Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств

сопротивление при двухфазном к.з.

Х(2) =Хв.с +Хвм([pic] (5.45)

где Хв.с – приведенное к сети 1140В индуктивное сопротивление

энергосистемы.

Хв.с =[pic]

(5.46)

где Sк.з – мощность трехфазного к.з. энергосистемы в распределительной сети

6 кВ на зажимах РПП – 6, Sк.з = 50 МВ·А; Хвм – индуктивное сопротивление

высоковольтного кабеля при его наибольшей длине, для ЭВТ – 6000 3x35 +

1x10; Хт – индуктивное сопротивление трансформатора; [pic]– сумма активного

сопротивления i-го кабеля сети 1140В, включенных последовательно между

ПУПП и местом к.з.

[pic] (5.47)

[pic] (5.48)

где Rво – активное сопротивление высоковольтного кабеля (от РПП–6 до

ПУПП), при его наименьшей длине, для температуры 200С для ЭВТ –

6000 3x35 + 1x10.

Rво =[pic]

(5.49)

[pic], (5.50)

где Хво – индуктивное сопротивление высоковольтного кабеля (от РПП-6 до

ПУПП).

Rвм = 0,512 ( 1,2 =0,6144 Ом

[pic] Ом

Хвм = 0,088 ( 1,2 = 0,1056 Ом

[pic] Ом

[pic] А

Rво = 0,512 ( 0,4 = 0,2048 Ом

[pic] Ом

Хво = 0,088 ( 0,4 = 0,0352 Ом

[pic] Ом

[pic] Ом

[pic] А

Подобным образом ведем расчет и для остальных точек,

результаты сводим в табл. 5.6.

Таблица 5.6

Токи короткого замыкания в сети с напряжением 1140 В

|Точки |UН, В |S, мм2 |L, м |[pic], А|[pic], А|

|к.з. | | | | | |

|К0 |1140 |- |- |2888 |4152,3 |

|К1 |1140 |95 |6 |2835,1 | |

|К2 |1140 |95 |50 |2396,4 | |

|К3 |1140 |50 |315 |1583,3 | |

|К4 |1140 |50 |315 |1583,3 | |

|К5 |1140 |- |- |2888 |4152,3 |

|К6 |1140 |70 |5 |2872,3 | |

|К7 |1140 |70 |55 |2647,9 | |

|К8 |1140 |25 |295 |1307,9 | |

|К9 |1140 |25 |90 |2028,1 | |

|К10 |1140 |25 |85 |2055 | |

|К11 |127 |6 |380 |1243,1 | |

При определении токов короткого замыкания при напряжении 660 В

используется те же формулы (5.43 – 5.50), что при определении токов

короткого замыкания при напряжении 1140 В. Данные расчета при напряжении

660 В сводится в табл. 5.7.

Таблица 5.7

Токи короткого замыкания в сети с напряжением 660 В

|Точки |UН, В |S, мм2 |L, м |[pic], А|[pic], А|

|к.з. | | | | | |

|К11 |660 |- |- |5109 |8361,2 |

|К12 |660 |95 |15 |4899 | |

|К13 |660 |95 |15 |4521,4 | |

|К14 |660 |25 |35 |3268,6 | |

|К15 |660 |25 |25 |3529,1 | |

|К16 |660 |25 |20 |3668,2 | |

|К17 |660 |25 |15 |3824,6 | |

|К18 |660 |70 |130 |2857,8 | |

|К19 |660 |50 |110 |1993,7 | |

|К20 |660 |25 |35 |3249,6 | |

|К21 |660 |25 |95 |1745,2 | |

|К22 |660 |95 |7 |2245,5 | |

|К23 |660 |25 |260 |984,8 | |

|К24 |660 |25 |80 |1724,9 | |

|К25 |660 |25 |120 |1501,8 | |

|К26 |660 |25 |345 |865,2 | |

|К27 |127 |6 |100 |1501,4 | |

|К28 |660 |25 |40 |761,6 | |

|К29 |660 |6 |15 |3150,3 | |

Выбор коммутационной аппаратуры, средств и уставок защиты.

