Расчет электроснабжения участка карьера

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

 

Кафедра электротехники, электромеханики и электроэнергетики.

 

 

РГЗ №2

 

 

 

По дисциплине: Проектирование и расчет систем электроснабжения горных предприятий

                                   (наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

 

 

Тема:    Расчет электроснабжения участка карьера

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ЭРг-10     ___________               /Жданкин Е.В./

                                                                                                     (подпись)                                         (Ф.И.О.)  

 

 

ПРОВЕРИЛ:

 

Руководитель:        доцент                ____________              /Устинов Д.А./

                                                 (должность)                                 (подпись)                                                (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

 

Вариант 7

Задание:

1) Определить расчетные электрические нагрузки электроприемников методом коэффициента спроса, либо по удельному электропотреблению.

2) Выбрать трансформаторы и передвижные комплексные трансформаторные подстанции ПКТП и передвижные переключательные пункты ППП.

3) Рассчитать сеть (выбрать сечение воздушных и кабельных линий, проверить их по потере напряжения в нормальном режиме и режиме пуска).

4) Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания (КЗ) в сети 6 кВ. Точки короткого замыкания принять в местах установки ППП и ПКТП.

 

Схема:

Дано:

Эл. приемники
Нагрузка №1 СВР-160	128	0.7	0.65
Нагрузка №2 ЭКГ-4У	520	0.85 (опер.)	0.7
Нагрузка №3 ЭШ-5.45М	520	0.85 (опер.)	0.7

 

Длина кабелей:

, км	, км	,км	, км	, км	,км	,км	,км	,км
0.5	0.42	0.7	0.7	0.8	0.3	0.4	0.33	0.45

 

 

Напряжение воздушных и кабельных линий U=6 кВ

Напряжение кабельной линии, питающей буровой станок U=0.38 кВ.

 

Расчет:

1. Определение расчетных нагрузок методом удельных мощностей

Активная составляющая расчетной мощности:

Определение расчетных нагрузок методом коэффициента спроса:

    кВт

    кВт

    кВт

 

Расчетная реактивная нагрузка бурового станка:

  квар

  квар

 квар

 

Расчетная нагрузка по участку карьера в целом:

 кВА

 

2)Выбор  трансформаторов:

Для однотрансформаторной подстанции мощность трансформатора принимается ближайшая большая к расчетной из ряда номинальных:

Выбираем трансформатор  ТМН-1000/35

Параметры:

, кВ	, кВ	, Ом	, Ом	, кВт	, %
35	6.3	16	87.5	11.9	6.5

 

Активное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне 6 кВ:

Ом

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне 6 кВ:

Ом

Выбираем трансформатор для бурового станка:

 кВА

Выбираем трансформатор ПКТП -250/6

Параметры:

, кВт	, %
2.7	3.5

 

Активное сопротивление трансформатора на стороне 6 кВ:

Ом

Индуктивное сопротивление трансформатора на стороне 6 кВ:

Ом

В подстанции ПКТП-250/6 имеются: групповой выключатель А3732Б на ток 400, фидерный выключатель А3722Б на ток 250 и два фидерных выключателя А3712Б на ток 100.

 

Приключательные пункты оснащены ячейками ЯКНО 6 с длительно допустимым током 630 А и отключающей способностью 12.5 кА. Максимальная токовая защита на реле РТ-40.

 

3)Выбор  сечений воздушных и кабельных линий:

Расчетный ток в низковольтном кабеле, питающем буровой станок СВР-160:

 А

Расчетный ток воздушного спуска к буровому станку (U= 6 кВ) принимаем равным номинальному первичному току трансформатора ПСКТП.

  А

Расчетный ток экскаватора ЭКГ-4У (U= 6кВ):

 А

Расчетный ток экскаватора ЭШ-5.45М (U= 6кВ):

 А

СВР-160– (3х70+1х25) тип КРПТ, А

ЭКГ-4У – (4х16) тип КШВГ, А

ЭШ-5.45М – (4х16) тип КШВГ, А

 

Учитывая, что от одного воздушного спуска могут работать два экскаватора, найдем расчетный ток двух экскаваторов:

 А

Принимаем сечение воздушной магистральной линии и воздушных спусков, выполненных сталеалюминиевыми проводами типа: АС-25  с А.

