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 || 6 | 7 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Значения активного и индуктивного сопротивлений трансформаторных подстанций приве дены в прил. 2.4 и 2.5, а электродвигателей - в прил. 2.22.

В прил. 2.23 даны фактические пусковые токи комбайновых электродвигателей на напря жение 660 В в зависимости от приведенных к сечению 50 мм2 длины кабеля от трансформатора до двигателя комбайна и мощности подстанции.

Для защиты типа УМЗ (магнитные пускатели ПВИ, станции управления) Iу = 1,1Iп. ф (2.140) Для защиты типа ПМЗ, встроенной в автоматические выключатели серии АВ или в распре дустройства низшего напряжения трансформаторных подстанций, Iу = kн[1,25Iп. ф +(Iнагр – Iном. max)] (2.141) где kн = 1,11,2 - коэффициент надежности;

Iном. max - номинальный ток электродвигателя наиболь шей мощности, для которого определяется фактический пусковой ток Iп.ф, А;

Iнагр — ток нагрузки в магистральном (фидерном) кабеле, А, определяется по формуле (2.77).

Уставка тока срабатывания электромагнитных токовых реле, установленных в аппаратуре, включающей осветительную нагрузку:

с лампами накаливания Iу 3Iр.ном (2.142) с люминесцентными лампами Iу 1,25Iр.ном (2.143) где Iр.ном — номинальный рабочий ток всех ламп в установившемся режиме, А.

Ток уставки максимальных реле пускателей, защищающих осветительные трансформаторы, (2.144) Iу I р.ном Кт где Кт - коэффициент трансформации, равный 4,96 для напряжения 660/133 В и 2,85 - для напря жения 380/133 В;

Iр.ном - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А;

для защиты трансформаторов, встроенных в пусковые агрегаты АП, 1,2 1, ( ) (2.145) Iу I п.ном + I р.ном Кт где Iп.ном - пусковой ток подключенного к трансформатору электродвигателя, А.

Согласно расчетному значению Iу выбирают ближайшую большую уставку защиты Iу.в, со ответствующую определенному делению шкалы I блоков защиты (прил. 2.24, 2.25, 2.26).

Выбранную уставку проверяют на надежность срабатывания по условию I(2)к min/Iу.в 1,5 (2.146) (2) где I к min - минимально возможный расчетный ток двухфазного к.з. в наиболее удаленной точке сети, А;

Iу.в — выбранное значение уставки токовой защиты, А.

Если при проверке I(2)к min окажется недостаточным для соблюдения условия (2.146), то он должен быть увеличен до необходимого значения, для этого следует:

- увеличить сечение магистрального кабеля или кабеля на ответвлении;

- уменьшить длину магистрального кабеля, приблизив участковую подстанцию к распре делительному пункту;

- увеличить трансформаторную мощность установкой более мощного трансформатора;

- установить трансформатор с более низкими напряжениями к.з., т.е. с большими токами к.з. при прочих равных параметрах питания электросети.

При отключении токов к.з. каскадной схемой уставку автоматического выключателя прове ряют и выбирают согласно (2.129), а уставку токовой защиты пускателя — согласно (2.146).

Следует заметить, что во всех случаях, когда отключающая способность пускателей мень ше 1,2I(3)к max, предпочтительна установка магнитной станции, у которой общий автомат удовле творяет условию (2.128) и отключает все фидеры при их замкнутых контактах при аварийных то ках к.з., так как защита каждого фидера воздействует на систему отключения общего автомата станции.

2.5.4. Выбор и проверка плавких вставок предохранителей Номинальный ток плавкой вставки (А) предохранителей определяют по формулам:

для защиты магистрали I п.ном (2.147) Iв + I р.ном 1,6 2, где Iв - номинальный ток плавкой вставки, А;

1,62,5 - коэффициент, обеспечивающий неперего рание плавкой вставки при пусках электродвигателей с короткозамкнутым ротором;

для нормаль ных условий пуска (редкие пуски и быстрое разворачивание) значение коэффициента следует принимать равным 2,5, а при тяжелых условиях (частые пуски и длительное разворачивание) — 1,62;

для защиты ответвлений:

с короткозамкнутым двигателем I (2.148) I в п.ном 1,6 2, с осветительной нагрузкой Iв Iр.ном (2.149) для защиты первичных обмоток трансформаторов типа ТСШ 1,2 1, (2.150) Iв I р.ном Кт где Кт — коэффициент трансформации;

Iр. ном — номинальный рабочий ток вторичной обмотки трансформатора, А.

Для установки принимают плавкую вставку с номинальным током, ближайшим к расчет ному. Допускается параллельное включение в одном патроне двух равных или отличающихся по номинальному току на 30 — 35 % плавких вставок. При этом суммарный ток их не должен пре вышать расчетного.

Выбранная плавкая вставка должна быть проверена по расчетному минимальному току двухфазного к.з., по наименьшему сечению жил кабеля и должна соответствовать длительно до пустимому току нагрузки.

Кратность расчетного минимального тока двухфазного к.з. по отношению к номинальному току плавкой вставки должна удовлетворять условию I(2)к min/Iв (2.151) При этом кратность, равная 4, допускается только в сетях 380 и 660 В, где требуется плав кая вставка на номинальный ток 160 и 200 А, а также в сетях напряжением 127 В, независимо от требуемого тока плавкой вставки.

Если необходимая кратность не обеспечивается, то следует увеличить ток I(2)к min или при менить аппараты с реле максимального тока.

Плавкую вставку для защиты неискробезопасных цепей напряжением 36 В проверяют по условию.

Iк min/Iв 5 (2.152) где Iк min — расчетный минимальный ток к.з. в наиболее электрически удаленной точке защищае мого присоединения, А;

U ном I к min = ( 2.153) zт + zк Uном - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

zт - полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, Ом;

zк — полное сопротивление кабеля, Ом.

Для защиты трансформаторов с одинаковой схемой соединения первичной и вторичной обмоток должно соблюдаться условие I к( 2min ) (2.154 ) КтIв для трансформаторов с различной схемой соединения первичной и вторичной обмоток I к(2min) (2.155 ) Кт Iв где I(2)к min - расчетный минимальный ток двухфазного к.з., определенный для случая замыкания на вводных зажимах следующего после вторичной обмотки защитного аппарата, А.

2.5.5. Замечания по комплектованию низковольтных распределительных пунктов напряжением до 1140 В Во всех случаях с точки зрения обеспечения необходимой коммутационной способности распредпункты целесообразно комплектовать магнитными станциями.

В тех случаях, когда распредпункты укомплектованы магнитными пускателями, автомати ческие выключатели устанавливают: на вводе единственного РП при расстоянии от него до ПУПП более 100 м;

на каждом РП при питании от ПУПП нескольких РП независимо от расстояния от РП до ПУПП.

При наличии на участке потребителей, значительно различающихся 1 по мощности, аппа раты РП целесообразно разделить на две группы: в одной пускатели мощных потребителей, в дру гой - маломощных потребителей. При таком решении легче обеспечить защиту аппаратов при от ключении аварийных токов к.з. и надежность срабатывания максимальной токовой защиты.

Магнитные пускатели в распредпункте следует подключать с учетом их допустимой тран зитной нагрузки так, чтобы соблюдалось условие q (2.156) I п. т I i i = где Iп.т - ток транзитной нагрузки первого после выключателя пускателя, А;

Ii — номинальный ток i-го пускателя, A;

q — число электроприемников, питающихся транзитом.

В прил. 2.27 приведены значения токовой транзитной нагрузки, допускаемые в магнитных пускателях и автоматах.

Для соблюдения условия (2.156) рекомендуется подключать магнитные пускатели к сети в порядке убывания их номинальных токов.

2.5.6. Выбор и проверка уставок тока максимальной защиты высоковольтных ячеек, питающих передвижную подстанцию Для высоковольтных ячеек, питающих передвижную подстанцию 1,2 1, (I п.ном + I р.ном ) (2.157) Iу Кт где Кт — коэффициент трансформации силового трансформатора;

Iп. ном - номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя на стороне вторичной обмотки, А;

Iр. ном — суммарный номинальный ток остальных потребителей на стороне вторичной обмотки, А.

Если определенное значение Iу окажется большим наибольшего значения на шкале уставок выбранной ячейки, то принимают ячейку большего типоразмера.

Выбранную уставку проверяют по условию:

для трансформаторов с одинаковыми схемами соединения первичной и вторичной обмоток I к(2 ) (2.158) 1, КтI у для трансформаторов с различными схемами соединения первичной и вторичной обмоток I к(2 ) (2.159) 1, 3К т I у где I(2)к — ток двухфазного к.з. на вторичной обмотке силового транс форматора, А;

Кт - коэффи циент трансформации силового трансформатора.

2.5.7. Типовые задачи с решениями Задача 2.74. Выбрать уставки токов срабатывания максимальных токовых защит УМЗ и ПМЗ, встроенных соответственно в установленные на распредпункте участка автоматический вы ключатель АВ-320ДО и магнитный пускатель ПВИ-250 при следующих условиях: тип и парамет ры трансформаторной подстанции ТСШВП-400/0,69 – Sт. ном = 400 кВ·А, Iном = 335 А, Rт = 0, Ом, Хт = 0,04 Ом;

марка и сечение рабочих жил и длина кабеля, проложенного между подстанцией ТСШВП-400/0,69 и распредустройством на ЦПП, - СБн-6,350 мм2, 3000 м;

мощность к.з. на за жимах ЦПП 50000 кВ·А;

марка, сечение рабочих жил и длина кабеля, проложенного между под станцией ТСШВП-400/0,69 и рудничным выключателем АВ, - СБн-3120 мм2, 200 м;

суммарная установленная мощность электроприемников Руст = 400 кВт;

тип и параметры электродвигателя наибольшей мощности (комбайновый электродвигатель) - ЭКВ-4У, Iном max = 144,5А;

Iп. ном = 820 А;

Рном max = 125 кВт;

марка, сечение жил и длина кабеля, соединяющего комбайновый, электродвига тель с установленным на распредпункте магнитным пускателем ПВИ-250, ГРШЭ-335+110+34, 200 м.

Решение. Вычисляют через коэффициенты приведения длины кабелей, соединяющих:

трансформаторную подстанцию ТСШВП-400/0,69 и автоматический выключатель АВ 320ДО, Lпр1 = L1kпр1 = 200·0,43 = 86 м, где kпр1 = 0,43 (см. 96);

электродвигатель ЭКВ-4У и магнитный пускатель ПВИ- Lпр2 = L2kпр2 = 200·1,41 = 282 м, где kпр2 = 1,41 (см. 96).

Приведенная длина кабелей между трансформаторной подстанцией ТСШВП-400/0,69 и электродвигателем ЭКВ-4У Lпр3 = Lпр1 + Lпр2 = 86+ 282 = 368 м.

