Расчёт электроснабжения шахты 'Ульяновская'
Общие сведения
Наименование потребителей
|
Тип установки
|
Марка Э.Д.
|
Номинальная Мощность Pн,
кВт
|
Количество
|
Суммарная Установленая
МощностькВтКоэф. спросаКоэф. Мощ. Коэф. Реактивн. Мощ. Расчетная
мощность
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,кВТ,кВАр
|
|
|
Потребители поверхности 1ой
категории.
|
|
1)Главная вентиляционная
установка.
|
ВЦ-15
|
ВАО-2-450
|
3х400 1х315
|
4
|
800
|
0,83
|
0.85
|
0.62
|
664
|
496
|
|
2)Хлораторная
|
ТМ-250 6/0.4
|
|
250
|
|
250
|
0.65
|
0.7
|
1.02
|
162.5
|
165.75
|
|
3)Котельная
|
ЭКГ-5 ТМ-630 ТМ-400
|
|
250 630 400
|
|
1280
|
0.65
|
0.7
|
1.02
|
832
|
848.64
|
|
2ой категории
|
|
4)Высоковолтнй конвейерный
транспортрт
|
1л-120
|
Вао2-450
|
3х315
|
3
|
2145
|
0.7
|
0.75
|
0.88
|
1501.5
|
1321.32
|
3ей категории
|
|
5)пром площядка участка. ШТ
|
ткшвп-240 6
|
|
240
|
|
240
|
0.35
|
0.65
|
1.16
|
84
|
97.44
|
|
6)пром площядка флангового
уклона
|
тм-100 ткшвп-240 6/0.69
|
|
100 240
|
|
340
|
0.35
|
0.65
|
1.16
|
119
|
138.04
|
|
7)ВГСЧ
|
Тм-100 6/0.4
|
|
100
|
|
100
|
0.35
|
0.65
|
1.16
|
35
|
40.6
|
|
подземные потребители 1ой
категории
|
|
1)Главный водоотлив
|
ЦНС-300
|
ВАО2-560
|
500
|
4
|
2000
|
0.8
|
0.9
|
0.48
|
1600
|
768
|
|
2ой категории
|
|
2)Высоковолтнй конвейерный
транспорт.
|
1л-120
|
Вао2-450
|
3х400
|
3
|
2145
|
0.65
|
0.7
|
1.02
|
1394.25
|
669.24
|
|
4)участковый водоотлив
|
Тсвп-400 Тсшвп 630
|
Вао2-560
|
2х400 630 500
|
|
1930
|
0.8
|
0.9
|
0.48
|
1544
|
741.12
|
|
5)Очистной участок
|
Тсвп630 Тсвп250 EH-1250
|
|
2х630 1х250 3x1250
|
|
5260
|
0.45
|
0.6
|
1.33
|
2367
|
6995.8
|
|
3ей категории
|
|
6)Участок ШТ
|
Тсшап-400 Тсвп-630
Ткшвп-240 тсшвп-250
|
|
400 630 240 250
|
|
1520
|
0.65
|
0.7
|
1.02
|
988
|
1007.76
|
|
7)Подготовительные участки
|
Тшвп 400 Тсвп 630 Тсвп-400
|
|
2х400 2х630 400
|
|
2460
|
0.35
|
0.6
|
1.33
|
861
|
1145.13
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. ВЫБОР СХЕМЫ ПИТАНИЯ ШАХТЫ И ВЕЛИЧИНЫ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
В дальнейшем будут рассматриваться схема питания электроприёмников шахты:
Схема обособленного питания потребителей шахты с применением трёхобмоточных
трансформаторов.
Питание шахты будем осуществлять от напряжения 110 кВ, так как к шахте
подходит воздушная линия 110 кВ.
2. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Передаваемая расчётная активная мощность шахты определяется по формуле
где
PР.i-расчётная суммарная активная мощность шахты, из
таблицы потребителей PР.i=20570 кВт;
kΣ-коэффициент
участия в максимуме, принимается согласно /1-3/, kΣ=0.85.
Тогда
Расчётная мощность ГПП согласно[1, 2] определяется по формуле
где cos φк - коэффициент мощности с учётом
компенсации реактивной нагрузки, принимается cos φк=0.97.
