Диплом электроснабжение мраморного карьера. Диплом. Целью проекта являлось создание правильной и актуальной схемы электроснабжения карьера, обоснованной расчётами
 Скачать 397.34 Kb.
|
|
2.3 Расчет линий электрических передач Для линий на карьере должны приниматься провода сечением не менее 35 мм2, как правило, алюминиевые, то есть А35 и больше по сечению. Расстояние между опорами должно быть не более 50 метров. Исходя из этого, не проводится механический расчет линий на прочность. Электрический расчет линий сводится к определению сечений линий по допустимому нагреву от расчетных токов, расчет потерь напряжения в линии при нормальной нагрузке и при пусковых токах наиболее мощных приемников. Сечение провода определяют по таблицам ПУЭ, при этом  (10)где Iдп. доп - длительно допустимый ток в линии, А. Привожу пример расчета высоковольтной кабельной линии экскаватора ЭКГ-5А. Для этого необходимо определить длину кабеля и ток на кабельной линии. Ток на кабельной линии был определен в прошлом разделе 24,13, длина кабеля составляет 200 м. По таблице ПУЭ (длительно допустимые нагрузки на экскаваторные кабели) выбираю кабель. Таблица 4 - Длительно допустимые нагрузки В амперах
Принимаю кабель КГЭ 3  35 + 1 10 + 1 6, длительно допустимый ток равен 145 А.Определяю активное сопротивление кабельной линии №1, по формуле  (11)где I - длина кабеля, м;  - проводимость линии, сu = 53м/Ом мм2, al = 35 м/Ом мм2;S - сечение жилы, мм2.  Определяю реактивное сопротивление кабельной линии №1 Хр, Ом/км, по формуле  (12)где Xкл - коэффициент для кабельных линий = 0,08 Ом/км; Xвл - 0,4 Ом/км - для воздушных линий.  Определяю падение напряжения ∆U, В, по формуле  (13) Определяю падение напряжения в процентах ∆U, %, по формуле  (14)где Uн - напряжение сети, В.  Определяю потери мощности на кабеле №1 ∆Р кВт, по формуле  (15) Выбор питающих кабелей для низковольтных токоприемников производится по такому же методу. Для освещения принимаю алюминиевый провод A35 с длительно допустимым током 170 А. Выбор ВЛ для фидера производится путем сложения токов потребителей, по которому и определяю сечение ВЛ. Остальные расчеты свожу в таблицу ЛЭП в приложение Б. 2.4 Расчет токов короткого замыкания Короткое замыкание — это снижение сопротивления в питающей сети. Привожу пример расчета короткого замыкания. Определяю сопротивление системы, Zс, Ом, по формуле  (16)где Iкз - ток короткого замыкания системы, равный 10 кА.  Определяю сопротивление воздушной линии № 7, по формуле  (17) Остальные расчеты свожу в таблицу приложения В Определяю ток короткого замыкания в точке 1, Iкз3 (1) кА, по формуле  (18) Выбираю комплексную трансформаторную подстанцию КТП-25. Таблица 5 -Технические характеристики трансформатора ТМ- 25
Определяем Zтр по формуле  (19)где Р - мощность трансформатора, Вт; Uкз - напряжение короткого замыкания, В.  Определяю сопротивление системы 220В 2 точки, по формуле  (20)где Ктр - коэффициент трансформации 27,3.   Рассчитываю ток короткого замыкания на осветительной линии напряжением 220 В, по формуле  (21) Рассчитываю ток короткого замыкания на осветительной линии напряжением 220 на две фазы, по формуле  (22) Определяю трехфазный ток короткого замыкания в точке 9 экскаватора ЭКГ-5А, по формуле  (23) Определяю ток термической стойкости I∞, A, по формуле  (24) Определяю ударный ток Iу , А, по формуле  (25) Выбираю приключательный пункт ЯКНО-6 ВВ/TEL Таблица 6 – Техническая характеристика ЯКНО-6 ВВ/TEL
Термический и ударный токи проходят по параметрам. Проверяю сечение кабеля по формуле  (26) Выбранный кабель КГЭ 3 35 1 10 1 6 подходит по сечению.Определяю трехфазный ток короткого замыкания в точке 10 экскаватора ЭКГ-5А по формуле  (27) Определяю ток короткого замыкания в точке насоса, Iкз3  (28)Выбираю трансформатор ПСКТПА 100/6 Таблица 7 – Технические характеристики ПСКТПА 100/6
Определяю сопротивление Zтр, Ом (29)где P – мощность трансформатора, Вт; Uкз – напряжение короткого тока замыкания, В.   Определяем ток фактический Iфакт, кА, по формуле  (30)где Ктр – коэффициент трансформации 15.  2.5 Выбор аппаратуры управления и защиты ПП типа КРУПП предназначены для подключения, питания и защиты электрооборудования мощных карьерных электропотребителей в распределительных сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 6 и 10 кВ. Привожу пример выбора переключательного пункта для питания экскаватора ЭКГ 5А. Таблица 8 -Техническая характеристика ЯКНО
Номинальные рабочие токи 630А, 63,36 А; Номинальный ток отключения выключателя 10 кА, 0,66 кА. Применяю для сети освещения в ТП автоматические выключатели типа ВА. Таблица 9 – Технические характеристики ВА