Используя данные прил. 2.23 для приведенной длины кабеля Lпр3 = 368 м и мощности под станции Sт. ном = 400 кВ·А, линейной интерполяцией находим фактический пусковой ток электро двигателя ЭКВ-4У 673 (400 368) = 667,24 А.

I п.ф = 657 + 400 Уставка тока срабатывания максимальной токовой защиты УМЗ, встроенной в магнитный пускатель ПВИ-250, по формуле (2.140) Iу = 1,1Iп. ф = 1,1·667,24 = 733,96 А.

Принимаем ближайшую большую стандартную, т.е.

Iу. в = 800 А (см. прил. 2.24).

Уставка тока срабатывания (А) максимальной токовой защиты ПМЗ, встроенной в автома тический выключатель АВ-320ДО, по формуле (2.141) Iу = kн [1,25Iп. ф + Iном max].

Предварительно определяют коэффициент спроса и ток нагрузки Iнагр по формулам (2.11) и (2.77):

Р k с = 0,4 + 0,6 ном.к = 0,4 + 0,6 = 0,587;

Р уст k с Р уст 10 3 0,587 400 10 I нагр = = = 293,77 А.

1,73 660 0, 3U ном cos ср I у = 1,2[1,25 667,24 + (293,77 144,5)] = 1179,98 А, где принимается kн = 1,2.

Принимаем (см. прил. 2.25) ближайшую большую стандартную Iу. в = 1200 А.

Для определения коэффициентов чувствительности защит УМЗ и ПМЗ, используя зависи мость I(2)к = f(Lпр, LВК, Sт. ном, S(3)к. ЦПП), для Lnp = 368 м находим ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателя комбайна:

1788 (368 350 ) = 1725 А;

I к( 2 ) = 400 I(2)к на зажимах автоматического выключателя АВ-320ДО (Lпр = 86 м) 4042 (86 80) = 3944 А;

I к( 2 ) = 90 Для проверки чувствительности защиты выключателя АВ-320ДО необходимо знать I(2)к в самой электрически удаленной точке магистрали, защищаемой этим выключателем. В данном конкретном примере удаленная точка магистрали - это зажимы пускателя ПВИ-250. Так как пус катель ПВИ-250 установлен непосредственно после автомата (расчетная длина перемычки 1 м, ко торую можно не учитывать), то можно считать поэтому, что I(2)к на зажимах автомата и пускателя есть в нашем случае одна и та же величина.

Коэффициент чувствительности защиты УМЗ по формуле (2.146) Кч = I(2)к/Iу.в = 1725/800 = 2,16.

Коэффициент чувствительности защиты ПМЗ Кч = I(2)к/Iу.в = 3944/1200 = 3,29.

Полученные значения коэффициентов чувствительности значительно превышают требуе мые (Кч 1,5).

Задача 2.7. Распредпункт участка напряжением 660 В питается от трансформаторной под станции ТСШВП-630/6-0,69 двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ-660-395 длиной 445 м. Очистной забой оборудован комплексом КМК 98.

Наиболее мощный потребитель участка - комбайн 2К101, на котором установлен электро двигатель ЭКВ-4У-125 (Рном max = 125 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 144,5 А;

Iп. ном = 800 А;

ном = 91,9%;

cosном = 0,824).

Суммарная установленная мощность токоприемников участка Руст = 480 кВт. К комбайну проложен кабель ГРШЭ-350+110+34 длиной Lг = 220 м. Средневзвешенный коэффициент мощности потребителей участка cosср = 0,6.

Выбрать фидерный автоматический выключатель для распредпункта участка и пускатель для комбайна, а также уставки максимальной токовой защиты для выключателя и пускателя.

Решение. Коэффициент спроса для потребителей участка по формуле (2.11) Р ном. max k с = 0,4 + 0,6 = 0,4 + 0,6 = 0,556.

Р уст Ток в фидерном кабеле, питающем распредпункт участка, по формуле (2.77) k с Р уст 10 3 0,556 480 10 Iф = = = 389,56 А.

1,73 660 0, 3U ном cos ср Для питания распредпункта участка принимают автоматический выключатель АФВ-3, рас считанный на номинальный ток 500 А (прил. 2.28).

Приведенная длина кабеля, питающего участок (фидерного кабеля), по формулам (2.43) и (2.48) Lф Lпр1 = k пр1 = 0,54 = 120,15 м.

2 Приведенная длина комбайнового кабеля L пр 2 = L г k пр 2 = 220 1 = 220 м.

Приведенная длина кабеля от подстанции до электродвигателя комбайна Lпр =Lпр1 + Lпр2 = 120,15 + 220 = 340,15 м.

Ток двухфазного к.з. по упрощенному методу (длина и марка высоковольтного кабеля и мощность к.з. на шинах РП-6 неизвестны) на зажимах фидерного автомата находим линейной ин терполяцией из зависимости I(2)к = f(Lприв, Sт. ном) 5200 (120,15 120 ) = 5195,56 А I к(2АФВ = ) 130 Ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателя комбайна для Lпр = 340,15 м 2182 (340,15 340) = 2181,14 А.

I к(2 ) = 350 Ток трехфазного к.з. на зажимах автоматического выключателя по формуле (2.50) I(3)к = 1,6 I(2)к = 1,6·5195,56 = 8312,89 А.

Проверяем выбранный автомат по коммутационной способности из условия Iо 1,2 I(3)к max 1,2 I(3)к = 1,2·8312,89 = 9975,46 А.

Согласно технической характеристике выключателя АФВ-3 (см. прил. 2.28) Iо = 10000 А.

Условие выполняется.

Из таблицы технических характеристик пускателей (прил. 2.29) выбираем пускатель ПМВИ-61, рассчитанный на номинальное напряжение Uном = 660 В, номинальный ток Iном = 240 А и наибольшую мощность электродвигателя с к.з. ротором Рном = 140 кВт и имеющий предельный ток отключения контактора при напряжении 660 В, равный Iо = 2100 А (действующее значение).

Можно было бы выбрать пускатель ПВИ-250, но здесь принят именно ПМВИ-61 для иллю страции особенностей расчета.

Проверяем выбранный пускатель по отключающей способности.

Поскольку пускатель комбайна в распредпункте установлен сразу за фидерным автоматом, сопротивлением перемычки можно пренебречь (меньше 10 м) и с достаточной точностью считать, что ток трехфазного к.з. на зажимах пускателя будет весьма незначительно отличаться от тока на зажимах автомата, т.е. для пускателя должно выполняться условие Iо 9975,46 А. Однако Iо пус кателя 2100 А, т.е. условие не выполняется, причем коммутационная способность пускателя зна чительно отличается от I(3)к на его зажимах.

В этом случае согласно рекомендациям, приведенным в (2.5.2), проверяем условие Iо 1,2 I(2)к. уд;

1,2·2181,14 = 2617,36 А Iо.

Поэтому исполнительные контакты максимального реле, действующие на отключение пус кателя, шунтируются. Защита от к.з. на всем протяжении линии обеспечивается автоматическим выключателем распредпункта либо дополнительно установленным автоматом.

Фактический пусковой ток (А) электродвигателя комбайна по формуле (2.139) U I п.ф = 3 (Rт + Rк + Rдв.п ) + ( X т + X к + X дв.п ) 2 Из технической характеристики подстанции ТСШВП-630/6-0,69 (см. прил. 2.4) находим Rт = 0,0056 Ом;

Xт = 0,026 Ом.

Из прил. 2.22 для электродвигателя ЭКВ-4У находим Rдв. п = 0,214 Ом;

Xдв. п = 0,424 Ом.

Активное сопротивление фидерного кабеля Lф 445 R ф = r0 = 0,194 10 = 0,04316 Ом, 2 где r0 = 0,194 Ом/км для кабеля ЭВТ-660-395 (см. прил. 2.7).

Индуктивное сопротивление фидерного кабеля Lф 445 Х ф = х0 = 0,06 10 = 0,01335 Ом, 2 где x0 = 0,06 Ом/км для кабеля ЭВТ-660-395 (см. прил. 2.7).

Активное сопротивление комбайнового кабеля Rг =r0Lг = 0,37·0,22 = 0,0814 Ом, где r0 = 0,37 Ом/км для кабеля ГРШЭ-660-350 (см. прил. 2.7).

Индуктивное сопротивление комбайнового кабеля Xг = x0Lг = 0,081·0,22 = 0,0178 Ом, где x0 = 0,081 Ом/км для кабеля ГРШЭ-660-350 (см. прил. 2.7).

Активное сопротивление кабельной сети от подстанции до двигателя комбайна Rк = Rф.+ Rг = 0,04316 + 0,0814 = 0,12456 Ом.

Индуктивное сопротивление кабельной сети от подстанции до двигателя комбайна Xк = Хф + Хг = 0,01335 + 0,0178 = 0,03115 Ом.

Фактический пусковой ток двигателя комбайна по формуле (2.139) I п.ф = = 674,23 А.

1,73 (0,0056 + 0,12456 + 0,214 ) + (0,026 + 0,03115 + 0,424) 2 Для сравнения определим Iп. ф по прил. 2.23, как это было сделано в задаче 2.74 (Lпр = 340,15 м) 689 (34,15 300 ) = 676,16 А.

I п.ф = 350 Совпадение результатов вполне удовлетворительное.

Уставка токовой защиты автоматического выключателя АФВ-3 (защита отлична от ПМЗ, максимальное реле) по формуле (2.136) Iу. АФВ 1,25Iпф + Iр. ном = 1,25·674,23 + (389,56 - 144,5) = 1087,84 А.

По технической характеристике выключателя АФВ-3 принимают ближайшую стандартную большую Iу. АФВ = 1250А.

Проверяют надежность срабатывания защиты автомата. Так как контакты максимальной токовой защиты зашунтированы, то защита всей линии должна обеспечиваться автоматическим выключателем.

Должно быть выполнено условие I к(2уд) I к(2уд) 2181, 1,5;

= = 1,74 1,5.

..

I у.в. АФВ I у.в. АФВ Условие выполняется.

Коэффициент чувствительности защиты автомата при защите магистрали (при к.з. на за жимах пускателя) I к(2 ) 5195, = = 4,15 1,5.

.

I у.в. АФВ Если бы в результате расчета оказалось, что выбранная уставка токовой за щиты автомата удовлетворяет надежности защиты магистрали, но не удовлетворяет надежности защиты двигате ля, то необходимо было бы установить дополни тельный автомат, удовлетворяющий условию коммутационной способности и надежности защиты электродвигателя.

Если бы для выбранного пускателя удовлетворялось условие Iо 1,2 I(2)к. уд, то уставку то ковой защиты автомата необходимо было бы выбрать из условия Iу.в. Iо/1,8, а число дополни тельно установленных автоматов с этой уставкой -по прил. 2.21, уставку же пускателя данного ти па по условию – Iу Iп ном. Тогда пускатель отключал бы все аварийные токи к.з. в пределах своей коммутационной способности, а все большие токи разрывались бы совместно с установленными автоматами, т.е. каскадной схемой.

