Електропостачання та електрообладнання дільниці вугільної шахти

Електропостачання та електрообладнання дільниці вугільної шахти

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра автоматизації керування електротехнічними комплексами

КУРСОВА РОБОТА

по курсу: "Електропостачання та електрообладнання машин і установок"

на тему: «Електропостачання та електрообладнання дільниці вугільної шахти»

Виконала:

Сівцова Т.О.

Київ 2011

Зміст

Вступ

1. Коротка характеристика гірничо-геологічних і технічних умов проектування

2. Вибір схеми розподілу електричної енергії на дільницях шахти

. Розрахунок освітлення підземних виробок

.1 Метод питомої потужності

3.2 Метод коефіцієнта використання світлового потоку

.3 Точковий метод

.4 Розрахунок освітлення в інших виробках шахти

.5 Розрахунок потрібної на освітлення потужності

.6 Добір освітлювальних кабелів

4. Визначення електричного навантаження та добір потужності трансформаторів

5. Розрахунок дільничної кабельної мережі наругою до 1140 В

5.1 Добір кабелів по нагріву

.2 Вибір перерізу кабелю за механічною міцністю

.3 Перевірка обраних кабелів на термічну стійкість

.4 Розрахунок дільничної мережі за втратою напруги

.5 Перевірка електричної мережі за пусковим режимом

6. Розрахунок струмів короткого замикання у дільничних мережах напругою до 1140В

. Добір апаратури керування та захисту в дільничній мережі напругою до 1140 В

7.1 Добір автоматичних вимикачів

7.2 Добір магнітних пускачів

7.3 Добір установок спрацьовування максимального захисту автоматичних вимикачів

.4 Добір уставок спрацьовування максимального захисту рудничних пускачів

7.5 Добір плавких вставок запобіжників

Література

Вступ

Електропостачання підземних гірничих робіт обумовлено рядом специфічних факторів, основними з яких є: гірничо-геологічні умови залягання родовища корисної копалини, прийняті схеми розкриття родовища та технологія ведення гірничих робіт, потужність шахти, кількість одночасно розробляємо горизонтів, а також існуючих умов навколишнього середовища запиленість та підвищена вологість в гірничих виробках, наявність метану та ін.

Найбільш потужними споживачами енергії в підземних виробках шахт та рудників є високовольтні електроспоживачі водовідливних установок, потужність яких в залежності від водопритоку та глибини шахти сягає 2000 кВт, Основними споживачами електроенергії є машини і механізми добувних та прохідницьких комплексів та засобів транспорту. Загальна встановлена потужність електроприймачів окремих дільниць високопродуктивних шахт складає 800-1000 кВт і більше, що вимагає використання для них більш вищої напруги живлення - 1140 В.

Нині для живлення підземних електроспоживачів вугільних шахт використовують напруги: 0,38; 0,66; 1,14; та 6 кВ. Напруга 6 кВ використовується для розподілу електроенергії на шахті, живлення стаціонарних електроспоживачів потужністю 200-250 кВт і вище, напруга 0,66 та 1,14 кВ - для живлення електродвигунів добувних та підготовчих дільниць та транспорту, для силових споживачів рудників використовують напругу 0,38 кВ Живлення ручного електроінструмента здійснюється напругою 127 В, а освітлення-127 та 220 В.

Для живлення електровозної відкатки, як правило, використовують напругу 250 В постійного струму, рідше-550 та 470 В (при високочастотній відкатці).

При розробці круто падаючих пластів, небезпечних раптовими викидами вугілля та газу, до цього часу ще широко використовують енергію стиснутого повітря. В цілому питомі виграти енергії з використанням пневмоенергіі в 3-4 рази вищі, ніж при використанні електроенергії. Найбільш повно умовам забезпечення безпеки використання електроенергії на цих шахтах відповідає система електропостачання з упереджуючим відключенням.

