Таблица 2.2

Производим проверку кабельной сети по нормальному режиму.

Потеря напряжения в типовом трансформаторе

где Ua - активная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора

Up - реактивная составляющая

Определим потерю напряжения в вольтах

Определим потерю напряжения в магистральном кабеле

где Ip -расчетный ток, А

L - длина кабеля, м

- проводимость проводника, для меди -53

S - сечение данного кабеля

Определим потерю напряжения в кабеле, питающем комбайн 1КШЭ

Определим суммарную потерю напряжения в сети, питающей комбайн 1 КШЭ

U=Ump+Um.к=34,8+5,8+18,6=59,2В,

что меньше допустимого значения, равного 117 В. Таким образом, по нормальному режиму кабельная сеть выбрана правильно.

Произведем проверку кабельной сети по пусковому режиму

Определяем пусковой ток трансформатора

Imp.n=Iмн тр-Iном dB+In.dB=0.92304-132+1265=1412,7А

Определяем потерю напряжения в трансформаторе при пуске наиболее мощного электродвигателя

Определим потерю напряжения в трансформаторе в вольтах.

Определим потерю напряжения в магистральном кабеле

Определим потерю напряжения в гибком кабеле комбайна

Определяем суммарную потерю напряжения в сети, питающей комбайн 1 КШЭ

U=Ump.n+Uм.к п++Uг.к п =179+24,3+58,5=261,8В,

что меньше допустимого значения, равного 188 В. Таким образом, по пусковому режиму кабельная сеть выбрана правильно.

Расчет и выбор кабеля напряжением на 6 кВ, питающего участок

Расчет производится:

- по нагреву рабочим током (длительно допустимой нагрузке)

- по экономической плотности

- по термической устойчивости и Т.К.З.

- по допустимой потере напряжения

Для расчета по нагреву рабочим током определяется расчетный рабочий ток в кабеле

Принимаем бронированный кабель сечением жилы 25кв.мм ЭВТ 325 + 110.

Проверим сечение кабеля на экономическую плотность тока.

Проверим минимальное сечение жилы кабеля по термической устойчивости

где С - коэффициент, при напряжении до 10,<В включительно,для медных шин С-165

tф -- фактическое время действия тока к.з.

I - действующее значение установившегося 3-х фазного тока короткого замыкания

где Sк.з. - мощность к.з. на шинах КРУ

Проверим сечение кабеля по допустимой потере напряжения

Принимаем кабель ЭВТ 325 + 110

Порядок расчета токов короткого замыкания в точке К1:

где R -- активное сопротивление трансформатора

В точке К 2:

Определим активное сопротивление в магистральном кабеле

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К2

Rк.2=Rm+Rм.к.=0,018+0,02=0,038 Ом

Хк.2=Хт+Хм.к.=0,08+0,016=0,096 Ом

Iк.з=0,876719=5846 А

В точке К3:

Определим активное сопротивление в кабеле комбайна

Определим индуктивное сопротивление в кабеле комбайна

Хк.к = 0,078 0,241 = 0,019 Ом

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке КЗ

Rк.з = Rm + Rм.к + Rк.к = 0,018 + 0,02 + 0,048 = 0,086 Ом

Хк.з = Хт + Хм.к + Хк.к = 0,08 + 0,016 + 0,019 = 0,115 Ом

Iк.з=0,874800=4176 А

В точке К8:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле маслостанции СНТ - 32 №2

Rг.к.п = 0,090,03 = 0,0027

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К8

Rк.8 = Rm +Rм.к +R2к.м =0,018 + 0,02 + 0,035 = 0,073 Ом

Хк8 =Хт+ Хм.к +Х2к.м = 0,08 + 0,016 + 0,0027 = 0,0987 Ом

В точке К7:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле ПТК - 1

Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ПТК-1

Хг.к.п = 0,090,05 = 0,0045 Ом

Определим полное сопротивление в гибком кабеле, индуктивное и активное, в точке К7

Rк.7 = 0,018 + 0,02 + 0,059 = 0,097 Ом

Хк.7 = 0,08 + 0,016 + 0,0045 = 0,1 Ом

Iк.з=0,875000=4350

В точке К 6:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле ДЗК

Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ДЗК

Хг.к.д = 0,090,092 = 0,008 Ом

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точе К6

Кк6 = Rm + Rм.к + Rг.к.д = 0,018 + 0,02 + 0,108 = 0,146 Ом

Хк6 =Хт+Хм.к+ Хг.к.д = 0,08 + 0,016 + 0,008 = 0,104 Ом

Iк.з=0,873871=3368 А

В точке К 4:

Активное и индуктивное сопротивление осветительной сети

Хо.с=0,1010,23=0,023 Ом

1к.з =0,8771 =62 А

В точке К 5:

Ток короткого замыкания на шинах ЦПП

Сопротивление электросистемы до шин ЦПП

От РПП-6 до ПУПП проложен бронированный кабель ЭВТ 325 + 110 длиной 800 м.

Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля ЭВТ 325 + 110

Хк=0,0880,8=0,07 Ом

Полное сопротивление

Zк=Rк+Хк=0,6+0,07=0,6 Ом

Суммарное сопротивление до ввода 6 кВ ПУПП

R=Rc + Zк = 0,72 + 0,6 = 1,32 Ом

Установившийся ток короткого замыкания на шинах ввода ПУПП

Мощность короткого замыкания на вводе ПУПП

Порядок выбора пускозащитной аппаратуры.

Выбираем пускозащитную аппаратуру к электрооборудованию, принятому в предыдущих расчетах: напряжение сети НН-- 1140 В, освещения -- 127 В, сети ВН-- 6000 В.

Выбираем контактор для управления и защиты комбайна 1 КШЭ. Параметры двигателя:

Iн = 2132 = 264 А

Iп=Iн+Iп = 1265 +132 = 1397А

Рп = 2200 = 400 кВт

Iк.з =4176 А

Iк.з =4800 А

Выбираем контактор КT- 12P - 37 на Iн = 320 А.

Допустимая мощность подключения электродвигателя -- 400 кВт. Токовая установка 800-2400 А. Предельно-токовое отключение - 4800 А.

Выбираем ток установки 1у.

Согласно ПБ Iy In + Iн = 1397 А

Iу>1397А.

Принимаем ток установки Iу = 1400 А - защита ПМЗ, чтобы не происходило ложных срабатываний защиты.

Проверяем чувствительность токовой установки на срабатывании

1,5 Iк.з /Iу = 4176 /1400 = 2,98

Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20 % запаса

Iк.з.1,2 In.o. 480011,2 = 5760>4800

Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить АВ.

Выберем контактор для отдельного включения двигателя на маслостанцию СНТ - 32 №2.

Параметры двигателя:

Iн = 36,5А

In = 250 А

Рн = 55 кВт

Iк.з = 4971А

Iк.з =5714 А

Выбираем контактор КТУ-- 2Е на Iном = 63 А, допустимую подключательную мощность двигателя 80 кВт с предельной токовой уcтавкой 750 А и предельным токовым отключением 1000 А.

Определяем ток у ставки Iу Iy In

Принимаем Iу = 250 А - защита ПMЗ Iy = In

Проверим чувствительность защиты на срабатывание

Iк.з / Iy 1,5 4971 / 250 = 19,9, что больше 1,5

Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20% запаса

Iк.з 1,2 Iп.о 57141,2 = 6857 А > 1000 А

Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить автоматический выключатель.

Выбранный контактор КТУ -- 2Е подходит для ПТК и ДЗК.

Выбираем автоматический выключатель, установленный в СУВ-1140 по суммарному номинальному току потребителей Iном - 370,5 А. Выбираем АВ-А 3732УУ5 на ток 400 А, токовая у ставка 2500 А и предельным разрывным током 18000 А.

Определим токовую у ставку АВ

IуIпуск + (Iпм.тр - IпдВ) = 1397 + (370,5-132) = 1635,5 А

С учетом 25% запаса

Iy 1,25 1635,5 2044 А

Максимальный ток трехфазного короткого замыкания на выводах АВ с учетом 20 % запаса

Iк.з =1,26719 = 8063 А, что меньше 18000 А

Проверим чувствительность защиты АВ

Iк.з / Iу 1,5 4176/2500=1,7, что больше 1,5.

Окончательно принимаем к уставке автоматический выключатель типа А 3732УУ5.

Для питания, защиты и управления светильников лавы принимаем осветительный трансформатор со стабилизированным напряжением АОС-4В с Рн = 4кВА, Iн = 22 А, токовая установка защиты 32 А.

Iк.з = 62 А, Iк.з = 71А

Проверяем чувствительность защиты

Iк.з / Iу = 62/32 = 1,9, что больше 1,5

Расчет и выбор КРУ

Выбор ячейки КРУ, установленной в РПП-6, произведем по номинальному току трансформатора ТСВП 630/6-1,2 - 60,6А, выбираем КРУ типа КРУВ -- 6 на ток 200 А с предельным отключением 2400 А.

Токовую уставку КРУВ-6 определим по току трансформатора при пуске.

где 1,21,4 - коэффициент запаса

п = Uкм / Unм = 6000 /1200 = 5 -- коэффициент трансформации

На шкале уставок максимально - токовых реле в приводе ячейки имеются 6 делений, которые соответствуют 100, 140, 160, 200, 250 и 300 % номинального тока ячейки. УКРУВ-6 на 1ном эти цифры соответствуют 40, 56, 64, 80, 100, 120 (условные обозначения на шкале уставок) или действующему току 200, 280, 320, 400, 500 и 600 А.