Задача 2.76. Тягово-предохранительная лебедка 1ЛП, установленная на вентиляционном штреке, управляется пускателем ПМВИР-41. От пускателя к лебедке проложен кабель ГРШЭ 316+110+34 длиной Lлеб = 60 м. К пускателю ПМВИР-41, размещенному на вентиляционном штреке, от распредпункта очистного забоя, расположенного на откаточном штреке, проложен длиной Lг = 240 м кабель ГРШЭ-325+110+34 через очистной забой. Распредпункт откаточного штрека питается от подстанции ТСШВП-400/6-0,69 двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ-370+110 длиной Lф = 120 м. Суммарная длина перемычек распредпункта до начала пи тающего пускатель ПМВИР-41 кабеля, приведенная к сечению 50 мм2, 30 м. На лебедке 1ЛП уста новлен электродвигатель типа ВАОФ62-4 (Uном = 660 В;

Pном = 17 кВт;

Iном = 18,5 A;

Iп/Iном = 7;

ном = 89,5 %;

cosном = 0,9).

Выбрать плавкую вставку предохранителя для пускателя ПМВИР-41 и проверить пускатель по коммутационной способности.

Решение. Пусковой ток электродвигателя лебедки Iп. = 7 Iном = 7·18,5 = 129, Ток плавкой вставки предохранителя (частые пуски) по формуле (2.148) Iв Iп /1,6 = 129,5/1,6 = 80,93 А.

Принимаем ближайшую большую на номинальный ток Iв. в = 100 А (прил. 2.30).

Для плавкой вставки Iв = 100 А минимально допустимый ток I(2)к = 700 А, наименьшее до пустимое сечение жилы кабеля 16 мм2 при напряжении 660 В (прил. 2.31).

Предельно отключающий ток предохранителей, встроенных в магнитные вэрывобезопас ные пускатели, для предохранителей ПР-2 на номинальный ток до 15 A составляет 600 А и на но минальные токи 60 и 200 А соответственно 1750 и 5000 А. В данном типе пускателей токи к.з. бу дут отключаться плавкой вставкой. Поэтому коммутационную способность пускателя можно счи тать равной предельной отключающей способности плавкой вставки.

Кроме того, согласно технической характеристике пускателя ПМВИР-41 его коммутацион ная способность равна 800 А (см. прил. 2.29).

Приведенная к сечению 50 мм2 длина кабеля от подстанции до места установки пускателя ПМВИР- L пр1 = Lпр.ф + Lпр.пер + L пр.г = Lф k пр1 + Lпер k пр.2 + L г k пр 3 = 0,72 + 30 + 240 1,97 = 546 м.

где kпр1 =0,72;

kпр2 =1;

kпр3 = 1,97 (см. с. 66).

Приведенная к сечению 50 мм2 длина кабеля от подстанции до электродвигателя лебедки Lпр2 = Lпр1 + Lпр. леб = 546 + 60·3,06 = 729,6 м, где 3,06 - коэффициент приведения для кабеля ГРШЭ-660-316 (см. с. 96) Ток двухфазного к.з. в месте установки пускателя ПМВИР-41 по зависимости I(2)к = f(Lприв, Sт. ном) 1365 (546 540) = 1351,5 А.

I к21 = 560 Ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателя лебедки по зависимости I(2)к = f(Lприв, Sт. ном) 1075 (729,6 700 ) = 1035,34 А I к(2 ) = 750 Кратность минимального тока к.з. к номинальному току плавкой вставки () I к2min 1035, = 10,35 (4 7 ).

= I в.в Требование кратности выполняется - определенный ток больше минимально допустимого для выбранной плавкой вставки: 1035,34 А 700 А.

Сечение кабеля равно минимально допустимому (16 мм2).

Ток трехфазного к.з. на зажимах пускателя лебедки I(3)к max = 1,6I(2)к min = 1,6·1351,5 = 2162,4 А.

Необходимая коммутационная способность пускателя Iо 1,2 I(3)к max = 1,2·2162,4 = 2594,88 А.

Коммутационная способность пускателя ПМВИР-41 значительно ниже требуемой.

Здесь возможны два варианта:

1) установить дополнительный пускатель с необходимой коммутационной способностью для обеспечения защиты от токов к.з., при этом зашунтировав предохранители в пускателе ПМВИР-41;

2) установить другой пускатель, отвечающий всем требованиям.

С учетом характеристик имеющихся пускателей целесообразно выбрать второй вариант.

Пускатель ПМВИР-41 заменяем пускателем ПВИР-250, имеющим коммутационную спо собность Iо = 3750 А (см. прил. 2.39).

Уставку токовой защиты принимаем наименьшую на шкале уставок УМЗ Iу.в = 500 А (см.

прил. 2.24).

Чувствительность защиты I(2)к min/Iу.в = 1035,34/500 = 2,07 1,5.

2.5.8. Задачи для самостоятельного решения Задача 2.77. Распредпункт участка питается от подстанции ТСШВП-630/6-0,69 напряжени ем 660 В двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ-395+110 длиной 160 м. Установлен ная мощность всех потребителей участка 360 кВт. Наиболее мощный потребитель участка — ком байн 2К52М, на котором установлен электродвигатель ЭДКО4-4МУ5 (Uном = 660 В;

Рном. час = кВт;

Iном. час = 126 А;

Iп = 700 А;

ном = 91,8%;

cosном = 0,871;

cosп = 0,42).

К комбайну проложен кабель ГРШЭ-335+116+34 длиной 250 м.

Выбрать тип фидерного автомата (см. прил. 2.28, 2.32) распредпункта и магнитного пуска теля для комбайна, проверить их по коммутационной способности, а также рассчитать и выбрать уставки максимальной токовой защиты автомата и пускателя. Начертить схему электроснабжения.

Задача 2.78. Наиболее мощный потребитель участка – комбайн 1ГШ-68, на котором уста новлены два электродвигателя ЭКВ-4У (Uном = 660В;

Рном. = 110кВт;

Iном = 129 А;

ном = 92,5%;

cosном = 0,81;

cosп = 0,49). Суммарный ток всех потребителей участка в нормальном режиме с учетом коэффициента спроса 305 А. Ток двухфазного к.з. I(2)к на зажимах электродвигателя ком байна I(2)к = 2778 А, ток двухфазного к.з. на зажимах пускателя комбайна I(2)к = 8647 А, ток двух фазного к.з. на зажимах автомата распредпункта I(2)к = 8727 А. Фактический пусковой ток элек тродвигателей комбайна 805 А с учетом работающего одного электродвигателя комбайна в нор мальном режиме (поочередный запуск).

Выбрать тип фидерного (см. прил. 2.28, 2.32) автомата распредпункта и пускателя комбай на, рассчитать и выбрать уставки токовой защиты автомата и пускателя, проверить указанные ап параты по коммутационной способности и, если это необходимо, обеспечить защиту пускателя от аварийных токов к.з.

Задача 2.79. На комбайне 1К101 установлен электродвигатель ЭДКО-2М (Рном час = кВт;

Uном = 660 В;

Iном час = 119 А;

Iп. ном = 485 А;

ном = 92%;

cosном = 0,845;

cosп = 0,42). Комбайн питается кабелем ГРШЭ-335+110+34 длиной 240 м от распредпункта очистного забоя;

рас предпункт очистного забоя — от подстанции ТСШВП-400/6-0,69 двумя параллельно проложен ными кабелями СБн-395 длиной 140 м.

Выбрать тип пускателя для комбайна, уставку максимальной токовой защиты пускателя (см. прил. 2.29), проверить пускатель по коммутационной способности и, если это необходимо, обеспечить защиту пускателя от аварийных токов к.з.

Задача 2.80. На насосной станции СНУ5Р установлены три электродвигателя: два ВАОФ62-4 (Рном = 17 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 18,5 А;

Iп/Iном = 7;

ном = 89,5%;

cosном = о,9) и один ВАО41-4 (Рном. = 4 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 4,9 A;

Iп/Iном = 6;

ном = 84,5%;

cosном = 0,84). Пуск электродвигателей осуществляется одновременно от одного пускателя. Маслостанция питается от распредпункта очистного забоя кабелем ГРШЭ-316+110 длиной 50 м. От распредпункта очист ного забоя до трансформаторной подстанции ТСШВП-630/6-0,69 проложены два параллельных кабеля СБн-350 длиной 190 м.

Выбрать тип пускателя (см. прил. 2.29) для управления насосной станцией и уставку мак симальной токовой защиты. Проверить пускатель по коммутационной способности и правиль ность выбора токовой защиты. Если необходимо, то обеспечить отключение пускателем аварий ных токов к.з.

Задача 2.81. Привод конвейера СП203 имеет два электродвигателя ЭДКОФ-42/4 (Uном = 660 В;

Рном. = 45 кВт;

Iном = 51 A;

Iп/Iном = 6,5;

ном = 91%;

cosном = 0,86), которые запускаются од новременно одним пускателем, установленным на распредпункте очистного забоя.

Фактическое напряжение при пуске двигателей конвейера составляет на их зажимах 87 % номинального напряжения питающей сети. Напряжение питающей сети 660 В.

Выбрать тип пускателя (см. прил. 2.29) для двигателей конвейера и уставку максимальной токовой защиты, если известно, что наименьший ток двухфазного к.з. на зажимах двигателей кон вейера I(2)к = 3651 А, наибольший ток трехфазного к.з. на выводных зажимах пускателя конвейера I(3)к max = 7710 А. Известно также, что общий фидерный автомат распредпункта отвечает условиям коммутационной способности и что уставка максимальной токовой защиты этого автомата приня та Iу = 1600 А и не может быть выбрана меньшей.

Задача 2.82. Выбрать пускатель (см. прил. 2.29) для лебедки ЛВД-21, на которой установ лен электродвигатель ВАОЛ-52-8 (Рном. = 5,5 кВт;

Uном = 660В;

Iном = 8,3 А;

Iп/Iном = 6;

ном = 83%;

cosном = 0,7), если известно, что ток трехфазного к.з. на выводных зажимах пускателя лебедки I(3)к = 6368 А, ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателя лебедки I(2)к min = 3242 А. Напряжение сети 660 В.

В зависимости от выбранного типа пускателя выбрать средства токовой защиты, проверить надежность их срабатывания и обеспечить выполнение условий коммутационной способности для выбранного пускателя, если известно, что уставки максимальной токовой защиты автомата, встро енного в подстанцию, питающую распредпункт, на котором установлен пускатель лебедки, и об щего автомата распредпункта одинаковы и выбраны Iу = 2400 А.