На шахтах з гідравлічним добуванням вугілля основними споживачами електроенергії являються високонапорні насосні станції та перекачні вуглесосні станції, потужність яких досягає 2000 кВт. Кількість низьковольтних споживачів на гідрошахтах обмежена. Питомі витрати електроенергії на гідрошахті суттєво вищі, тому, що загальна встановлена потужність електроспоживачів в 4-5 раз вища ніж на звичайних вугільних шахтах.

Децентралізація гірничих робіт, їх віддаленість від центрів живлення вимагає прокладки в шахті розподільних мереж значної довжини. Середня загальна довжина лінії 6 кВ в шахті складає 48 км, а максимальне значення її досягає 100 і більше км. Обмежений простір гірничих виробок диктує використання електрообладнання з мінімальними габаритами, що викликає використання в підземних виробках обмеженої потужності джерела живлення-підземної трансформаторної підстанції (переважно до 630 кВА, не більше 1000 кВА).

З безперервним переміщенням гірничих робіт пов'язане використання пересувних підстанцій, гнучкість та мобільність системи електропостачання. Зовнішнє середовище, в якому працює СЕП в підземних виробках вимагає відповідного рудникового та вибухобезпечного виконання електрообладнання, та самої системи електропостачання, наявності засобів контролю складу середовища та заборони подачі напруги на обладнання, що знаходиться в небезпечній зоні.

Підземні споживачі електроенергії в залежності від глибини залягання родовища можуть живитися електроенергією через стовбур або через спеціальні свердловини чи шурфи. Остаточний вибір способу живлення та системи електропостачання шахти чи рудника проводять на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

.       
Коротка характеристика гірничо-геологічних і технічних умов проектування

Вихідні дані:

Схема підготовки - панельна;

Система розробки - довгими стовпами за простиранням;

Спосіб управління покрівлею - повне обрушення;

Транспорт із очисного вибою - конвейерний;

Транспорт із підготовчого вибою - конвейерний.

На основі гірничотехнічних умов обґрунтовуються прийнятні засоби механізації робіт на ділянці, прохідницьких робіт і транспорту, вибір машин, механізмів і комплексу обладнання, які заносяться в таблицю 1.

2. Вибір схеми розподілу електроенергії на дільниці шахти

Схема розподілу електроенергії на дільниці залежить від схеми та технології виконання гірничих робіт, категорії шахти по газу та пилу, кута падіння та глибини залягання родовища, встановленого у виробках дільниці технологічного устаткування та прийнятого рівня напруги електричної мережі.

На рисунках зображено розташування електрообладнання в основних вузлах шахти.

Таблиця 1.

Рис. 1. Схема розташування електрообладнання в лаві

Рис. 2. Схема розташування електрообладнання в шахті

3. Розрахунок освітлення підземних виробок

.1 Метод питомої потужності (освітлення лави)

де ω - питома потужність на освітлення 5 Вт/м³;

 - довжина лави, м,

 - ширина вибійного простору, м.

Необхідна кількість світильників:

де  - потужність лампи, Вт.

Вибираємо світильник типу СЗВ-60, з Р_л ~ 60 Вт

Відстані між окремими світильниками у вибої:

Приймаємо l = 4 м.

3.2 Метод коефіцієнта використання світлового потоку (камера РПП-6)

1)  Вибираємо світильник, лампу

Таблиця 2

Рис. 3. Освітлення камери РПП-6 кВ

) Показник приміщення:

де:  і  - довжина та ширина освітлювального приміщення, м; - висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м. А = 11 м; В = 3,5 м; h = 1,1 м.

) Загальний світловий потік, потрібний для забезпечення необхідної освітленості

де: К₃ = 1,5 - коефіцієнт запасу, який враховує старіння ламп та запорошеність їхніх ковпаків;

Е_min=10 - мінімальна освітленість по нормам, лк;

- площа освітлювального приміщення, м;

 - коефіцієнт нерівномірності освітлення;

 - коефіцієнт використання освітлювальних установок.

