курсовое проектирование 381. Методические указания к выполнению расчётнографического задания Архангельск 2010
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРИЁМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ КАРЬЕРОВ РАЗРАБОТКИ И ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Методические указания к выполнению расчётно-графического задания Архангельск 2010 Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета промышленной энергетики Архангельского государственного технического университета ………………года Составители: С.В. Петухов, доцент, канд. тех. наук; О.А. Калиничева, ст. преп., канд. тех. наук Рецензент: В.М. Волков, доцент, канд. тех. наук УДК 621.3 Электроснабжение приёмников электрической энергии карьеров разработки и добычи полезных ископаемых: методические указания к выполнению расчётно-графического задания по электротехнике / сост. С.В. Петухов, О.А. Калиничева. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2010 – 24 с. Подготовлены кафедрой электротехники АГТУ. В указаниях изложены краткие теоретические сведения о порядке расчёта электрических нагрузок горных предприятий, выбора трансформаторов и линий электропередач. Приведены примеры расчетов. Имеются справочно-информационные материалы. Ил. Табл. Библиогр. назв. Прил. Цели выполнения РГР включают: систематизацию и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений по специальным дисциплинам; углубление теоретических знаний в соответствии с заданной темой; формирование умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов; формирование умений использовать справочную литературу и нормативную документацию; развитие творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности; подготовка к итоговой государственной аттестации. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1 Расчет электрических нагрузок Правильное определение электрических нагрузок является основой рационального построения и эксплуатации систем электроснабжения. Электрические нагрузки рассчитываются в связи с необходимостью выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов по нагреву и потере напряжения, правильного выбора защитных устройств и компенсирующих установок. При определении расчётных электрических нагрузок наибольшее распространение получил метод коэффициента спроса. Метод применяется при большом числе электроприёмников. Ошибка метода составляет около 10 %. Расчётная нагрузка для индивидуального приёмника по данному методу определяется:  , кВт (1)гдеkc – коэффициент спроса для различных видов горных машин, принимается по таблице А1 (приложение А); Рном – номинальная мощность, кВт. Определяется по паспорту путем приведения ее к длительному режиму работы: для электродвигателей  где, ПВпасп – паспортная продолжительность включения. Расчётная реактивная мощность:  , квар (2)где tg φр – коэффициент реактивной мощности, соответствующий характерному для данной группы приёмников cos φр (таблица А1). Полная расчётная нагрузка:  (3)Расчётная нагрузка карьера определяется суммированием расчётных нагрузок отдельных групп электропотребителей:  (4)где kу.м. – коэффициент участия в максимуме групп электроприёмников (таблица А2). Нижний предел коэффициента принимается при большем числе присоединений, верхний – при меньшем. Рассчитанные данные об однотипных группах электроприёмников заносим в таблицу 1. Таблица 1 – Данные о группах
План участка горных работ представлен на рисунке 1. 2 Выбор силовых трансформаторов карьерной подстанции Определение расчетной мощности (кВ∙А) трансформаторов главных понизительных подстанций (ГПП) производят по расчетной нагрузке Ррасч и коэффициенту мощности на шинах подстанции cosφк с учетом допустимой перегрузки трансформаторов kп:  (5)где cosφ к = 0,93 ÷ 0,95; kпер= 1,1 ÷ 1,3 – коэффициент перегрузки трансформатора. С учетом требований резервирования расчетная номиналь ная мощность трансформатора:  где kI-II — коэффициент загрузки для электроприемников I и II категории (kI-II = 0,75 ÷ 0,8); k'м— коэффициент максимальной нагрузки трансформатора (k'м > 1,22). По расчетной мощности выбирают, как правило, два трансформатора, при этом один трансформатор должен обеспечить нагрузку не менее 75 — 80% расчетной, т. е. мощность каждого трансформатора должна составлять (0,75 ÷ 0,80)Sрасч.  Рисунок 1 – План участка горных работ Требуемая мощность трансформатора для передвижной под станции напряжением 6—10/ 0,4 кВ рассчитывается по формуле  где kс.гр — групповой коэффициент спроса; cosφ ср — средне взвешенный коэффициент мощности группы приемников, cosφ ср = 0,6 ÷ 0,7; Рном — суммарная установленная мощность всех приемников электроэнергии, подключенных к подстанции. Групповой коэффициент спроса при числе двигателей в группе n < 20:  где Рном. max— номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя в группе. Определение расчетной мощности на шинах трансформаторов береговой подстанции для питания драг производят по коэффициенту спроса:  (6)где kс –коэффициент спроса для драг; Рср– средняя потребляемая мощность двигателей драги; cosφср — средний коэффициент мощности двигателей драги. Драга – представляет собой плавучий комплекс, добывающий и обогащающий полезное ископаемое. Наличие на драгах механизмов, существенно различающихся по режиму и характеру работы, усложняет определение средней потребляемой мощности (кВт), которая определяется следующим образом:  (7)где Рном — установленная мощность двигателей насосов, кВт; Рг.п— установленная мощность двигателя главного привода, кВт; Ро— установленная мощность двигателей обогатительного оборудования, кВт; РК— установленная мощность двигателя конвейера отвалообразователя, кВт; Рм.