 |
|
МЕНЮ
|
Дипломная работа: Автоматизация добычи угля на шахте им. КостенкоРасчет производится: - по нагреву рабочим током (длительно допустимой нагрузке) - по экономической плотности - по термической устойчивости и Т.К.З. - по допустимой потере напряжения Для расчета по нагреву рабочим током определяется расчетный рабочий ток в кабеле
Принимаем бронированный кабель сечением жилы 25кв.мм ЭВТ 3´25 + 1´10. Проверим сечение кабеля на экономическую плотность тока.
Проверим минимальное сечение жилы кабеля по термической устойчивости
где С - коэффициент, при напряжении до 10,<В включительно,для медных шин С-165 tф — фактическое время действия тока к.з. I: - действующее значение установившегося 3-х фазного тока короткого замыкания
где Sк.з. – мощность к.з. на шинах КРУ Проверим сечение кабеля по допустимой потере напряжения
Принимаем кабель ЭВТ 3´25 + 1´10 Порядок расчета токов короткого замыкания в точке К1:
где R — активное сопротивление трансформатора
В точке К 2: Определим активное сопротивление в магистральном кабеле
Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К2 Rк.2=Rm+Rм.к.=0,018+0,02=0,038 Ом Хк.2=Хт+Хм.к.=0,08+0,016=0,096 Ом
Iк.з=0,87´6719=5846 А В точке К3: Определим активное сопротивление в кабеле комбайна
Определим индуктивное сопротивление в кабеле комбайна Хк.к = 0,078´ 0,241 = 0,019 Ом Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке КЗ Rк.з = Rm + Rм.к + Rк.к = 0,018 + 0,02 + 0,048 = 0,086 Ом Хк.з = Хт + Хм.к + Хк.к = 0,08 + 0,016 + 0,019 = 0,115 Ом
Iк.з=0,87´4800=4176 А В точке К8: Определим активное сопротивление в гибком кабеле маслостанции СНТ – 32 №2 Rг.к.п = 0,09´0,03 = 0,0027 Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К8 Rк.8 = Rm +Rм.к +R2к.м =0,018 + 0,02 + 0,035 = 0,073 Ом Хк8 =Хт+ Хм.к +Х2к.м = 0,08 + 0,016 + 0,0027 = 0,0987 Ом
В точке К7: Определим активное сопротивление в гибком кабеле ПТК - 1
Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ПТК-1 Хг.к.п = 0,09´0,05 = 0,0045 Ом Определим полное сопротивление в гибком кабеле, индуктивное и активное, в точке К7 Rк.7 = 0,018 + 0,02 + 0,059 = 0,097 Ом Хк.7 = 0,08 + 0,016 + 0,0045 = 0,1 Ом
Iк.з=0,87´5000=4350 В точке К 6: Определим активное сопротивление в гибком кабеле ДЗК
Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ДЗК Хг.к.д = 0,09´0,092 = 0,008 Ом Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точе К6 Кк6 = Rm + Rм.к + Rг.к.д = 0,018 + 0,02 + 0,108 = 0,146 Ом Хк6 =Хт+Хм.к+ Хг.к.д = 0,08 + 0,016 + 0,008 = 0,104 Ом
Iк.з=0,87´3871=3368 А В точке К 4: Активное и индуктивное сопротивление осветительной сети
Хо.с=0,101´0,23=0,023 Ом
1к.з =0,87´71 =62 А В точке К 5: Ток короткого замыкания на шинах ЦПП
Сопротивление электросистемы до шин ЦПП
От РПП-6 до ПУПП проложен бронированный кабель ЭВТ 3´25 + 1´10 длиной 800 м. Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля ЭВТ 3´25 + 1´10
Хк=0,088´0,8=0,07 Ом Полное сопротивление Zк=Rк+Хк=0,6+0,07=0,6 Ом Суммарное сопротивление до ввода 6 кВ ПУПП Rå=Rc + Zк = 0,72 + 0,6 = 1,32 Ом Установившийся ток короткого замыкания на шинах ввода ПУПП
