Характеристики аппаратов защиты и управления.

Потребитель	Аппарат защиты	Фактические данные			Паспортные данные			Iк.з, А
		Iн, А	Рн, кВт	Iп, А	Iн, А	Рmax, кВт	Iу, А
ТСВП
1000/6 -1.2	А 3732				400		1800	7400
РП1-1.14	АВ 320
	До 2	317			320		1400	6925
СУВ-1140
2ГШ68Б	ПВ-250	220	320	632	250	340	800	4285
СУ-ОКП	ПВ-250	137	220	822	250	340	1000	3273
СП-63	ПВ-250	70	110	450	250	340	500	2890
"Узенк"	ПВ-63	23,7	37	130	63	80	250	3224
СНТ-32-1	ПВ-63	35,5+	55	230	63	80	350	4185
		9	13	60
НУМС-200-Е	ПВ-63	18	30	129	63	80	250	4185
ЛП	ПВ-63	11	17	77	63	80	250	2344
1ЛГКН	ПВ-63	11	17	77	63	80	250	2130

Определяем общую установочную мощность

Pуст = å Рн = 160*2+110*2+55*2+55*2013*2+30+37+17+17 = 887, кВт

    Определяем полную расчетную мощность

    Sр = (kсå Р уст) / сosj _{cр взв} , где

kс = 0.4+0.6*(Pmax / Pуст) = 0.4+0.6*(320/887) = 0.62

Pmax – мощность наиболее мощного потребителя

сosj _{cр взв}  = å (Pi сosj) / Pуст = 0.85

Sр = (0.62*887) / 0.85 = 647, кВ*А

Sр = Sр + Sап + Sао = 647+4+4 = 655, кВ*А

    Принимаем к установке передвижную трансформаторную подстанцию

    ТСВП –1000/6 – 1.2

 

                   6.1.3. Расчет кабельной сети.

    Определяем сечение фидерного кабеля по току нагрева.

    Iр.н = Sp / (Ö 3 Uн) = 655 / (Ö 3 *1.14) = 332, А

Выбираем два кабеля ГРШЭ – 1140 – 3*70, (I доп = 180, А) *2

    Определяем сечение кабеля высоковольтного на высокой стороне

    Iр.в = (Uн*Iр.н) / Uв = (1.14*332)/6 = 63, А

Выбираем ЭВТ – 6000 – 3*25, I доп = 81, А

    Для потребителей электроэнергии очистного забоя выбираем кабели по длительному допустимому току.

    2ГШ68Б      –       ГРШЭ – 1140 3*70          Iдоп = 250, А

    СУ-ОКП     -        ГРШЭ –1140 3*35        Iдоп = 165, А

    СП – 63       -        ГРШЭ 1140 3*25        Iдоп = 135, А       

 

    1АГКН, 1ЛПЕ,

           насосные станции,                ГРШЭ – 1140 3*16     Iдоп = 105, А

    насос орошения

 

    6.1.4. Расчет кабельной сети участка по падению напряжения.

    Производится с целью проверки кабельной сети по падению напряжения до наиболее мощного и удаленного потребителя 2ГШ68Б.

    ΔU тр = (ΔUтр % /100) / Uтр.т

    ΔUтр % = β (Uка cos φ_ср + Uкр sin φ_ср)

    Uка = 100 (Pк/ Sн) = 100 (10500/1000000) = 1.05 % , где

Pк – потери к.з Вт при cos φ = 1

    Uкр = √Uк² – Uка² = √ 4.5² – 1.05² = 4.3 %

β – коэф . загрузки трансформатора

    β = Sр / Sн = 655/1000 = 0.655

    ΔUтр % = 0.655(1.05*0.85 + 4.3*0.52) = 2

    ΔU тр = (2/100) *1140 = 23, В

    После определения падения напряжения в трансформаторе определяем падение напряжения в фидерном кабеле.

ΔU_ф = √3 (Iр / 2) L (r cos f + x sin f) = √3 (332/2)*0.01(0.26*0.85+0.08*0.52) = 0.755, В

    Определяем падение напряжения в ГРШЭ

    ΔU гршэ = √3 I L (r cos f + x sin f) = √3*220*0.230 (0.281*0.82 + 0.077*0.56) = 24, В

    Определяем суммарные потери от трансформатора до зажимов двигателя.

    ∑ ∆U = ΔU гршэ + ∆Uф + ∆ Uтр = 24+0.76+23 = 48, В

    U = Uxx - ∑ ∆U = 1200 - ∑ ∆U = 1200 – 48 = 1152, В

    U min g = 0.95*Uн = 0,95*1140 = 1083, В

    Cледовательно по падению напряжения в номинальном режиме сеть удовлетворяет.

 

    6.1.5. Расчет кабельной сети по падению напряжения в пусковом режиме комбайнового двигателя.

    Фактическое напряжение на зажимах комбайна при пуске.