Задача 2.83. Выбрать тип пускателя (см. прил. 2.29) для тяговопредохранительной лебедки 1ЛП, на которой установлен электродвигатель ВАОФ-62/4 (Рном = 17 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 18, А;

Iп/Iном = 7;

ном = 89,5%;

cosном = 0,9), проверить выбранный пускатель по коммутационной способности и выбрать средства токовой защиты, проверить их на надежность отключения наи меньшего тока к.з. в удаленной точке, если известно, что ток двухфазного к.з. на зажимах двигате ля I(2)к = 2445 А, ток трехфазного к.з. в месте установки пускателя лебедки I(3)к = 6984 А. Уставки токовой защиты автоматов подстанции и распредпункта выбраны Iу = 1800 А и не могут быть меньшими.

Задача 2.84. Установленная мощность токоприемников участка Руст = 300 кВт. На участ ке работает механизированный комплекс. Мощность наиболее мощного электродвигателя Рн э = 105 кВт (часовая). Напряжение сети участка 660 В. Параметры наиболее мощного двигателя: Рном.

час = 105 кВт;

Uном = 660 В;

Iном. час = 119 А;

Iп = 485 А;

ном = 92%;

cosном = 0,845;

cosп = 0,42. Ток двухфазного к.з. на зажимах наиболее электрически удаленного пускателя распредпункта I(2)к = 4165 А. Ток трехфазного к.з. на зажимах фидерного автомата распредпункта I(3)к = 8120 А.

Выбрать тип фидерного автомата и уставку срабатывания максимальной токовой защиты.

Проверить выбранный автомат по коммутационной способности, а уставку — на надежность сра батывания максимальной токовой защиты (см. прил. 2.25, 2.28, 2.32).

Задача 2.85. Выбрать пускатель (и уставку максимальной токовой защиты) (см. прил. 2.24, 2.29) для питания магнитной станции проходческого комбайна ПКЗМ, если известно, что на ком байне установлены следующие электродвигатели: исполнительного органа — КОФ32-4 (Рном = кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 36 А;

ном = 91%;

cosном = 0,86;

Iп/Iном = 6,8);

вентилятора - ВАО51-4 (Рном.

= 7,5 кВт;

ном = 87,6%;

cosном = 0,87;

Iп/Iном = 6), скребкового конвейера - ВАО51-4;

маслонасоса ВАО51-4;

ленточного перегружателя - ВАО42-4 (Рном = 5,5 кВт;

Uном = 660 В;

ном = 86%;

cosном = 0,86;

Iп/Iном = 6);

два электродвигателя для привода правой и левой гусениц - КОФ12-6 (Рном = кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 9,1 А;

ном = 84%;

cosном = 0,92;

Iп/Iном = 5,5);

привода насоса ороситель ной установки — К011-4 (Рном. = 8 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 9,5 А;

ном = 87%;

cosном = 0,85).

Пускатель проверить по коммутационной способности, уставку токовой защиты — на на дежность срабатывания при минимальном токе к.з. в наиболее электрически удаленной точке, ес ли известно, что распредпункт проходческого участка питается от трансформаторной подстанции ТСШВП-400/6-0,69 напряжением 660 В двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ 395+110 длиной 400 м. Длина кабеля, проложенного от пускателя к комбайну, 200 м. Приведен ную к сечению 50 мм2 длину внутреннего монтажа магнитной станции комбайна и многодвига тельного привода принять 100 м, а суммарную приведенную к сечению 50 мм2 длину перемычек от группового аппарата распредпункта до пускателя 15 м.

Задача 2.86. Выбрать пускатель и уставку его токовой защиты (см. прил. 2.24, 2.29) для по дачи напряжения на магнитную станцию проходческого комбайна 4ПП2, если известно, что на комбайне установлены следующие электродвигатели: рабочего органа — ЭДКО4-2МУ5 (Рном. час = 105 кВт;

Uном = 660 В;

Iном. час = 119 А;

Iп = 485 А;

ном = 93%;

cosном = 0,86);

вентилятора - КОФ22 2 (Рном. = 20 кВт;

Uном = 660 В;

ном = 88,5%;

cosном = 0,93;

Iп/Iном = 5,5), погрузочного органа КОФ21-4 (Рном. = 15 кВт;

Uном = 660 В;

ном = 89,%;

cosном = 0,85;

Iп/Iном = 5,5);

маслонасоса КОФ21-4;

мостового перегружателя - КОФ11-4 (Рном. = 8 кВт;

Uном = 660 В;

ном = 87%;

cosном = 0,85;

Iп/Iном = 5,6);

два электродвигателя для привода правой и левой гусениц - КОФ-12/4 (Рном. = 11 кВт;

Uном = 660 В;

ном = 88%;

cosном = 0,85;

Iп/Iном = 5,9);

прицепного перегружателя КОФ21- (Рном. = 15 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 17,5 А;

ном = 89,5%;

cosном = 0,85;

Iп/Iном = 5,5).

Выбранный пускатель проверить на коммутационную способность, уставку токовой защи ты — на надежность срабатывания при отключении минимальных токов к.з., если известно, что пускатель комбайна установлен на распредпункте проходческого участка, который питается от подстанции ТСШВП-400/6-0,69 напряжением 660 В двумя параллельно проведенными кабелями ЭВТ-370+110 длиной 350 м. От пускателя к комбайну проложен кабель ГРИ1Э-370+110+ длиной 150 м. Приведенную к сечению 50 мм2 длину внутреннего монтажа многодвигательного привода комбайна и магнитной станции принять 110 м, длиной перемычек распредпункта пренеб речь (она меньше 10м).

Задача 2.87. Выбрать тип пускателя и уставку максимальной токовой защиты (см. прил.

2.24, 2.29) машины 1ПНБ2, на которой установлены электродвигатели: привода нагребающей час ти — КОФ22-4 (Рном. = 22 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 26 А;

ном = 90,5%;

cosном = 0,82;

Iп/Iном = 6,77);

ходовой части - КОФ12-4 (Рном. = 11 кВт;

Uном = 660 В;

Iном = 12,9 А;

ном = 88%;

cosном = 0,86;

Iп/Iном = 5,9).

Проверить пускатель по коммутационной способности, а уставку токовой защиты — на на дежность срабатывания, если известно, что ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателей машины 1ПНБ2 I(2)к = 2158 А, а ток трехфазного к.з. на зажимах пускателя I(3)к = 10121 А. Принять меры для защиты пускателя, если известно, что уставки токовой защиты автомата, встроенного в подстанцию, питающую распредпункт, на котором установлен пускатель, и группового аппарата выбраны одинаковыми Iу = 2400 А.

Задача 2.88. Трансформаторная передвижная подстанция ТСШВП-630/6-0,69 питается от высоковольтной ячейки КРУВ-6 кабелем ЭВТ-6000-316+110+44 длиной 800 м. Мощность к.з.

на шинах высоковольтной ячейки S(3)к = 47 MB·А. Суммарный ток электроприемников участка с учетом коэффициента спроса на стороне низшего напряжения подстанции (660 В) 406 А. Пуско вой ток наиболее мощного токоприемника участка Iп = 829 А (номинальный ток этого же двигате ля Iном = 129 А).

Рассчитать уставку тока срабатывания максимальной защиты высоковольтной ячейки КРУВ-6 и выбрать ее по шкале уставок, а также проверить надежность ее срабатывания (прил.

2.33).

Задача 2.89. Трансформаторная подстанция ТСШВП-400/6-0,69 питается от высоковольт ной ячейки РВД-6 кабелем ЭВТ-6000-316+110+34 длиной 585 м. Мощность к.з. энергосистемы на шинах высоковольтной ячейки S(3)к = 41 MB·A.

Суммарный ток электроприемников участка с учетом коэффициента. спроса в нормальном режиме 295 А. Номинальный ток наиболее мощного электроприемника участка 119 А, пусковой — 485 А.

Рассчитать уставку тока срабатывания максимальной токовой защиты высоковольтной ячейки РВД-6 и выбрать ее по шкале уставок, а также проверить надежность ее срабатывания.

Задача 2.90. Выбрать пускатель и уставку максимальной токовой защиты (см. прил. 2.26, 2.34) для комбайна 1ГШ68Е, на котором установлены два электродвигателя ЭКВ4-160-2У5, рабо тающие при напряжении 1140 В. Электродвигатели имеют параметры: Рном = 160 кВт;

Uном = 1140В;

Iном = 110А;

ном = 90%;

cosном = 0,81;

Iп = 600 А. Оба двигателя включаются одним пуска телем одновременно. Проверить пускатель по коммутационной способности, а уставку — на на дежность срабатывания, если известно, что пускатель комбайна установлен на участковом рас предпункте, питаемом от трансформаторной подстанции ТСВП-630/6-1,2 напряжением 1140 В двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ-1140-370+110 длиной 800 м;

кабель комбайна ГРШЭ-370+110+34-1140 длиной 300 м.

Приведенная к сечению 50 мм2 длина высоковольтного кабеля, питающего трансформатор ную подстанцию ТСВП-630/6-1,2, равна 2 км, мощность к.з. на шинах ЦПП S(3)к = 100 MB·A.

Задача 2.91. Выбрать тип пускателя и уставку максимальной токовой защиты (прил. 2.34) для комбайна 2К52, на котором установлен электродвигатель ЭКВ4-125-У5, рассчитанный на на пряжение 1140 В (Рном = 125 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 78 А;

ном = 91,8%;

cosном = 0,87;

Iп = 450A).

Пускатель проверить по коммутационной способности, а уставку — на надежность сраба тывания, если известно, что пускатель комбайна установлен на участковом распредпункте, питае мом от трансформаторной подстанции ТСВП-630/6-1,2 напряжением 1140 В кабелем СБн- длиной 400 м, к комбайну проложен кабель ГРШЭ-370+110+34-1140 длиной 220 м. Приведен ная к сечению 50 мм2 длина высоковольтного кабеля, питающего подстанцию, равна 1 км, мощ ность к.з. на шинах ЦПП S(3)к =100 МВ·А.

Задача 2.92. Выбрать пускатель и уставку максимальной токовой защиты для конвейера очистного забоя СП-87П, на котором установлены два электродвигателя ЭДКОФВ-53/4 (Рном. = 110 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 68,5 А;

ном = 92,5%;

cosном = 0,88;

Iп/Iном = 6,5).

Пускатель проверить по коммутационной способности, а уставку — на надежность сраба тывания, если известно, что ток двухфазного к.з. на зажимах двигателей конвейера I(2)к = 3680 А, а ток трехфазного к.з. на зажимах пускателя I(3)к = 6036 А.

При пуске двигателей конвейера напряжение на их зажимах снижается на 15 % от номи нального значения. Напряжение питающей сети 1140 В.

Если это необходимо, то принять меры для защиты пускателя от аварийных токов к.з., если известно, что автоматы подстанции и распредпункта имеют одинаковые уставки токовой защиты Iу = 1600 А.

Задача 2.93. Выбрать пускатель и его уставку токовой защиты (см. прил. 2.26, 2.34) для предохранительной лебедки 1ЛПЕ, на которой установлен электродвигатель ВАОФ62-4У5 (Рном =17 кВт;

Uном = 1140В;

Iном = 11 А;

ном = 89%;

cosном = 0,89;

Iп/Iном = 7). Напряжение питающей сети 1140 В.