Для обеспечения бесперебойного питания потребителей первой и части второй
категорий принимается двухтрансформаторная ГПП. Трансформаторы выбираются с
учётом того, что один из них может быть выведен из работы, и второй будет
обеспечивать электроэнергией потребителей первой и второй категорий.
Мощность каждого силового трансформатора двухтрансформаторной ГПП шахты
согласно /1, 2/
Принимается стандартная номинальная мощность трансформатора Sн=16000 кВ·А.
К рассмотрению принимается трансформатор типа - ТДТНШ. Он имеет
техническую характеристику:
ТДТНШ-16000/110-84У1
Номинальная мощность Sн=16000
кВ·А, Uвн=115 кВ, Uсн=6,6 кВ·А Uнн=6,3
кВ, Pхх=23 кВт, Pк=76 кВт, Uк.вн-сн=10,5
%, Uк.вн-нн=17 %, Uк.сн-нн=6%.
Рассчитываем потери мощности в трансформаторах ТДТНШ.
где
kз.вн, kз.сн, kз.нн - коэффициенты загрузки соответственно высшей,
средней и низшей обмоток.
Потребители поверхности составляют 31.67 % всей нагрузки шахты, а
подземные - 68.33 %.
Потери
мощности на принудительное охлаждение. В условиях Кузбасса можно принять Pоу=0.
Для
трёхобмоточного трансформатора потери короткого замыкания
Тогда
Окончательно
принимаются к установке силовые трансформаторы типа ТДТНШ-16000/110-84У1. От
обмотки 6.3 кВ будут запитаны поверхностные потребители шахты, а от обмотки 6.6
кВ - подземные.
3. РАСЧЁТ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
Электроснабжение шахты будет осуществляться по двум кабельным линиям.
Каждую линию будем рассчитывать на пропуск 75% всей нагрузки и на пропуск 100%
нагрузки потребителей I и II категорий.
Максимальная токовая нагрузка ВЛ (КЛ) определяется по формуле
где
Uн-номинальное напряжение в линии;
n-количество цепей
линии.
Сечение жил линии
где
iэк - экономическая плотность тока в рассматриваемом
проводнике, выбирается согласно /2/. Полученное сечение округляется до
ближайшего стандартного.
Выбор
воздушных и кабельных линий по длительно допустимой нагрузке производится
исходя из соотношения
где
Iд.д - длительно допустимый ток линии в зависимости от
сечения, принимается согласно /4/. Результаты расчётов для всех кабелей
сводятся в таблицу 2.
Для
того чтобы не проводить проверку воздушной линии по короне принимается сечение
токоведущей жилы 70 мм2. Электроэнергия к шахте будет подводиться по ВЛ АС-70.
Параметры
выбранных воздушных и кабельных линий сводятся в таблицу 3.2.
Выбранные
кабельные линии проверяются по потерям напряжения. Минимально допустимое
напряжение у потребителя 5700 вольт, то есть позволительная потеря напряжение в
линии от трансформатора до потребителя 900 вольт.
Потери
напряжения в кабельных линиях 6 кВ определяются по формуле
где
-расчётный ток соответствующего участка сети;
li -
длина i-ого участка линии;
z0i - полное удельное сопротивление i-ого участка линии, оно определяется
по выражению
где r0i, x0i - соответственно удельные активное и
реактивное сопротивления i-ого
участка линии, определяемые по /2/.