    U дв. п.ф. = Uрп / (1+√3 (n*Iдв.п.н.)/Uн (∑Rн*cos φ + ∑Xн* sin φ)

    Допустимый уровень напряжения на зажимах при пуске

    Uдоп ≥ 0.8Uн = 0.8*1140 = 912, В

    Uрп = Uн –ΔUтр – ΔUф = 1140-0.7*23 = 1116, В

n = 1 – число двигателей запускаемых одновременно

Iдв.н = 632, А

∑R = Rт + Rф + Rгршэ = 0.147, Ом

∑X = Xт + Xф + Xгршэи = 0.1 , Ом

Uдв. пуск = 1116 / (1+√3 (632/1140) (0.147*0.44+0.1*0.9)) = 971, В

Пусковой соsƒ = 0.44, sinƒ = 0.9

    По падению напряжения при пуске кабельная сеть удовлетворяет условиям.

 

    6.1.6 Расчет токов короткого замыкания и выбор низковольтной аппаратуры.

     В точке К₁

    I_к1 = (U_б*10³) / (√ 3*Z)

    ∑X = Xтр +Xгршэ = 0.08+0.078*(0.02/2) = 0.083, Ом

    ∑r = r_тр + r _гршэ = 0.017 + 0.26*(0.02/2) = 0.027 , Ом

    Z = √r² + x² = 0.087, Ом

    Iк₁⁽³⁾ = (1200*10³) / (√ 3*87) = 7900, А

    Iк₁⁽²⁾ = Iк₁⁽³⁾  / 1.15 = 6925, А

    I₀ ≥ 1.2 Iк₁⁽³⁾ = 1.2*7900 = 9408 , А

    Iу = 1.25*632 + ∑ Iном. Раб

    Iу = 1.25*632 + 425 = 1215, А

    Принимаем АВ – 320 ДО2 со следующими параметрами :

    I₀ = 10000, A

    Iу = 1400, A

    Uн = 1140, В

    Iн = 320, А

    Проверка на отключающую способность

    Iк⁽²⁾ / Iу = 6925 / 1400 = 4.46 > 1.5

    Для выбора пускового аппарата производим расчет тока к.з в точке К₂

           Iк₂⁽²⁾ = Uб / 2Z

    ∑X = Xтр +Xгршэ + Xгршэ гш = 0.08+0.078 (0.02/2) + 0.08*0.2 = 0.1, Ом

    ∑r = r_тр + r _{гршэ +} r _{гршэ гш} = 0.017 + 0.26(0.02/2) + 0.4*0.2 = 0.11, Ом          

           Z = √ Σ r² + Σ x² = √ 0.1² + 0.11² = 0.14 , Ом

    Iк₂⁽²⁾ = 1200/(2*0.14) = 4285 , А

    I_y = 1.25*In = 1.25*632 = 790 , A

    Принимаем к установке ПВ 250 в составе СУВ 1140

    Iн = 250, А

    Uн = 1140, В

    I_y = 800, A

    Проверяем отключающую способность по двухфазному к.з.

    Iк⁽²⁾ / I_y = 4285/180 > 1.5

 

    7  АВТОМАТИЗАЦИЯ.

Комплексная механизация и автоматизация технологических процессов, автоматизированные системы управления на базе вычислительных машин являются важной составляющей дальнейшего развития горнодобывающей промышленности. На предприятиях горнодобывающей промышленности осуществляется программа совершенствования горных машин и комплексов в направлении оснащения их автоматическими устройствами и средствами вычислительной техники.

На шахте "Заполярная" частично или полностью автоматизированы следующие процессы: подъем клетевой и скиповой, главный водоотлив, вентиляторные установки, конвейерные установки, вентиляция тупиковых выработок, контроль содержания газа метана в рудничной атмосфере, табельный учет, калориферные установки, дегазационная установка и другие. Хуже всего автоматизированы процессы выемки угля, контроля работы добычных комплексов, проходческих комбайнов.

В связи с этим для повышения экономичной работы проходческих комбайнов и исключения частых поломок предлагается регулятор с импульсной защитой ПРИЗ-М (пропорционально интегральный регулятор с импульсной защитой). ПРИЗ–М обеспечивает: автоматический выбор номинальной, для данной работы, нагрузки приводного электродвигателя и ее стабилизацию; отключение при технологических нагрузках.

В настоящее время получили серийное производство более надежные и точные аппараты автоматического контроля и управления. В связи с этим устаревшая или менее надежная аппаратура выгоднее более новой и совершенной.

 

 

В таблице предлагается перечень рекомендуемой аппаратуры.

Автоматизация процесса	Установленная аппаратура	Рекомендуемая аппаратура
Управление конвейерным транспортом	АУК - 10 ТМ	АУК - 1М
Главный водоотлив	ВАВ	КАВ
Автоматизация подачи воздуха в
тупиковые выработки	АОЗТ	АПТВ
Контроль содержания метана	"Метан"	"Метан"
Управление вентиляторами главного
проветривания	УКАВ – 2	УКАВ - 2М
Клетевой подъем	АЗК – 1	АЗК - 1
Скиповой подъем	АЗК – 1	"Скип"
Контроль работы очистных работ	АУЗМ	САУК - М
Погрузка угля в ж/д вагоны	ИКС – 2	КПА
Калориферная установка	АКУ – 63	АКУ - 3
Шахтная котельная	"Кристалл"	"Кристалл"