Пускатель проверить по коммутационной способности, а уставку — на надежность сраба тывания, если известно, что ток двухфазного к.з. на зажимах электродвигателя лебедки I(2)к = А;

ток трехфазного к.з. на зажимах пускателя лебедки I(3)к = 6150 А;

уставка токовой защиты ав томатического выключателя, встроенного в подстанцию ТСВП-630/6-1,2, питающую распред пункт, где установлен пускатель лебедки, выбрана Iу = 2200 А. Выполнить мероприятия, обеспе чивающие защиту пускателя при отключении аварийных токов к.з.

Задача 2.94. Выбрать пускатель и его уставку токовой защиты (см. прил. 2.26, 2.34) насоса орошения НУМС-200Е, на котором установлен электродвигатель ВАО72-2У5 (Рном. = 30 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 18,5 А;

ном = 88%;

cosном = 0,92;

Iп/Iном = 7). От пускателя к насосу орошения про ложен кабель ГРШЭ-316+110+34-1140 длиной 30 м. Пускатель насоса установлен на распред пункте очистного забоя, питающемся от подстанции ТСВП-630/6-1,2 кабелем ЭВТ 395+116+44 длиной 420 м. Приведенная к сечению 50 мм2 длина высоковольтного кабеля от ЦПП до передвижной подстанции 2 км. Мощность к.з. на шинах ЦПП S(3)к = 100 MB·A.

Проверить выбранный пускатель по коммутационной способности, а уставку - на надеж ность срабатывания и, если это необходимо, принять меры для защиты пускателя при отключении аварийных токов к.з.

Задача 2.95. Суммарная установленная мощность токоприемников распредпункта, питаю щегося от подстанции ТСВП-630/6-1,2, Руст = 557 кВт. Наиболее мощный электроприемник — комбайн 1ГШ68Е, имеющий два электродвигателя ЭКВ4-160 (Рном. = 160 кВт;

Uном = 1140 в;

Iном =110 А;

ном = 90%;

cosном = 0,81;

Iп =600 А). Электродвигатели комбайна запускаются одновре менно. Напряжение питающей сети 1140 В.

Выбрать автоматический выключатель распредпункта и уставку срабатывания максималь ной токовой защиты (см. прил. 2.34), если известно, что при пуске электродвигателей комбайна напряжение на их зажимах снижается на 18% по отношению к его номинальному значению.

Проверить выбранный автомат по коммутационной способности, а уставку — на надеж ность срабатывания, если известно, что ток на зажимах выключателя I(3)к = 7496 А, на зажимах электрически удаленного пускателя I(2)к = 4357 А. Комбайн входит в состав механизированного комплекса. Средневзвешенный коэффициент мощности токоприемников распредпункта cosм = 0,7.

Задача 2.96. На участке шахты имеются следующие потребители, входящие в состав меха низированного комплекса 2КМ87ВМ и питающиеся напряжением 1140 В: комбайн 1ГШ68Е, имеющий два электродвигателя ЭКВ4-160-2У5 (Рном = 160 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 110 А;

ном = 90%;

cosном = 0,81;

Iп = 600 А);

конвейер СН-87Е, имеющий три электродвигателя ЭДКОФВ-42/4 У2-5 (Рном. = 45 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 28,5 А;

ном = 89,5%;

cosном = 0,85;

Iп/Iном = 65);

конвейер СП-63, имеющий два электродвигателя ЭДКОФВ-42/4;

три насосные станции СНУ-5, на каждой из которых установлены два электродвигателя ВАОФ-62У4 (Рном. = 17 кВт;

Uном = 1140в;

Iном - А;

ном = 89%;

cosном = 0,89;

Iп/Iном = 7) и один электродвигатель ВАО61-4У5 (Рном. = 13 кВт;

Uном = 1140 В;

Iном = 9 А;

ном = 88%;

cosном = 0,86;

Iп/Iном = 7).

Электродвигатели комбайна и конвейеров запускаются одновременно (каждой машины).

При запуске электродвигателей комбайна напряжение на их зажимах снижается на 19,5 % от но минального напряжения питающей сети, а при запуске конвейера СН-87Е очистного забоя напря жение на ближайших двигателях снижается на 10% от номинального значения, на удаленном дви гателе - на 13 % от номинального значения питающей сети.

Выбрать тип и число магнитных станций (прил. 2.35, 2.36) для управления двигателями участка, рассчитать и выбрать уставки максимальной токовой защиты для каждого потребителя, питаемого от соответствующего фидера магнитной станции.

3. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ 3.1. Основные светотехнические величины Для характеристики светотехнических устройств применяют следующие величины.

Световой поток Ф - это мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению глаза человека. Единица светового потока — люмен (лм). Сила света I — отношение светового по тока Ф к телесному углу, в котором он излучается I = Ф/. (3.1) Единица силы света - кандела (кд). Телесный угол - часть пространства, заключенного внутри конической поверхности. Единица телесного угла — стерадиан (ср). Освещенность Е — отношение светового потока Ф к площади той части поверхности S, на которую он падает Е = Ф/S (3.2) Единица освещенности — люкс (лк) - освещенность поверхности площадью 1 м2 при све товом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм: лк = лм/м2.

Яркость В — отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучаю щей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению (3.3) В= S cos Единица яркости - кандела на 1 м2 (кд/м2).

Коэффициент отражения представляет собой отношение отраженной части светового по тока к общему световому потоку, падающему на поверхность = Фотр/Фпад. (3.4) Коэффициент поглощения а представляет собой отношение поглощаемой части светового потока к общему световому потоку, падающему на поверхность = Фпогл/Фпад (3.5) Коэффициент пропускания - отношение прошедшего светового потока к падающему = Фпрош/Фпад. (3.6) 3.2. Расчет освещения точечным методом Метод применяется при расчете освещения ответственных участков цехов, конвейерных галерей и туннелей, откаточных штреков и очистных забоев угольных шахт, наружного освеще ния. Расчет сводится к определению освещенности в точке на уровне рабочей поверхности.

Освещенность „а горизонтальной плоскости в точке К1 (рис. 3.1) Рис. 3.1. Схема к расчету освещенности по точечному методу nCI cos (3.7 ) Ег = K зh где п - число светильников, равноудаленных от освещаемой точки;

С = Фп/1000 - поправочный ко эффициент, учитывающий отношение свитого потока принятой лампы Фл к световому потоку ус ловной лампы, принимаемому равным 1000 лм;

I - сила света лампы под углом.

Значения I приведены в прил. 3.1;

– угол наклона лучей к нормали освещаемой поверх ности в расчетной точке;

h — высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

Кз - ко эффициент запаса, учитывающий запыление и загрязнение колпаков, а также понижение светоот дачи ламп к концу срока их службы (прил. 3.2).

Освещенность на вертикальной плоскости Ев = Eгtg. (3.8)' Освещение точечным методом в выработках угольных шахт рассчитывают в следующей последовательности:

1. выбирают тип светильника и из технических характеристик выписывают его основные данные: напряжение, мощность, к.п.д., коэффициент мощности, световой поток (прил. 3.2);

2. принимают предварительное расстояние между светильниками по прил. 3.4;

3. по формуле 3.7 проверяют горизонтальную освещенность на освещаемой поверхности в расчетной точке. Если полученная по расчету освещенность меньше, чем требуется по нормам (прил. 3.5), то необходимо уменьшить расстояние между светильниками или принять светильники большей мощности;

4. определяют необходимое число светильников L l (3.9) nсв = l где L — длина освещаемой выработки, м;

l — расстояние между светильниками, м;

5. определяют расчетную мощность осветительного трансформатора Sтр. расч (кВ·А).в за висимости от вида ламп.

При использовании светильников с лампами накаливания (3.10) S тр. расч = Р н 10 3 / с где Рн — суммарная мощность ламп накаливания, Вт;

с = 0,940,96 - к.п.д. сети.

При светильниках с люминесцентными лампами Р л 10 (3.11) S тр. расч = с эл cos св где Рл — суммарная мощность люминесцентных ламп, Вт;

эл = 0,830,87 — электрический к.п.д.

светильника, учитывающий потери в дросселе;

cosсв = 0,5 - коэффициент мощности светильников с люминесцентными лампами;

6. рассчитывают сечение (мм2) осветительного кабеля М (3.12) s= Си где М —момент нагрузки, кВт·м;

С — коэффициент, значения которого приведены в прил. 3.6;

и — нормируемая потеря напряжения, %, принимают равной 4% номинального напряжения. Мо мент М при сосредоточенной нагрузке в конце линии М = PL, (3.13) где Р — нагрузка, кВт;

L — длина линии, м.

Для линий с равномерно распределенной нагрузкой М = Р(l1 + L/2), (3.14) где Р - суммарная мощность всех светильников, кВт;

l1 - длина кабеля от трансформатора до ос ветительной линии, м.

3.3. Расчет освещения методом светового потока Метод светового потока учитывает не только поток, падающий на данную рабочую по верхность непосредственно от светильника, но и поток, отраженный от стен и потолка при данной их окраске, при заданных размерах помещения и типе светильника путем введения коэффициента использования осветительной установки. Применяют метод при расчете внутреннего освещения помещений производственных и служебных зданий, а также насосных камер, камер ЦПП и камер электровозных гаражей шахт.

Освещение методом светового потока рассчитывают в следующем порядке:

1. принимают тип светильника и находят световой поток лампы (см. прил. 3.3);

2. определяют показатель помещения (3.15) AB i= h( A + B ) где А и В - соответственно длина и ширина освещаемого помещения, м;

h — высота подвеса све тильника над рабочей поверхностью, м;

3. находят общий световой поток, необходимый для обеспечения требуемой освещенно сти (лм) К Е SZ (3.16) Ф = з min К исп где Кз — коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и запыление колпаков светильников.

Для ламп накаливания Кз = 1,31,7, для газоразрядных ламп Кз = 1,52,0. Для подземных вырабо ток значение Кз приведено в прил. 3.2;

Еmin — минимальная освещенность по нормам, лк (см. прил.

3.5);

S — площадь освещаемого помещения, м2;

Z — коэффициент неравномерности освещения.

Для рудничных светильников Z = 1,31,4;

Кисп — коэффициент использования осветительной ус тановки определяют по прил. 3.7 в зависимости от типа светильника, коэффициента отражения стен и потолка и показателя помещения;

4. определяют требуемое число ламп п = Ф/Фл. (3.17) 3.4. Расчет освещения методом удельной мощности Методом удельной мощности пользуются тогда, когда необходимо получить ориентиро вочные значения мощности и расхода электроэнергии на освещение.

Мощность (Вт) ламп, необходимая для освещения поверхности S Р = wS, (3.18) где w — удельная мощность, Вт/м2;


S - площадь освещаемого помещения, м2.

