Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств
Расчет кабельной сети сводится к определению таких сечений
магистральных (фидерных) и распределительных кабелей, которые, будучи
прочными механически, допустимым по температуре нагрева длительным рабочим
током и потере напряжения в рабочем режиме, обеспечивало бы подвод
электроэнергии к потребителям при напряжении, достаточным для нормальной
работы электродвигателей.
Расчет и выбор фидерного кабеля
nф.(Iдоп. ? кр.(Iф
(5.21)
где nф – число параллельно включенных фидерных кабелей; Iдоп – допустимый
ток для принятого сечения кабеля; кр – коэффициент резерва, кр = 1,1 – 1,2;
Iф – расчетный ток нагрузки на фидерный кабель определяется в зависимости
от схемы распределения электроэнергии на участке:
Iф = [pic] (5.22)
где Uн – номинальное напряжение сети; (Руст. – суммарная мощность
приемников, подключаемых к кабелю; cos( - средневзвешенный коэффициент
мощности приемников участка; Кс – коэффициент спроса, определяется для
каждой группы приемников отдельно.
Сечение гибких кабелей однодвигательных электроприемников участка
выбирается исходя из длительно допустимой нагрузки по нагреву номинальным
током.
Iдоп. ? Iном
(5.23)
При питании по одному кабелю нескольких одновременно работающих
электродвигателей сечение кабеля выбирают по сумме номинальных токов этих
электродвигателей.
Iдоп. ? S Iном
(5.24)
При питании многодвигательных забойных конвейеров от двух пускателей
сечение кабелей, приложенных к каждому приводу определяют из условия:
Iдоп. ? Iном
(5.25)
При питании от одного аппарата:
Iдоп. ? n Iном
(5.26)
где Iном. – номинальный ток одного электродвигателя; n - число
электродвигателей.
Выбор и расчет фидерных, комбайновых кабелей и кабелей других
вспомогательных приемников энергии на напряжение 660В и 1140В заносим в
кабельный журнал – табл. 5.5.
Таблица 5.5
Кабельный журнал
|Начало |Конец |Ном. |Ном.|Длит. |Длина | |
|кабеля |кабеля |напр.| |доп. |L, м |Марка кабелей |
| | | |ток |ток | | |
| | |Uном.|Iном|Iдоп.,| | |
| | |,В |.,А |А | | |
|ТСВП630/6/1,2 |АВ400ДО2(1)|1140 |294,|347 |3 |КГЭШ 3(95+1(10+3(4 |
| | | |3 | | | |
| |АВ400ДО2(2)|1140 |196,|274 |5 |КГЭШ 3(70+1(10+3(4 |
| | | |2 | | | |
|АВ400ДО2(1) |ПВВ320Т(1) |1140 |294,|347 |3 |КГЭШ 3(95+1(10+3(4 |
| | | |3 | | | |
|АВ400ДО2(2) |ПВВ320Т(2) |1140 |196,|274 |55 |КГЭШ 3(70+1(10+3(4 |
| | | |2 | | | |
|ПВВ320Т(1) |2ГШ-68Б |1140 |( |( |( |( |
| |(рез) | | | | | |
|ПВВ320Т(1) |2ГШ-68Б |1140 |182 |220 |315 |КГЭШ 3(50+1(10+3(4 |
|ПВВ320Т(2) |«Анжера» |1140 |70,5|147 |85 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|ПВВ320Т(2) |«Анжера» |1140 |70,5|147 |295 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|ПВВ320Т(2) |«Анжера» |1140 |70,5|147 |90 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|АПШ-2 |СЭР-19М |127 |6,5 |88 |380 |КОГВЭШ |
| | | | | | |3(4+1(2,5+1(1,5 |
| |РВЛ-20 |127 |9,33|64 |395 |КГЭШ 3(6+1(4+1(2,5 |
|ТСВП400/6/0,69|АВ |660 |314 |347 |15 |КГЭШ 3(95+1(10+3(4 |
|0 |400ДО2(3) | | | | | |
|АВ400ДО2(3) |СУВ-350(1) |660 |244 |347 |15 |КГЭШ 3(95+1(10+3(4 |
