11.Расчет и выбор кабельной сети на напряжение до 1000в.

Расчет фидерного кабеля производится с учетом принятой схемы расположения РПП. Наиболее часто встречаются следующие варианты (см. рис.5-а,б,в):

А. От ПУПП до РПП проложен фидерный кабель к.ф., по которому проходит ток нагрузки всех токоприемников, подключенных к РПП.

Б. От ПУПП до РПП-1 проложен фидерный кабель к.ф.-1, по которому проходит ток токоприемников, подключенных к РПП-1 и РПП-2; от РПП-1 до РПП-2 проложен кабель к.ф.-2, по которому проходит ток токоприемников, подключенных к РПП-2.

В. От ПУПП до РПП-1 проложен фидерный кабель к.ф.-1, по которому проходит ток токоприемников, подключенных к РПП-1; от ПУПП до РПП-2 проложен фидерный

кабель к.ф.-2, по которому проходит ток токоприемников, подключенных к РПП-2.

11.1. Расчет фидерного кабеля начинается с определения расчетного тока: , А.

11.1.1. Сечение жилы фидерного кабеля по допустимому нагреву /нагрузке/ определяется по этому расчетному току по таблицам допустимых нагрузок для кабелей марки СБН или ЭВТ [2] (табл. XIX.3) или по приложения к методическим указаниям.

Если расчетный ток фидерного кабеля больше, чем допустимый ток кабеля с сечением рабочей жилы 120мм², то принимают два параллельно включенных кабеля такого сечения, чтобы их суммарный допустимый ток был не меньше расчетного.

11.2. Гибкий кабель комбайна /струга/ выбирают по расчетному току, который принимается равным номинальному рабочему току токоприемника:

I_К.Г.Р. = I_ДВ.Н.

11.2.1. Сечение жилы гибкого кабеля по допустимому нагреву выбирается по расчетному току по таблице допустимых нагрузок [2] (табл. XIX.2) или по приложениям и методическим указаниям.

Если при работе комбайна его кабель наматывается на барабан кабелеукладчика, то кабель должен иметь фактическую нагрузку, которая не превышает 70٪ допустимой нагрузки.

11.2.2. Сечение жилы гибкого кабеля по механической прочности производится по табл. XXXII.8 [5] или по приложениям к методическим указаниям.

Кабели остальных токоприемников выбирают так же, как и кабель комбайна. Все расчеты выполняются в черновике. В пояснительную записку вносят только результаты расчетов, сведенные в таблицу 3.

Предварительные результаты расчета гибких кабелей.

Таблица 3.

Наименование токоприемников	IН, А	Сечение жилы кабеля, определенное по
		по допустимому нагреву	Механической прочности

11.3. Расчет кабельной сети по допустимой потере напряжения при номинальном режиме производится в такой последовательности:

11.3.1. Определяется потеря напряжения в трансформаторе: , В,

на основании [5] (XXII.26)

где - коэффициент загрузки трансформатора;

٪ - относительная величина активной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора;

٪ - относительная величина реактивной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора;

P_К.З. – потери короткого замыкания трансформатора при номинальной нагрузке, кВт;

U_К.З. – напряжение короткого замыкания трансформатора в ٪ от номинального напряжения;

U_ТР.Н. – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора. При номинальных напряжениях токоприемников (U_Н) 380, 660, 1140В оно равно соответственно 400, 690 и 1200В;

сosφ_СР. – средневзвешенный коэффициент мощности, принятый ранее.

11.3.2. Определяется потеря напряжения в гибком кабеле наиболее мощного и удаленного токоприемника – комбайна или удаленного привода струга:

, В,

[5] (XXII.20)

где I_ДВ – номинальный ток двигателя, А;

cosφ_ДВ – номинальный коэффициент мощности двигателя;

R_К.Г. – активное сопротивление гибкого кабеля, принятого ранее, Ом;

;

L_К.Г. – длинна гибкого кабеля, км;

R_О – удельное сопротивление жилы гибкого кабеля, Ом/км, [3], часть 2 ст.117.

Для проходческого участка:

, (В)

11.3.3. Определяется общая допустимая потеря напряжения:

, В.

11.3.4. Определяется допустимая потеря напряжения в фидерном кабеле:

, В.

Для проходческого участка:

, В.

11.3.5. Определяется сечение рабочей жилы фидерного кабеля по допустимой потере напряжения:

, мм², на основании [5] (XXII.21),

, мм².

где К_С – коэффициент спроса, определенный ранее;

Σ I_Н – сумма номинальных рабочих токов, проходящих по фидерному кабелю, А;

L_К.Ф. – длинна фидерного кабеля, м;

- удельная проводимость рабочей жилы фидерного кабеля при рабочей температуре.

Приведенный порядок расчета применяется для варианта А низковольтного РПП /рис.5/.

Для вариантов Б и В принцип расчета остается таким же, но фидерные кабели к.ф. – 1 и к.ф. – 2 рассчитываются по суме токов и коэффициенту спроса соответствующей группы токоприемников.

11.3.6. Сечение рабочих жил кабелей остальных токоприемников по допустимой потере напряжения рассчитываются по формуле:

, мм², на основании [5]

(XXII.21),

где I_ДВ – номинальный ток двигателя, кабель которого рассчитывается по допустимой потере напряжения, А.

cosφ_ДВ – номинальный коэффициент мощности двигателя;

- удельная проводимость рабочей жилы гибкого кабеля при рабочей температуре;

∆U_К.Г.ДОП – допустимая потеря напряжения в гибком кабеле. Она равна потере напряжения в гибком кабеле наиболее мощного и удаленного токоприемника – комбайна или струга.