Значения удельной мощности (Вт/м2) для освещения горных выработок и помещений при ведены в прил. 3.8.

3.5. Расчет освещения прожекторами При расчете освещения карьеров прожекторами определяются: минимальная освещенность по нормам, коэффициент запаса, тип и число прожекторов, высота установки прожектора, наивы годнейший угол наклона оптической оси прожектора, места установки прожекторов.

Число прожекторов и мощность ламп определяются методом светового потока.

Необходимый суммарный световой поток Ф = ЕminSKзKп (3.19) где Еmin — требуемая освещенность для отдельных участков, лк;

S — площадь отдельных осве щаемых участков, м2;

Кз = 1,21,5 — коэффициент запаса;

Kп = 1,151,5 - коэффициент, учиты вающий потери света в зависимости от конфигурации освещаемых площадей. Требуемое число прожекторов Ф Ф (3.20) п= = Ф л пр Фпр где Фл — световой поток лампы прожектора, лм;

пр = 0,350,37 - к.п.д. прожектора;

Фпр - световой поток прожектора, лм.

Высота (м) установки прожектора I (3.21) h max где Imax — максимальная (осевая) сила света прожектора, кд.

При известном числе прожекторов и высоте их установки, пользуясь точечным методом, можно определить освещенность в отдельных точках площади.

Прожектор заливающего света, установленный в точке А над точкой В освещаемой поверх ности на высоте h, испускает пучок лучей в виде конуса с углом, который образует световое пятно, по форме близкое к эллипсу с большой осью CD (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема к расчету прожекторного освещения Освещенность в точках, расположенных на оси эллипса:

горизонтальная освещенность I cos (3.22) Ег = К зh вертикальная освещенность Ев = Eгtg (3.23) где I - сила света луча прожектора, направленного под углом, кд;

h — высота установки про жектора, м;

Кз - коэффициент запаса;

угол, образуемый оптической осью пучка лучей прожекто ра и вертикалью к освещаемой площади.

Оптимальный угол наклона г (градус) оптической оси прожектора (3.24 ) г = arcsin m + nE 02 / где m и п — коэффициенты углов рассеяния прожекторов в горизонтальной и вертикальной плос костях, принимают по прил. 3.9;

E0 = KзЕmin h2 - когда освещение выполняется одним прожектором E0 = 1/2КзEminh2 — когда световые пятна прожекторов перекрывают друг друга;

Emin - требуемая освещенность, лк.

Когда требуется определить освещенность вертикальной поверхности, оптимальный угол определяется по формуле I max (3.25 ) г = 2 arctg Eв h где Ев - расчетная вертикальная освещенность, лк.

3.6. Расчет освещения ксеноновыми лампами Для освещения больших площадей карьеров широко используют светильники с ксеноно выми лампами.

Методика расчета освещения ксеноновыми лампами заключает в следующем.

Принимается высота h от освещаемой поверхности до светильни и угол наклона светово го потока к горизонту (рис. 3.3).

Строятся координатные оси х и у. Ось х совмещается с направлением Imax светильника. На оси х в масштабе 1:2000 или 1:5000 откладываются значения расстояний х = 10, х = 20, х = 30 м и т.д. За нуль принимается место установки светильника.

Задаваясь отношением x/h, определяем координату для данного угла = const x cos sin (3.26) h = где коэффициент отражения (3.27 ) x = sin + cos h Задаваясь горизонтальной освещенностью, определяем относительную освещенность (клк) = Ег·3h2Кз, (3.28) где Кз = 1,5 - коэффициент запаса.

Зная значения и, по кривым, показанным на рис. 3.3, определяем.

Рис. 3.3. Схема к построению изолюкс Зная, и h, определяем координату у = h. (3.29) Координата х, которой задавались в начале расчета, и координата у, полученная по формуле (3.29), определяют точку с заданной горизонтальной освещенностью Ег. Задаваясь рядом значений х при одном и том же значении угла, получаем кривую равных значений горизонтальной осве щенности. Аналогично могут быть получены кривые равных значений и для других значений го ризонтальной освещенности.

Данным методом можно построить изолюксы для любых значений h, и Ег.

Наложением построенных кривых на план горных работ получают горизонтальные осве щенности в любой точке карьера.

3.7. Типовые задачи с решениями Задача 3.1. Определить необходимое число светильников для освещения однопутевого от каточного штрека угольной шахты длиной L = 486 м. Высота выработки H = 2,3 м. Высота от кровли до центра светящейся нити b = 0,3 м (см. рис. 3.1).

Решение. Принимаем для освещения светильники РВЛ-40М с лампой мощностью Рл = Вт на напряжение 220 В, имеющей световой поток Фл = 2480 лм (см. прил. 3.3). Задаемся расстоя нием между светильниками, равным l = 8 м (см. прил. 3.4). Принимаем Кз = 1,5 (см. прил. 3.2).

Минимальная горизонтальная освещенность на почве должна быть не менее 2 лк (см. прил. 3.5).

Высота подвеса светильника над почвой h = Н - b = 2,3 - 0,3 = 2 м.

Расстояние от светильника до средней между светильниками точки К l/2 = 8/2 = 4 м.

Горизонтальная освещенность на почве в точке К1 от двух светильников по формуле (3.7) nCI cos 3 2 2,48 95 0,45 Ег = = = 7,15 лк, 1,5 2 K з h Ф где С = л = = 2,48 - поправочный коэффициент: - угол наклона лучей к нормали осве 1000 щаемой плоскости в точке К1. (определяется по тригонометрическим таблицам) tg = l/(2h) = 8/(2·2) = 2;

= 63°30';

cos = 0,45;

I - сила света под углом 63°30' для светильника РВЛ-40М (см. прил. 3.1);

7,15 2 лк, что удовле творяет требуемым нормам Emin 2 лк (см. прил. 3.5), поэтому можно несколько увеличить рас стояние между светильниками.

Необходимое число светильников по формуле (3.9) L l 486 nсв = = = 59,7 шт.

l Принимаем псв = 60 шт.

Задача 3.2. По условиям задачи 3.1 определить мощность трансформатора для питания све тильников и сечение жил осветительного кабеля (прил. 3.10, 3.11 и 3.12), если к установке приня ты светильники РВЛ-20М с эл = 0,85, с = 0,95.

Решение. Пользуясь формулой (3.10), определяем мощность трансформатора для питания светильников Р л 10 3 60 20 10 S тр. расч = = = 2,97 кВ А с эл cos св 0,95 0,85 0, Принимаем осветительный аппарат АОС-4;

Sном = 4кВ·А (прил. 3.11).

Сечение жил осветительного кабеля определяем по формуле (3.12):

М s= Си где С = 8,5 - коэффициент, значение которого принимаем по прил. 3.6;

согласно ПТЭ в угольных и сланцевых шахтах и = 4 %.

Момент нагрузки М определяем по формуле (3.14) М =P(l1 + L/2), где P = nсвРсв - суммарная мощность светильников, кВт;

Рсв = Рл/эл - мощность светильника с люминесцентной лампой, Вт;

Рл = 20 Вт - мощность лампы светильника РВЛ-20М;

эл = 0,85 электрический к.п.д. светильника РВЛ-20М Рсв = 20/0,85 = 23,5 Вт.

При подключении питания осветительной сети к центру ее нагрузки в каждую ветвь сети будет включено 30 светильников, и длина ветви составит L = псвl = 30·8 = 240 м.

Принимаем длину кабеля от трансформатора до осветительной линии l1 = 10 м.

240 М = 30 23,510 + 10 = 91,65 кВт м;

91, s= = 2,7 мм 2.

8,5 Принимаем кабель ГРШЭ-34+12,5 с сечением основных жил 4 мм (см. прил. 2.18).

Задача 3.3. Определить число и мощность светильников для освещения насосной камеры в околоствольном дворе угольной шахты. Размеры камеры: длина А = 25 м, ширина В = 8 м, высота Н = 4,5 м. Коэффициенты отражения: п = 0,5;

с = 0,3. Освещаемая условная рабочая поверхность принимается от пола на высоте 0,8 м, а световой центр располагается от потолка на расстоянии 0, м. Напряжение сети 127 В.

Решение. Принимаем для освещения рудничные светильники типа РП-200 с лампой мощ ностью Рл = 200 Вт и световым потоком Фл = 2700 лм, минимальную освещенность Emin = 10 лк, рабочую высоту подвеса h = H - (0,8 + 0,3) = 4,5 - 1,1 = 3,4 м, коэффициент запаса Кз = 1,5, коэф фициент неравномерности освещения Z = 1,3 (см. прил. 3.2, 3.3, 3.5).

Показатель помещения по формуле (3.15) 25 AB i= = = 1, h( A + B ) 3,4(25 + 8) По показателю помещения i = 1,78 и коэффициентам отражения стен и потолка с = 0,3, п = 0,5 находим коэффициент использования осветительной установки Кисп = 0,4 (см. прил. 3.7).

Общий световой поток, необходимый для освещения камеры, по формуле (3.16) К Е SZ 1,5 10 25 8 1, Ф = з min = = 9750 лм, К исп 0, где S = A·B = (25·8) м2.

Требуемое число светильников nсв = Ф/Фсв = 8750/1620 = 6,01 шт.;

Фсв = Флсв = 2700·0,6 = 1620 лм;

св = 0,6 (см. прил. 3.3).

Принимаем nсв = 6 шт.

Расстояние между светильниками, расположенными вдоль камеры в один ряд l = A/nсв = 25/6 = 4,16 м.

Потребляемая мощность на освещение Р =Рлпсв = 200·6 = 1200 Вт.

Задача 3.4. Определить в первом приближении требуемую мощность ламп для освещения компрессорной с общей площадью S = 800 м2.

Решение. По прил. 3.8 находим удельную мощность для освещения компрессорной w = 810 Вт/м2.

Требуемая общая мощность по формуле (3.18) Р = wS = (810)·800 = 64008000 Вт.

Принимаем мощность 8000 Вт.

Задача 3.5. Рассчитать прожекторное освещение территории лесного склада размером S = 10070 = 7000 м2 с механической погрузкой леса. Напряжение осветительной сети 220 В.

Решение. Принимаем коэффициент, учитывающий потери света Кп = 1,3, коэффициент за паса Кз = 1,2, прожектор ПЗС-45 с лампой Рл = 1000 Вт, при напряжении 220 В, Фл = 16180 лм, Imax = 130000 кд (см. прил. 3.9), минимальная горизонтальная освещенность согласно нормам осве щенности Еmin = 3 лк (прил. 3.13).

Общий световой поток, необходимый для освещения склада, по формуле (3.19) Ф = ЕminSKзКп = 3·7000·1,2·1,3 = 32760 лм.

Необходимое число прожекторов по формуле (3.20) Ф п= = = 5,78.

Ф л пр 16180 0, Принимаем п = 6, где пр = 0,35 - к.п.д. прожектора по технической характеристике.

