откаточного штрека площадью сечения в проходке 18 м2 по породам с коэффициентом крепости f = 8 по шкале проф. М.М. Протодьяконова на угольной шах те, опасной по внезапным выбросам, применен проходческий комплекс КРТ. В состав комплекса КРТ входят: комбайн, транспортный мост с манипулятором, прицепное оборудование. На комбай не имеются пылеулавливающая установка и система орошения для снижения запыленности воз духа до санитарной нормы. Отбитая порода ссыпается в нижний свод выработки и ковшами под нимается к разгрузочному окну, где выгружается на ленточный перегружатель транспортного моста. Последний доставляет и грузит породу в шахтные транспортные средства. Все электрообо рудование комплекса рассчитано на номинальное напряжение 660 В. Электроснабжение комплек са — от передвижной трансформаторной подстанции, перемещающейся вместе с комплексом, т.е.

осуществлен глубокий ввод напряжения 6000 В. Управление электродвигателями комплекса про изводится магнитными станциями управления, расположенными на комплексе. Установленная мощность двигателей исполнительного органа комбайна (наиболее мощные электродвигатели) кВт, суммарная установленная мощность всех электродвигателей комплекса 550 кВт. Откаточный штрек проводится на длину 1800 м.

С целью обеспечения надежности работы реле утечки в высоковольтной сети и в соответ ствии с требованиями ПБ передвижная трансформаторная подстанция комплекса питается от раз делительного трансформатора ТСВ-630/6-6, установленного на свежей струе и подключенного к выходу высоковольтной ячейки КРУВ-6, которая в данном случае является общим групповым ап паратом для тупиковой выработки.

Для проветривания тупиковой выработки указанной длины использован вентилятор мест ного проветривания ВМ-12 с электродвигателем BPM-280S-4 (Рном = 110 кВт, ном = 93,5%, cosном = 0,89, Iпуск/Iном = 6,8).

В соответствии с ПБ предусмотрен такой же резервный вентилятор. Рабочий вентилятор расположен на свежей струе и питается обособленно от потребителей комплекса.

Определить необходимые для питания потребителей комплекса и вентилятора мощности трансформаторных подстанций и выбрать их типы. Начертить общую схему электроснабжения тупиковой выработки (на момент проведения ее максимальной длины) для варианта, когда отби тая порода по штреку транспортируется рельсовым транспортом. На схеме показать расстановку средств автоматической газовой защиты и контроля количества воздуха в соответствии с ПБ, а также электроснабжение резервного вентилятора. Описать особенности схемы.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования проходческого комплекса Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн ПК-8: - 5 - 302, в том числе;

центральные буры - 2 100 отрезное устройство и гидросистема - 1 75 конвейер - 1 7,5 7, вентилятор - 1 20 Бункер-перегружатель БП-2 КОФ21-6 1 40 Самоходный вагон 4ВС-10РВ - 3 - Вентилятор ВМ-6М - 1 26 Задача 2.14. При проведении откаточного штрека на угольной шахте применен проходче ский комбайн "Караганда-7/15". Разрушенная горная масса грузится на скребковый конвейер СП 63М. Для проветривания выработки установлен вентилятор ВМ-6М местного проветривания. На пряжение питания потребителей 660 В.

Характеристика электрооборудования указанных потребителей приведена в табл. 2.7.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования потребителей Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн "Караганда-7/15": - - 254, в том числе:

резцовые диски - 1 145 переносной вращатель и гидросистема - 2 15 погрузочный орган - 1 52 перегружатель - 1 7,5 7, вентилятор пылеотсоса - 1 20 Насосная установка НУМС-30Е - 1 30 Скребковый конвейер СП-63М ЭДКОФ-42/4 3 45 Вентилятор ВМ-6М - 1 26 Определить расчетную мощность трансформатора передвижной подстанции и выбрать ее тип. Указать особенности электроснабжения тупиковой выработки угольной шахты. Шахта опасна по газу и пыли. Начертить схему электроснабжения.

Задача 2.15. Горизонтальная горная выработка угольной шахты проводится проходческим комбайном ПК-9Р, работающим в комплексе с подвесным мостовым перегружателем ПК-9Р-6АМ и прицепным ленточным перегружателем ППЛ-1К. С прицепного перегружателя горная масса гру зится на скребковый конвейер СП-63М. Для проветривания тупиковой выработки применен вен тилятор местного проветривания ВМ-5М. Характеристика электропотребителей подготовительно го участка приведена в табл. 2.8. Напряжение питания всех потребителей 660 В.

Выработка проводится на длину 1000 м. Со скребкового конвейера горная масса грузится на ленточный конвейер. Передвижная подстанция, питающая потребители забоя, находится в ту пиковой выработке. Шахта опасна по газу и пыли. Поэтому в качестве общего группового аппара та используется высоковольтная ячейка, установленная на свежей струе.

Таблица 2. Характеристика электропотребителей подготовительного участка Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн ПК-9Р - 6+2 - 179, в том числе:

исполнительный орган - 1 93 питатель - 1 15 гусеничный ход - 2 8 гидропривод - 1 15 прицепной перегружатель - 1 15 мостовой перегружатель - 1 5,5 5, вентилятор - 1 20 Скребковый конвейер СП-63М ЭДКОФ-42/4 2 45 Вентилятор ВМ-5М - 1 13 Определить расчетную мощность трансформатора передвижной подстанции и выбрать ее тип. Начертить схему электроснабжения подготовительного участка и описать ее особенности.

Задача 2.16. Откаточный штрек угольной шахты, опасной по газу и пыли, проводится ком байном 4ПП-2, работающим в комплексе с прицепным ленточным перегружателем ААЛ-1К и мостовым перегружателем ПК-9Р-6АМ. Длина штрека 1200 м. С ленточного перегружателя горная масса грузится на скребковый конвейер СП-63М, а затем на ленточный конвейер. Напряжение пи тания потребителей 660 В.

Характеристика электрооборудования проходческого комплекса приведена в табл. 2.9.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.