1 Общая часть
Описание технологии работ на участке
Данное месторождение, разрабатываемая открытым способом. Основной целью разработки данного месторождения является добыча угля.
Экскаватор ЭКГ 5А осуществляет погрузку угля в бункер, который по конвеерным лентам поступает на обогатительную фабрику, где уголь очищается от различных примесей. Конвеерная магистраль на участке состоит из 6 – ти лент.
Ремонт оборудования производится на самом участке, без выгона техники из карьера. Существуют три вида ремонта: плановый, текущий, аварийный. На разрезе в основном осуществляют аварийный ремонт, хотя это не очень рационально. Лучше использовать плановый ремонт, т.к во время нужно приготовлять запасные части и выбрать более удобное время для ремонта оборудования и машин.
Характеристика применяемого оборудования
На данном участке применяется горно транспортное оборудование: Экскаватор ЭКГ -8и -2 шт.
Таблица 1 Экскаватор ЭКГ-8и
-
Мощность сетевого двигателя, кВт
630
Подводимое напряжение, В
6000/3000
Продолжительность цикла, с
23
Масса экскаватора с противовесом, т
284
Емкость ковша, м3
8
Максимальный радиус черпания, м.
18,4
Высота черпания при максимальном радиусе черпания, м.
12,6
Максимальный радиус разгрузки, м.
16,3
2 Расчетная часть
2.1 Расчет освещения
Расчет освящения проводится для обеспечения требований техники безопасности. Нормы освещенности приводятся в ЕПБ при ведении открытых горных работ. ЕПБ требуют, чтобы пути хождения и конвейерные линии были освещены. При этом минимальная освещенность путей хождения должна составлять Еmin=1 лк, конвейерных линий на уровне движения ленты Еmin=5 лк.
Определяем освещенность для путей хождения.
Рисунок 1 - Схема к расчету освещения
Принимаем светильники СПОР-250 с лампами ДРЛ-250. Определяем коэффициент С, равный отношению светового потока Фл принятой лампы к световому потоку условной лампы.
Определяем угол наклона лучей светильника к точке А-наиболее удаленной от светильника (наименьшая освещенность) по формуле
(1)
где а-расстояние от оси установки светильника до края дорожки, м.
h-высота установки светильника, м.
l- расстояние между светильниками, м.
(лк)
По таблице косинусов находим угол а, а=55º
По светотехнической характеристике светильника (кривые распределения силы света) определяем силу света I, соответствующую углу а, I=61
Определяем горизонтальную освещенность Ег, лк. По формуле
(2)
где Kз-коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, загрязнение светильника и т.п.
Таблица 1. Расчет освещения
Параметры установки светильника |
Сила света |
Горизонтальная освещенность |
||||
h |
a |
l |
Cos |
Угол |
I |
Ег |
5 |
4 |
13 |
0.57 |
55 |
61 |
5,4 |
Р исунок 2 – Кривые распределения света
(лк)
Расчетное значение должно быть в пределах 10% от заданного значения в ЕПБ
Ег ≈ Еmin
5.4≈5
Определяем необходимое количество светильников по всей длине хождения n, штук по формуле
(3)
где Lх-длинна путей хождения
L-расстояние между светильниками.
.
Определяем освещенность для конвейерных лент.
Для освещения конвейерных лент принимаем лампы типа ДРЛ 250.
Определяем коэффициент С, равный отношению светового потока Фл принятой лампы к световому потоку условной лампы.
Определяем угол наклона лучей светильника к точке А-наиболее удаленной от светильника (наименьшая освещенность) по формуле
(4)
где а-расстояние от оси установки светильника до края конвейерного става, м.
h-высота установки светильника, м.
l- расстояние между светильниками, м.
(лк)
По таблице косинусов находим угол а, а=68º
По светотехнической характеристике светильника (кривые распределения силы света) определяем силу света I, соответствующую углу а, I=35
Определяем горизонтальную освещенность Ег, лк. По формуле
(5)
где Kз-коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, загрязнение светильника и т.п.
Таблица 2. Расчет освещения
Параметры установки светильника |
Сила света |
Горизонтальная освещенность |
||||
h |
a |
l |
Cos |
Угол |
I |
Ег |
5 |
5 |
22 |
0.38 |
68 |
35 |
0,92 |
(лк)
Расчетное значение должно быть в пределах 10% от заданного значения в ЕПБ:
Ег ≈ Еmin
0,92≈1
Определяем необходимое количество светильников по всей длине конвейерной ленты n, штук по формуле
(6)
где Lх-длинна конвейерной ленты
L-расстояние между светильниками.