Коммутационную аппаратуру выбираем по номинальному напряжению сети,

длительно протекающему току нагрузки, мощности потребителя, а также по

максимальному току трехфазного к.з. который может возникнуть в защищаемом

присоединении.

Выбор автоматических выключателей:

I ном. ( I ф

(5.51)

где Iном – номинальный ток выключателя; I ф – ток защищаемой сети, равный

току в фидерном кабеле.

I о.а ( 1,2 I(3)к.з.

(5.52)

где Iо.а – предельно отключаемый ток автомата (действующее значение);

I(3)к.з. – ток трехфазного к.з. на выводных зажимах (на зажимах моторной

камеры) автомата.

Уставка тока максимального реле выключателя служит для защиты

магистрали и выбирается:

I у ( I ном.п +( Iном.

(5.53)

где Iном.п – номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя

подключенный к защищаемой сети; (Iном. – сумма номинальных токов остальных

токоприемников:

[pic] (5.54)

где [pic]– ток при двухфазном к.з. наиболее удаленной точке защищаемой

сети.

Для защиты типа ПМЗ, встроенной в автоматические выключатели серии АВ

или в распредустройства низкого напряжения трансформаторных подстанций,

выбирается:

Iу = Кн ([1,25(Iп.ф + (Iнагр – Iном.max)

(5.55)

где Кн – коэффициент надежности, Кн = 1,1 – 1,2; Iп.ф – фактический

пусковой ток, самого мощного электродвигателя; Iнагр – ток нагрузки в

магистральном (фидерном) кабеле; Iном.max – номинальный ток наиболее

мощного электродвигателя.

Данные расчётов сведены в табл. 5.8.

Таблица 5.8

Технические данные электрооборудования и уставки тока срабатывания

максимальной защиты аппарата

| Автоматизация конвейерных линий |АУК –1М |

| Контроль за содержанием СН4 |«Метан» |

| Автоматизация бункеров |РКУ |

| Главный водоотлив |ВАВ-1М, КАВ |

| Вентиляционные установки |УКАВ-2 |

| Автоматизация очистных работ |САУК |

| Аппаратура громкоговорящей связи |ГИС-1 |

| Автоматизация управления стрелочным переводом|АБСС-1 |

| Аппаратура управления, сигнализации и связи |УМК + АС-3СМ |

| ВМП |АПТВ |

| Шахтные котельные |АПК-1 |

| Калориферные установки |АКУ-3 |

В своей работе хочу подробно остановиться на системе

автоматизированного управления вентиляторами главного проветривания, т.к.

их доля в общем потреблении шахтой электроэнергии около 40%. Система

автоматического управления ВГП позволяет оптимизировать процесс вентиляции

шахты и снизить потребление электроэнергии на шахте, что приведет к

снижению себестоимости угля.

7.2 Средства технологического контроля за работой

вентиляционных установок

В соответствии с правилами безопасности на угольных и сланцевых шахтах

схемы управления главными вентиляторными установками должны обеспечивать

непрерывное измерение, регистрацию и контроль давления и подачи

(производительности) при работе вентилятора как в прямом, так и в

реверсивном режиме.

Измерительная аппаратура, в большинстве случаев применяемая для этих

целей, представляет собой комплект, состоящий из датчиков давления и

производительности, первичного измерительного прибора и связанного с ним

системой дистанционной передачи показаний вторичного измерительного

прибора, обеспечивающего непрерывный контроль и регистрацию измерений.

Датчики давления и подачи (производительности), устанавливаемые в

контрольном сечении вентиляторной установки, обеспечивают получение

некоторого пневматического импульса в виде перепада давлений,

пропорционального контролируемой величине. Полученный датчиком перепад

давлений по импульсным трубкам подается на первичный измерительный прибор,

представляющий собой чаще всего дифференциальный манометр, который

размещается в здании вентиляторной установки. Вторичные измерительные

приборы устанавливают в шкафу управления вентиляторами в помещении

вентиляторной установки.

