- •Электрооборудование и электроснабжение
- •Глава 1
- •§ 1.1 Термины, определения и понятия
- •Глава 2
- •§ 2.1 Особенности электроснабжения разрезов
- •§ 2.2 Особенности работы изоляции токоведущих частей электроустановок
- •§ 2.3 Распределение электропотребителей карьеров (разрезов) по степени ответственности
- •§ 2.4 Выбор рода тока и величины напряжения
- •§ 2.5 Основные требования к электроснабжению открытых горных работ
- •§ 2.6 Регулирование напряжения
- •Глава 3
- •§ 3.1 Система электроснабжения горных предприятий
- •§ 3.2 Схемы внешнего электроснабжения карьеров (разрезов)
- •§ 3.3 Схемы главных понизительных подстанций
- •§ 3.4 Схемы распределительных сетей на открытых горных работах
- •§ 3.5 Построение распределительных сетей схемы внутреннего электроснабжения карьера (разреза)
- •§ 3.6. Недостатки систем внутреннего электроснабжения карьеров (разрезов)
- •§ 3.7. Перерывы в электроснабжении карьера (разреза)
- •§ 3.8 Краткие сведения о надежности систем электроснабжения
- •§ 3.9 Способы повышения надежности систем электроснабжения
- •Глава 4
- •§ 4.1 Главные понизительные подстанции (гпп)
- •§ 4.2 Открытые распределительные устройства гпп напряжением 35 кВ и выше
- •§ 4.3 Стационарные подстанции напряжением 6/0,4-0,23 кВ
- •§ 4.4 Тяговые преобразовательные подстанции (тпп)
- •§ 4.5 Передвижные комплектные трансформаторные подстанции (пктп)
- •4.6 Одиночные приключательные пункты
- •§ 4.7 Комплектные распределительные устройства
- •§ 4.8 Карьерные распределительные пункты с вакуумными выключателями
- •§ 4.9 Передвижные комплектные трансформаторные подстанции с сухими трансформаторами
- •§ 4.10 Электроснабжение карьерного электровозного транспорта
§ 2.3 Распределение электропотребителей карьеров (разрезов) по степени ответственности
Согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей потребители электрической энергии по степени ответственности делятся на три категории:
Iкатегория – потребители, для которых перерыв подачи электроэнергии связан с опасностью для жизни людей, браком продукции, порчей оборудования и длительным восстановлением технологического процесса;
IIкатегория – потребители, для которых перерыв подачи электроэнергии связан лишь с существенным уменьшением выпуска продукции, с простоем людей и механизмов;
IIIкатегория – неответственные потребители (вспомогательные цехи и механизмы).
Потребители первой категории должны быть обеспечены 100%-ным резервным питанием от двух независимых источников электроэнергии, и перерыв в подаче питания допускается только на время, необходимое для автоматического ввода резервного питания (АВР). При открытой добыче полезных ископаемых к I категорииотносятся дренажные шахты, водоотливные и противопожарные насосные станции, СЦБ и связь электрифицированного железнодорожного транспорта.
Перерыв в подаче электроэнергии потребителям второй категории допускается только на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Ко II категорииотносятся электрифицированный железнодорожный и конвейерный транспорт.
Для потребителей третьей категории перерыв в подаче электроэнергии допустим на время, необходимое для ремонта или замены поврежденных элементов системы электроснабжения, но не более одних суток.
К III категорииотносятся вскрышные и добычные работы, а также все вспомогательные службы (ремонтные мастерские, электродепо и т.д.) и бытовые нагрузки.
Все горные предприятия, имеющие хотя бы один объект первой категории, должны быть обеспечены электроэнергией по двум ЛЭП от двух независимых источников питания.
§ 2.4 Выбор рода тока и величины напряжения
Род тока определяется, главным образом, типом электроприводов горно-транспортных машин и механизмов. Для большинства карьерных машин и механизмов применяется переменный трехфазный ток. Постоянный же ток, требуемый для экскаваторных приводов, приводов буровых станков, электровозов и т.д., получают путем преобразования переменного тока с помощью различных устройств (двигатель-генератор, различные виды выпрямительных агрегатов и пр.).
Номинальное напряжение потребителей электроэнергии переменного тока может быть 10000, 6000, 1140, 660, 380, 220 и 127 В. Наиболее часто применяется напряжение 6000 и 380 В – для двигателей; 220 и 127 В – для освещения и электрифицированного инструмента.
Применение напряжений 1140 и 660 В для питания электродвигателей буровых станков, небольших экскаваторов, ленточных конвейеров и других машин и механизмов облегчит карьерные распределительные сети, сократит число передвижных подстанций и повысит качество электроэнергии, даст экономию цветных металлов. При выборе величины переменного тока необходимо руководствоваться ПТЭ для открытых горных работ.
В системе Г-Д используется постоянный ток напряжением до 700 В.
Для электровозной тяги применяют постоянный ток напряжением 600, 825 и 1650 В. При больших расстояниях от карьера (разреза) до отвалов, а также при больших перегонах карьера применяют напряжением 1650 В. На карьерах (разрезах), откаточные пути которых примыкают к ж/д путям МПС, целесообразно применять напряжение 3300 В. На электрифицированном ж/д транспорте карьеров (разрезов) используют также переменный ток напряжением 1000 В.
