Курсовая работа (т): Расчет электроснабжения очистного участка ООО 'Шахта им. Ворошилова'

Расчет электроснабжения очистного участка ООО 'Шахта им. Ворошилова'

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра электромеханики

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине: «Электроснабжение и электрификация»

Тема:

Расчет электроснабжения очистного участка ООО «Шахта им. Ворошилова»

Выполнила: Костина Е.А.,

студентка группы ВГЭ-06

Руководитель: доцент,

к.т.н. Морев А.И.

Прокопьевск - 2011

Содержание

Общие сведения

.   Электроснабжение очистного участка

.1 Характеристика токоприемников

1.2    Расчет осветительной сети

2. Выбор ППУП

3.      Выбор и проверка кабельной сети участка

3.1 Выбор кабельной сети участка по допустимой нагрузке

3.2    Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме

.3      Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удаленного электродвигателя

.4      Проверка кабельной сети по сопротивлению изоляции и емкости

.5      Проверка кабельной сети по емкости

4. Токи короткого замыкания

.1 Расчет токов короткого замыкания

.2 Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением 127-220 В

.3 Расчет кабелей по термической устойчивости

. Выбор и проверка низковольтной аппаратуры и ее защита

.1 Проверка аппаратов по отключающей способности

. Газовая защита

. Выбор высоковольтного оборудования

.1 Выбор высоковольтной ячейки

.2 Выбор и проверка высоковольтного кабеля

.3 Выбор и проверка уставок МТЗ высоковольтных КРУ

. Энергетические и экономические показатели

. Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования

Специальный вопрос

Список литературы

Общие сведения

Шахта им. Ворошилова «Прокопьевскуголь» введена в эксплуатацию в 1932г. Она разрабатывает и поставляет на обогатительные фабрики и металлургические заводы высококачественные марки коксующихся углей КЖ, К1, К10 и другие. Поле шахты расположено в центральной части Прокопьевского месторождения, охватывающего юго-западную часть Кузнецкого каменноугольного бассейна. Административно входит в черту г. Прокопьевска, являющегося угледобывающим центром Кемеровской области. Центральная часть города частично размещена в пределах шахтного поля, на площади развития пласты в связи с этим не отрабатываются, либо отрабатываются частично с закладкой выработанного пространства.

Границами шахтного поля являются на севере - подъездные пути к шахте «Зиминка», на юге - подъездные пути к шахте им. Дзержинского до нарушения «Е-Е», на западе - ось Ш синклинали.

К северу от шахтного поля расположено поле шахты «Красногорская», к югу - поле шахты им. Дзержинского, к западу - поле шахты им. Калинина (на западном крыле Ш синклинали), к востоку - без угольная толща, шахтных полей в непосредственной близости нет.

Размеры шахтного поля 6,5км и 1,8км соответственно по простиранию и в крест простирания пластов. В центральной части поля шахты по левому склону (северному) лога "Топкий" проходит железнодорожная ветка нормальной колеи, соединяющая шахту «им. Ворошилова» с шахтой им. Калинина и Рудничный район города со станцией «Прокопьевск» Западносибирской железной дороги, расположенной в двух километрах к северо-востоку от ствола шахты.

Электроснабжение шахты осуществляется от линии электропередач, входящей в систему "Кузбассэнерго", через районную понизительную подстанцию, расположенную в пределах северо-восточной части шахтного поля.

Водоснабжение производственных и жилых объектов осуществляется путем использования центрального городского водопровода.

Поверхность шахтного поля представляет собой почти ровную и лишенную древесной растительности площадь, полого опускающуюся к востоку к долине реки Аба.

Шахтное поле изрезано поперечными логами, пересекающими с запада на восток угленосные отложения в крест их простирания.

Лога носят названия (с севера на юг): «Плесовщиха», «Топкий», «Средние Топки», "Крутые Топки".

Долины логов до начала горных работ почти на всем протяжении были заболочены, все они покрыты слоем торфа мощностью до двух метров. Все лога берут начало с восточного склона Тырганской возвышенности и впадают в главную водную артерию Прокопьевского месторождения - реку Абу, протекающую за восточной границей поля.

Водоносность логов незначительна. В летнее время они пересыхают почти полностью и питаются лишь за счет атмосферных осадков и сбрасываемых шахтных вод.

Максимальные превышения водоразделов над логами в пределах поля шахты составляют 55-60метров. Наиболее высокие абсолютные отметки имеют раздел между логами «Плесовщиха» и «Топкий». Крайняя западная точка этого водораздела имеет отметку +300метров над уровнем Балтийского моря. Минимальные отметки приурочены к долинам логов +270метров (лог «Топкий»). Мощность рыхлых четвертичных отложений колеблется от 60 до 250м. В логах она меньше, ч ем на водоразделах. Четвертичные отложения водоразделов сложены пылеватыми и лессовидными суглинками, суглинками серовато-желтого цвета, сменяющихся ниже пылеватыми суглинками с примесью гальки и коренных пород.

Шахта является сверхкатегорной по газу и пыли, опасной по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа.

Выбор и обоснование системы разработки

Системой разработки угольного месторождения называют установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации выемки угля определённый порядок ведения подготовительных, нарезных и очистных работ в пределах этажа, панели или горизонта, увязанный в пространстве и времени.

Системы разработки подразделяются на: сплошную, столбовую и комбинированную при применении длинных очистных забоев; камерную и камерно-столбовую при коротких забоях.