2.2 Расчет нагрузок
Расчетные электрические нагрузки при проектировании электроснабжения определяются в целях выбора и проверки проводников (шин, кабелей, проводов), коммуникационных аппаратов и трансформаторов по нагреву, экономической плотности тока, расчета потерь и отклонения напряжения, выбора защитных устройств и компенсирующих установок.
От правильного определения электрических нагрузок зависят технические и экономические показатели проектируемой системы электроснабжения: капитальные вложения, эксплуатационные расходы, расход цветного металла и потери электроэнергии.
Электрические нагрузки характеризуются мощностью (активной и реактивной) и силой тока, потребляемыми отдельными электроприемниками, группами электроприемников участка или всеми электроприемниками участка.
Приведем расчет нагрузок на примере расчета конвейера.
Определяем активную расчетную мощность, Рр, кВт,по формуле
(7)
где Рп – паспортная мощность, кВт
Кс – коэффициент спроса.
(кВт)
Определяем расчетную реактивную мощность, Qр, кВА, по формуле
(8)
где cos j - коэффициент активной мощности.
(кВар)
Определяем расчетный ток, Iр, А, по формуле
(9)
где U – напряжение питания, кВ
(А)
Остальные расчеты сводим в таблицу.
Таблица 3. Расчет нагрузок
Обозначение |
Наименование |
Паспортная активная мощность, кВт |
Паспортная полная мощность, кВА |
Коэффициент мощности cosφ |
Коэффициент спроса к |
Расчётная активная мошность, кВт |
Расчётная реактивная мощность, кВАр |
Расчётный ток, А |
|
Потребители 6 кВ |
|||||||
Л1 |
Сетевой двигатель |
630 |
|
0,9 |
0,7 |
441 |
-213,586 |
47,20617 |
Л2 |
ТСН |
|
160 |
0,8 |
0,8 |
102,4 |
57,38648 |
11,30866 |
Л3 |
Итого |
|
|
|
|
543,4 |
-156,2 |
54,47054 |
|
по подстанции 6/0,4 кВ |
|||||||
Л4 |
Конвейер |
75 |
|
0,7 |
0,75 |
56,25 |
57,38648 |
116,123 |
Л5 |
Буровой станок СБШ-200 |
|
|
|
|
|
|
|
Л6 |
Вращатель |
60 |
|
0,7 |
0,4 |
24 |
24,4849 |
49,54583 |
Л7 |
Ход |
2*22 |
|
|
|
|
0 |
|
Л8 |
Маслостанция |
1,5 |
|
0,8 |
0,5 |
0,75 |
0,5625 |
1,354769 |
Л9 |
Компрессор |
200 |
|
0,7 |
0,5 |
100 |
102,0204 |
206,441 |
Л10 |
Итого по станку |
|
|
|
|
124,75 |
127,0678 |
257,3416 |
Л11 |
Освещение от 1 внутреннего тр-ра ОСМ-2,5 кВА |
2,5 |
|
0,9 |
1 |
2,5 |
1,210805 |
4,01413 |
Л12 |
Освещение от 2 внутреннего тр-ра ОСМ-2,5 кВА |
2,5 |
|
0,9 |
1 |
2,5 |
1,210805 |
4,01413 |
Л13 |
Освещение до тр-ра |
3 |
|
0,9 |
1 |
3 |
1,452966 |
4,816956 |
Л14 |
Освещение после тр-ра АП-4 кВА 6 ламп |
1,5 |
|
0,9 |
1 |
3 |
1,452966 |
8,377314 |
Л15 |
Освещение после тр-ра АП-4 кВА 6 ламп |
1,5 |
|
0,9 |
1 |
3 |
1,452966 |
8,377314 |
Л16 |
Итого по подстанции О,4 кВ |
|
|
|
|
184 |
185,9072 |
394,6871 |
Л17 |
Итого по подстанции 6 кВ |
|
|
|
|
|
|
26,31247 |
Полная расчётная мощность по подстанции S=261,56 кВА, поэтому принимаем ПСКТПА 400/6.