Высота установки прожектора по формуле (3.21) I h = max = = 20,8 м.

300 Принимаем h =20 м.

Оптимальный угол наклона оптической оси прожектора определяют по формуле (3.24) г = arcsin m + nE 02 / где т = 0,03, п = 0,00077 - коэффициенты углов рассеяния прожекторов соответственно в горизон тальной и вертикальной плоскости (см. прил. 3.9) 1 Е 0 = К з E min h 2 = 1, 2 3 20 2 = 720 лк 2 г = arcsin 0,03 + 0,00077 720 2 / 3 ;


г = arcsin 0,3;

г = 17,8°.

Задача 3.6. Определить число светильников для освещения тупика на отвале пустых пород точечным методом расчета. Длина тупика L = 240 м. Осветительная воздушная линия электропе редачи, на которой подвешены светильники, расположена на расстоянии а = 3 м от оси железно дорожного пути тупика, расстояние между светильниками l = 22 м (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема к расчету освещения разгрузочного тупика (к задаче 3.6) Решение. Для освещения тупика принимаем светильники СПОР-250 с лампами ДРЛ- (прил. 3.14);

расстояние между светильниками l = 22 м;

высоту подвески светильников h = 5 м;

коэффициент запаса Кз = 1,5. Допустимая минимальная освещенность на горизонтальной плоско сти Emin = 3 лк (см. прил. 3.13).

Определяют угол наклона лучей светильников к точке А наименьшей освещенности желез нодорожных (ж.д.) путей тупика h cos = = = 0,4;

2 l h2 + a + 5 2 + 32 + 2 = 66°;

cos 3 = 0,064.

По светотехнической характеристике светильника СПОР-250 определяем силу света, соот ветствующую углу = 66°, I = 90 кд.

Приняв по светотехнической характеристике лампы ДРЛ-250 световой поток Фл = лм, определяют коэффициент условной лампы С = Фл/1000 = 10000/1000 = 10.

Горизонтальная освещенность в точке А 2CI cos 3 2 10 90 0, Е гА = = = 3,07 лк;

1,5 5 K зh Е гА Е min ;

3,07 3 лк.

Число светильников для освещения разгрузочного тупика по формуле (3.9) L l 240 nсв = = = 9,9 шт.

l Принимаем п = 10 шт.

Задача 3.7. По методике расчета освещения ксеноновыми лампами построить изолюксы горизонтальной освещенности для светового прибора СКсН1-20000, установленного на высоте от подошвы освещаемой поверхности h = 40 м под углом к горизонтали = 10° и = 15° для обеспе чения минимальной освещенности Еmin = 0,5 лк.

Решение. Строим координатные оси х и у (рис. 3.5). Ось х совмещаем с направлением мак симальной силы света светового прибора и на ней откладываем в масштабе 1:5000 произвольные расстояния (10, 20, 30 м и т.д.) от нуля, за который принимается место установки светового прибо ра.

Рис. 3.5. Изолюксы светильника СКсН1-20000 (к задаче 3.7) Задаваясь отношением x/h, равным 2;

2,5;

3;

3,5;

4;

4,5;

5;

5,5;

6 и 6,5, определяем координа ту для угла = 10° по формуле (3.26) x cos sin h = где - коэффициент отражения по формуле (3.27) (3.27 ) x = sin + cos h Значения и определим для отношения x/h = 2 по формулам (3;

27) и (3.26):

= sin10° + 2cos10° = 0,17+2·0,98 = 2,13;

cos 10° 2 sin 10° = = 0,3.

2, Аналогично определяем значения и для остальных значений x/h при = 10° и = 15° и данные заносим в табл. 3.1.

Определяют относительную освещенность (клк) для горизонтальной освещенности Еmin = 0,5 по формуле (3.28) = Еmin 3h2Кз·10- где Кз = 1,5 - коэффициент запаса.

Коэффициент отражения принимаем по табл. 3.1. Для = 2,13 = 0,5·2,133·402·1,5·10-3 = 11,6 клк.

Аналогичные расчеты производим для остальных значений и данные заносим в табл. 3.1.

Зная значения и по кривым рис. 3.6 определяем светильника СКсН1-20000 и данные заносим в табл. 3.1.

Рис. 3.6. Кривые относительной освещенности светильника СКсН 1-20 000 (к задаче 3.7) Зная, и h, определяем координату у по формуле (3.29) у = h.

Для = 1,05, = 2,13 и h = 40 м, у = 1,052,13·40 = 89 м.

Аналогично определяем координату у и для других значений, и h, при = 10° и = 15° и данные заносим в табл. 3.1.

По полученным значениям координаты у и заданным значениям координаты х строим изо люксы светильника CKcHl-20000 в масштабе 1:5000 (см. рис. 3.5). Путем наложения полученных изолюкс на план освещаемой поверхности, вычерченный в этом же масштабе, можно определить место установки осветительного прибора, угол наклона осветительного прибора при высоте уста новки h =40 м, а также план горизонтальной освещенности в любой точке освещаемой поверхно сти.

3.8. Задачи для самостоятельного решения Задача 3.8. Определить необходимое число светильников для освещения откаточного штрека длиной 500 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-20М.

Задача 3.9. Определить освещенность между светильниками на почве в уклоне, где в соот ветствии с нормами горизонтальная освещенность должна быть 1 лк. Высота выработки 2,3 м;

вы сота от кровли до центра светящейся нити 0,3 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-20М.

Коэффициент запаса Кз = 1,5.

Задача З.10. Выбрать тип светильников и определить их число для освещения квершлага длиной 350 м. Рассчитать и принять магистральный кабель. Допустимая потеря напряжения и = 4%.

Таблица Результаты расчета координаты у для построения изолюкс светильника СКсШ- Расчет- х/h ° Светильник h, м ная ве 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6, личина 2,13 2,62 3,1 3,6 4,1 4,56 5,07 5,45 6,05 6, 0,3 0,24 0,15 0,17 0,07 0,05 0,03 0,01 -0,007 -0, 10 CKcHl-20000 11,6 21,6 36 56 82 113,8 156,4 194 256 1,05 0,9 0,8 0,7 0,8 0,87 0,81 0,73 0,55 у 89 95 98 105 130 159 165 160 140 2,19 2,68 3,16 3,64 +,12 4,61 5,09 5,57 6,05 0,205 0,12 0,06 0,02 -0,02 -0,04 -0,07 -0,08 -0,09 15 12,6 22,9 37,9 58 84 117,6 158 207 266 1,03 0,94 0,95 0,98 1,2 1,12 0,98 0,09 0 у 90 100 120 143 195 208 200 20 0 Задача 3.11. Для освещения капитального квершлага длиной 500 м приняты светильники РВЛ-40М. Определить мощность и выбрать тип осветительного трансформатора.

Задача 3.12. Рассчитать освещение квершлага длиной L = 300 м. Крепление бетонное. Вы сота квершлага Н = 2,8 м. Шахта не опасна по газу и пыли. Напряжение осветительной сети U = 127 В.

Задача 3.13. Определить освещенность между светильниками РВЛ-40М на почве штрека с электровозной откаткой. Расстояние между светильниками l = 8 м, а высота подвеса от почвы h = 2,2 м.

Задача 3.14. Для освещения разминовки у погрузочного пункта приняты светильники РВЛ 20М, подвешенные на высоте 2,5 м от почвы и на расстоянии 5 м один от другого.

Определить освещенность на почве штрека, если световой поток лампы Фл = 980 лм и ко эффициент запаса Кз = 1,5.

Задача 3.15. Рассчитать освещение очистного забоя, закрепленного механизированной кре пью. Длина освещаемой части очистного забоя 150 м, высота светового центра от почвы h = 1,2 м.

Задача 3.16. Определить число и тип светильников для освещения камеры ЦПП. Размеры камеры: длина 10 м, ширина 8 м, высота 4,5 м. Крепление камеры ЦПП бетонное с побелкой. На пряжение осветительной сети 127 В. Шахта опасна по газу и пыли.

Задача 3.17. Камера электровозного гаража имеет размеры: длину 40 м, ширину 5 м, высо ту 3,5 м. Стены и потолок побелены. Выбрать тип светильников и рассчитать их число для обеспе чения допустимой согласно ПТЭ минимальной горизонтальной освещенности на верстаках Еmin = 20 лк. Шахта опасна по газу и пыли.

Задача 3.18. Рассчитать освещение водоотливной камеры. Длина камеры 25 м, ширина 8 м и высота 3,5 м. Крепление камеры бетонное с побелкой. Шахта опасна по газу и пыли.

Освещаемая рабочая поверхность принимается на уровне 0,8 м от, почвы. Световой центр располагается на расстоянии 0,3 м от потолка. Напряжение осветительной сети 127 В.

Задача 3.19. Определить необходимое число светильников РН-200 для освещения насосной камеры в околоствольном дворе рудной шахты. Размеры камеры: длина 30 м, ширина 6 м, высота 3,5 м. Крепление бетонное без побелки. Освещаемая условная рабочая поверхность принимается от пола на высоте 0,8 м, а световой центр располагается от потолка на расстоянии 0,3 м. Напряже ние сети 127 В.

Задача 3.20. Рассчитать общее освещение механической мастерской на поверхности шах ты. Длина помещения 30 м, ширина 15 м, высота 4 м. Коэффициенты отражения: потолка п = 0,5, стен с = 0,3. Напряжение осветительной сети 220 В. Определить установленную мощность осве щения.

Задача 3.21. Рассчитать общее освещение компрессорной. Размеры помещения: длина м, ширина 20 м, высота 4 м. Коэффициенты отражения: потолка п = 0,5, стен с = 0,3. Напряжение осветительной сети 220 В. Определить установленную и удельную мощность освещения.

Задача 3.22. Определить число и мощность светильников для освещения конструкторского бюро. Размеры помещения: длина 18 м, ширина 5 м, высота 3 м. Коэффициенты отражения: стен с = 0,5, потолка п =0,7. Напряжение осветительной сети 220 В.

Задача 3.23. Определить методом удельной мощности число светильников РП-200 для ос вещения камеры ЦПП длиной 20 м и шириной 10 м.

Задача 3.24. Определить число светильников по удельной мощности для освещения меха нических мастерских общей площадью 600 м2. Мастерские освещаются светильниками ЛСШЗ 240-01-УЗ с двумя люминесцентными лампами мощностью по 40 Вт.

Задача 3.25. Определить методом удельной мощности требуемую мощность ламп для ос вещения помещения компрессорной с общей площадью S = 600 м2.

Задача 3.26. Пользуясь таблицами удельной мощности, определить ориентировочно тре буемую мощность ламп для освещения главного откаточного штрека длиной 1000 м и шириной 3,5 м.

Задача 3.27. Определить ориентировочно методом удельной мощности требуемую мощ ность ламп и число светильников для освещения околоствольных выработок шахты длиной 300 м и средней шириной 3,5 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-40М.