Потрібна кількість ламп:

Приймаємо n=3 шт.

.3 Точковий метод (місце перевантажування вугілля)

Таблиця 3

де - кількість світильників, рівновіддалених від освітлювальної точки;

- поправочний коефіцієнт;

- сила світла лампи під кутом α; α=42° - кут нахилу променя, який падає в розрахункову точку; - висота підвісу світильника над робочою поверхнею;

 - коефіцієнт запасу;

Рисунок 4. Розрахункова схема точкового методу

Освітлення на вертикальній поверхні:

Необхідна кількість світильників:

де L=900 м - довжина освітлювальної виробки, м; - відстань між світильниками, м.

Приймаємо N_cв=127 шт.

.4 Розрахунок освітлення в інших виробках шахти

Таблиця 5

1.      Підготовчий вибій:

.        Глухий вибій:

.        Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

.5 Розрахунок потрібної на освітлення потужності

Розрахунок потужності на освітлення виробки, Вт:

)        Лава: ;

)        РПП-6: ;

)        Місце перевантаження вугілля:

)        Підготовчий вибій:

)        Глухий вибій:

)        Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

Повна розрахункова потужність освітлювального трансформатора, В∙А

,

де:  = 0,94... 0,96 - ККД електричної мережі,

 - електричний ККД світильника, який враховує втрати потужності в пусковому апараті (для ламп розжарювання  = 1, для люмінесцентних світильників  = 0,83... 0,87),

 - коефіцієнт потужності світильника з люмінесцентною лампою (для світильників з лампою розжарювання = 1).

)        Лава: ;

)        РПП-6: ;

)        Місце перевантаження вугілля: ;

)        Підготовчий вибій:

)        Глухий вибій:

)        Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

За розрахунковою потужністю приймаємо пусковий агрегат за умовою:

Таблиця 6. Обираємо АПШ-1

.6 Добір освітлювальних кабелів

Переріз жил освітлювального кабеля знаходять з відношення.

де: М - момент навантаження, кВт∙м;

- нормативне значення втрат напруги,

С - коефіцієнт залежності від матеріалу провідника та напруги мережі, С=8,5 для кабельної лінії з мідними жилами при напрузі 127 В.

Для зосередженого навантаження в кінці лінії момент навантаження

де: - навантаження, кВт;

 - довжина лінії, м.

Для лінії з рівномірно розподіленим навантаженням за довжиною:

де:  - потужність всіх світильників, кВт;

 - довжина освітлювальної лінії, м.

 - довжина кабелю від трансформатора до освітлювальної лінії, м.

.        Для лави:  

 (КГЕШ 3×6+1×2,5)

.        Для РПП-6:

 (КГЕШ 3×6+1×2,5)

3.      Для місця перевантаження вугілля:

 (2×(КГЕШ 3×16+1×10))

4.      Підготовчий вибій:

 (КГЕШ 3×6+1×2,5)

.        Глухий вибій:

 (КГЕШ 3×6+1×4)

6.      Очисний вибій з індивідуальним кріпленням:

 (КГЕШ 3×6+1×2,5)

4. Визначення електричного навантаження та добір потужності трансформаторів.

Для визначення електричного навантаження найширше застосування одержав метод коефіцієнта попиту, базовою величиною якого є установлена потужність споживачів.

Розрахункове значення активної , кВт, реактивної , квар, та повної , кВ·А потужностей за цим методом:

,

,

,

де:  - коефіцієнт попиту,

 - кількість споживачів,

 - номінальна потужність двигуна, кВт,  відповідає розрахунковому значенню коефіцієнта потужності .

а) для очисних вибоїв, обладнаних механізованими комплексами,

,

б) для очисних вибоїв з індивідуальним кріпленням і в підготовчих вибоях

,

де:  - номінальна потужність найбільш потужного двигуна в групі споживачів.

