Курсовая работа: Электроснабжение комбайнового комплекса Урал20Р

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»Березниковский филиалКУРСОВАЯ РАБОТАпо дисциплине: «Электроснабжение»на тему:«Электроснабжение комбайнового комплекса Урал-20Р. »Выполнил студент гр. ЭС-20у /_Рыбин А.А, ^{(подпись, дата)}Проверил преподаватель /Докукина Т.А. ^{(подпись, дата)}Березники 2022

Содержание

Введение

Современные шахты - крупнейшие потребители электроэнергии. Они оснащены высокопроизводительными машинами и механизмами для проведения горных выработок и добычи полезного ископаемого, мощными транспортными средствами, а также стационарными установками для обеспечения выдачи добытого угля на поверхность и для безопасной работы людей под землей. К ним предъявляют повышенные требования по применению электрооборудования, в особенности в условиях разработки пластов, опасных по газу или пыли. Специально для этой промышленности выпускают взрывозащищенное электрооборудование, в том числе передвижные трансформаторные подстанции, магнитные станции управления и защиты, электродвигатели, различные кабели, осветительную технику, средства автоматики, сигнализации и связи.Реконструкция и модернизация шахт, дальнейшее осуществление технического прогресса в угольной промышленности предъявляют новые повышенные требования к совершенствованию электрификации горных работ. Увеличивается потребность в высокоэффективном и надежном электрооборудовании, в более рациональных и высококачественных схемах электроснабжения, которые должны обеспечивать бесперебойную и экономичную работу машин и механизмов

, рост производительности труда, повышение безопасности применения электрической энергии в подземных условиях.

1 Исходные данные к расчету

В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности» на рудниках должна оформляться схема подземного электроснабжения. Схема оформляется на одном листе или, при сильно разветвленных сетях электроснабжения и большом количестве электрооборудования, может состоять из двух частей: схемы с нанесением кабельной сети напряжением 6кВ и стационарных электроустановок всех напряжений, включая участковые трансформаторные подстанции (УТП) и комплексные передвижные подстанции (КТП) каждого участка (горизонта, блока), и схемы электроснабжения участка, включая УТП и КТП (блока, горизонта), нанесенной на схематический план горных работ. Схемы выполняются в соответствии с условными обозначениями ГОСТа 2.856-75.Комплект схем подземного электроснабжения должен находиться у главного энергетика рудника, а комплект схем электроснабжения участка и связанных с ним электрически других участков и цехов – у ответственного за электрохозяйство на участке. В связи с этим требованием схемы электроснабжения участков выполняются в двух экземплярах, один из которых является рабочим и находится на участке, а второй является контрольным и находится у главного энергетика рудника. Схемы электроснабжения участка должны иметь пояснительную записку с необходимыми расчетами в соответствии с данными указаниями.Схемы электроснабжения участков утверждаются главным энергетиком рудника при пересмотре планов ликвидации аварии (один раз в 6 месяцев). Все изменения в схемы должны вноситься на следующий день.Изменения в схемах подземного электроснабжения запрещается производить без разрешения главного энергетика рудника.Таким образом, исходной для расчетов является схема электроснабжения участка, нанесенная на схематический план горных работ, с указанием мест установки электрооборудования, типов и мощности электроприемников, длин участков кабельной сети высокого (ВН) и низкого (НН) напряжений.На основе данной схемы составляется схема электроснабжения с указанием длин участков кабельной сети ВН и НН, расчетных точек к.з., расчетной мощности трехфазного к.з. на шинах ЦПП, номинальной мощности и типа электроприемников, номинальных значений номинального тока и пускового тока электроприемников. На данную схему по ходу расчетов наносятся марки и сечения кабелей, величины токов к.з., токи уставок защиты, указываются типы выбранных защитно-коммутационных аппаратов и др.