Выбор напряжения питающих линий от районных подстанций и сетей энергосистемы до ГПП или ЦРП карьеров (разрезов) производится на основании технико-экономического расчета.
При проектировании электроснабжения карьеров (разрезов) большое внимание должно уделяться выбору напряжения во всех звеньях системы. Величиной напряжения определяется:
Параметры линий электропередачи (ЛЭП);
Оборудование подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений в систему энергоснабжения;
Расход цветных металлов;
Потери электроэнергии в сетях и электроприводе;
Эксплуатационные расходы.
Вывод:основным критерием при выборе напряжения должен быть экономический эффект.
По номинальному напряжению электроустановки в странах СНГ подразделяются на электроустановки до 1000 В и выше 1000 В.
ГОСТ 721-62 приняты следующие номинальные напряжения:
1. В сетях до 1000 В – 12, 24, 36, 220/127, 380/220, 660/380 В (в числителе – линейные напряжения, в знаменателе – фазные напряжения);
2. В сетях выше 1000 В – 6, 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 кВ.
Из приведенных величин напряжений в системах электроснабжения карьеров (разрезов) применяются следующие:
1. Внешнее электроснабжение– подвод электроэнергии от районных подстанций энергосистем или местных электростанций – 220, 110, 35 кВ (реже 10 кВ);
2. Внутреннее электроснабжение– передача электроэнергии по питающим и распределительным линиям электропередачи от главных стационарных подстанций к потребителям – 6, 10, 35, 110 кВ.
Напряжения 35 и 110 кВ часто применяются на «глубоких»вводах для питания мощных экскаваторов по схеме«БЛОК ЛИНИЯ – ТРАНСФОРМАТОР».
Напряжением 6 и 10 кВ питаются либо понизительные трансформаторы, либо непосредственно приводные двигатели горных машин и механизмов, т.к. электропривод горных машин с двигателями на переменном токе осуществляется на напряжении 6, 0,38, 0,22 кВ (редко 0,66 и 10 кВ).
Напряжение 660 В до сих пор не находит широкого применения на карьерах (разрезах), хотя оно с 1960 года является стандартным и рекомендуется к широкому применению на горнорудных предприятиях. Сделано это потому, что в целом ряде случаев напряжение 660 В обеспечивает большие экономические преимущества по сравнению с напряжениями 380 В и 6 кВ:
1. Пропускная способность сети при напряжении 660 В возрастает в 1,73 раза по сравнению с напряжением 380 В, а потери электроэнергии уменьшаются в 3 раза при одинаковом расходе цветных металлов и примерно в 2 раза, если сечения токопроводящих жил, выбранных при напряжении 380 В, снизить на одну ступень;
2. Верхний предел мощности электродвигателей, которые могут быть выбраны на напряжение 660 В вместо 6 кВ, значительно повышается, что дает большую экономию на изготовление двигателей и, кроме того, позволяет применять в распределительных сетях напряжение 10 кВ вместо 6 кВ;
3. Увеличивается радиус действия участковых и цеховых подстанций за счет увеличения на 25-30% длины питающих сетей напряжением до 1000 В, что позволяет повысить на одну-две ступени мощности трансформаторов и почти в 2 раза сократить число трансформаторов радиальных линий и аппаратуры высокого напряжения. При этом стоимость трехфазных двигателей, электрической аппаратуры и трансформаторов, изготовляемых в настоящее время на напряжение 380/220 В, при переходе на напряжение 660 В либо вовсе не увеличивается, либо увеличивается только на 5-15%.
Ручной инструмент, осветительные установки на горных машинах питаются напряжением 220, 127 В.
Для переносного освещения на горных машинах и установках применяют светильники на напряжение 36 В (в отдельных случаях – 12 или 24 В).
Напряжение для ручного инструмента и переносного освещения определяется по условиям безопасности, а напряжение природных двигателей – целесообразностью для каждой из горных машин.
Основными принципами при создании систем электроснабжения карьеров (разрезов) следует считать:
1. Устройство «глубоких» вводов высокого напряжения для питания мощных экскаваторов;
2. Разукрупнение узлов электроснабжения;
3. Широкое применение для отдельных крупных электропотребителей (например, экскаваторов с ковшом емкостью 10 м3и более) блоков – «линия электропередачи (ЛЭП) – трансформатор».
Принципиальными также являются следующие вопросы при создании системы электроснабжения карьера (разреза):
1. Рациональное, с максимальным приближением к центру электрических нагрузок, расположение распределительных устройств и трансформаторных подстанций;
2. Удобные и надежные в эксплуатации системы электроснабжения;
3. Обеспечение качественной электроэнергией потребителей по напряжению и частоте (при нормальном режиме работы ГОСТ 13109-67 на нормы качества электроэнергии допускает отклонение частоты от 50 Гц не более ±0,1 Гц)
4. Максимальная механизация операций при строительстве и обслуживании электросистем карьеров (разрезов).