|СУВ-350АВ(1) |СП-202 |660 |181,|274 |240 |КГЭШ 3(70+1(10+3(4 |
| | | |5 | | | |
|СУВ-350АВ(1) |НУМС |660 |31 |147 |35 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|СУВ-350АВ(1) |СНТ-32 |660 |69,5|147 |25 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|СУВ-350АВ(1) |СНТ-32 |660 |69,5|147 |15 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|СУВ-350АВ(1) |СНТ-32 |660 |69,5|147 |5 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|СУВ-350АВ(1) |Бак эмуль. |660 |13 |88 |15 |КГЭШ 3(10+1(10+3(4 |
|ПВИ250БТ |ЗИФ-ШВ-5М |660 |60 |147 |110 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|ПВИ250БТ |Унизенг |660 |44 |147 |260 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|ПМВИР41 |ЛКГН |660 |21,5|147 |40 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
|ПМВИР41 |ЛКГН |660 |21,5|147 |95 |КГЭШ 3(25+1(10+3(4 |
Проверка кабельной сети участка на потерю напряжения в рабочем режиме
самого мощного и самого удаленного приемника электроэнергии.
Производится для одного наиболее удалённого и мощного токоприёмника. В
данном случае принимается комбайн 2ГШ-68Б ПТЭ и ПТБ допускают падение
напряжения на зажимах асинхронного эл. двигателя не более 5% от
номинального.
Допустимое падение напряжения на зажимах эл. двигателей.
?Uдоп. = U0 – 0,95(Uном = 1200–0,95(1140 = 117 В
(5.27)
где U0 – напряжение х.х. трансформатора ПУПП; Uном – номинальное
напряжения питающей сети.
?U = ?Uтр.+ ?Uг + ?Uф. ? ?Uдоп
(5.28)
где ?Uтр – потеря напряжения в силовом трансформаторе ПУПП.
?Uтр = [pic] (5.29)
где Sтр.с – расчетная мощность силового трансформатора; Sн – номинальная
мощность принятого трансформатора; Ua – активная составляющая напряжения
к.з. трансформатора.
Ua =[pic]=[pic] (5.30)
где Рк.з – потери короткого замыкания трансформатора при номинальной
нагрузки; Uр – реактивная составляющая напряжения к.з. трансформатора.
Uр = [pic] (5.31)
где Uк.з – напряжение к.з. трансформатора; Uх – напряжение х.х.
трансформатора.
?Uтр =[pic]= 32,39 В
где ?Uг – потеря напряжения в комбайновом гибком кабеле.
?Uг = [pic] (5.32)
где Iн – номинальный ток двигателя комбайна; n – число двигателей комбайна;
Rг.t – активное сопротивление комбайнового кабеля при температуре нагрева
650С.
Rг.t = кt (R0(Lг = 1,18(0,394(0,315 = 0,146 Ом
(5.33)
где кt – температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления
кабеля с повышением температуры его нагрева с 200С до 650С,
принимается 1,18; Хг – индуктивное сопротивление комбайнового кабеля.
Хг = Х0(Lг = 0,080(0,315 = 0,0252 Ом
(5.34)
?Uг = [pic](1(182 (0,146(0,81 + 0,0252(0,58) = 41,8 В
где ?Uф – потери напряжения в фидерном кабеле, подающий питание на
двигатели комбайна.
?Uф = [pic] (5.35)
где Iф – расчетный ток нагрузки на фидерный кабель, подающий питание на
комбайн; Rф.t – активное сопротивление фидерного кабеля при температуре
нагрева 650С.
Rф.t = кt (R0(Lф = 1,18(0,238(0,06 = 0,0168Ом
(5.36)
где кt – температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления
кабеля с повышением температуры его нагрева с 200С до 650С,
принимается 1,18; Хф – индуктивное сопротивление фидерного кабеля.
