Расчёт электрооборудования и сетей при организации горных разработок в карьере (стр. 2 из 12)
Для открытых горных работ применяют схемы продольного, поперечного или комбинированного распределения электроэнергии. Любая из схем может иметь односторонние или двухсторонние питание с расположением ЛЭП вне зоны ведения буровзрывных работ. На глубоких карьерах или разрезах с большим количеством одновременно разрабатываемых уступов может применяться радиально-ступенчатая схема питания.
В продольных схемах радиальные и магистральные ВЛ могут сооружаться по трасам, проложенным по поверхности разреза, а также по рабочим уступам и предохранительным бермам вдоль фронта работ. В поперечных схемах по периметру разреза или карьера за технической границей отработки сооружают магистральные бортовые ВЛ, к которым через переключательные пункты подключают ответвления ВЛ или КЛ. Данные ответвления спускаются к местам разработки, пресекая уступы, и дают питание передвижным переключательным пунктам. В комбинированных схемах применяют сочетание продольных и поперечных схем.
2. Специальная часть
2.1 Подсчет электрических нагрузок
Для подсчета электрических нагрузок применяют упрощенные или более точные методы. К основным методам определения расчётных нагрузок относятся: 1) определение расчётной нагрузки по методу коэффициента спроса; 2) по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объёме выпуска продукции за определённый период; 3) по средней мощности и коэффициенту графика нагрузки; 4) по средней мощности и коэффициенту максимальной нагрузки; 5) по средней мощности и среднему квадратическому отклонению (статический метод).
При проектировании электроснабжения карьеров, расчёт электрических нагрузок производится по методу коэффициента спроса.
Определение расчётных электрических нагрузок данным методом производится в такой последовательности :все намеченные к установке электроприёмники объединяют в группы по технологическим процессам и по значению необходимого напряжения; определяют суммарные установленные мощности электроприёмников, активные (2.1), реактивные (2.2), и полные (2.3) электрические нагрузки электроприёмников, а также суммарные нагрузки по группам с одинаковым напряжением:
Рр=Рном·Кс; кВт (2.1)
Qр-Рр·tgφ; квар (2.2)
Sр=
; кВ·А (2.3)где Кс – коэффициент спроса конкретной характерной группы электроприёмников, принимаемый по справочным материалам ([1],c.177,табл. 9.1; [2],c.217,табл. 6.2; методическое пособие);
tgφ – соответствует характерному для данной группы электроприёмников cosφ, определяемому по справочнику.
Распределяем электроприемники предприятия по конкретным группам, находим их суммарную мощность, по справочным материалам находим значение коэффициента спроса и cosφ для каждой группы электроприёмников; по соответствующим значениям cosφ определяем значение tgφ и согласно формуле (2.1) – (2.3) определяем расчётные нагрузки.
Все необходимые данные и расчёт сводим в таблицу 1.
Например, экскаватор ЭКГ 12,5 : количество в работе – 12;
Рн=1250 кВт;
∑Рн=1250·12=1500 кВт;
Кс=0,5;
cosφ=0,9;
tgφ=-0,48;
∑Рр=∑Рн·Кс=15000·0,5=7500 кВт;
∑Qр=∑Рр·tgφ=7500·(-0,48)=-3600 квар;
Sр=
кВ·АТаблица 1
| Электроприемники | n | Рн | ∑Рр | Кс | cosφ | tgφ | ∑Рр=∑Рн·Кс | ∑Qр=Рр·tgφ, | Sр=  |
| Выше 1000 В | |||||||||
| 1) ЭКГ 8И | 7 | 630 | 4410 | 0,55 | 0,9 | -0,48 | 2425,5 | -1164,24 | 2127,8 |
| ТСН ТМЭ-160/10-69 | 7 | 112 | 784 | 0,7 | 0,7 | 1 | 548,8 | 548,8 | 776,1 |
| 2) ЭКГ-12,5 | 12 | 1250 | 15000 | 0,5 | 0,9 | -0,48 | 7500 | -3600 | 6579,5 |
| ТСН ТМЭ 160/6 | 12 | 112 | 1344 | 0,7 | 0,7 | 1 | 940,8 | 940,8 | 1330,4 |
| 3) ЭШ 10/70 | 2 | 1170 | 2340 | 0,6 | 0,8 | 0,75 | 1404 | 1053 | 1755 |
| ТСН ТМЭ 250/6 | 2 | 175 | 350 | 0,7 | 0,7 | 1 | 245 | 245 | 346,5 |