 

Погонные сопротивления воздушных линий определим из таблицы П 10.

Индуктивное сопротивление воздушных линий принимаем Ом.

Воздушная линия АС-25: Ом, Ом.

Погонные сопротивления кабельных линий определим из таблицы П 10:

СБР-160 – (3х70+1х25): Ом/км, Ом/км.

ЭКГ-4У – (3х16+1 х10): Ом/км, Ом/км.

ЭШ-5.45М – (4х16+1 х10): Ом/км, Ом/км.

 

Определим сопротивление линий:

Низковольтный кабель до бурового станка СВР-160:

Ом

Ом

Высоковольтный кабель до экскаватора ЭКГ-4У:

Ом

Ом

Высоковольтный кабель до экскаватора ЭШ-5.45М:

Ом

Ом

Воздушная линия от ПКТП – 35/6 до экскаватора ЭКГ-4У:

Ом

Ом

Воздушная линия от ПКТП – 35/6 до экскаватора ЭШ-5.45М:

Ом

Ом

Воздушная линия от ПКТП – 35/6 до экскаватора СВР-160:

Ом

Ом

 

4)Расчет  токов К.З:

Ток трехфазного короткого замыкания на приключательном пункте, питающем ЭШ-5.45М:

А

Проверка на термическую устойчивость:

Минимальное сечение высоковольтного кабеля:

Где с, , тогда:

 

В нашем случае , что больше 4.13 .

 

Ток трехфазного КЗ в конце высоковольтного кабеля, т.е. на зажимах экскаватора ЭШ-5.45М:

 А

Ток минимального двухфазного КЗ для вычисления уставок релейной защиты:

 А

Ток пусковой: А

Принимаем ток уставки 400 А.

Ток уставки релейной защиты МТЗ должен быть несколько больше тока пускового, но существенно меньше минимального двухфазного тока КЗ:

- условие выполняется.

Ток трехфазного КЗ на приключательном пункте, питающем ЭКГ-4У:

 А

Проверка на термическую устойчивость:

Минимальное сечение высоковольтного кабеля:

Где с, , тогда:

 

В нашем случае , что больше 3.9 .

Ток минимального двухфазного КЗ в конце кабеля:

 А

Ток пусковой: А

Ток уставки релейной защиты МТЗ 400 А.

 

Проверка сети по потере напряжения:

 

Напряжение на ЭШ-5.45М:

 В

Где В

 В

Напряжение на ЭКГ-4У в нормальном режиме:

 В

Где В

Напряжение на СВР-160 в нормальном режиме:

 В

В

Где В

 В

Напряжение до трансформатора Т2:

В

Напряжение после трансформатора Т2:

 В

Потери в низковольтном кабеле:

 В

Напряжение на СВР-160: 379-20=359 В

Допустимое напряжение составляет 95% от номинального:

 В

Требования ГОСТа  нарушены, так как 359 <  360 В

С учетом 5% добавки напряжения трансформаторов  35/6  и  6/0,4 требования ГОСТа будут выполнены, так как суммарная добавка составляет 10% от Uном = 380 В

359 + 38 = 397 В  > 360 В

 

5)Режим  пуска экскаватора ЭШ-5.45М:

Напряжение на зажимах двигателя во время пуска удаленного и наиболее мощного двигателя в группе:

 В

Напряжение в режиме пуска должно удовлетворять условию:

В условие выполняется.

 

6)Режим  пиковых нагрузок экскаватора  ЭКГ- 4У:

Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме используется формула для определения потери напряжения в нормальном режиме:

 В

Где В

 В

В режиме пиковых нагрузок:

В нашем случае: 5400

Вывод:

Выбранные трансформаторы, провода и кабели обеспечивают нормальную работу экскаваторов и бурового станка участка карьера. Требования ГОСТ 13109-97 на качество напряжения выполняются.