Электроснабжение лавы

 

 

 

 

 

 

 

                                     (19)

 

 

 

 

                                                                                                                 (20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие (13) выполняется.

 

3.3 Проверка кабелей по  термической стойкости токам  короткого замыкания

 

Проверку кабельной сети по термической стойкости осуществляют в целях обеспечения пожаробезопасности кабеля при коротких замыканиях в сетях. Выделившееся при к.з. тепло не успевает рассеиваться в окружающую среду и производит нагрев только массы металла проводника. Если масса, а следовательно, и теплоемкость металла окажутся недостаточными, то за время действия защит токи к.з. нагревают провод до такой температуры, при которой могут произойти разрушение изоляции, расплавление металла проводника и загорание провода или кабеля.

Условие положительной проверки является:

 

                                                                                           (21)

 

Минимально допустимое сечение  проводника определяют по формуле:

 

                                                                                    (22)

 

где - коэффициент термической стойкости;

       - ток трехфазного короткого замыкания в конце проверяемого кабеля, А;

       - приведенное время или время действия максимальной токовой защиты, с.

 

 

 

Условие (21) выполняется.

 

3.4 Проверка низковольтной  кабельной сети на величину  емкости фаз относительно земли.

 

Согласно ПБ общая длина  кабелей, присоединенных к одному или  параллельно работающим трансформаторам, должна ограничиваться емкостью относительно земли величиной не более 1 мкФ  на фазу.

Суммарную емкость кабельной  сети одного трансформатора можно определить по формуле:

 

 

 

где - коэффициент, учитывающий емкость электрических аппаратов и электродвигателей;

       - емкость жилы i-го кабеля (одной фазы) относительно земли при температуре 20⁰С, мкФ/км;

       - длина i-го отрезка кабеля, км;

       n – количество отрезков кабеля;

       - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды и предварительную загрузку кабеля.

Результатом проверки должно быть соблюдение условия:

 

                                                                                                        (24)

 

Таблица 4 - Емкости фаз  относительно земли

 

№ кабеля	L, км		С0	β	Кt		C
21	0,02		0,465	0,93	1,178		0,011
22	0,02		0,465	0,93	1,178		0,011
3	0,22		0,605	0,98	1,22		0,167
41	0,02		0,465	0,81	1,141		0,011
42	0,198		0,345	0,9	1,178		0,083
5	0,015		0,345	0,61	1,078		0,006
6	0,015		0,345	0,61	1,078		0,006
7	0,015		0,345	0,41	1,035		0,005
8	0,015		0,345	0,9	1,178		0,006
9	0,015		0,345	0,75	1,108		0,006
10	0,015		0,345	0,23	1,035		0,005
11	0,015		0,345	0,75	1,035		0,005
12	0,015	0,345		0,3	1,035	0,005
13	0,242	0,42		0,75	1,108	0,116

 

Условие (24) выполняется.

 

3.5 Проверка активного  сопротивления изоляции участковой  сети относительно земли

 

Эта проверка необходимо с  целью обеспечения возможности  работы сети без частых отключений из-за срабатывания реле утечки при  снижении общего сопротивления сети участка относительно земли.

Устойчивая работа сети возможна лишь в том случае, если фактическое  активное сопротивление ее изоляции r_ф относительно земли в 1,5 – 2 раза превышает уставку критического сопротивления r_кр применяемого аппарата защиты от утечек.

Критическое сопротивление  изоляции относительно земли принимается  для напряжения 1140В – 50кОм/фаза.

Фактически ожидаемое  сопротивление изоляции сети относительно земли может быть определено по формуле:

 

 

 

где - количество электродвигателей на добычных и проходческих машинах;

       - сопротивление изоляции электродвигателя добычного или проходческого комбайна МОм/фаза;

       - количество электродвигателей на других машинах;

       - сопротивление изоляции электродвигателя любой другой машины, МОм/фаза;

       - количество пусковых и распределительных аппаратов как в отдельных оболочках так и в встроенных в передвижных подстанциях и магнитных станциях;

       - сопротивление изоляции любого аппарата, МОм/фаза;

       – количество трансформаторов;

       - сопротивление изоляции трансформатора, МОм/фаза;

       - количество кабелей, проложенных на участке;

       - сопротивление изоляции кабеля независимо от его длины, МОм/фаза.

 

 

 

Нормально рассчитанная сеть должна удовлетворять соотношению:

 

 

 

 

 

Условие (26) выполняется.

 

 

 

4 Расчет токов  короткого замыкания

 

Расчет токов короткого  замыкания осуществляется с целью  определения минимального значения тока двухфазного, необходимого для  проверки уставок максимальных реле, а также максимального значения тока трехфазного, необходимого для проверки коммутационных аппаратов на отключающую способность.

Расчет токов короткого  замыкания будем производить  методом приведенных длин. На расчетной  схеме наметим и обозначим  места предполагаемых к.з. на шинах потребителей и отходящих шпильках аппаратов.

Приведенную длину кабельных  линий с учетом сопротивления  контактов, элементов аппаратов  и переходного сопротивления  в месте к.з. определяют по формуле:

 

                           (27)

 

где , , - фактические длины кабелей с различными сечениями жил, м;

       , , - коэффициент приведения;

       - число коммутационных аппаратов, последовательно включенных в цепь к.з., включая автомат ПУПП.