Характерным для столбовых систем разработки является то, что до начала очистных работ проводят подготовительные и нарезные выработки, которые полностью оконтуривают запасы в пределах выемочного поля, столба или яруса.

Таким образом, при столбовой системе проведение подготовительных выработок и очистная выемка полезного ископаемого разделены в пространстве.

Выбор системы разработки производится в соответствии с исходными горно-геологическими условиями разработки пласта и «Основные рекомендации по выбору технологических схем очистной выемки и проведения подготовительных выработок для угольных шахт Кузбасса».

На крутых пластах Прокопьевско-Киселевского угольного месторождения, мощностью 2.0 метра возможно применение следующих систем разработки:

длинные столбы по простиранию с обрушением кровли;

щитовые системы разработки с комбайном КШ-1КГУ;

системы разработки с гидродобычей.

Основным и главным направлением совершенствования технологии разработки крутых пластов средней мощности должно являться широкое внедрение средств комплексной механизации. Для данных горно-геологических условий рассматриваемого пласта имеются серийно выпускаемые средства комплексной механизации: комплекс КПК-1М, агрегаты АК-3, АК-3К, 1АНЩ, 2АНЩМ.

На участках пластов мощностью 1.6-2.7 метров с породами кровли средней и выше устойчивости, при длине ненарушенного выемочного поля более 400 метров рекомендуется применять комплексы КПК-1М с нагрузкой 300-800 т/ сут, и агрегаты АК-3 и АК-3К с нагрузкой 450-1200 т/сут.

Систему разработки длинными столбами рекомендуется применять на пластах тонких и средней мощности при любых углах залегания и углях любой крепости. Поскольку подготовительные выработки проводят и поддерживают в толще полезного ископаемого, столбовая система разработки может применяться при вмещающих породах любой устойчивости. Исключение составляют пласты, опасные по горным ударам, а также тонкие пласты, залегающие среди устойчивых пород на больших глубинах.

Система разработки с гидравлической выемкой угля имеет ряд недостатков: большие потери угля и относительно большой объем проводимых подготовительных выработок; ухудшение качества угля по зольности, крупности и влажности, что приводит к снижению эффективности его использования и ограничивает применение технологии для добычи энергетических углей. Кроме того подача в шахту большого количества воды ухудшает условия труда рабочих.

Систему разработки принимаем - длинные столбы по простиранию с применением комбайна КШ-1КГУ.

Одним из наиболее важных достоинств данной системы разработки является отсутствие людей в очистном забое, что в свою очередь повышает безопасность ведения горных работ, также снижаются затраты на заработную плату по отношению к другим системам разработки. Снижены потери угля в целиках угля. При использовании механизации легко контролировать сортность добываемого угля. Увеличивается добыча по сравнению с буро-взрывным способом.

1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ОЧИСТНОГО УЧАСТКА

1.1    Характеристика токоприемников

Для питания силового оборудования участка принимается напряжение 660В.

Подстанции, питающие забойное оборудование (две подстанции со вторичным напряжением 660 В), находятся на откаточном штреке в составе энергопоезда. Данные потребителей участка приведены в таблице 1.1, схема соединений потребителей на рисунке.

Таблица 1.1

Характеристика потребителей

1.2 Расчет осветительной сети

Расчетная мощность осветительного трансформатора или пускового агрегата, используемого в качестве источника питания осветительной сети, определится по формуле

 (1)

где  - суммарная мощность всех ламп, Вт;

η_с- КПД сети; η_с = 0,92 - 0,95;

η_св - КПД светильника, η_св = 0,85;

cosφ - коэффициент мощности светильника, cosφ = 0,6.

Тогда

Принимается пусковой агрегат АОШ-4 с S_н= 4 кВ·А.

Момент нагрузки для линий с равномерно распределённой нагрузкой

 (2)

где L - протяжённость осветительной сети, L =10 м.

Сечение жилы магистрального осветительного кабеля

 (3)

Принимается кабель КОГЭШ-3х6+1х6+1х6.

2. ВЫБОР ПЕРЕДВИЖНЫХ УЧАСТКОВЫХ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ (ПУПП)

Определение электрических нагрузок в низковольтных сетях шахты для выбора и проверки (ПУПП), кабельной сети, защитной и коммутационной аппаратуры ведется на основе использования коэффициента спроса. Под коэффициентом спроса понимается отношение осредненной (как правило, за тридцать минут) максимальной нагрузки группы потребителей к сумме номинальных мощностей потребителей этой группы.

Выбор ПУПП №1.

Расчетная мощность ПУПП определяется по формуле:

 (4)

где k_c - коэффициент спроса;

 - суммарная установленная мощность электроприемников участка (без учёта резервных),=236 кВт;

cosφ - условный средневзвешенный коэффициент мощности, для группы электроприемников очистных и подготовительных забоев cosφ= 0,6.

Коэффициент спроса определяется по следующей формуле:

 (5)

где Р_н.к - номинальная мощность наиболее крупного электродвигателя в группе, Р_н.к =105 кВт.

Тогда kс=0,66

Следовательно,

По расчетной мощности выбирается ПУПП, которая должна удовлетворять следующему условию

 (6)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий нагрузочную способность участкового трансформатора и его использование по мощности.

Тогда

Выбирается ПУПП-1 типа КТСВП-250/6-0,69-УХЛ5-ВВ.

Выбор ПУПП №2.

Расчетная мощность ПУПП определяется по формуле 4,=364 кВт;