Таблица 4. Характеристика трансформатора
Номинальная мощность, кВ А |
400 |
Частота, Гц |
50 |
Номинальное напряжение первичное, В |
6000 |
Номинальное напряжение вторичное, В |
400 |
Схема и группа соединения обмоток |
У/Д-11 |
Напряжение короткого замыкания, % |
3,5 |
Ток холостого хода, % |
1,5 |
Потери холостого хода, Вт |
1640 |
2.3 Расчет кабелей и ЛЭП
Для воздушных линий на карьере должны приниматься провода сечением не менее 35 мм2, как правило, алюминиевые, то есть А35 и больше по сечению. Расстояние между опорами должно быть не более 50 метров. Электрический расчет линий сводится к определению сечений линий по допустимому нагреву от расчетных токов, расчет потерь напряжения в линии при нормальной нагрузке и при пусковых токах наиболее мощных приемников. Сечение провода определяют по таблицам ПУЭ.
Приведем пример расчета воздушной линии ВЛ-1.
Определяем реактивное сопротивление линии Xо, Ом по формуле
(10)
где L – длина линии, км.
Определяем активное сопротивление линии Rо, Ом по формуле
(11)
где S – сечение провода, мм2 .
Определяем падение напряжения в линии ∆U1, В по формуле
(12)
Определяем падение напряжения в линии ∆U2, % по формуле
(13)
Расчеты сводим в таблицу.
Таблица 5. Расчет ЛЭП и кабелей
Наименоваие |
Ток, А |
Длина,м |
Марка |
Длит. доп. ток,А |
Активное сопротивление,Ом |
Реактивное сопротивление, Ом |
Потери напряжения,В |
Потери напряжения, % |
Потери мощности,Вт |
ВЛ1 |
54,47 |
800 |
A35 |
170 |
0,65 |
0,32 |
50,81 |
0,85 |
1937,66 |
ВЛ2 |
26,31 |
700 |
A35 |
170 |
0,57 |
0,28 |
26,20 |
0,44 |
395,63 |
КЛ1 |
54,47 |
180 |
КГЭ 3×16+1×10+1×6 |
90 |
0,21 |
0,01 |
18,85 |
0,31 |
629,80 |
КЛ2 |
116,12 |
270 |
АВВГ 3×70+1×50 |
130 |
0,11 |
0,02 |
17,82 |
4,69 |
1486,05 |
КЛ3 |
116,12 |
20 |
КГ 3×35+1×10 |
130 |
0,01 |
0,00 |
1,69 |
0,44 |
145,39 |
КЛ4 |
4,82 |
350 |
АВВГ 3*6+1*4 |
19 |
1,67 |
0,02 |
21,87 |
9,94 |
38,67 |
КЛ5 |
8,38 |
130 |
АВВГ 3*6+1*4 |
19 |
0,62 |
0,01 |
8,12 |
3,69 |
43,44 |
КЛ5 |
8,38 |
130 |
АВВГ 3*6+1*4 |
19 |
0,62 |
0,01 |
8,12 |
3,69 |
43,44 |
КЛ7 |
257,34 |
100 |
2 КГ 3×35+1×10 |
130 |
0,03 |
0,01 |
10,31 |
2,71 |
1785,03 |
КЛ8 |
4,01 |
220 |
АВВГ 4*2,5 |
19 |
2,51 |
0,01 |
10,11 |
4,60 |
40,51 |
КЛ9 |
4,01 |
220 |
АВВГ 4*2,5 |
19 |
2,51 |
0,01 |
10,11 |
4,60 |
40,51 |
Потери в линиях в Ваттах |
6545,62 |
||||||||
Потери в линиях в % |
2,62 |
Потери в линиях по правилам не должны превышать 5%. В нашем случаи потери составляют 2,62%, следовательно выбранные линии проходят по потерям.
Проверяем высоковольтные кабели на термическую стойкость.
Минимальное сечение медной жилы кабеля S, мм2 по формуле
(14)
где а – коэффициент для меди, (а=7);
tср – время срабатывания защиты (tср=0,2 с).
Если значение сечений будет больше полученных ранее, то следует увеличить сечение кабеля до стандартного большего ближайшего сечения.
Сечение экскаваторного кабеля, которого мы приняли 16 мм2, по расчету кабеля на термическую стойкость мы получили 8,9 мм2. Расчетное сечение меньше выбранного, следовательно кабель выбран верно.