В качестве первичных приборов измерения давления и подачи вентиляторов

используют датчики давления – разрежения и дифференциальные манометры

следующих типов: сильфонные ДСС, ДСП; мембранные ДМИ-Т, ДМИ-Р;

тензометрические Сапфир-22 и другие. С ними используют вторичные приборы

типов ВФС, ВФП, Н342К, ДС1, ДСР1, ДСМР2, КСД2 и др.

Дистанционная передача результатов измерений от первичного прибора ко

вторичному осуществляется на основе использования нуль-балансных

ферродинамических и дифференциально-трансформаторных систем.

Для непрерывного автоматического контроля температуры подшипников

вентиляторов главного проветривания и приводных двигателей используется

аппаратура ДКТЗ-8М и АКТ-1.

7.3 Техническое обеспечение

[pic]

Структура системы автоматического управления вентиляцией шахты (САУ):

ВГП – вентилятор главного проветривания;

РРВ – регулятор расхода воздуха;

ШВС – шахтная вентиляционная сеть;

УВК – управляющий вычислительный комплекс;

ПД – программный диспетчер;

ОСРВ – операционная система реального времени;

НМД – накопитель на магнитных дисках.

Аппаратура контроля и управления вентилятором главного проветривания

(ВГП) УКАВ-2М предназначена для контроля и телемеханического управления

шахтными вентиляторными установками, оборудованными одним или двумя

вентиляторами с электродвигателями высокого и низкого напряжения.

Аппаратура обеспечивает:

– телемеханическое и местное управление двумя главными вентиляторами;

– телемеханическое реверсирование воздушной струи вентиляторов;

– защиту электродвигателя от ненормальных режимов;

– нулевую защиту;

– автоматический двухпредельный контроль за развиваемыми вентиляторами

расходом воздуха и депрессией в канале;

– непрерывную регистрацию расхода воздуха на вентиляторе, установке и

депрессии;

– автоматическую световую сигнализацию при пуске вентилятора;

– невозможность включения вентилятора, если не включена маслостанция

при циркулярной системе смазки.

Схема управления и контроля – телемеханическая, релейная с полярным

разделением каналов связи. Линия связи семипроводная.

Комплект состоит из пульта диспетчера; станции управления;

автоматического переключателя дифманометра АПД и аппаратов контроля

температуры АКТФ-1.

Пульт предназначен для телемеханического управления главной

вентиляционной установкой и сигнализации о режимах ее работы.

Станция управления служит для приема и воспроизведения команд

телеуправления, передачи сигналов и местного управления главной

вентиляторной установкой, а также для защиты электродвигателей от различных

ненормальных режимов работы.

АПД предназначен для подключения минусового пространства расходомера,

измеряющего перепад давления в канале работающего вентилятора на

установках, состоящих из двух вентиляторов, работающих поочередно.

АКТФ-1 применяется для непрерывного контроля и автоматической

сигнализации о перегреве подшипников шахтных вентиляторов с фиксацией места

нагрева выше допустимой величины. Работает в комплексе с восемью

ферритовыми датчиками температуры.

Комплект аппаратуры УКАВ-2М включает 13 станций и один пульт

управления, конструктивно выполненные в виде шкафов управления

одностороннего обслуживания серии ШГС. По согласованию с заводом-

изготовителем шкафы управления могут быть объединены в щит управления.

На каждый шкаф при заказе заполняется опросный лист, где указываются

все необходимые данные для завода-изготовителя, в том числе уставки

автоматов силовых цепей.

Высоковольтное распредустройство не входит в комплект поставки. Его

выбирает и заказывает проектная организация. При этом заказываются также

дополнительные трансформаторы тока для высоковольтных реверсивных

электроприводов и кнопки для местного (ремонтного) управления

вспомогательными приводами ляд (дверей) вентиляционных каналов,

направляющих аппаратов, тормоза и спрямляющего аппарата осевых реверсивных

вентиляторов, маслостанций и т. д., устанавливаемых по месту.

Приборы контроля давления и подачи вентилятора заказывает проектирующая

организация со шкалой, определяемой параметрами вентиляции. Приборы

поставляются заводом-изготовителем вентиляторов в комплекте с

технологическим оборудованием и устанавливаются на станции КИП и в

помещении диспетчера или оператора при монтаже. Приборы контроля

маслосмазки поставляются комплектно с маслостанцией.