Таблица 2. - Расчёт и выбор воздушных и кабельных линий
Обозначение линии на схеме
|
Передаваемая мощность S,
кВА
|
Напряжение в линии U,
кВ
|
Токовая нагрузка кабеля
Iрн, А
|
Экономическое сечение Sэк,
мм2
|
Сечение по нагреву Sнг,
мм2
|
Длительно допустимый ток
Iдд, А
|
Принятое сечение жил кабеля
Sк, мм2
|
Падение напряжения в линии ΔU, В
|
Длина линии L, км
|
Вл
|
18025.26
|
110
|
94.608
|
47.304
|
16
|
111
|
70
|
|
13.35
|
1
|
13620
|
6
|
655,292
|
242.7
|
2×185
|
2×340
|
2×185
|
|
0,08
|
2
|
13620
|
6
|
655,292
|
242.7
|
2×185
|
2×340
|
2×185
|
|
1
|
3
|
5890
|
6
|
455,2406873
|
168.6
|
2×95
|
2×215
|
2×95
|
|
0.75
|
Таблица 3. -Падение напряжения в линиях
Величина
|
Формула
|
Значение, В
|
ΔUΣ1
|
ΔUкл2+
ΔU2+ ΔU15+ ΔU16
|
169,0964566
|
ΔUΣ2
|
ΔUкл1+
ΔU4+ ΔU17+ ΔU18+ ΔU19
|
225,1062996
|
ΔUΣ3
|
ΔUкл2+
ΣU1+ ΔU5+ ΔU6
|
281,6899314
|
ΔUΣ4
|
ΔUкл2+
ΔU1+ ΔU17+ ΔU18+ ΔU19+ ΔU20+ ΔU21
|
375,4153858
|
ΔUΣ5
|
ΔUкл1+
ΔU3+ ΔU11+ ΔU12+ ΔU13
|
351,1998572
|
ΔUΣ6
|
ΔUкл1+
ΔU3+ ΔU14
|
224,4795507
|
При расчёте потерь напряжения в линии напряжением 110 кВ необходимо
учитывать влияние ёмкости сети. Определение потерь напряжения в этой линии
ведётся в следующем порядке:
Вычисляются активная и реактивная мощности, передаваемые по одной цепи ВЛ
по формулам
где
tg φк - коэффициент реактивной мощности с учётом компенсации реактивной
нагрузки,
тогда
Определяется
активная составляющая напряжения на вводе ГПП по формуле
где
U1 - напряжение в начале ВЛ, U1=115 кВ;
r0, x0 -
соответственно удельные активное и реактивное сопротивления ВЛ, определяются по
[3], r0=0.46 Ом/км, x0=0441 Ом/км;
lвл - длина ВЛ, lвл=8
км.
Вычисляется
реактивная составляющая напряжения на вводе ГПП по формуле
Определяется
подводимое к трансформатору ГПП напряжение как
Фактическая
величина падения напряжения на ВЛ
ΔUФ.ВЛ=U1-U2=115-114.75=0.25
кВ.
Характеристики
выбранных кабелей приведены в таблице 4.
Таблица
4. - Характеристики выбранных кабелей
Обозначение линии на схеме
|
Сечение жил, мм2
|
Марка кабеля (линии)
|
Удельное активное
сопротивление r0, Ом/км
|
Удельное реактивное
сопротивление x0, Ом/км
|
Удельное общее
сопротивление z0, Ом/км
|
ВЛ
|
70
|
АС-70
|
0,46
|
0,441
|
0,637244851
|
КЛ1
|
2×185
|
ААШВ
|
0,0835
|
0,0365
|
0,091129029
|
КЛ2
|
2×185
|
ААШВ
|
0,0835
|
0,0365
|
0,091129029
|
№1
|
2×95
|
СБн
|
0,097
|
0,039
|
0,10454664
|
№2
|
2×95
|
ЦСБн
|
0,097
|
0,039
|
0,10454664
|
№3
|
2×95
|
СБн
|
0,097
|
0,039
|
0,10454664
|
№4
|
2×95
|
ЦСБн
|
0,097
|
0,039
|
0,10454664
|
№5
|
70
|
СБн
|
0,26
|
0,08
|
0,27202941
|
№6
|
50
|
СБн
|
0,37
|
0,083
|
0,3791952
|
№7
|
150
|
СБн
|
0,122
|
0,074
|
0,142688472
|
№8
|
СБн
|
0,153
|
0,076
|
0,170836179
|
№9
|
70
|
СБн
|
0,26
|
0,08
|
0,27202941
|
№10
|
25
|
СБн
|
0,74
|
0,091
|
0,745574275
|
№11
|
70
|
СБн
|
0,26
|
0,08
|
0,27202941
|
№12
|
50
|
СБн
|
0,37
|
0,083
|
0,3791952
|
№13
|
35
|
СБн
|
0,52
|
0,087
|
0,527227655
|
№14
|
16
|
СБн
|
1,15
|
0,102
|
1,154514617
|
№15
|
35
|
СБн
|
0,52
|
0,087
|
0,527227655
|
№16
|
16
|
СБн
|
1,15
|
0,102
|
1,154514617
|
№17
|
50
|
СБн
|
0,37
|
0,083
|
0,3791952
|
№18
|
35
|
СБн
|
0,52
|
0,087
|
0,527227655
|
№19
|
25
|
СБн
|
0,74
|
0,091
|
0,745574275
|
4. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Расчёт токов короткого замыкания необходим для правильного выбора и
проверки элементов схемы электроснабжения и параметров релейной защиты. При
расчёте определяются токи трёхфазного тока короткого замыкания и установившееся
значение мощности короткого замыкания.