Хф = Х0 ( Lф = 0,074 ( 0,06 = 0,00444 Ом,
(5.37)
?Uф = [pic]( 500 (0,0168 ( 0,81 + 0,00444 ( 0,58) = 13,9 В
?U = 32,39 + 41,8 + 13,9 = 88,1 В
Полное падение напряжения меньше допустимого, следовательно, требования
ПТБ и ПТЭ выполняются.
Проверка кабельной сети участка на потерю напряжения в пусковом режиме
самого мощного приемника электроэнергии. Производится для одного наиболее
удалённого и мощного токоприёмника. В данном случае принимается комбайн 2ГШ-
68Б.
В соответствии с ПТЭ и ПТБ допустимый уровень напряжения на зажимах
асинхронных эл.двигателя при пуске должен быть не менее 0,8 номинального
значения:
Uп.ф ? Uдв.мин = 0,8(Uном = 0,8 (1140 = 912 В
(5.38)
Uп.ф = [pic] (5.39)
где Iп.н – пусковой ток электродвигателя комбайна при номинальном
напряжении на их зажима; [pic] – коэффициент мощности
электродвигателя при пуске; ?Uн.р – потери напряжения в трансформаторе и
фидерном кабеле питающем двигатель комбайна:
?R = Rтр + Rф.t + Rг.t = 0,087 + 0,0168 + 0,146 = 0,2498 Ом
(5.40)
?Х = Хтр + Хф + Хг = 0,126 + 0,00444 + 0,0252 = 0,15564 Ом
(5.41)
?Uн.р = [pic] (5.42)
где Рн.р1 – мощность электродвигателя, питающимся по первому фидерному
кабелю, через который подключен комбайновый двигатель, второй комбайновый
двигатель не учитывается при раздельном питании от разных пускателей,
Рн.р1 = 250 кВт; ? Рн.р2 – установленная мощность группы электродвигателей,
питающимся по второму фидерному кабелю, ? Рн.р2 = 330 кВт.
?Uн.р = [pic] = 96 В
Uп.ф =[pic]
Пусковое напряжение эл. двигателя комбайна больше минимально
допустимого, следовательно кабельная линия удовлетворяет требованиям ПТБ и
ПТЭ.
Расчёт токов короткого замыкания в кабельной сети. Расчет токов
короткого замыкания в сетях с изолированной нейтралью трансформаторов
состоит в определении наибольшего возможного тока трехфазного к.з. и
наименьшего двухфазного к.з. Токи трехфазного к.з. рассчитываются с целью
проверки кабелей на термическую стойкость и коммутационной аппаратуры на
отключающую способность, термическую и динамическую стойкость. Токи
двухфазного к.з. определяют для проверки уставок максимальной токовой
защиты на надежность срабатывания при к.з. в электрически удаленных точках
сети, а также для проверки правильности выбора плавких вставок
предохранителей.
При расчете трехфазного к.з. и двухфазного к.з. учитываются следующие
условия: при двухфазном к.з. активное сопротивление высоковольтного кабеля
берется при температуре 650С (соответствующие наибольшей его длине, 1000 –
1200 м) и кабелей от ПУПП до точки к.з; при трехфазном к.з. активное
сопротивление высоковольтного кабеля берется при температуре 200С
(соответствующие наименьшей его длине, 200 – 400 м) и кабелей от ПУПП до
точки к.з.
[pic] (5.43)
где Uном – номинальное напряжение; R(2) – результирующее активное
сопротивление при двухфазном к. з.
R(2) =[pic] (5.44)
где Rвм – активное сопротивление высоковольтного кабеля при его наибольшей
длине, для температуры 650С.
Rвм =[pic]
(5.44)
где rо – удельное сопротивление кабеля; L – длина кабеля; Uх – номинальное
напряжение холостого хода вторичной обмотки трансформатора; Uв – высокое
напряжение трансформатора; кt – температурный коэффициент для температуры
650С, кt = 1,18; [pic] – сумма активного сопротивления i – го кабеля сети
1140В, включенных последовательно между ПУПП и местом к.з.; nап – число
коммутационных аппаратов в цепи к.з. включая ПУПП; Rп – переходное
сопротивление коммутационного аппарата, Rп = 0,005 Ом; Rт –
активное сопротивление трансформатора; Х(2) – результирующее индуктивное
сопротивление при двухфазном к.з.