Конечные выключатели положения ляд, тормоза, направляющих и спрямляющих

аппаратов поставляет завод-изготовитель вентиляторов. Аппаратура

унифицированного комплекта автоматизации вентиляторов (УКАВ-1М) главного

проветривания позволяет осуществить:

– выбор вентилятора для работы и резерва;

– выбор вида (места) управления вентиляторной установкой дистанционное

автоматизированное из машинного зала или от диспетчера (оператора) и

ремонтное местное;

– выбор режима работы вентилятора прямой или реверсивный;

– автоматический контроль за работой установки;

– регулирование производительности вентилятора изменением угла

установки лопаток направляющего аппарата без остановки вентилятора;

– автоматическое включение резервного вентилятора при аварийном

отключении работающего вентилятора;

– автоматическое включение резерва (АВР);

– автоматическое повторное включение работавшего вентилятора при

кратковременном (до 10 с) отключении или глубоком падении напряжения

питающей сети;

– изменение направления движения (реверс) воздушного потока без

остановки работавшего центробежного вентилятора.

– при этом производится закрытие направляющих аппаратов, перевод ляд

(дверей) в положение, соответствующее реверсивному режиму работы

вентилятора, и открытие направляющих аппаратов;

– последовательный пуск разгонного асинхронного, а затем синхронного

электродвигателей синхро-асинхронного привода;

– последовательный пуск колес второй и первой ступеней вентилятора

встречного вращения при прямом режиме его работы, обратную

последовательность при реверсивном режиме и пуск одного из его колес в

любом режиме;

– автоматизированное выполнение всех технологических операций после

подачи команды на пуск вентилятора.

Основные функции и работа основных элементов комплекса УКАВ-1М может

быть рассмотрена на принципиальной схеме блока управления (ДП.180400.05).

Работа схемы при пуске реверсивного или нереверсивного

вентилятора. Пуск вентиляторной установки осуществляется из помещения

машинного зала кнопкой КнПМ либо из диспетчерского пункта кнопкой КнПД.

Если резервный вентилятор не работает и, следовательно, контакт II-РРЛ

замкнут, включится реле РПН (в нормальном режиме) или РПР (в реверсивном

режиме) (4), которое включит реле РПП (4) и подготовит цепи реле РМН (РМР)

(4) и пускателей ПЛВ, ПЛН (9) (станции вспомприводов). Схема включения

пускателей ПЛВ и ПЛН ляд контактами реле РПН, РПР, РП. РПП и РИА

определяется технологической схемой вентиляторной установки.

Реле РПН (РПР) включит реверсивные пускатели управления ПНО, ПНЗ (8) и

ПСО, ПСЗ (8) соответственно направляющим и спрямляющим аппаратами, которые

установят их в положение, соответствующее режиму работы установки. При

нормальном режиме направляющий аппарат пускателем ПНЗ установится в

положение «Меньше», спрямляющий – пускателем ПСО в положение «Больше»; при

реверсивном режиме направляющий и спрямляющий аппараты установятся в

положение «Реверс» пускателями ПНЗ и ПСЗ. При нормальном режиме работы

установки конечные выключатели BKM1 и ВКБ2, контролирующие положение

направляющего и спрямляющего аппаратов, включат реле РИА (4), которое

подготовит цепь включения реле пуска вентилятора РМН (РМР) (4) (станция

автоматизации).

Реле РПП на станции автоматизации включит реле пуска РП (4), моторное

реле разгона РКР (4), пускатель рабочего маслонасоса ПМ1 (ПМ2), (5), реле

времени РВ {6), реле режима снятия напряжения РСС (6), пускатель включения

тормоза ПЭ (8), подаст питание на реле скорости вентилятора РСВ (6),

замкнет контакты в цепях контактора пуска приводного электродвигателя КПн

(КПр) (2).

Реле РП (4) замкнет контакты в цепи реле РПН (РПР) (4) и в цепи питания

дифманометров и логометра (11), разомкнет контакт в цепи пускателей ПЛН1,

ПЛН2 (9).