Расчетные точки, обозначаемые, проставляются на шинах распредустройств и распредпунктов в местах подключения кабелей к сети, к электроприемникам, при переходе сечения кабелей на меньшее, у аппарата, имеющего наименьшую коммутационную (отключающую) способность и т.д.На калийных рудниках выемка руды осуществляется камерной системой. Она имеет следующие параметры: длина камеры 180 м., ширина камеры 10,9 м.(толщина оставляемых целиков в камере составляет 0,7м.), ширина междукамерных целиков 9,3 м., ширина откаточного штрека 14 м., ширина вентиляционного штрека равна 6,1м.. Отделение руды от массива осуществляется комбайном Урал 20Р в бункер-перегружатель БП-14 и с дальнейшей перегрузкой в самоходный вагон 5ВС-15М. Далее самоходный вагон доставляет руду к рудоспуску. Проветривание камеры осуществляется с помощью вентилятора местного проветривания СВМ-6. Освещение выработки и комбайна осуществляется с помощью автоматических пускателей АП-4.Комбайн оснащен многодвигательными приводами большой мощности. Поэтому заводом изготовителем произведено разделение их на две группы(I и II), питание которых осуществляется отдельным кабелем. В связи с этим устанавливается два распределительных пункта(РП-1 и РП-2) вблизи выемочной камеры. К РП-1 подключены следующие потребители электроэнергии:- вентилятор СВМ-6; - освещение выработки АП-4;- привод конвейера;- привод бермового органа;- привод режущих дисков (первый двигатель);- привод вентиляционной установки кабины.К РП-2 подключены следующие потребители электроэнергии:- самоходный вагон 5ВС-15М;- привод пылеотсоса;- привод режущих дисков (второй двигатель);- привод отбойного органа;- привод переносного вращения;- привод насосной станции;- бункер перегружатель БП-14.Расчетная схема электроснабжения комбайнового комплекса и технические данные по установленной мощности электроприемников приведены соответсвенно в табл.1.1 и табл.1.2. [1]1Расчетная схема электроснабжения комплекса1Технические данные электроприемников комбайнового комплекса Урал-20Р

Наименование привода или другого электроприемника	Тип Электродвигателя	Кол-во, шт.	, кВт	, А	КПД, %					Ⅰ группа	Ⅱ группа
Включенные отдельно от РП-1 РП-2
Вентилятор СВМ-6М	ВРМ160М2	1	24	27	91	0,87		6,0	24	-	24
Освещение АП-4	-	1	4	3,5	86	0,88		3,0	4	-	4
Самоходный вагон 5ВС-15М
Ходовая часть	АВТ15-4/6/12У5	2	22/46/23	26/56/48	78	0,32/0,91/0,56		5,8/5,0/3,8	92	92	-
Конвейер и маслостанция	АВК30/15-4/8-У5	1	30/15	40/21	90	0,85			30	30	-
							Итого:150			122	28
Включенные от РП-1 и РП-2 по магистральным кабелям комбайна
АП-4 на комбайн	-	1	4	3,5	86	0,88		3,0	4	-	4
Вент. уст. кабины	АВРВ132S4	1	4	4.75	73	0.81		4.8	4	4	-
Привод пылеотсоса	ВРПВ180М2У2,5	1	30	32	91	0,9		6,7	30	-	30
Привод конвейера	ВРПВ180S4У2,5	2	22	25	88,5	0,86		6,0	44	44	-
Привод берм	2ВР250S4	2	75	83	92	0,89		7,0	150	150	-
Привод насосной станции	2ВР250S4	1	45	49,4	91,6	0,87		6,0	45	-	45
Привод дисков	ВАО2-315М6	2	160	170	94	0,89		6,5	320	160	160
Привод отбойного органа	ВРПВ200L4P	1	45	49,5	91	0,87		7,0	45	-	45
Привод переносного вращения	2ВР250S4У5	1	75	83	92	0,87		7,0	75	-	75
Бункер перегружатель БП-14
Привод конвейера	ВРПВ180М4У2,5	1	30	34	90	0,87		6	30	-	30
							Итого 747			358	389
Всего от КТП по фидерным кабелям 1 и 2 897										480	417