3 Специальный вопрос 3.1 Модернизация электрооборудования поворотного устройства экскаватора ЭКГ-5А 3.1.1 Необходимость модернизации. Для главных приводов используют двигатели постоянного тока независимого возбуждения. Питание двигателей производится от машинного преобразователя переменного тока в постоянный. Эта система носит название - система генератор-двигатель с магнитным усилителем в цепи возбуждения генераторов (Г-Д с МУ). Возбуждение двигателей производится от отдельного генератора. От этого же генератора получают питание цепи управления и двигатель открывания днища ковша. Все генераторы входят в состав пятимашинного агрегата. Генераторы вращаются асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, который питается напряжением 6000В. Напряжение на этот двигатель (сетевой) подаётся от ячейки 2КВЭ 6 установленной на поворотной платформе. К этой ячейке напряжение подаётся от карьерной сети через переключательный пункт по гибкому кабелю типа КГЭ и контактные кольца, установленные на опорных изоляторах под поворотной платформой. В качестве переключательного пункта применяют высоковольтную ячейку ЯКНО-6. Для защит и блокировок в схеме установлен линейный контактор, который снимает ток управления в главных приводах. Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока в виде главных магнитных полюсов располагается в статоре, на обмотку якоря (ротора) ток поступает через щетки и коллектор - аппарат, который преобразует постоянную э.д.с. питающей сети в переменную э.д.с. обмотки якоря. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока возможно тремя способами: a) Изменением сопротивления обмотки якоря, подводимого напряжения или потока возбуждения (тока возбуждения). Изменение сопротивления обмотки якоря для регулирования невыгодно, так как не экономично и сильно смягчает механическую характеристику. б) Регулирование изменением потока возбуждения применимо при малых моментах нагрузки. Момент двигателя прямо пропорционален потоку возбуждения, а кроме того, обрыв в цепи возбуждения может привести к работе двигателя вразнос при отсутствии значимой нагрузки на валу, так как частота вращения обратно пропорциональна потоку возбуждения. в) Регулирование частоты вращения изменением питающего напряжения требует источника с регулируемым напряжением. Питание двигателей постоянного тока (главных приводов экскаватора) долгий период времени осуществлялось от генераторов постоянного тока (система Г-Д). Это достаточно надежная и простая в управлении система электропривода, она используется уже много десятилетий в приводах карьерных экскаваторов. В простейшей системе Г-Д изменение питающего напряжения (выходного напряжения генератора) происходит путем изменения тока возбуждения в независимой обмотке возбуждения генератора (например, с помощью реостата в цепи возбуждения). Снижение питающего напряжения приводит к снижению частоты вращения двигателя при сохранении рабочего момента и жесткости рабочих характеристик (справедливо для двигателей с независимым и параллельным возбуждением). Для привода генераторов используется сетевой двигатель. Обычно преобразовательный агрегат включает в себя один или несколько сетевых двигателей, которые вращают генераторы. Каждый генератор обеспечивает привод соответствующего механизма - привод подъема, напора (тяги для драглайнов), поворота, хода, открытия днища ковша (для ЭКГ). В агрегат может входить генератор собственных нужд, питающий постоянным током обмотки возбуждения двигателей и генераторов. Машинист управляет только частотой вращения и проводит реверсирование двигателя в процессе копания. Остальные процессы регулирования (стабилизация частоты вращения и ограничение предельной нагрузки, формирование экскаваторной характеристики) происходят автоматически. В основу принципа автоматизации управления отдельного механизма положена специальная система автоматического регулирования (САР). Регулятором здесь выступает силовой магнитный усилитель (он заменяет управляющий реостат в цепи возбуждения в простейшей схеме). В САР генератор является одновременно усилительным и исполнительным элементом, двигатель - объектом регулирования, а регулируемой величиной является частота вращения двигателя. При управлении машинист, желая установить определенную частоту двигателя, воздействует на цепь возбуждения генератора, т. е. изменяет величину тока в его обмотке возбуждения посредством командоконтроллера. Для поддержания заданного режима в САР присутствует обратная связь, обеспечивающая корректирующее воздействие на магнитные усилители и далее на ток в цепи возбуждения генератора. 3.1.2 Решение вопроса. Предлагаю внедрить добавочную схему в механизм привода поворота экскаватора ЭКГ-5А, для облегчения пуска привода поворота и уменьшения пусковых токов на обмотке генератора. При пуске двигателей поворота, в обычном режиме генератор-двигатель, возникают сильные токи на обмотке генератора, которые понижаются с моментом раскручивания ротора двигателей поворота платформы. Для облегчения работы генератора, подаём ток от трансформатора через выпрямитель B200 и управление контакторами к приводам поворота. Так же в схему вставляем реле времени с реверсивным переключателем. Реле времени устанавливаем на время достаточное для пускового старта, т.е. 2-3 секунды. Переключатель способен реверсировать направление тока по полюсам и задавать направление поворота платформы экскаватора. Дополнительно для возбуждения генератора устанавливаем катушку возбуждения. |