22.1. Общие сведения

Современный карьер является полностью электрифицирован­ным предприятием. Мощность, потребляемая карьерными ме­ханизмами и машинами, достигает десятков тысяч киловольт-ампер.

На карьере могут быть потребители первой категории — главная водоотливная установка, дренажная шахта, котельная, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни" людей, значительный ущерб, связанный с ликвидацией аварии. Большинство электроприемников карь­ера относятся к потребителям второй категории (основное гор­нотранспортное оборудование), перерыв в электроснабжении их связан с массовым недоотпуском продукции, простоями ма­шин, рабочих и т. д. Вспомогательные цехи (ремонтные, строи­тельные), производственные и бытовые здания и т. п. отно­сятся к потребителям третьей категории.

Характерной особенностью электроустановок карьера яв­ляется расположение их на значительной площади (до 10 км²) и глубине (до 500 м). Основные электроприемники (экскава­торы, буровые станки) непрерывно или периодически переме­щаются, эксплуатируются в тяжелых климатических условиях на открытом воздухе, в запыленной среде, подвергаются зна­чительным механическим воздействиям, при взрывах, пере­движке и т. п.

Для питания электроприемников переменного тока приме­няют напряжение 6000—10 000 В и 380 В. Для повышения без­опасности эксплуатации распределительные сети карьеров на­пряжением до и свыше 1000 В выполняют с изолированной нейтралью трансформаторов.

Перечисленные факторы определяют выбор системы внут­реннего электроснабжения карьера, которая должна обеспечить экономичность и надежность электроснабжения всех потребителей карьера, безопасность ее обслуживания и требуемое качество электроэнергии.

Основными элементами системы электроснабжения карьера являются: одна или несколько главных понизительных подстанций (ГПП), центральные распределительные подстанции (ЦРП), карьерные линии электропередачи (ЛЭП), карьерные распределительные пункты (КРП), передвижные комплектные трансформаторные подстанции (ПКТП), приключательные пункты (ПП), передвижные пункты защиты (ППЗ). Электрооборудование, аппаратура и электрические сети карьеров должны удовлетворять требованиям, предусмотренным общими разделами действующих Правил устройства электроустановок, Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых от­крытым способом и Инструкции по безопасной эксплуатации и обслуживанию электрооборудования и электросетей на карье­рах.

В отделе главного энергетика и у энергетика смены карьера должна быть схема электроснабжения карьера и отвалов, сов­мещенная с планом горных работ. На ней указываются сило­вые и электротяговые сети, места расположения электроуста­новок (трансформаторных подстанций, распределительных и приключательных пунктов, экскаваторов и т. д.).

22.2. Схемы распределения электрической энергии на карьерах и их выбор

Схемы распределительных сетей карьера подразделяют на ра­диальные (рис. 22.1, а—г), магистральные (рис. 22.1, д—и) и комбинированные (рис. 22.1, к). Последние имеют наибольшее применение.

Радиальные схемы выполняют одноступенчатыми — при не­посредственном питании электроприемников от ГПП или ЦРП (рис. 22.1, а) или двухступенчатыми — с применением проме­жуточных распределительных пунктов (РП) (рис. 22.1, б, г), трансформаторных подстанций ТП (рис. 22.1, в) и т. п.; магист­ральные схемы выполняют с одиночными магистралями, имею­щими одностороннее (рис. 22.1, д) и двустороннее питание (рис. 22.1, е); с кольцевыми магистралями, имеющими односто­роннее (рис. 22.1, ж) или двустороннее питание (рис. 22.1, з); с несколькими параллельными магистралями.

ЛЭП подразделяют на продольные и поперечные в зависи­мости от расположения их относительно фронта горных работ (вдоль или поперек) (рис 22.2).

Продольную линию, проло­женную за пределами рабочих горизонтов, например вдоль тех­нической границы карьера, называют бортовой линией, а по­перечные спуски от нее на рабочие горизонты — поперечниками

При использовании продольных линий приключательные пункты располагают вдоль линии через 200—300 м. По мере удаления от приключательных пунктов на расстояние, опреде-ляемое длиной гибкого кабеля, передвижные электроприемники присоединяют к следующему ближайшему приключательному пункту. Длина гибкого кабеля, питающего одноковшовые экскаваторы, составляет 100—250 м по условиям удобства их под-тягивания и переноски. Экскаватор должен перемещаться в обе стороны от приключательного пункта на расстояние, соответствующее длине разрабатываемого блока. При большой длине блока экскаватор переключают к следующему по направлению продвижения приключательному пункту. Продольное расположение воздушных линий не создает помех при перемещении экскаватора вдоль уступа и при работе; упрощается подключение прочих электроприемников на рабочих площадках. Недостатки продольных линий — необходимость частой передвижки и высо­кая повреждаемость при взрывных работах.

Поперечные воздуш­ные или кабельные ли­нии, отходящие от РП или ГПП, подводят к борту карьера, откуда спускают на уступы. На рабочей площадке уступа размещают ПП или КРП, к которым присоединяют ближайшие электроприемники. Число линий, пе­ресекающих уступ, и приключательных пунктов зависит от длины уступа, числа рабочих - машин, длины разрабатываемых блоков.

Чтобы исключить при работе задевание стрелой экскаватора поперечной воздуш­ной линии, питание осуществляется попеременно от двух бли­жайших ПП, расположенных на границах блока. Достоинство поперечных линий — отсутствие передвижки.

Для уменьшения длины передвижных внутрикарьерных ЛЭП широкое применение получили схемы с применением КРП. Нарис. 22.3 приведена такая схема.

При наличии подземных выработок — наклонных стволов е конвейерными установками или дренажных штреков можно осуществить глубокий ввод с помощью кабельной линии, проложенной по подземной выработке (см. рис. 22.3).

При такой схеме электроснабжения уменьшается длина передвижных карьерных ЛЭП и повышается надежность электроснабжения. Схемы распределительных сетей карьера выбирают в зави­симости от требуемой надежности электроснабжения, тер­риториального размещения и величины расчетных нагрузок, технологии горных работ и других факторов.

Сравнение наме­ченных вариантов производят по технико-экономическим показателям, учитывающим не только факторы, относящиеся к сис-теме электроснабжения, но и простои горнотранспортного оборудования при переключениях, передвижке ЛЭП, аварийных отключениях и т. п.

Для крупных карьеров с большим количеством горных ма-шин следует применять схемы электроснабжения с КРП, расположенными на уступах. При выборе схемы электроснабжения следует учитывать, что согласно Инструкции по безопасной эксплуатации электрооборудования и электросетей на карьерах к одной воздушной карьерной ЛЭП можно присо­единять два экскаватора с ковшом емкостью до 10 м³ и один-два буровых станка. Для питания электроэнергией экскавато­ров с ковшом емкостью более 10 м³ необходимо прокладывать отдельную линию.