2 Расчет мощности трансформатора понизительной подстанции

Выбор мощности произведен по установленной суммарной мощности электроприемников и коэффициенту спроса., (1)где - сумма номинальных мощностей электроприемников питающихся от одной КТП, кВт; - коэффициент спроса группы электроприемников; - средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников;По данным энергослужб для комбайновых комплексов калийных рудников п/о «Уралкалий» К_С =0,65 , cos=0,7. [1], (2)Коэффициент загрузки трансформатора : , (3)Согласно требованиям [4] .В итоге принимаем КТП типа КТПВ-1000/6-0,69-УХЛ5 [1] мощностью на 1000 кВ·А с коэффициентом загрузки трансформатора 0,83Основные технические данные КТПВ 1000/0,69-УХЛ5.Комплектные трансформаторные подстанции типа КТПВ предназначены для электроснабжения трехфазным током электроприемников, устанавливаемых в подземных выработках, опасных по газу (метану) и пыли, а также для обеспечения защиты от токов утечки и максимальной токовой защиты линий низшего напряжения.2 Технические данные КТПВ 1000/0,69-УХЛ5

Номинальная мощность	1000 кВ·А
Частота тока	50 Гц
Номинальное напряжение на стороне ВН	6,0кВ
Способ, диапазон регулирования напряжения	ПБВ,
Номинальное напряжение на стороне НН	0,69кВ
Потери короткого замыкания силового трансформатора при температуре 1150 С	7,25 кВт
Напряжение короткого замыкания при температуре 1150 С	5 %
Тип автоматического выключателя	ВА57-39
Ном напряжение	660В
Уставки срабатывания выключателя, кА	1;1,25;1,6;2,5;4,0
Уставки теплового расцепителя	400
Уставки срабатывания при КЗ	1000,1250, 1600,2500,3000А

Из паспортных данных сопротивление трансформатора ,табл1.2[1], приведенное к НН:

3 Выбор марок и сечений кабелей

Для стационарных потребителей рекомендовано применять бронированные кабели. Полугибкие бронированные кабели применяются для потребителей до 1 кВ и полустационарных подключение как гибких так и полугибких кабелей. Для передвижных применяют гибкие кабели.Из этих условий можно произвести выбор марок кабелей :В качестве фидерных кабелей для стационарных установок применим:1 Кабель от ЦПП до РПП выберем марку ЭВТ.2 Кабель от РПП до УРП выберем марку ЭВТ.Для полустационарных установок применим:3 Кабель от УРП до КТП выберем марку ЭВТ.Для питания передвижных передвижных установок напряжением 660В применим:4 Кабель от КТП до РП1 и РП2 выберем марку КГЭШ-Т 5 Кабель для питания самоходного вагона выберем марку КГЭС.6 Кабели для питания комбайна ,бункера перегружателя, ВМП и АП применим марку кабеля КГЭШМарка кабеля ЭВТ расшировка: Э-наличие экранаВ-изоляция жил из поливинилхлоридаТ- термостойкая изоляция.Область применения кабеля ЭВТ:Кабели предназначены для передачи электрической энергии в угольных шахтах.Кабели могут эксплуатироваться в подземных помещениях и шахтах с повышенной влажностью воздуха, в которых возможно длительное наличие воды или частая конденсация влаги, а также воздействие агрессивных сред.Электропроводящие экраны обеспечивают отключение системы электроснабжения при повреждении изоляции кабеля и тем самым предупреждают возможное короткое замыкание и взрыв рудного метана.Кабели выпускаются на напряжение 1,14 кВ и 6 кВ.Радиус изгиба кабеля — не менее 10 наружных диаметров.Максимальная рабочая температура жилы: +70 °С.Марка кабеля КГЭШ расшифровка:К-кабель.Г-кабель гибкий.Р-изоляция жил резина теплостойкая.Э-наличие экрана.Ш-шахтныйОбласть применениякабеля марки КГЭШ предназначены для присоединения угольных комбайнов, передвижных машин и механизмов при подземных горных работах к электрическим сетям на номинальное напряжение переменного тока до 1140 В частотой 50 Гц на основных жилах и до 220 В на вспомогательной жиле.