| 4) ЭКГ 10УС | 10 | 630 | 6300 | 0,63 | 0,9 | -0,48 | 3969 | -1905,12 | 4402,5 |
| ТСН ТМЭ-160/10-69 | 10 | 112 | 1120 | 0,7 | 0,7 | 1 | 784 | 784 | 1108,7 |
| 5) ЭКГ 4,6Б | 5 | 250 | 1250 | 0,55 | 0,81 | 0,45 | 687,5 | 309,3 | 753,8 |
| ТСН ТМАЭ – 30/6 | 5 | 21 | 165 | 0,7 | 0,7 | 1 | 73,5 | 73,5 | 103,9 |
| 6) Водоотлив | 5 | 630 | 3150 | 0,6 | 0,8 | 0,75 | 1890 | 1417,5 | 2362,5 |
| 7)Землесосы | 3 | 450 | 1350 | 0,75 | 0,75 | 0,88 | 1012,5 | 891 | 1348,7 |
| Всего | 21480,6 | -406,46 | 22995,4 | ||||||
| Ниже 1000 В | |||||||||
| 1)2СБШ 200 | 6 | 320 | 1920 | 0,5 | 0,6 | 1,5 | 960 | 1248 | 1574,5 |
| 2)СБШ-250МН | 9 | 386 | 3474 | 0,5 | 0,6 | 1,5 | 1887 | 2453,1 | 3094,9 |
| 3)Забойные конвейеры | 4 | 55 | 220 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 165 | 148,7 | 222,1 |
| 4)Освещение | 15 | 20 | 300 | 1 | 1 | 0 | 360 | 0 | 360 |
| 5)Промплощадка | 1 | 305 | 305 | 0,4 | 0,7 | 1 | 122 | 122 | 172,5 |
| 6) 1СБУ 125 | 3 | 30 | 90 | 0,55 | 0,6 | 1,3 | 49,5 | 64,35 | 81,2 |
| Всего | 3903,5 | 4036 | 5505,2 | ||||||
| Итого | 25384,1 | 3629,7 | 28500,6 | ||||||
2.2 Выбор силовых трансформаторов
2.2.1Выбор трансформаторов ГПП и проверка по коэффициенту загрузки, аварийному и номинальному режиму работы
Используя расчётные данные таблицы 1 определяем мощность трансформаторов ГПП:
SmpГПП=
где Кум – коэффициент участия в максимуме нагрузки, Кум=0,9.
SmpГПП =
принимаем два трансформатора типа ТДН-25000/110 и ТДН-16000/110 ([1], с. 180, табл. 9.3.).Данную мощность трансформаторов проверяем на коэффициент загрузки:
в аварийном режиме – при отключении одного трансформатора второй должен обеспечить 75-80% нагрузки предприятия:
k%авар=
k%авар=
k%ном=
k%ном=
Окончательно выбираем трансформатор ТДТН – 25000/110. Определяем коэффициент загрузки трансформатора. Когда один из них работает, а второй - резервный.
β=
2.2.2 Определение средневзвешенного cosφ
Определение средневзвешенного tgφ:
tgφсв=
;По tgφсв определяем cosφсв:
φ=arctg 0,27=15,1°;
cosφсв=cos15,1°=0,96;
Так как коэффициент высокий cosφсв =0,96, то повышать его не надо.
2.2.3 Определение потерь трансформаторов ГПП
Определяем потери в трансформаторе. Данные трансформатора ТДТН 25000/110 S ном = 25000 кВА; потери холостого хода Рх.х = 36 кВт; Рк.з = 140 кВт; напряжение U к.з.=17 %, ток холостого хода іо = 0,9 % от Іном.
Потери в трансформаторе ∆ Рт и его реактивная мощность составит:
∆ Рт = Р х.х.+ β2∆ Рк.з.=36+0,852*140=155,6 кВт
∆ Qт= Sном ∆ Qт% 10-2 = Sном (∆ Qх.х+ β2 ∆ Qк.з)* 10-2
∆ Qх.х = іо%=0,9; ∆ Qк.з = Uк.з = 17 %
∆ Qт= 25000(0,9+0,852*17)*10-2=3837,5 кВАР
С учётом потерь в трансформаторе и его реактивной мощности после расчёта нагрузка трансформатора составит:
Sp =
2.2.4 Выбор трансформаторов 6/0,4 кВ
Для выбора трансформатора к установке необходимо опредлить расчётную мощность (Sр) для данной установки.
Расчётная мощность определяется по формуле:
Sр=
, кВ·А; (2.4)где Рн – номинальная мощность установки, кВт;
Кс – коэффициент спроса, принимаем из табл. 1;
cosφв – коэффициент мощности, см. табл. 1.
Определяем коэффициент загрузки трансформатора по формуле
β=
По формуле 2.4 определяем расчётную мощность для СБШ-250 МН:
Sр=
кВ·А;По Sр=386 принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)
Коэффициент загрузки трансформатора определяем по формуле 2.5
β=
Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)
Определяем расчётную мощность для 2СБШ200 :
Sр=
кВ·А;По Sр=320 принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)
Определяем коэффициент загрузки трансформатора
β=
Окончательно принимаем трансформатор марки ТМ-400/6-10 ([1], c.180, табл.9.3)
Определяем расчётную мощность для 1СБУ-125 :
Sр=
кВ·А;