Якщо прийняти, що споживання реактивної потужності двигуна мало залежить від його завантаження, то розрахункове значення

,

де:  - відповідає номінальному коефіцієнту потужності двигуна ;  - коефіцієнт корисної дії двигуна.

Результати розрахунку навантажень таблиця 7.

Таблиця 7

Тоді повна розрахункова потужність

,

,

де:  - номінальна напруга мережі.

Для ПДПП №1:

Для ПДПП №2:

Для ПДПП №3:

Для ПДПП №4:

Для ПДПП №5:

Для ПДПП №6:

Для ПДПП №7:

Для ПДПП №8:

Потужність трансформатора (ПДПП) вибирається згідно із співвідношенням

,

Результати розрахунку електричного навантаження підстанцій

Таблиця 8

Таблиця 9. Типи вмонтованих в підстанції вимикачів

Розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора (ПДПП) з урахуванням втрат у трансформаторі активної () та реактивної () потужностей

,

де з достатньою точністю можна прийняти , .

Для ПДПП №1:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №2:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №3:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №4:

втрати активної потужності: ;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №5:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №6:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №7:

втрати активної потужності:;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Для ПДПП №8:

втрати активної потужності: ;

втрати реактивної потужності: ;

розрахункова потужність на стороні вищої напруги трансформатора:

.

Розрахункове навантаження на шинах розподільного пункту РПП-6 (ЦПП)

,

,

де:  - коефіцієнт суміщення максимуму, який приймають на шинах РПП-6  = 0,85.

5. Розрахунок дільничої кабельної мережі напругою до 1140 В

.1 Добір кабелів за нагрівом

Вибір перерізу силових жил кабелю за нагрівом зводиться до порівняння розрахункового струму  з тривалими допустимими струмами для стандартних перерізів: ,

Допустимі струми  наводяться для стандартної температури навколишнього середовища  = 25 °С. Для вугільних шахт фактичну температуру навколишнього середовища у виробках можна прийняти залежно від глибини залягання пласта:при глибині до 100 м - = 5 °С; при глибинах від 100 до 250 м - =20 °С; від 250 до 450 м - = 25 °С при глибині понад 450 м -=30 °С. Глибина нашої шахти 400 м тому фактична температура співпадає зі стандартною.

Для групи електроспоживачів розрахунковий струм:

,.

Розрахунковий струм для кабельної лінії, від якої живиться одинокий споживач:

,

У разі живлення по одному кабелю кількох одночасно працюючих двигунів розрахунковий струм дорівнює сумі їх номінальних струмів , для прохідницьких комбайнів і навантажувальних машин з приводом, який складається з багатьох двигунів розрахунковий струм обчислюють за формулою

,

де:  - встановлена потужність електродвигунів прохідницької машини.

Результати розрахунків зводяться в таблицю 10.

.2 Вибір перерізу кабелю за механічною міцністю

Мінімальне значення перерізу силових кабелів за механічною міцністю рекомендують приймати для живлення:

механізмів, змонтованих на спеціальних візках у складі загального електропотягу, не менше 10 мм²;

окремо встановлених механізмів, що періодично переміщуються, не менше 16 мм².

.3 Перевірка обраних кабелів на термічну стійкість

Кабелі на термічну стійкість перевіряють для забезпечення пожежобезпеки кабелів при дугових коротких замиканнях в підземних виробках в допомогою захисних апаратів із заданою швидкістю вимикання максимальних струмів короткого замикання.

Перевірки проводяться для коефіцієнта навантаження кабелю  = 1 та температури навколишнього середовища  = 25 °С за умови:

,

де:  - граничне допустимий короткочасний струм короткого замикання в кабелі,

 - струм трифазного короткого замикання на початку кабелю, що перевіряється.