Расчётные точки короткого замыкания выбираются на вводе ГПП, на вторичной
стороне силовых трансформаторов ГПП, на шинах ЦПП и РПП, на первичной и
вторично ПУПП участка (рис.4.1).
Для простоты расчётов за базисную величину мощности принимается Sб=100 МВА. За базисное напряжение
рассматриваемой ступени принимается величина на 5 % большая номинального
напряжения этой ступени.
В соответствии с принятыми базисными величинами для рассматриваемой
ступени трансформации определяется величина базисного тока, А.
где
SБ - базисная мощность, SБ=100 МВ·А;
UБi -
базисное напряжение рассматриваемой ступени, UБ=1.05·UН.
Относительные
активное и реактивное сопротивления участка линии
Относительное реактивное сопротивление трансформатора
где UК(%) - напряжение короткого замыкания
трансформатора, UК(%)=17 %;
Sн.тр
- номинальная мощность трансформатора, Sн.тр=10 МВ·А.
Относительное
сопротивление
Для
каждой точки короткого замыкания определяется полное суммарное сопротивление
короткозамкнутой цепи в относительных единицах по формуле
где
r*Σi, x*Σi - соответственно сумма относительных значений активных и реактивных
сопротивлений всех элементов сети, по которым проходит ток короткого замыкания.
Сопротивление
энергосистемы определяется по формуле
где
S(3)к - установившееся значение мощности короткого
замыкания энергосистемы на шинах головной подстанции, к которой подключена
шахта, для сетей 110 кВ принимается S(3)к=10000 МВ·А.
Значения относительных сопротивлений участков линии сводятся в таблицу 5.
Таблица 5 - Относительные сопротивления участков кабельных линий
Участок линии
|
Базисная мощность, МВ·А
|
Базисное напряжение, кВ
|
r0 Ом/км
|
x0 Ом/км
|
L, км
|
r*
|
x*
|
ВЛ
|
100
|
120,75
|
0,46
|
0,441
|
8
|
0,02524
|
0,0242
|
Трансформатор
|
100
|
6,93
|
-
|
-
|
-
|
0
|
1,7
|
КЛ1
|
100
|
6,93
|
0,0835
|
0,0365
|
0,07
|
0,01217
|
0,00532
|
№1
|
100
|
6,93
|
0,097
|
0,039
|
1,62
|
0,32721
|
0,13156
|
№5
|
100
|
6,93
|
0,26
|
0,08
|
1
|
0,54139
|
0,16658
|
№6
|
100
|
6,93
|
0,37
|
0,083
|
0,3
|
0,23113
|
0,05185
|
№7
|
100
|
6,93
|
0,122
|
0,074
|
0,35
|
0,08891
|
0,05393
|
ПУПП
|
100
|
1,26
|
-
|
-
|
-
|
0
|
5.555
|
Мощность энергосистемы относительно возможной мощности короткого
замыкания на вводе ГПП шахты можно считать бесконечной. Исходя из этого,
сверхпереходный ток короткого замыкания в рассматриваемых точках определится
как
Ударный
ток короткого замыкания определяется по формуле
где
ку - ударный коэффициент, определяемый как
где
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого
замыкания, определяемая по выражению
Мощность
короткого замыкания для каждой точки определится как
Результаты расчёта сводятся в таблицу 6.