Так что 372 > 320 и < 400 А, поставим у ставку на деление 80, что будет соответствовать 400 А. При пуске электродвигателей комбайна ложных срабатываний не произойдет.

Проверим выбранную уставку на требования ПБ:

что вполне удовлетворяет требованиям ПБ.

При возникновении к.з.защита надежно отключит силовой трансформатор от сети даже, если не сработает защита в сети 1140 В.

Сводные данные расчетов

Таблица 2.3 Спецификация электрооборудования

Таблица 2.4 Кабельный журнал

2.8 Расчет техника - экономической эффективности оборудования автоматической газовой защиты шахты

Основными показателями экономической эффективности автоматизации производства в горной промышленности являются:

- уменьшение числа занятых рабочих и повышение производительности труда;

- повышение качества и снижение себестоимости;

- снижение трудоемкости;

- уменьшение сроков окупаемости капитальных затрат, связанных с автоматизацией.

Уровень или степень снижения трудоемкости работ при автоматизации составляет

где P1 - численность рабочих до автоматизации

Р2 - численность рабочих после автоматизации

Повышение производительности труда за счет автоматизации

Произведем подсчет эксплуатационных расходов при ручном и автоматическом контроле за состоянием атмосферы по изменяющимся статьям: «Зарплата» и «Амортизация», если известно, что средний заработок одного рабочего (электрослесаря) Vразряда составит 20000 тенге в месяц.

При ручном замере газа метана штат рабочих составит: 4 - электрослесари АГЗ - Vразряда и один ученик - IVразряда.

Один рабочий измеряет газ в течение смены у комбайна, остальные три и ученик находятся там, где располагаются датчики метана.

Определим зарплату четырех рабочих и ученика при ручном контроле за состоянием рудничной атмосферы за 12 месяцев.

Зр = (20000 - 18000) 12 = 1176000 тенге

Определим зарплату двух рабочих при автоматизированном контроле за состоянием рудничной атмосферы. Один электрослесаръ V разряда и помощник-электрослесарь IVразряда.

За = (20000 + 18000) 12=456000 тенге

Годовая экономическая эффективность по зарплате при автоматизации составит

Эгод = Зр-За = 1176000 - 456000 = 720000 тенге

Определяем сумму амортизационных отчислений по оборудованию газовой защиты в количестве трех комплектов за один год.

где П1 - первоначальная стоимость АТЗ-1, тенге

П2 - первоначальная стоимость ТА-11, тенге

Hr - годовая норма амортизации, %

Определим эксплуатационные расходы при автоматизированном контроле по статьям: «Зарплата» плюс «Амортизация».

Э = За Am = 720000 + 76400 = 796400 тенге

Затраты по зарплате на монтаж аппаратуры

P1 = (п5 Ст5 + п4 Ст4) д = (439,62 + 408,12) 5 = 4239 тенге

где п5 - количество электрослеспрей Vразряда, человек

п4 - количество электрослесарей IVразряда, человек

Ст5, Ст4 - тарифные ставки V-го и IV-го разрядов, тенге

д - количество дней, затраченных на монтаж.

Затраты по зарплате на ревизию и наладку

Р2 = п5 Ст5 д = 2 439,62 2 = 1758 тенге

Стоимость телефонного кабеля

Р3 = I Ск = 800 90 = 72000 тенге,

где I - длина кабеля, м

Ск -стоимость одного метра кабеля, тенге

Балансовая стоимость аппаратуры

Р=Э+Р1+Р2+ РЗ=796400+4239+1758+72000=874397тенге

Стоимость контроля метана по зарплате до автоматизации

где G - производительность лавы в месяц, тонн

Стоимость контроля метана по зарплате после автоматизации

Срок окупаемости аппаратуры комплекса «Метан»

Литература

1. Г.Д.Медведев «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий»

2. Л.П.Поспелов «Основы автоматизации производства.» М.; Недра, 1988

3. В.В.Демин «Лабораторный практикум по рудничной автоматике и телемеханике» М.; Недра, 1981

4. П.Д.Гаврилов, Л.Я.Гимелъшейн, А.Е.Медведев «Автоматизация производственных процессов»

5. В.А.Батицки.й, В.И.Куроедов, А.А.Рыжков «Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности»

6. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. М.; Недра, 1976

7. Правила, безопасности в угольных шахтах. Астана,2000

8. И.ИЛпратов, О.П.Шумовский, В.Ф.Ковалевский «Справочник механика шахты» М.; Недра, 1971

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7