Мощность короткого замыкания на вводе ПУПП
Порядок выбора пускозащитной аппаратуры. Выбираем пускозащитную аппаратуру к электрооборудованию, принятому в предыдущих расчетах: напряжение сети НН— 1140 В, освещения — 127 В, сети ВН— 6000 В. Выбираем контактор для управления и защиты комбайна 1 КШЭ. Параметры двигателя: Iн = 2´132 = 264 А Iп=Iн+Iп = 1265 +132 = 1397А Рп = 2´200 = 400 кВт Iк.з =4176 А Iк.з =4800 А Выбираем контактор КT- 12P - 37 на Iн = 320 А. Допустимая мощность подключения электродвигателя — 400 кВт. Токовая установка 800-2400 А. Предельно-токовое отключение - 4800 А. Выбираем ток установки 1у. Согласно ПБ Iy ³ In + Iн = 1397 А Iу>1397А. Принимаем ток установки Iу = 1400 А - защита ПМЗ, чтобы не происходило ложных срабатываний защиты. Проверяем чувствительность токовой установки на срабатывании 1,5 £ Iк.з /Iу = 4176 /1400 = 2,98 Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20 % запаса Iк.з.´1,2£ In.o. 48001´1,2 = 5760>4800 Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить АВ. Выберем контактор для отдельного включения двигателя на маслостанцию СНТ - 32 №2. Параметры двигателя: Iн = 36,5А In = 250 А Рн = 55 кВт Iк.з = 4971А Iк.з =5714 А Выбираем контактор КТУ— 2Е на Iном = 63 А, допустимую подключательную мощность двигателя 80 кВт с предельной токовой уcтавкой 750 А и предельным токовым отключением 1000 А. Определяем ток у ставки Iу Iy ³ In Принимаем Iу = 250 А – защита ПMЗ Iy = In Проверим чувствительность защиты на срабатывание Iк.з / Iy ³ 1,5 4971 / 250 = 19,9, что больше 1,5 Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20% запаса Iк.з ´ 1,2£ Iп.о 5714´1,2 = 6857 А > 1000 А Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить автоматический выключатель. Выбранный контактор КТУ — 2Е подходит для ПТК и ДЗК. Выбираем автоматический выключатель, установленный в СУВ-1140 по суммарному номинальному току потребителей Iном - 370,5 А. Выбираем АВ-А 3732УУ5 на ток 400 А, токовая у ставка 2500 А и предельным разрывным током 18000 А. Определим токовую у ставку АВ Iу³Iпуск + (Iпм.тр - IпдВ) = 1397 + (370,5-132) = 1635,5 А С учетом 25% запаса Iy ³ 1,25 ´ 1635,5 ³ 2044 А Максимальный ток трехфазного короткого замыкания на выводах АВ с учетом 20 % запаса Iк.з =1,2´6719 = 8063 А, что меньше 18000 А Проверим чувствительность защиты АВ Iк.з / Iу ³ 1,5 4176/2500=1,7, что больше 1,5. Окончательно принимаем к уставке автоматический выключатель типа А 3732УУ5. Для питания, защиты и управления светильников лавы принимаем осветительный трансформатор со стабилизированным напряжением АОС-4В с Рн = 4кВА, Iн = 22 А, токовая установка защиты 32 А. Iк.з = 62 А, Iк.з = 71А Проверяем чувствительность защиты Iк.з / Iу = 62/32 = 1,9, что больше 1,5 Расчет и выбор КРУ Выбор ячейки КРУ, установленной в РПП-6, произведем по номинальному току трансформатора ТСВП 630/6-1,2 - 60,6А, выбираем КРУ типа КРУВ — 6 на ток 200 А с предельным отключением 2400 А. Токовую уставку КРУВ-6 определим по току трансформатора при пуске.