Таблица 6. - Расчёт токов короткого замыкания
Точка кз
|
SБ, МВА
|
UБ, кВ
|
IБ.i ,А
|
r
|
x
|
z
|
Ta, с
|
к
|
I’’к, А
|
iу , А
|
Sкз, МВА
|
К1
|
100
|
120,75
|
478,1
|
0,025
|
0,034
|
0,042
|
0,00234
|
1,014
|
11329,7
|
16246,6
|
2369,56
|
К2
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,025
|
1,734
|
1,734
|
4,6E-05
|
1
|
4804,1
|
6794,0
|
57,66
|
К3
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,034
|
1,739
|
1,740
|
6,3E-05
|
1
|
4789,3
|
6773,1
|
57,49
|
К4
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,164
|
1,859
|
1,866
|
0,00028
|
1
|
4463,6
|
6312,5
|
53,58
|
К5
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,253
|
1,913
|
1,930
|
0,00042
|
1
|
4316,9
|
6105,0
|
51,82
|
К6
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,706
|
2,026
|
2,145
|
0,00111
|
1,0001
|
3883,6
|
5492,9
|
46,62
|
К7
|
100
|
6,93
|
8331,2
|
0,937
|
2,078
|
2,279
|
0,00144
|
1,0009
|
3655,5
|
5174,5
|
43,88
|
К8
|
100
|
1,26
|
45821,4
|
0,937
|
7,633
|
7,690
|
0,00039
|
1
|
5958,7
|
8426,8
|
13,00
|
. ПРОВЕРКА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПО ТОКУ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Проверка кабелей по термической стойкости осуществляется в целях
обеспечения пожаробезопасности кабелей при дуговых коротких замыканиях
посредством выбранных защитных аппаратов с заданным быстродействием отключения
максимальных токов трехфазного короткого замыкания. Проверка производится
исходя и условия
где
Iп - предельно допустимый кратковременный ток короткого
замыкания в кабеле. Он определяется по формуле
где
С - коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при коротком
замыкании, для кабелей с медными жилами с бумажной изоляцией на напряжение 6 кВ
С=129 А∙с1/2/мм, для кабелей с алюминиевыми жилами с полихлоридвиниловой
изоляцией С=75 А∙с1/2/мм;
Si - выбранное
сечение жилы кабеля;
tп - приведённое
время отключения, для ячеек типа КРУВ-6 tп=0.17 с; для
выключателей, установленных в КРУ общепромышленного применения.
электроприёмник
шахта ток замыкание
6. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
С целью уменьшения и полной ликвидации отрицательных последствий
повышенного потребления реактивной мощности её следует компенсировать.
Мощность компенсирующего устройства определится
Qку=PΣр∙(tgφе-tgφк)
где tgφе - естественный коэффициент реактивной мощности, tgφе=QΣр/PΣр,
tgφк - коэффициент реактивной с учётом
компенсации реактивной нагрузки, соответствующий cosφк.
Количество компенсирующих устройств определяется по формуле
где
Qн - номинальная реактивная мощность компенсирующего
устройства, берётся из ряда номинальных мощностей конденсаторных установок
(600, 900, 1350, 2700 кВ·Ар).
Так
как ГПП и ЦПП питаются от различных обмоток трансформатора, то компенсирующие
устройства для ГПП и ЦПП будут рассчитываться отдельно.
Для
ГПП:
Тогда
Принимается
n1=4.
Для
ЦПП:
Принимается
n2=6.
К
установке на ГПП принимаются 4 компенсирующих устройства мощностью по 900
кВ·Ар, на ЦПП - 6 компенсирующих устройств мощностью по 1350 кВ·Ар.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Потери активной мощности на передачу активной нагрузки предприятия
определяется как
где
n - число цепей ВЛ.
Потери
активной мощности на передачу реактивной нагрузки предприятия определяется как
где
QΣр - суммарная реактивная нагрузка, определяемая как
Тогда
Суммарные
потери активной энергии на передачу активной и реактивной нагрузки шахты
определяются как
где
τа - число часов использования максимума активных
потерь /2/, τа=2500 ч.
Потери
активной энергии в трансформаторе
где
Тп - полное число часов присоединения трансформатора к сети , определяемое как
Тп=365·24=8760
ч;
Тр
- число часов работы трансформатора под нагрузкой за расчётный период, с
небольшой погрешностью можно принять Тр=τа=2500 ч.