Х(2) =Хв.с +Хвм([pic] (5.45)
где Хв.с – приведенное к сети 1140В индуктивное сопротивление
энергосистемы.
Хв.с =[pic]
(5.46)
где Sк.з – мощность трехфазного к.з. энергосистемы в распределительной сети
6 кВ на зажимах РПП – 6, Sк.з = 50 МВ·А; Хвм – индуктивное сопротивление
высоковольтного кабеля при его наибольшей длине, для ЭВТ – 6000 3x35 +
1x10; Хт – индуктивное сопротивление трансформатора; [pic]– сумма активного
сопротивления i-го кабеля сети 1140В, включенных последовательно между
ПУПП и местом к.з.
[pic] (5.47)
[pic] (5.48)
где Rво – активное сопротивление высоковольтного кабеля (от РПП–6 до
ПУПП), при его наименьшей длине, для температуры 200С для ЭВТ –
6000 3x35 + 1x10.
Rво =[pic]
(5.49)
[pic], (5.50)
где Хво – индуктивное сопротивление высоковольтного кабеля (от РПП-6 до
ПУПП).
Rвм = 0,512 ( 1,2 =0,6144 Ом
[pic] Ом
Хвм = 0,088 ( 1,2 = 0,1056 Ом
[pic] Ом
[pic] А
Rво = 0,512 ( 0,4 = 0,2048 Ом
[pic] Ом
Хво = 0,088 ( 0,4 = 0,0352 Ом
[pic] Ом
[pic] Ом
[pic] А
Подобным образом ведем расчет и для остальных точек,
результаты сводим в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Токи короткого замыкания в сети с напряжением 1140 В
|Точки |UН, В |S, мм2 |L, м |[pic], А|[pic], А|
|к.з. | | | | | |
|К0 |1140 |- |- |2888 |4152,3 |
|К1 |1140 |95 |6 |2835,1 | |
|К2 |1140 |95 |50 |2396,4 | |
|К3 |1140 |50 |315 |1583,3 | |
|К4 |1140 |50 |315 |1583,3 | |
|К5 |1140 |- |- |2888 |4152,3 |
|К6 |1140 |70 |5 |2872,3 | |
|К7 |1140 |70 |55 |2647,9 | |
|К8 |1140 |25 |295 |1307,9 | |
|К9 |1140 |25 |90 |2028,1 | |
|К10 |1140 |25 |85 |2055 | |
|К11 |127 |6 |380 |1243,1 | |
При определении токов короткого замыкания при напряжении 660 В
используется те же формулы (5.43 – 5.50), что при определении токов
короткого замыкания при напряжении 1140 В. Данные расчета при напряжении
660 В сводится в табл. 5.7.
Таблица 5.7
Токи короткого замыкания в сети с напряжением 660 В
|Точки |UН, В |S, мм2 |L, м |[pic], А|[pic], А|
|к.з. | | | | | |
|К11 |660 |- |- |5109 |8361,2 |
|К12 |660 |95 |15 |4899 | |
|К13 |660 |95 |15 |4521,4 | |
|К14 |660 |25 |35 |3268,6 | |
|К15 |660 |25 |25 |3529,1 | |
|К16 |660 |25 |20 |3668,2 | |
|К17 |660 |25 |15 |3824,6 | |
|К18 |660 |70 |130 |2857,8 | |
|К19 |660 |50 |110 |1993,7 | |
|К20 |660 |25 |35 |3249,6 | |
|К21 |660 |25 |95 |1745,2 | |
|К22 |660 |95 |7 |2245,5 | |
|К23 |660 |25 |260 |984,8 | |
|К24 |660 |25 |80 |1724,9 | |
|К25 |660 |25 |120 |1501,8 | |
|К26 |660 |25 |345 |865,2 | |
|К27 |127 |6 |100 |1501,4 | |
|К28 |660 |25 |40 |761,6 | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
|