В пояснительной записке приводится расчет одного из кабелей остальных токоприемников. Все остальные расчеты выполняются в черновике, а результаты заносятся в пояснительную записку в виде таблицы.

11.4. Расчет кабельной сети по допустимой потере напряжения при пуске комбайнового двигателя производится в следующем порядке:

11.4.1. Определяется минимально допустимый уровень напряжения у двигателя комбайна при пуске.

В соответствии с ГОСТ 16565-71 должно быть выполнено условие: U_ДВ.П.min ≥ 0,8U_Н.

11.4.2. Определяется фактическое напряжение у двигателя комбайна при пуске:

, В,

[5] (XXII.44)

где U_РП = U_ТР.Н – (∆U_ТР.Н + ∆U_К.Ф) – напряжение на шинах РПП, В;

I_ДВ.П.Н. – номинальный пусковой ток двигателя, А;

R и x – соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление цепи от трансформатора до зажимов двигателя комбайна, Ом;

R=R_ТР+R_К.Ф+R_К.Г; , Ом; [5] (XXII.54)

x=x_тр+x_к.ф+x_к.г;

, Ом; [5] (XXII.55)

I_ТР.Н – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А;

U_ТР.Н – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ;

S_ТР.Н – номинальная мощность трансформатора, кВА;

R_К.Ф., R_К.Г., x_К.Ф., x_К.Г. – соответственно активное и индуктивное сопротивления фидерного и гибкого кабелей, Ом. Как и в предыдущих расчетах, эти сопротивления определяются по длине кабеля, взятой в км, и по удельному сопротивлению жилы кабеля, взятому из таблицы [3] часть II, ст.117;

cosφ_n – коэффициент мощности двигателя комбайна при пуске. Принимается по техническим характеристикам двигателя. Если данных нет, принимается cosφ_n = 0,5.

11.4.3. Производится сравнение допустимого и фактического напряжений на зажимах двигателя комбайна при пуске. Должно быть выдержано условие: U_ДВ.П.Ф ≥ U_ДВ.П.min.

Если это условие не выдерживается, необходимо увеличить сечение фидерного или гибкого кабеля, или же уменьшить длину фидерного кабеля. После этого снова определить U_ДВ.П.Ф.

При определении фактического напряжения у двигателя комбайна для подготовительной выработки в формуле [5]

U_РП=U_ТР.Н–(∆U_ТР.Н+∆U_К.Ф.+∆U_{К МАГ}), В;

R=R_ТР+R_К.Ф.+R_К.Г+R_{К маг}, Ом;

x=x_тр+x_к.ф.+x_к.г+x_{к маг}, Ом.

где ∆U_{К МАГ} – потеря напряжения в магистральном кабеле;

R_{К маг} – активное сопротивление магистрального кабеля;

X_{К маг} – индуктивное сопротивление магистрального кабеля.

По этой же методике производится расчет кабельной сети на условия одновременного пуска двигателя конвейера.

Если головные и хвостовые двигатели конвейера или струга питаются от отдельных пускателей, расчет производится по методике, изложенной в [5], (с.86-88 и 143-144).

11.5. Расчет осветительного кабеля производится по допустимой потере напряжения.

, на основании [4], (с.338),

где - удельная проводимость рабочей жилы кабеля;

U_Н – номинальное напряжение сети, В;

∆U٪ = 4٪ - допустимая потеря напряжения в осветительной сети в соответствии с § 472 ПТЭ [2];

М – максимальный момент нагрузки на осветительный кабель, Вт·м, определяется по схеме рис.7.

, Вт·м;

, Вт·м,

где P_CB – мощность светильника, Вт. Кабель рассчитывается по большему из полученных моментов.

11.6. Расчет кабеля ручного электросверла производится по допустимой потере напряжения.

, [5], (XXII.22).

где I_CBP – номинальный ток двигателя электросверла, А;

L_CBP – длина кабеля от пускового агрегата до электросверла, м;

- удельная проводимость рабочей жилы кабеля;

∆U_K – допустимая потеря напряжения в бурильном кабеле, В;

∆U_К=∆U_ДОП - ∆U_ТР, В;

∆U_ДОП=U_ТР.Н – U_ДВ.min. = 1,05·U_Н – 0,95·U_Н, В;

∆U_ТР = β(U_a·cosφ_СВР + U_Р·sinφ_СВР)· , В.

Элементы, входящие в эту формулу, определяются так же, как и при расчете потери напряжения в трансформаторе ПУПП (см. раздел 11.3.1.). Значения P_К.З и U_К.З для трансформаторов пусковых агрегатов приведены в [18], (с.61).

По данным расчетов принимаются особо гибкие кабели ШРБЭ или ШВБЭ.

При большой длине лавы может оказаться, что необходим кабель с сечением рабочей жилы больше, чем 6мм². В этом случае необходимо сократить длину кабеля электросверла. Для этого электросверло можно подключить к пусковому агрегату, находящемуся на распредпункте вентиляционного штрека, или не далее 10м от окна лавы на откаточном штреке, отдельно от распредпункта.

По окончании расчетов кабелей по различным факторам необходимо сделать выбор по наибольшему из полученных сечений. Для этого составляется таблица результатов расчета (табл.4).

Если по какому-то фактору расчет кабеля не производится, в соответствующей графе делается прочерк.