. ИСТОЧНИКИ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА
Для питания цепей управления, сигнализации, автоматики и связи,
аварийного освещения, приводов выключателей и других систем и механизмов
собственных нужд берётся источник оперативного тока.
В качестве последнего принимаются два трансформатора ТМ мощностями по 40
кВт, которые будут подключаться непосредственно к выходным зажимам силовых
трансформаторов ГПП на стороне 6.3 кВ.
Техническая характеристика трансформаторов ТМ-40/10-65У1
Номинальная мощность Sн=40
кВ·А,
Номинальное высшее напряжение Uвн=6.3 кВ,
Номинальное низшее напряжение Uнн=0.4 кВ,
Группа соединений обмоток Y/Zн-11,
Потери мощности холостого хода Pхх=190 Вт,
Потери мощности короткого замыкания Pк=1000 Вт,
Напряжение короткого замыкания Uк=4.7%,
Ток холостого хода i0=3
%.
Выбор КРУ для ГПП.
Для установки на ГПП принимаются стационарные камеры серии КСО-285 с
технической характеристикой, приведённой в таблице 7.
Таблица 7. - Техническая характеристика КРУ типа КСО-285
Величина
|
Ед. изм.
|
Значение
|
Номинальное напряжение
|
кВ
|
6
|
Номинальный ток
|
А
|
630
|
Номинальный ток сборных шин
|
А
|
630
|
Номинальный ток отключения
выключателя
|
кА
|
20
|
Стойкость главных цепей к
токам короткого замыкания электродинамическая (амплитуда) термическая
(ток/время)
|
кА кА/с
|
51 20/4.0
|
Тип выключателя
|
|
ВМП-10
|
Тип привода к выключателю
|
|
ППВ-10 ПЭ-11
|
Выбор выключателей.
Так как для установки в ячейку требуется выключатель ВМП-10, то
принимается выключатель внутренней установки ВМП-10-20/630У3. Его техническая
характеристика приведена в таблице 9.2.
Таблица 9.2 - Техническая характеристика выключателя ВМП -10-20/630У3
Величина
|
Ед. изм.
|
Значение
|
Номинальное напряжение
|
кВ
|
10
|
Наибольшее рабочее
напряжение
|
кВ
|
12
|
Номинальный ток
|
А
|
630
|
Номинальный ток отключения
выключателя
|
кА
|
20
|
Собственное время
отключения
|
с
|
0.07
|
Собственное время включения
|
с
|
0.3
|
Минимальная бестоковая
пауза при АПВ
|
с
|
0.5
|
Тип привода к выключателю
|
|
ППВ-10
|
Для установки между секциями шин ГПП принимается выключатель
ВМПЭ-10-630-20У3. Его основные технические данные аналогичны техническим данным
выключателя ВМП-10-20/630У3, приведённым в таблице 9.2.
Отключающая способность выключателей проверяется по симметричному току
отключения по следующему соотношению
где
Iн.о- номинальный ток отключения выключателя;
I’’к - ток
короткого замыкания в точке установки выключателя.
Для
выключателей ВМП и ВМПЭ 20 кА > 4.804 кА.
Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
Расчётный тепловой импульс в воздушной линии.
где
tп.п - приведённое время действия короткого замыкания, tп.п=0.2
с.
Выбранное
оборудование проверяется по соотношению
где
Iму - предельный ток термической стойкости;
tн -номинальное
время протекания тока короткого замыкания.
Для
установки принимаются разъединители РВ-6/400У3 с технической характеристикой,
приведённой в таблице 8.
Таблица
8. - Техническая характеристика РВ-6/400У3
Величина
|
Значение
|
Номинальное напряжение, кВ
|
6
|
Наибольшее рабочее
напряжение, кВ
|
7.2
|
Номинальный ток, А
|
400
|
Стойкость при сквозных
токах короткого замыкания
|
Главных ножей
|
Предельный сквозной ток, кА
|
41
|
|
|
Ток термической стойкости,
кА/ допустимое время его действия, с
|
16/4
|
Масса, кг
|
23
|
Тип привода
|
ПР-10, ПР-11
|
1024
|
|
Для установки на трансформаторной подстанции принимаются отделители типа
ОД-110/1000УХЛ1 и короткозамыкатели КЗ-110УХЛ1, характеристика которых
приведена в таблице 9.
