Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора на стороне 0,4 кВ

Выбор рода тока и величины напряжения

В соответствии с § 522 ЕПБ для питания стационарных приемников электрической энергии, передвижных подстанций допускается применение напряжения не выше 6000 В.

Для стационарных подземных подстанций допускается с разрешения органов Госгортехнадзора применение напряжения до 10000 В. Для питания передвижных приемников электрической энергии (кроме передвижных подстанций) допускается применение напряжения не выше 1000 В.

В соответствии с § 523 ЕПБ для питания цепей управления допускается: для стационарных механизмов напряжение до 380 В, если заводской конструкцией аппаратов предусмотрено указанное напряжение; для передвижных механизмов при кабельной проводке – не выше 36 В. В не газовых шахтах допускается проводка голыми проводами при напряжении до 24 В.

В соответствии с § 521 ЕПБ для питания ручных электрических машин и инструментов (сверл, отбойных молотков, паяльников, электропил и др.) должно применяться напряжение (линейное) не выше 127 В.

Таблица 1

Перечень оборудования компрессорной установки с техническими данными

Категории потребителей

Все потребители горных предприятий по требуемой степени бесперебойности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ подразделяют на три категории.

К электроприемникам первой категории относят такие, для которых перерыв в подаче электроэнергии может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции, расстройство сложного технологического процесса. Из состава электроприемников первой категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения основного обеспечены 100%-ным резервным питанием от двух независимых источников электроэнергии, и перерыв в подаче питания допускается только на время, необходимое для автоматического ввода резервного питания (АВР).

К электроприемникам второй категории относят такие, у которых перерыв при подаче электроэнергии связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и транспорта. Перерыв в подаче электроэнергии допускается только на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для таких электроприемиков допустимо питание по одной ВЛ или по одной КЛ, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных одному общему аппарату. Для ВЛ должна быть обеспечена возможность проведения ремонта этой линии за время не более 1 суток.

К потребителям второй категории относят: скиповые подъемы с собственными нуждами; компрессорные станции с собственными нуждами для шахт, где пневматическая энергия является основным видом энергии; калориферные установки для районов страны с тяжелыми климатическими условиями; ЦПП очистного блока (участка) с обязательным резервным питанием; участковые водоотливы с притоком более 50 м³/ч; зумпфовые водоотливы; объекты строительства шахт.

Все остальные электроприемники горных предприятий относят к потребителям третей категории. Для таких потребителей перерыв в подаче электроэнергии допустим на время, необходимое для ремонта или замены поврежденных элементов системы электроснабжения, но не более одних суток.

Все горные предприятия, имеющие хотя бы один объект первой категории, должны быть обеспечены электроэнергией по двум ЛЭП от двух независимых источников питания.

Выбор схемы электроснабжения

На каждом горном предприятии, в зависимости от применяемого напряжения, используют наиболее рациональные схемы электроснабжения горного предприятия. Любые из принятых схем электроснабжения должна обеспечивать бесперебойное и наиболее экономичное снабжение потребителей энергией и быть простыми и надежными.

Для электроснабжения шахтной компрессорной установки применяется линейное напряжение U=6 кВ, промышленной частотой 50 Гц.

Схема электроснабжения компрессорной станции представлена на рисунке 1.

ГПП шахты должна получать качественную электрическую энергию. От энергосистемы не менее чем по двум питающим ВЛ, присоединенным к двум независимым источникам питания, через распределительное устройство, которое должно иметь одну систему сборных шин, разделенную на две рабочие секции.

Каждая секция шин ЦПП получает питание от отдельных взаиморезервируемых секций шин ГПП по кабельным линиям, рассчитанным на 100%-ную нагрузку. ЦПП состоит из двух РУ 6 кВ, двух трансформаторов напряжением 6/0,4 кВ для питания электроприемников на напряжение 380 В, расположенных в околоствольном дворе, и распределительного устройства низшего напряжения РУ 0,4 кВ.

Шахтные компрессорные установки получают питание через специальное РУ-6 кВ с двумя секциями шин, запитываемых от взаиморезервируемых секций шин ЦПП. Двигатели компрессорной станции получают питание от ячейки ЦПП. От шин ЦПП запитываются два понижающих трансформатора собственных нужд для питания вспомогательного электрооборудования компрессорной установки.

2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Расчет освещения объекта

Освещение методом светового потока рассчитывают в следующем порядке:

Принимаем тип светильника – «Свет-4».

Технические данные светильника:

исполнение – РП;

напряжение, В – 127 В;

мощность, Вт – 300;

к.п.д., % - 70;

световой поток, лм – 4250.

1 Находим индекс помещения по формуле:

, ,

где А и В – соответственно длина и ширина помещения, м;

Н – расчетная высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м.

Принимают, что освещаемая поверхность находится в помещении на уровне 0,7 – 0,8 м от пола, а светильник подвешивают на высоте 0,7 полной высоты (Н) помещения. Тогда h=0,7Н-0,8, м.

h=0,7H-0,8, м,

h=0,7

i=

2 Находим общий световой поток, необходимый для обеспечения требуемой освещенности:

,

где = 1,3 1,5 - коэффициент запаса;

- минимальная нормируемая освещенность, лк;

S – освещаемая площадь помещения, м²;

Z = 1,3 1,4 – коэффициент;

= 0,2 0,4 - коэффициент использования.

Определяем площадь компрессорной станции:

,

.

.

3 Находим требуемое число ламп:

,

где - световой поток лампы, лм.

.

Принимаем число ламп: n = 14.

Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора на стороне 0,4 кВ

Расчет сводится к определению мощности осветительного трансформатора и сечения проводов магистральных линий.

1. Определяем мощность трансформатора для питания светильников:

кВ ,

где Р - мощность лампы, Вт;

n - количество ламп;

= 0,9 0,95 – к.п.д. проводной сети.

2. Определяем сечение провода:

мм²,

где С = 5,2 – удельная проводимость материала проводника, м/Ом ;

= 4% - нормируемая потеря напряжения , %;

М – момент нагрузки,

определяется из выражения:

М= , кВт ,

где - суммарная мощность ламп, Вт;

определяется из выражения:

=Р ; Р=300 =4200Вт,

L=l +n ; L=5

где l – расстояние между светильниками, м;

определяется из выражения:

l= ; l=

L =10.

М=

S= .

Принимаем сечение провода S = 10мм .

Выбираем осветительный трансформатор марки АОС-4.

Расчетные электрические нагрузки определяем, более точным, методом коэффициента спроса.

Расчетные нагрузки определяют из выражений:

Р_р=Р_номК_с, кВт;

Q_р=Р_рtg , квар;

S_р= , кВ .

Таблица 2

Потребители компрессорной установки

Наименование потребителей	Количество	Суммарная мощность Рн,кВт	Кс	cos φ	tg φ	Расчётные нагрузки
Рр, кВт	Qр, квар	Sp, кВ∙А
Насосы охлождения			0,85	0,8	0,75	127,5	95,6	159,3
Кран-балка			0,7	0,8	0,75	24,5	18,3	30,57
Сварочный агрегат			0,7	0,8	0,75	16,8	12,6
Двигатели приводов задвижек		2,2	0,9	0,75	0,88	1,98	1,7	2,5
Маслостанция			0,8	0,75	0,88		10,5	15,9
ИТОГО		226,2				182,78	138,7	229,27

Выбираем трансформатор ТМ – 250 / 6-10.