Реле РП (4) зашунтирует контакты РКО и РРЛ в цепи реле РПН (РПР) (4),

подготовит цепь реле отключения РО (6), у асинхронного фазного приводного

двигателя вентилятора – роторную станцию.

Реле контроля разгона вентилятора РКР (4) (станция автоматизации)

замкнет с выдержкой времени свои контакты: РКР-2 через 3 мин в цепи реле

резервного маслонасоса РРМ (5) (станция автоматизации); РКР-5 через 4 мин и

РКР-4 через 7 мин в цепи катушки включения пускателя ПНО (8) открывания

направляющего аппарата (станция автоматизации); РКР-3 через 7 мин в цепи

блинкера аварийной сигнализации РС5 (6) и реле РОА (6) (станция

автоматизации); РКР-1 через 10 мин в цепи реле контроля пуска РКП (4)

(станция автоматизации); РКР-6 через 1 – 3 с в цепи пускателя тормоза ПЭ.

Выдержка времени каждого контакта уточняется при наладке.

При нормальной работе маслосистемы (при замыкании контактов

электроконтактных манометров ЭКМ1, ЭКМ2, ЭКМЗ и размыкании контактов

струйных реле ПРС1, ПРС2) включается реле контроля давления и протока масла

РЭМ (5), которое своими контактами включит реле контроля маслосистемы РКМ

(5) и разорвет цепь реле, включая цепь резервного маслонасоса РРМ (5)

(станция автоматизации).

Реле РКМ (5) подготовит цепь включения реле пуска вентилятора РМН (РМР)

(4) и разомкнет цепь включения РС1 – РОА (6) (станция автоматизации).

Реле времени РВ (6) замкнет свои контакты в цепях реле РПН (РПР) (4) и

РП (4) и разомкнет свой контакт в цепи пускателя включения тормоза ПЭ (8)

(станция автоматизации).

Реле режима снятия напряжения РРС (6) при наличии напряжения включено,

а его контакт в цепи электромагнита отключения масляного выключателя ЭОн

(ЭОр) (2) (или реле РОК для низковольтных электродвигателей) разомкнут.

Пускатель ПЭ, включившись, подсоединит к сети электромагнит ЭТ, и на

вал вентилятора належится тормоз. Если вентилятор не раскручивается перед

пуском потоком воздуха, нет необходимости в наложении тормоза. В этом

случае между клеммами 349 и 349А станции автоматизации необходимо снять

перемычку, а контакт ВКТ в цепь пускателей ляд не подключать.

Реле РНА включит катушки пускателей управления лебедками ляд, которые,

установят ляды в положение, соответствующее конкретной технологической

схеме (9) (станция вспомогательных приводов).

Правильность установки ляд контролируется конечными выключателями КВ.

После подготовки вспомогательными приводами вентиляторной установки к

пуску (ляды установлены в положение, соответствующее конкретной

технологической схеме; направляющий аппарат установлен в положение

«Меньше», спрямляющий – в положение «Нормально» при нормальной работе или

оба установлены в положение «Реверс» при реверсивной работе; на вентилятор

наложен тормоз, система маслосмазки работает нормально) собирается цепь

готовности установки и включается реле пуска вентилятора РМН (РМР) (4)

(станция автоматизации).

У высоковольтного двигателя реле РМН (РМР) включает контактор пуска КПн

(КПр) (2), который, в свою очередь, включает электромагнит включения

масляного выключателя ЭВн (ЭВр) (2), а последний подключает двигатель к

сети.

У низковольтного двигателя реле РМН (РМР) включает контактор включения

К.Л, который подключает двигатель к сети (станция статорная).

Масляный выключатель Вн (Вр) (контактор включения электродвигателя К.ЛН

или КЛР) разомкнет свои блок-контакты в цепях пускателей ПНЗ (8)

направляющего аппарата, электромагнита тормоза ПЭ (8) (станция

автоматизации), в. цепи защелки контактора ускорения Уз-4 (станция

роторная) или в цепи защелки контактора возбуждения КВз (3) (станция

возбуждения), включит реле размножения контактов РРЛ (6) (станция

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8