л— установленная мощность двигателя маневровой лебедки, кВт; Рпр— установленная мощность двигателей прочих механизмов, кВт; ηср = 0,75 ÷ 0,85 — среднее значение КПД. Цифры в скобках в выражении (7) означают величину использования мощности приводов соответствующих механизмов. При питании от береговой подстанции других электроприемников (насосов, землесосов и т. д.) последние разбивают на характерные группы, для которых определяют расчетную мощность по формуле (7). Коэффициент спроса для землесосов и насосов гидромеханизации и гидротранспорта равен 0,7 — 0,8. Мощность трансформаторов (кВ∙А) ПКТП, от которых получают питание станки шарошечного бурения:  (8)где kс — групповой коэффициент спроса для бурового станка; Рном — суммарная мощность двигателей станка, кВт; cosφср — средний коэффициент мощности двигателей станка. По расчетной мощности трансформаторов выбирают трансформатор по таблице А3 с номинальной мощностью, ближайшей к расчетной (SтрSрасч). 3 Выбор схемы электроснабжения карьера Схема электроснабжения выбирается в зависимости от конкретных условий нахождения карьера. Электроснабжение должно осуществляться от районных энергосистем по воздушным линиям (ВЛ) электропередачи напряжением 35 - 220 кВ с применением принципа глубокого ввода путем установки передвижных комплектных трансформаторных подстанций (ПКТП) напряжением 110-35/6-10 кВ в пределах карьера. Для сетей напряжением 6-10 кВ карьеров применяют в основном системы с изолированной нейтралью: допускается заземление нейтрали через высокоомные резисторы, трансформаторные и другие устройства, обеспечивающие наложение активного тока на полный ток замыкания на землю (таблица А15).  Рисунок 2 – Схема распределения электроэнергии на участке карьера Схему электроснабжения карьера рекомендуется принимать: при транспортной системе разработки - продольную, с расположением передвижных ВЛ напряжением 6-10 кВ на уступах; при бестранспортной системе разработки - построенную по принципу блока «ВЛ 35 - 110 -ПКТП 35-110/6-10 кВ» с бортовыми магистральными и радиально - поперечными ВЛ 6-10 кВ; при применении техники непрерывного действия (поточная технология) - магистрально-радиальную с расположением кабельных линий электропередачи (КЛ) на уступах; при комбинированной системе разработки - комбинации схем электроснабжения разрезов с цикличной и поточной технологиями. 4 Расчёт карьерных воздушных и кабельных линий Расчет воздушных линий электропередач Задачей расчета является определение минимальных сечений проводов на каждой линии и удовлетворяющих нормам ПУЭ. Сечение проводов рассчитывается по тепловому нагреву и проверяется по допустимой потере напряжения, экономической плотности тока (для стационарных линий напряжением выше 1000 В). Для крупных экскаваторов сечение провода необходимо проверять по пусковому току сетевого двигателя. Для расчета сечения проводов необходимо определять расчетный ток нагрузки. Для выбора проводов, питающих электроприемники с более равномерной нагрузкой (роторные экскаваторы, ленточные конвейеры, комрессоры и т. д.), расчетный ток определяется таким образом:  [кА]где Iр — расчетный ток нагрузки, А;  - сумма номинальных мощностей группы однотипных приемников электроэнергии, кВт Кс — коэффициент спроса среднее значение ; Uном — номинальное линейное напряжение сети, В; η — коэффициент полезного действия приёмников, η = 0,7÷0,8;  —коэффициент мощности приемника среднее значение.По таблице А6 по расчетному току выбираем провод. Расчетный ток для выбора сечения проводов по нагреву для одного или группы однотипных одноковшовых экскаваторов:  Где Iр— расчетный ток нагрузки одного или группы экскаваторов, А;  — сумма активных составляющих расчетного тока приводных двигателей преобразовательных агрегатов экскаваторов,  — сумма активных составляющих тока двигателей вспомогательных механизмов экскаватора, определяемая по мощности трансформаторов, установленных на экскаваторах, — КПД η = 0,8 ÷ 0,9;   — сумма реактивных составляющих токов двигателей вспомогатель вспомогательных механизмов, А:  — определяется по значению  приводных двигателей;   — определяется по значению  Расчетный ток нагрузки сравнивается с длительно допустимыми токами нагрузки, приведенными в таблице А6, а также в справочниках, каталогах, ПУЭ. При этом должно соблюдаться условие  Выбранное по нагреву сечение провода проверяется по допустимой потере напряжения  в конце линии: где Iр—расчетный ток нагрузки. A; Если линия двухцепная, то соответственно Ip= Ip\2; l — длина воздушной линии, км; принимаем в соответствии с планом сети.  — полное удельное сопротивление проводов линии (Ом/км), значения которых даны в таблице А6.Если расчетное значение потери напряжения не отвечает условию:  значит нужно увеличить сечение провода. Для экскаваторов, на которых установлен мощный сетевой двигатель, необходимо сечение провода проверять по пусковому току Inyc  Где S – сечение провода по пусковому току (мм2), должно быть меньше или равно ранее принятому по нагреву; Inyc = (3-4) Iном.дв. — пусковой ток сетевого двигателя экскаватора, А; Iном.дв — номинальный ток двигателя (А):  , [кА]Где Pном.дв. — номинальная мощность двигателя, кВт; cos  ,  — соответственно коэффициент мощности и к.п.д. сетевого двигателя, указаны в паспорте;  γ — удельная проводимость материала провода [для алюминия γ =31,5 м/(Ом.мм2); для меди γ = 54,3 м/(Ом.мм2)];  = 5% —допустимые потери напряжения.После окончания расчетов необходимо сравнить полученные по нагреву, потере напряжения, и пуску сетевого двигателя расчетные значения сечения провода и принять большее из них. |
кВт
кВт
квар