.4 Розрахунок дільничної мережі за втратою напруги

Вибрані кабелі дільничної мережі перевіряють за допустимими втратами напруги, які від трансформатора до найбільш віддаленого електроспоживача приймаються:

,

де: ,  - відповідно напруги холостого ходу трансформатора та номінальна мережі. При цьому допустима втрата напруги  при нормальному режимі роботи не повинна перевищувати при напрузі 660 В - 63 В.

Сумарні втрати напруги в мережі не повинні перевищувати допустимих значень:

,

де: - втрати напруги відповідно в трансформаторі, магістральному та гнучкому кабелях, В.

Втрати напруги в трансформаторі у відсотках складають:

,

де:  - коефіцієнт навантаження трансформатора,

,  - відповідно розрахункове та номінальне навантаження трансформатора,

 - коефіцієнт потужності трансформатора,

; ,  відносні величини відповідно активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора у відсотках складають:

,,

де:  - втрати короткого замикання в трансформаторі, Вт;

 - напруга короткого замикання.

Втрати напруги в трансформаторі:

,

де:  - коефіцієнт зміни напруги в трансформаторі, що дорівнює 0,95, 1,0 та 1,05 при відпайках відповідно +5%, 0 та -5%.

Втрата напруги в кабелі без урахування індуктивного опору кабелю:

, або,

де:  - довжина кабелю, м;

 - питома провідність матеріалу жил кабелю, м/(Ом·мм²) для кабелю з мідними жилами при температурі 65 °С,  = 50,

 - площа перерізу жил кабелю, мм².

Після розрахунку втрат напруги в трансформаторі обчислюють втрати напруги в гнучкому кабелі, який має максимальним момент навантаження. Без урахування індуктивного опору кабелю, втрати напруги в гнучкому кабелі:

, або,

де: , , ,  - номінальні значення струму, потужності, ККД та коефіцієнта потужності двигуна,

 - довжина гнучкого кабелю, м,

,05 - коефіцієнт, що враховує провисання кабелю,

 - довжина лави, м,

 - крок переміщення розподільного пункту, що дорівнює 30...70 м.

Гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю

Для ПДПП №1:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №2:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №3:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №4:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №5:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №6:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №7:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

,

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

Для ПДПП №8:

втрати напруги в трансформаторі:

втрати напруги в гнучкому кабелі:

гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі:

.

Довжина магістрального кабелю:

.5 Перевірка електричної мережі за пусковим режимом

Перевірка кабельної мережі за умовами пуску найбільш потужного та віддаленого асинхронного електродвигуна з коротко замкнутим ротором полягає в тому, щоб забезпечити мінімально допустимий рівень напруги на його затискачах. Допустиме зменшення напруги обумовлюється допустимим зменшенням пускового моменту за умовою зрушення з місця.

У загальному випадку мінімальна напруга на затискачах електродвигуна при його пуску:

,

де: =9550 - номінальний момент електродвигуна, Н·м,

 - таблична кратність пускового моменту,

 - початковий пусковий момент, Н·м,

 - мінімальна кратність пускового моменту, яка забезпечує зрушення з місця і розгін машини. Значення  приймають для комбайнів 1,0...1,2, для скребкових комбайнів 1,2...1,5, для стрічкових конвеєрів 1,2...1,4, для вентиляторів 0,5...0,6, для стругових установок 1,2.

Для визначення напруги на затискачах двигуна комбайна при його запуску можна скористатися формулою:

,

де:  - втрата напруги в мережі від решти працюючих двигунів при номінальній напрузі у тій частині мережі, з якої живиться комбайн, В,

 - кількість двигунів комбайна, що одночасно вмикаються і живляться з одного кабелю,

 - початковий пусковий струм двигуна, А,

 - коефіцієнт потужності двигуна при пуску,

 - сумарний активний опір трансформатора , магістрального  та гнучкого  кабелів, Ом:

,

Аналогічно сумарний реактивний опір

,

Значення  та  приймаються за каталогом на двигуни, у разі відсутності каталогів приймають  = 0,5.