Защита от перенапряжений.
Для защиты оборудования от атмосферных перенапряжений на ГПП шахты
предусматривается установка вентильных разрядников типа РВС 110МУ1. Его
техническая характеристика приведена в таблице 10.
Выбор трансформаторов напряжения.
Для питания цепей контроля сопротивления изоляции и подключения счетчиков
принимаются трансформаторы напряжения внутренней установки типа НОМ-10-66У3 и
НТМИ-6-66У3. Их характеристика приведена в таблице 11.
Для защиты трансформаторов напряжения принимаются разрядники типа
РВО-6У1. Его техническая характеристика приведена в таблице 10.
Таблица 9
Техническая характеристика ОД-110/1000УХЛ1 и КЗ-110УХЛ1
Величина
|
Значение
|
|
ОД-110/1000УХЛ1
|
КЗ-110УХЛ1
|
Номинальное напряжение, кВ
|
110
|
110
|
Наибольшее рабочее
напряжение, кВ
|
-
|
126
|
Номинальный ток, А
|
1000
|
-
|
Стойкость при сквозных
токах короткого замыкания
|
Главных ножей
|
Предельный сквозной ток
(амплитуда), кА
|
80
|
51
|
|
|
Ток термической стойкости,
кА/ допустимое время его действия, с
|
31.5/3
|
20/3
|
Полное время, с
|
Включения (без гололёда/при
гололёде)
|
-
|
0.14/0.2
|
|
Отключения (без
гололёда/при гололёде)
|
0.38/-
|
-
|
Масса, кг
|
аппарата
|
270
|
150
|
|
привода
|
80
|
80
|
Тип привода
|
ПРО-1У1
|
ПРК-1У1
|
2976.75900
|
|
|
Таблица 10. - Техническая характеристика РВС-110МУ1 и РВО-6У1
Величина
|
Значение
|
|
РВС-110МУ1
|
РВО-6У1
|
Номинальное напряжение, кВ
|
110
|
6
|
Наибольшее допустимое
напряжение (действующее), кВ
|
100
|
7.6
|
Пробивное напряжение при
частоте 50 Гц (в сухом состоянии и под дождём) (действующее значение), кВ
|
не менее
|
200
|
16
|
|
не более
|
250
|
19
|
Импульсное пробивное
напряжение (при разрядном времени не более 2-20 мкс), кВ
|
285
|
32
|
Наибольшее остающееся
напряжение при импульсном токе с длиной фронта волны 8 мкс и амплитудой, А
|
3000
|
315
|
25
|
|
5000
|
335
|
27
|
|
10000
|
367
|
-
|
Масса, кг
|
175
|
3.1
|
Таблица 11. -Техническая характеристика трансформаторов напряжения
Величина
|
Значение
|
|
НТМИ-6-66У3
|
НОМ-10-66У3
|
Класс напряжения, кВ
|
6
|
10
|
Номинальное напряжение
обмоток, В
|
первичной
|
6000
|
6300
|
|
основной вторичной
|
100
|
100
|
|
дополнительной вторичной
|
100/3
|
-
|
Номинальная мощность, В·А,
при классе точности
|
0.5
|
75
|
75
|
|
1
|
150
|
150
|
|
3
|
300
|
300
|
Предельная мощность, В·А
|
640
|
640
|
Схема соединения
|
Y0/Y0/Δ-0
|
1/1/10
|
. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЦПП и РПП-6
Выбор КРУ.
Так как ЦПП находится на поверхности, то для её комплектации принимаются
две ячейки КРУН-6Л, которые устанавливаются на поверхности. Для комплектации
РПП-6 принимаются ячейки во взрывобезопасном исполнении КРУВ-6. Техническая
характеристика КРУ приведена в таблице 12.
