Расчет освещения и осветительной сети

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Характеристика применяемого оборудования

Анализируя применяемое оборудование на подъёмной установке приходим к выводу о том, что главным потребителем на подъёмной машине является приводной двигатель подъёмной установки напряжением 6 кВ, а для вспомогательных целей используют электродвигатели напряжением 380 В.

Данные об используемом оборудовании приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика применяемого оборудования

Выбор рода тока и величины напряжения

Для питания электрической энергией стационарных установок применяют напряжение не выше 6000 В, согласно § 522 ППБ.

Низковольтные силовые сети на поверхности шахты питаются электрической энергией 380 В, согласно § 523 ППБ.

Для питания электроустановок ручного управления цепей сигнализации и освещения в подземных выработках применяется напряжение 127 В.

Для питания электрической энергией осветительных сетей на поверхности шахты используется напряжение 220 В.

Для питания цепей управления допускается напряжение: для передвижных механизмов при кабельной проводке 36 В; в не газовых шахтах при проводке голыми проводами 24 В.

Для ручных электроаппаратов и машин допускается напряжение 12, 24, 36, 65 В.

Для питания высоковольтного оборудования, соответственно и двигателя подъёмной машины и тиристорных преобразователей принимаем трёхфазный переменный ток частотой 50 Гц, напряжением 6000 В, а для низковольтных сетей принимаем трёхфазный переменный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В.

Категории электроприемников

Приемником электрической энергии называют механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Все потребители на горном предприятии по требуемой степени бесперебойности электроснабжения, согласно требованиям ПУЭ подразделяют на три категории. К электроприёмникам первой категории относят такие, для которых перерыв в подаче электроэнергии может повлечь за собой: опасность для жизни людей, ущерб народному хозяйству, связанный с повреждением электрического оборудования с массовым браком продукции. Согласно действующим ПТЭ и ПБ к потребителям первой категории относят: клетевой подъём, вентиляторы главного проветривания, главный водоотлив и др.

К электроприёмникам второй категории относят такие, у которых перерыв в подаче электроэнергии связан с массовым недоотпуском продукции, простои в рабочих, механизмов и транспорта. К потребителям второй категории относят: скиповой подъём, компрессорные станции, калориферные установки, зумпфовые водоотливы.

К электроприёмникам третьей категории относят такие, для которых перерыв в подаче электроэнергии допустим на время, необходимое для ремонта или замены повреждённых элементов системы электроснабжения, но не более одних суток. К ним относятся транспортные участки, механические мастерские, склады, АБК (административно-бытовой комплекс), освещение.

Выбор схемы электроснабжения

Питание горных предприятий электроэнергией осуществляют следующими способами: от энергосистем; от собственных электростанций; от автономных источников питания.

Наиболее экономичной и надежной является система электроснабжения (35-110 кВ) с применением глубоких вводов, при котором источники высшего напряжения максимально приближены к потребителям электроэнергии. Схема электроснабжения строится таким образом, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой. При таком режиме уменьшаются потери электроэнергии, и повышается надежность. При построении схемы электроснабжения, как правило, исходят из раздельной работы линии и трансформаторов, так при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы.

Для электроснабжения подъемной установки необходимо принимать не менее двух раздельно работающих кабельных линий от ГПП.

Значит, в нашем случае, подъемная установка запитывается электроэнергией от ГПП по кабельной линии проложенной в траншеях до следующих потребителей: а) электродвигатель подъемной установки на напряжение U=6 кВ – двумя кабельными линиями от разных секций шин РУ-6 кВ ГПП; б) потребители собственных нужд на напряжение U=0,4 кВ – двумя кабельными линиями от разных секций шин РУ-0,4 кВ ГПП.

Электропривод подъемной установки

На рудничных подъемных установках используется ряд систем электроприводов, среди которых преимущественное применение имеет асинхронный привод с реостатным управле­нием, а при большой мощности — электропривод постоянного тока системы Г—Д. Выше упоминалось о положительном зару­бежном опыте использования синхронных двигателей в привод­ных блоках подъемных машин.

Асинхронные электродвигатели обладают достаточно высокой перегрузочной способностью (үтах = 1,8-г-2,5), а устойчивая часть естественной механической характеристики является жесткой, что обеспечи­вает достаточно точное поддержание расчетного значения мак­симальной скорости подъема при весьма существенном изме­нении движущего момента на валу подъемного двигателя.

Свойства асинхронного электропривода существенно улуч­шаются при каскадном соединении роторной цепи электродви­гателя с вентильным преобразователем частоты скольжения — асинхронно-вентильный каскад (АВК). При такой схеме элек­тропривода достигается высокая его управляемость и отсутст­вуют дополнительные потери электроэнергии при снижении частоты вращения. К недостаткам АВК относят пониженный его коэффициент полезного действия из-за большого количества ступеней преобразований при рекуперации энергии скольжения в питающую электрическую сеть, а также некоторое увеличение стоимости электропривода.

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Расчет освещения и осветительной сети

Одним из условий высокопроизводительного труда является хорошая освещенность рабочего пространства. Применение правильно выбранного искусственного освещения позволяет обеспечить запланированный технологический процесс ведения горных работ, повышает производительность труда, способствует предупреждению травматизма и механических повреждений оборудования. Для искусственного освещения применяют стационарные и переносные светильники с газоразрядными лампами и лампами накаливания. Устройство осветительных установок поверхности необходимо выполнять в соответствии с требованиями ПУЭ.

При расчете освещения необходимо учитывать нормируемую освещенность, состав атмосферы в местах установки светильников, характер и особенность зрительных работ, предусмотреть защитные устройства для снижения радиопомех (газоразрядные лампы). Для расчета освещения здания подъемной установки используем метод светового потока. Освещение методом светового потока рассчитываем в следующем порядке:

Принимаем размеры камеры: длина А=25 м, ширина В=20м, высота Н=10м. Освещаемая поверхность находится в помещении на уровне 0,7-0,8 м, а светильник подвешивают на высоте 0,7 м полной высоты (Н) помещения. Напряжение сети 220 В.

1 Выбираем светильники марки НСПО 1×200, номинальным напряжением 220В, с лампой мощностью 200Вт световым потоком лампы Ф_л=3840Лм

2 Определяем показатель здания подъемной установки

(1)

где А – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м;

h – высота подвеса светильника, м.

(2)

3 Находим общий световой поток, необходимый для обеспечения требуемой

освещенности.

(3)

где К_з = 1,4 - коэффициент запаса;

E_min=10Лк - минимальная освещенность;

Z = 1,3 - коэффициент неравномерности освещения;

- площадь освещаемой территории.

4 Определяем требуемое число светильников

(4)

5 Определяем расстояние между светильниками

(5)

6 Определяем потребляемую мощность на освещение

(6)

7 Определяем расчетную мощность осветительного трансформатора в зависимости от вида ламп при использовании светильников и ламп накаливания:

(7)

η_c=0,94÷0,96 – коэффициент полезного действия сети.

8 Определяем сечение кабеля, питающего светильники исходя из того что

допустимые потери напряжения на поверхности в шахте не должны превышать .

(8)

где

l₁=7 м расстояние от осветительной сети до источника питания

С=15,4 коэффициент осветительной линии с алюминиевыми жилами, при

U=220 В.

Принимаем кабель марки ГРШЭ 4×1,5 с сечением оси жил S=1,5мм²