де:  = 0,9 - середньозважений коефіцієнт навантаження працюючих електродвигунів, крім комбайнового, що запускається,

 - установлена потужність групи електродвигунів, які живляться від трансформатора (крім комбайнового електродвигуна), кВт,

 - установлена потужність групи електродвигунів, які живляться з магістрального кабелю, з якого живиться також комбайновий двигун (крім потужності двигуна комбайна), кВт.

Для ПДПП №1 здійснюємо перевірку на запуск двигуна конвеєра:

Для ПДПП №2 здійснюємо перевірку на запуск електродвигуна комбайна:

Для ПДПП №6 здійснюємо перевірку на запуск електродвигуна комбайна:

Для ПДПП №7 здійснюємо перевірку на запуск двигуна конвеєра:

6. Розрахунок струмів короткого замикання у шахтних дільничних мережах напругою до 1140 В

Розрахунок проводимо методом приведеної довжини. Для цього визначимо мінімальні значення струмів к.з. за додатком 26. В таблиці 10 наведені К_пр для різних перерізів кабелів.

Таблиця 10

Тоді мінімальний струм к.з. обираємо, знаючи К_пр∙L_каб.

Трифазне к.з. дорівнює

Результати зводимо в таблицю 11.

Таблиця 11

7. Добір апаратури керування та захисту в дільничій мережі напругою до 1140 В

.1 Добір автоматичних вимикачів

Автоматичні вимикачі добирають за призначенням за номінальною напругою мережі , розрахунковим струмом  та перевіряють по граничному струму вимикання (комутаційній здатності). При цьому повинні виконуватися такі умови:

; ; ,

де: ,  - номінальні струми та напруга автомата,

 - граничний струм автомата, що вимикається;

 - струм трифазного короткого замикання на вихідних затискачах автоматичного вимикача.

.2 Добір магнітних пускачів

Магнітні пускачі добирають за номінальною напругою мережі  номінальним струмом керованого двигуна  а також за потужністю та режимом роботи двигуна:

; ; ,

де: ,  - номінальний струм і напруга пускача;

 - максимальна потужність керованого пускачем двигуна залежно від -ї категорії застосування контактора за ГОСТ 11206-77Е;

- номінальна потужність двигуна.

У разі керування групою електродвигунів:

,

Обраний пускач перевіряють за розривною здатністю:

,

де:  - граничний струм що вимикається;

 - струм трифазного короткого замикання на виході пускача.

Якщо гранична комутаційна здатність пускача недостатня, то беруть більш потужний пускач або додатковий комутаційний апарат.

Якщо послідовно з магнітним пускачем в мережі встановлені інші захисні апарати (автомати в ПДПП та на РПП-0,66), перевірку розривної здатності пускача допускається проводити за виразом:

,

де:  - кількість апаратів, які послідовно ввімкнені у силовому ланцюгу й обладнані максимальним захистом: = 1 при  = 2,  =1,1 при  = 3...4.

При цьому уставки спрацювання захисту автоматичних вимикачів мають бути такими, щоб забезпечувати опрацьовування захисту при виникненні короткого замикання у найбільш віддаленій точці, тобто:

,

де:  - двофазний струм короткого замикання у найвіддаленішій точці;  - струм спрацювання захисту автомата.

Якщо умова не виконується, то для забезпечення неперервності дії захисту вздовж всієї лінії (для забезпечення перекриття зон дії засобів захисту, коли пускач вимикає струми в межах своєї комутаційної здатності, а більші струми короткого замикання вимикають автомати) уставка максимального захисту автомата повинна відповідати умові

,

Якщо ці умови не виконуються, можливе встановлення додаткового автомата з меншою уставкою спрацювання захисту для групи малопотужних споживачів.