где 1,2)1,4 - коэффициент запаса п = Uкм / Unм = 6000 /1200 = 5 — коэффициент трансформации На шкале уставок максимально - токовых реле в приводе ячейки имеются 6 делений, которые соответствуют 100, 140, 160, 200, 250 и 300 % номинального тока ячейки. УКРУВ-6 на 1ном эти цифры соответствуют 40, 56, 64, 80, 100, 120 (условные обозначения на шкале уставок) или действующему току 200, 280, 320, 400, 500 и 600 А. Так что 372 > 320 и < 400 А, поставим у ставку на деление 80, что будет соответствовать 400 А. При пуске электродвигателей комбайна ложных срабатываний не произойдет. Проверим выбранную уставку на требования ПБ:
что вполне удовлетворяет требованиям ПБ. При возникновении к.з.защита надежно отключит силовой трансформатор от сети даже, если не сработает защита в сети 1140 В. Сводные данные расчетов Таблица 2.3 Спецификация электрооборудования
Таблица 2.4 Кабельный журнал
2.8 Расчет техника - экономической эффективности оборудования автоматической газовой защиты шахты Основными показателями экономической эффективности автоматизации производства в горной промышленности являются: - уменьшение числа занятых рабочих и повышение производительности труда; - повышение качества и снижение себестоимости; - снижение трудоемкости; - уменьшение сроков окупаемости капитальных затрат, связанных с автоматизацией. Уровень или степень снижения трудоемкости работ при автоматизации составляет
где P1 - численность рабочих до автоматизации Р2 - численность рабочих после автоматизации Повышение производительности труда за счет автоматизации
Произведем подсчет эксплуатационных расходов при ручном и автоматическом контроле за состоянием атмосферы по изменяющимся статьям: «Зарплата» и «Амортизация», если известно, что средний заработок одного рабочего (электрослесаря) Vразряда составит 20000 тенге в месяц. При ручном замере газа метана штат рабочих составит: 4 - электрослесари АГЗ - Vразряда и один ученик - IVразряда. Один рабочий измеряет газ в течение смены у комбайна, остальные три и ученик находятся там, где располагаются датчики метана. Определим зарплату четырех рабочих и ученика при ручном контроле за состоянием рудничной атмосферы за 12 месяцев. Зр = (20000 - 18000) ´ 12 = 1176000 тенге Определим зарплату двух рабочих при автоматизированном контроле за состоянием рудничной атмосферы. Один электрослесаръ V разряда и помощник-электрослесарь IVразряда. За = (20000 + 18000) ´ 12=456000 тенге Годовая экономическая эффективность по зарплате при автоматизации составит Эгод = Зр-За = 1176000 - 456000 = 720000 тенге Определяем сумму амортизационных отчислений по оборудованию газовой защиты в количестве трех комплектов за один год.
где П1 - первоначальная стоимость АТЗ-1, тенге П2 - первоначальная стоимость ТА-11, тенге Hr - годовая норма амортизации, % Определим эксплуатационные расходы при автоматизированном контроле по статьям: «Зарплата» плюс «Амортизация». Э = За Am = 720000 + 76400 = 796400 тенге Затраты по зарплате на монтаж аппаратуры P1 = (п5 ´ Ст5 + п4 ´ Ст4) ´ д = (439,62 + 408,12) ´ 5 = 4239 тенге где п5 - количество электрослеспрей Vразряда, человек п4 - количество электрослесарей IVразряда, человек Ст5, Ст4 - тарифные ставки V-го и IV-го разрядов, тенге д - количество дней, затраченных на монтаж. Затраты по зарплате на ревизию и наладку Р2 = п5 ´ Ст5 ´ д = 2 ´ 439,62 ´ 2 = 1758 тенге Стоимость телефонного кабеля Р3 = I ´ Ск = 800 ´ 90 = 72000 тенге, где I - длина кабеля, м Ск -стоимость одного метра кабеля, тенге Балансовая стоимость аппаратуры åР=Э+Р1+Р2+ РЗ=796400+4239+1758+72000=874397тенге Стоимость контроля метана по зарплате до автоматизации
где G - производительность лавы в месяц, тонн Стоимость контроля метана по зарплате после автоматизации
Срок окупаемости аппаратуры комплекса «Метан»
1. Г.Д.Медведев «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий» 2. Л.П.Поспелов «Основы автоматизации производства.» М.; Недра, 1988 3. В.В.Демин «Лабораторный практикум по рудничной автоматике и телемеханике» М.; Недра, 1981 4. П.Д.Гаврилов, Л.Я.Гимелъшейн, А.Е.Медведев «Автоматизация производственных процессов» 5. В.А.Батицки.й, В.И.Куроедов, А.А.Рыжков «Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности» 6. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. М.; Недра, 1976 7. Правила, безопасности в угольных шахтах. Астана,2000 8. И.ИЛпратов, О.П.Шумовский, В.Ф.Ковалевский «Справочник механика шахты» М.; Недра, 1971 |