Все расчеты сведем в таблицу 5.

 

Таблица 5 – Расчет токов  короткого замыкания

 

№ п/п	Обозначение места к.з.	Суммарная длина кабелей  до точек к.з.	Приведеная длина кабелей до точек к.з.
1	К1	-	20	5004	8006
2	К2	20	14+30=44	4799	7679
3	К3	220	14+220+40=274	2980
4	К4	218	14+28+390+40=430	2258
5	К5	15	14+74+40=128	4043
6	К6	15	14+74+40=128	4043
7	К7	15	14+74+40=128	4043
8	К8	15	14+477+74+50=615	1731
9	К9	15	14+477+74+50=615	1731
10	К10	15	14+74+40=128	4043
11	К11	15	14+74+40=128	4043
12	К12	15	14+74+40=128	4043
13	К13	242	14+477+40=531	1939

 

Для промежуточных значений мощности к.з. и длин кабельных линий, не приведенных в таблицах, токи к.з. определяют методом линейной интерполяции.

Ток трехфазного к.з. на выводе аппарата может быть вычислен по формуле:

 

                                                                                           (28)

 

5 Выбор и проверка  электрических аппаратов

 

Аппараты выбирают по напряжению и току нагрузки, затем проверяют  на отключающую способность.

 

5.1 Выбор аппаратов

 

Выбор коммутационных защитных аппаратов производят:

• по номинальному напряжению:

 

                                                                                                  (29)

 

где - номинальное напряжение аппарата, В;

       - номинальное напряжения сети, В.

• по току нагрузки:

 

                                                                                                               (30)

 

где - расчетный ток нагрузки аппарата, равный расчетному току отходящего кабеля, А;

       - номинальный ток аппарата, А.

 

5.2 Проверка коммутационных  аппаратов на отключающую способность

 

Необходимость проверки коммутационных аппаратов на отключающую способность  вызвана тем, что каждый аппарат  способен отключить ток короткого  замыкания определенной величины. Эта  величина называется предельно отключаемым  током аппарата и приводится в  его технической характеристике. Если фактический ток к.з. в сети, коммутируемый аппаратом, окажется больше предельно отключаемого тока, то аппарат не справляется с гашением дуги, ток к.з. не отключается в течении длительного времени, кабельная сеть загорается и возникает пожар.

Для обеспечения надежного  отключения низковольтным аппаратом  токов к.з. необходимо, чтобы выполнялось условие:

 

                                                                                                 (31)

 

где - предельно отключаемый ток аппарата, А;

      - наибольший расчетный ток трехфазного к.з. на выходе аппарата, А;

        1,2 - коэффициент запаса, гарантирующий  отключение токов к.з.

 

 

 

 

 

Таблица 6 – Выбор и  проверка низковольтной коммутационно-защитной аппаратуры

 

Обозначение на схеме	Расчетный ток нагрузки аппарата, А	Тип выбранного аппарата	Отключающая способность  аппарата, , кА	Трехфазный ток на выходе аппарата, , кА	Отношение
АВ1	311,93	АВ-320ДО2	20	7,679	2,6
АВ2	101,5	АВ-320ДО2	20	3,102	6,4
П1	197	ПВВ-320	4,8	4,768	1,01
П2	135,4	ПВВ-320	4,8	3,613	1,33
П3	27,7	ПВ-1140-2х63	1	6,469	0,15
П4	27,7	ПВ-1140-2х63	1	6,469	0,15
П5	18,5	ПВ-1140-2х25	-	6,469
П6	67,7	ПВВ-320	4,8	2,77	1,73
П7	33,8	ПВ-1140-2х63	1	2,77	0,36
П8	10,5	ПВ-1140-2х25	-	6,469
П9	18,5	ПВ-1140-2х25	-	6,469
П10	13,5	ПВ-1140-2х25	-	6,469

 

 

 

6 Выбор уставок максимальных токовых защит

 

Расчетное значение уставки целесообразно увеличить на 25% с целью исключения ложного срабатывания защит от переходных процессов.

Расчетную величину уставки тока срабатывания реле автоматических выключателей и пускателей определяется по формулам:

• для магнитных пускателей:

 

                                                                             (32)

 

где - пусковой ток двигателя, А;

       - номинальный ток двигателя, А.

• для автоматических выключателей:

 

                                                                                     (33)

 

где - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А;

      - сумма номинальных токов всех остальных электродвигателей, А.

Выбранная уставка проверяется по наименьшему двухфазному току к.з. в конце защитной линии.

 

 

 

где - стандартное значение тока уставки, А;

       1,5 –  коэффициент чувствительности защиты.

 

 

 

 

Таблица 7 – Выбор и  проверка уставок защит низковольтных аппаратов

 

Обозначение аппарата по схеме		Защита от токов короткого  замыкания (УМЗ, ПМЗ)
		расчетный ток уставки, А		ток выбранной уставки, А		двухфазный ток к.з., А	отношение
АВ1		2004		2200		4799	2,4
АВ2		635		800		1939	2,42
П1		1477		1600		2980	1,86
П2		1015		1200		2258	1,88
П3	208		218		4043		18,54
П4		208		218		4043	18,54
П5		139		140		4043	28,88
П6		508		800		1731	2,16
П7		253		281		1731	6,16
П8		79		93		4043	43,47
П9		139		140		4043	28,88
П10		101		109		4043	37,09