.3 Добір уставок спрацювання максимального захисту автоматичних вимикачів

Струм установки  максимального захисту автомата обирають за умовою:

,

де:  - номінальний пусковий струм найбільш потужного електродвигуна;

 - сума номінальних струмів решти електроспоживачів.

Вибране значення уставки повинно бути перевірене на надійність вимикання автоматом струму двофазного короткого замикання  у найвіддаленішій точці захищеної мережі за умовою:

,

Кратність 1,25 допускається у разі використанні гнучких екранованих і броньованих кабелів.

.4 Добір уставок спрацювання максимального захисту пускачів

Для захисту відгалуження з одним електродвигуном з короткозамкненим ротором уставка опрацювання захисту пускача  вибирається за умовою:

,

де:  - пусковий номінальний струм двигуна.

Для захисту відгалуження з одночасним пуском кількох двигунів:

,

Для захисту відгалуження з асинхронним двигуном з фазним ротором:

,

Для захисту мережі з освітлювальним навантаженням

,

де:  - розрахунковий струм освітлювального навантаження.

Струм уставки максимальних реле пускачів, які захищають освітлювальні трансформатори:

,

де:  - коефіцієнт трансформації трансформатора.

Для захисту трансформаторів, вбудованих у пускові агрегати

,

де:  - пусковий струм підключеного до трансформатора електродвигуна;

 - розрахунковий струм решти споживачів трансформатора.

Обрана уставка спрацювання захисту пускача повинна перевірятися на надійність його роботи за умовою:

,

Якщо умова не виконується, треба змінити параметри мережі так, щоб сумарний опір її елементів понизився, а струми короткого замикання підвищилися.

7.5 Добір плавких вставок запобіжників

У деяких рудникових пускачах (ПРВ, ПРШ, ПМВИР) захист від струмів короткого замикання забезпечується з допомогою запобіжників. Номінальний струм плавкої вставки  запобіжників:

-        для захисту магістральної лінії:

,

де: 1,6...2,5 - коефіцієнт, що забезпечує неперегорання плавкої вставки при пуску двигуна; для нормальних умов пуску приймають 2,5, у важких умовах 1,6...2;

-        для захисту відгалужень:

з асинхронним короткозамкненим двигуном ,

з освітлювальним навантаженням,

-        для захисту первинних обмоток освітлювальних трансформаторів

,

де:  - розрахунковий струм вторинної обмотки трансформатора.

Для установлення, в запобіжник приймають плавку вставку з номінальним струмом, найбільш близьким до розрахункового. Надійність спрацьовування плавкої вставки при мінімальних струмах короткого замикання перевіряють за умовою:

,

при цьому кратність, що дорівнює 4, приймають в мережах напругою 127 В і в мережах напругою 380 й 660 В при струмах уставки 160 та 200 А. В останньому випадку при  = 125 А кратність приймають такою, що дорівнює 6,4, а для уставок 20...100 А - такою, що дорівнює 7.

Для захисту трансформаторів зі схемою з'єднання  або  потрібне виконання умови:

,

електричний шахта трансформатор замикання

зі схемою з'єднання  або :

.

Таблиця 12. Добір апаратури керування та захисту

Список використаної літератури

1.      Дзюбан В.С., Ширнин И.Г., Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. - М.: Недра, 1983.- 542 с.

2.      Инструкция по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. - М.; ВСН 12.25, 003-60, 1981.- 42 с.

.        Машины и оборудование для угольных шахт; Справочник /Дод. ред. В.М. Хорина. - М.; Недра, 1988.-325 с.

.        И.С. Рябенко. Методические указания к курсовому проекту "Электроснабжение и электрооборудование шахт" /Сост. В.М. Кононцов, А.И. Соловей. - К.: КПИ, 1988.-39 с.

.        Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. - М.: Недра, 1975. - 448 с.

.        Электрооборудование и электроснабжение участка шахты; Справочник /Р.Г. Беккер, В.В. Дегтярев, Д.В. Седаков и др. - М., Недра, 1983. - 371 с.