Задача 3.28. Для освещения породопогрузочной четырехугольной площадки карьера со стороной, равной 100 м, решили принять прожекторное освещение прожекторами ПЗС-35 с лам пой мощностью 500 Вт, напряжением 220 В. Коэффициент запаса Кз = 1,5, коэффициент потерь света Кп = 1,3. Определить число прожекторов и высоту их установки, если на площадке исполь зуются экскаваторы и автомобильный транспорт.

Задача 3.29. Для освещения открытого лесного склада рудника площадью S = 10050 = 5000 м2 решили применить прожекторное освещение с прожекторами ПЗС-45 с лампой мощно стью 1000 Вт, напряжением 220 В. Определить число прожекторов и высоту их установки.

Задача 3.30. Для освещения рудного склада с механической нагрузкой руды площадью S = 10000 м2 применили прожекторы ПЗС-35, Рл = 500 Вт, U = 220 В. Определить число прожекторов и высоту их установки. Коэффициент запаса Кз = 1,5 и коэффициент потерь света Кп = 1,3.

Задача 3.31. Определить необходимое число прожекторов и высоту их установки, приме няемых для освещения железнодорожной станции на участке вскрыши угольного разреза. Пло щадь станции S = 16000 м2. Напряжение осветительной сети 220 В.

Задача 3.32. Отвалы освещаются группой прожекторов ПЗС-35 с лампой мощностью Вт, напряжением 220 В. Прожекторы установлены на мачтах высотой 14 м. Определить оптималь ный угол наклона оптической оси прожекторов г при следующих условиях: световые пятна про жекторов перекрывают друг друга;

требуемая освещенность Еmin. = 0,5 лк, коэффициент запаса Кз = 1,5.

Задача 3.33. Рассчитать наружное освещение подъездных железнодорожных путей длиной 150 м на территории шахты и определить сечение проводов осветительной сети. Расчетная длина четырехпроводной воздушной осветительной сети 380/220 В составляет 250 м.

Задача 3.34. Рассчитать освещение шоссейной дороги, идущей от шахты до рабочего по селка. Длина дороги 600 м. Вдоль дороги установлены железобетонные опоры осветительной сети высотой 9 м. Расстояние между опорами l = 20 м. Напряжение осветительной сети 220 В.

Задача 3.35. Построить изолюксы горизонтальной освещенности для светового прибора СКсШ-20000 с лампой ДКсТ-20000, установленного на высоте от подошвы освещаемой поверхно сти h = 30 м под углом к горизонтали = 10° и = 15° для обеспечения минимальной освещенно сти Emin = 0,5 лк.

Задача 3.36. Определить мощность трансформатора для осветительных нагрузок при сле дующих условиях: мощность ламп накаливания, установленных в светильниках для наружного освещения Рл. н = 16 кВт;

мощность люминесцентных ламп, установленных в светильниках для освещения Рл. л = 6 кВт;

коэффициент мощности люминесцентных ламп cosл. н = 0,9, ламп нака ливания cosл. л = 1;

к.п.д. осветительной сети = 0,95;

к.п.д. светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами равны 70 %.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 4.1. Компенсация реактивной мощности В соответствии с Прейскурантом № 09-01 предприятия должны поддерживать экономиче ски обоснованные значения реактивных мощностей, регламентированные энергоснабжающей ор ганизацией, а именно: в часы максимума активной нагрузки энергосистемы — оптимальное полу часовое значение реактивной мощности Qэ1;

в часы минимума активной нагрузки энергосистемы оптимальное среднее значение реактивной мощности Qэ2.

Для поддержания значений мощностей Qэ1 и Qэ2 необходимо компенсировать реактивную мощность установкой различных типов компенсирующих устройств.

Величины Qэ1 и Qэ2, а также мощность дополнительно устанавливаемых компенсирующих устройств Qк. д определяются в соответствии с "Методикой расчета оптимальных значений реак тивной мощности без использования ЭВМ", изложенной в "Инструкции по систем ному расчету компенсации реактивной мощности в электрических сетях".

Согласно Методике мощность (квар) дополнительно устанавливаемых компенсирующих устройств (4.1) Q к.д = Qф1 Q эIV IV IV где Qф1 — фактическое значение реактивной мощности на шинах 6-20 кВ понизительной под станции в режиме максимальной активной нагрузки энергосистемы за IV квартал прошедшего го IV да, квар;

Qэ1 — оптимальное получасовое значение реактивной мощности в режиме максималь ной активной нагрузки энергосистемы, заданное энергоснабжающей организацией для IV квартала прошедшего года, квар.

IV Qф1 QэIV то принимается Qк. д = 0.

Если IV Значение Qэ1 задается одинаковым на все годы предстоящего пятилетнего периода и мо жет быть изменено в случаях: появления у потребителя дополнительных синхронных двигателей 6-20 кВ;

перевода потребителя на питание от сети другого напряжения, перехода на расчеты зна IV чений Qэ1 с помощью ЭВМ.

При решении вопросов компенсации реактивной мощности с помощью технических средств по формуле 4.1 определяют мощность дополнительно устанавливаемых компенсирующих устройств Qк. д. При известном значении Qк. д выбирают наиболее рациональный тип и мощность компенсирующего устройства.

Последовательность выбора должна быть следующей.

1. Определяют максимальную реактивную мощность (квар), которую может генерировать каждый из установленных на предприятии синхронных двигателей (СД) a Р tg ном (4.2) Q м = м ном ном где Рном — номинальная активная мощность двигателя, кВт;

tgном — значение тангенса угла ном, соответствующее номинальному значению cosном;

ном - номинальный к.п.д. двигателя;

ам - мак симальное значение коэффициента использования компенсирующей способности синхронного двигателя, определяют по табл. 4.1 в зависимости от номинального коэффициента мощности cosном и коэффициента загрузки двигателя.

Таблица 4. Численные значения ам по опытным данным Номинальный коэффициент мощности ам cos ном = 0,5 = 0,75 = 0,8 (опереж.) 1,20 1,12 1, 0,9 (опереж.) 1,44 1,22 1, 2. Определяют фактическую реактивную мощность Qф.с.д. (квар), генерируемую рабо тающими на предприятии СД qS ном (4.3) Q ф.с.д = где q - компенсирующая способность СД, Qф..д.д с (4.4) с q= 100, % S ном где Sном — номинальная мощность двигателя, кВ·А, Рном (4.5) S ном = cos ном ном где Рном, cosном, ном - номинальные данные двигателя.

При известных: значениях коэффициента загрузки двигателя (3 и тока возбуждения (опре деляют по показаниям амперметра, установленного в цепи возбуждения СД), а также с учетом его паспортных данных определяют компенсирующую способность двигателя q (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Зависимость компенсирующей способности q синхронных двигателей от коэффициента загрузки и тока возбуждения:

1 - при cosном = 1;

2 - при cosном = 0, Коэффициент загрузки двигателя = Рф/Рном. (4.6) где Рф - фактическая активная мощность СД, кВт.

3. Для каждого СД определяют неиспользуемую реактивную мощность Qн. ис. с. д = Qм – Qф. с. д (4.7) Определяют неиспользуемую реактивную мощность всеми работающими на предприятии СД Qн. ис. с. д = Qн. ис. с. д1 + Qн. ис. с. д2 + … + Qн. ис. с. дn (4.8) где п - число работающих на предприятии СД.

Определяют дополнительную мощность батарей конденсаторов Q,б. к. доп (прил. 4.1), кото рую необходимо установить на предприятии для поддержания регламентированных энергоснаб жающей организацией оптимальных значений реактивных мощностей Q,б. к. доп = Qк. д - Qн. ис. с. д (4.9) После определения мощности Q,б. к. доп решается задача их размещения в сетях напряжени ем до и выше 1000 В.

Распределять конденсаторные установки на разных ступенях схемы электроснабжения сле дует на основании технико-экономических расчетов.

4.2. Определение стоимости электроэнергии В соответствии с Прейскурантом № 09-01 промышленные и приравненные к ним потреби тели с присоединенной мощностью 750 кВ·А и выше рассчитывают по двухставочным тарифам.

Предприятия угольной промышленности имеют присоединенную мощность не ниже 750 кВА.

Стоимость электроэнергии С (руб.) по двухставочному тарифу за расчетный период (квартал) а bWа Н (4.10) 1 ±, руб.

С = г Р м. р + 100 где аг — годовая плата за 1 кВт максимальной мощности, руб/кВт (прил. 4.2);

Рм. р — расчетная максимальная мощность предприятия, кВт: при Рф Рм Рм. р = Рм, при Рф Рм Рм. р = Рф;

Рм - заяв ленная потребителем мощность, участвующая в максимуме активной нагрузки энергосистемы, кВт;

Рф — фактическая получасовая максимальная активная мощность потребителя в часы макси мума нагрузки энергосистемы, кВт;

b — плата за 1 кВт·ч потребленной активной энергии согласно тарифу, коп/(кВт·ч) (см. прил. 4.2);

Wa — потребление активной энергии предприятием за расчет ный период, зафиксированное счетчиком, кВт·ч.;

Н - суммарная скидка или надбавка за компен сацию реактивной мощности в электроустановках потребителей, %, H = H1 ± Н2, (4.11) где Н1 — надбавки к тарифу за повышенное потребление реактивной мощности по сравнению с заданным оптимальным значением, %;

Н2 -скидки или надбавки к тарифу за соблюдение заданно го режима работы компенсирующих устройств, % Qф1 Qэ (4.12) Н 1 = Рф где Qф1 — фактическая реактивная мощность в часы максимума энергосистемы, квар;

Qэ1 — за данная энергоснабжающей организацией оптимальная реактивная мощность в часы максимума энергосистемы, квар;

Рф - фактическая максимальная получасовая активная мощность потребите ля в часы максимума энергосистемы за расчетный период (квартал), кВт.

Если Qф1 Qэ1, то принимают Н1 = 0.

( ) Qф 2 Q э (4.13) Н 2 = 20 Рф где Qф2 - фактическая реактивная мощность в часы минимума энергосистемы, квар;

Qэ2 — заданная энергоснабжающей организацией реактивная мощность в часы минимума активной нагрузки энер госистемы, квар.

Положительное значение Н2 означает надбавку, отрицательное — скидку.

Разность в скобках всегда принимается положительной независимо от ее знака. В случае когда Qф2 = Qэ2, будет иметь место максимальная скидка Н2, равная 2 %.

При определении скидок и надбавок полученные значения округляют до десятых долей процента.

4.3. Электровооруженность труда Электровооруженность труда определяют как расход электроэнергии на каждый затрачен ный чел-ч W Wa (4.14) Э= a = Nt Nt см n дн кВт ч где Э — электровооруженность труда, ;

Wa — общий расход активной электроэнергии по чел ч шахте за расчетный срок, кВт·ч;

N — среднесписочное число производственных рабочих на шахте, чел.;



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 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.