Таблица 12. Технические данные КРУ
Величина
|
Значение
|
|
КРУН-6Л
|
КРУВ-6
|
Номинальное напряжение, кВ
|
6
|
6
|
Номинальный ток вводных и
секционных шкафов, А
|
630
|
630
|
Номинальный ток сборных шин,
А
|
630
|
630
|
Номинальный ток отключения,
кА
|
20
|
10
|
Мощность отключения, МВ·А
|
100
|
100
|
Стойкость главных цепей к
токам короткого замыкания электродинамическая (амплитуда) термическая
(ток/время)
|
52 16/4
|
25 10/1
|
В качестве межсекционного выключателя на секциях шин ЦПП принимается тот
же тип выключателя, что и для ГПП - ВМПЭ-10-630-20У3.
Выбор и проверка уставок КРУ.
Уставка максимальной токовой защиты (МТЗ) любого КРУ, установленного в
подземных выработках шахт, выбирается исходя из условия
где
кн - коэффициент надёжности, принимается кн=1.2 - 1.4;
Iр.max -
рабочий максимальный ток.
Для
КРУ, питающих ПУПП, рабочий максимальный ток определяется как
где
Iн.пупп - номинальный ток защищаемой ПУПП;
Iп.max -
номинальный пусковой ток наиболее крупного электродвигателя на вторичной
стороне низкого напряжения ПУПП;
кт
- коэффициент трансформации ПУПП.
Максимальный
рабочий ток вводных и секционных КРУ ЦПП и РПП-6 определяется как
где
Iр.в - рабочий ток линии, питающей ЦПП или РПП-6, в
аварийном режиме;
Iп.пуск -
пусковой ток наиболее крупного электродвигателя, получающего питание по
защищаемой ветви.
Уставка
МТЗ ячеек КРУВ-6 благодаря использованию ступенчатого и плавного её
регулирования может быть принята любой величины в пределах, начиная от
номинального значения тока первичной цепи установленных в ячейке
трансформаторов тока и кончая максимально возможной величиной 2400 А.
Проверка
выбранной уставки МТЗ высоковольтного КРУ, питающего ПУПП, осуществляется по
току двухфазного короткого замыкания на низкой стороне защищаемого
трансформатора по формуле
где
I(2)к.min -ток двухфазного короткого замыкания на стороне
вторичной обмотки (НН) трансформатора, который определяется как
Уставка
высоковольтной ячейки, установленной на питающей линии ЦПП и РПП-6,
соответствует условиям эксплуатации, если выполняется соотношение
где
I(2)к.з - ток двухфазного короткого замыкания в самой
удалённой точке резервируемой смежной зоны.
Результаты
расчётов сводятся в таблицу 13.
Таблица
6. - Расчёт токов короткого замыкания
номер ячейки
|
Iр.max
|
кн
|
кн*Iр.max
|
Iу
|
кт
|
I(3)к.з , А
|
I(2)к.з , А
|
I(2)к.з/(кт*Iу)
|
1
|
97,1
|
1,3
|
126,23
|
130
|
1
|
4316,9
|
3755,70
|
28,89
|
2
|
284,5
|
1,3
|
369,85
|
370
|
5
|
5958,7
|
5184,07
|
2,80
|
3
|
455,24
|
1,3
|
591,81
|
600
|
1
|
4463,6
|
3883,33
|
6,47
|
4
|
645,19
|
1,3
|
838,75
|
850
|
1
|
4789,3
|
4166,69
|
4,90
|
5
|
184
|
1,3
|
239,20
|
250
|
1
|
4316,9
|
3755,70
|
15,02
|
Принятые уставки удовлетворяют условиям эксплуатации.
Список используемой литературы
1. Справочник
по проектированию электроснабжения. Под редакцией В.И. Круповича, Ю.Г.
Барыбина, М.Л. Самовеа. - 3-е изд., перераб. И доп. - М. Энергия, 1980.
. Справочник
по электроустановкам угольных предприятий. Электроустановки угольных шахт:
Справочник/ Под общей ред. В.В. Дегтярёва, В.И. Серова, Г.Ю. Цепелинского - М.:
Недра, 1988.
3. Правила
устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
. Самохин
Ф.И., Маврицин А.М., Бухтояров В.Ф. Электрооборудование и электроснабжение
открытых горных работ. - М.: Недра, 1988.