Курсовая работа: Проектирование и расчёт системы электроснабжения подземных участков калийных рудников

Вариант 15

Оглавление

Введение.............................................................................................................. 3

1. Технологическое описание выемки руды участка калийного рудника 4

2. Исходные данные к расчету........................................................................ 6

3. Расчет электрических нагрузок и выбор участковых подстанций...... 10

4. Расчет кабельной сети................................................................................ 14

4.1. Выбор марок кабелей......................................................................... 14

4.2. Выбор сечений кабелей по условию нагрева допустимым длительным током15

4.3 Выбор сечений кабелей по экономической плотности тока............... 17

4.4. Выбор сечений кабелей по механической прочности....................... 18

5. Расчет кабельной сети по потерям напряжения при нормальном режиме работы потребителей.................................................................................................... 20

6. Расчет кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее удаленных и мощных потребителей.................................................................................... 25

7.Расчет приведенных длин кабелей............................................................ 37

8.Расчет токов короткого замыкания.......................................................... 39

9.Проверка сечений кабелей по условию термической стойкости........... 45

10.Выбор и проверка коммутационной защитной аппаратуры.............. 49

10.1 Выбор и проверка РУ 6 кВ................................................................ 49

10.2 Выбор и проверка оборудования РУ до 1 кВ.................................. 50

11.Выбор и проверка уставок МТЗ.............................................................. 54

12.Защитное заземление выбранного оборудования................................. 63

Заключение...................................................................................................... 67

Список используемых источников............................................................... 68

Введение

В современном мирешахты и рудники содержат довольно сложный комплекс электроустановок, размещенных на поверхности и в подземных выработках. В зависимости от производительности предприятия, уровня механизации и автоматизации, глубины залегания пластов, размеров шахтного поля, газового и пылевого режима, водообильности и других горно-геологических факторов, общая установленная мощность на этих предприятиях достигает десятков МВА.

Горное предприятие является потребителем I категории, т.к. перерыв электроснабжения может повлечь за собой опасность жизни людей и значительный ущерб. На выбор системы электроснабжения добычных участков, помимо горно-геологических и технологических факторов, существенное влияние оказывают способ механизации в забоях и схема транспорта полезного ископаемого от забоя. Специфической особенностью систем подземного электроснабжения является их подвижной характер, обусловленный постоянным перемещением фронта очистных работ.

Расчёт системы электроснабжения подземных горных участков калийных рудников представляет собой довольно сложную инженерную задачу. Важное значение в которой имеет правильный выбор всех элементов системы. При расчётах системы электроснабжения калийных рудников используются справочники, инструкции и т.д., предназначенные для угольных шахт, но с учётом анализа.

Задача моего курсового проекта - спроектировать систему электроснабжения комплекса с комбайном Урал-20КС добычного участка калийного рудника.

1. Технологическое описание выемки руды участка калийного рудника

В настоящее время на шахтных предприятиях применяется камерная система разработки с оставлением междукамерных целиков. Основными параметрами очистной выемки являются ширина и высота очистной камеры, размеры междукамерного и междуходового целика и длина камеры. Ширину главным образом определяют размеры исполнительного органа комбайна.

Весь объём добычи руды осуществляется с помощью комбайновых комплексов, работающих с определенным производственным циклом.

Комбайн Урал-20КС в основном применяется при отработке карналлитовых пластов. Комбайны располагают функционалом для отделения руды от массива и погрузки её в транспортные средства. Зарубка на очистные камеры осуществляется с выемочного штрека. Очистные камеры по пласту карналлита, как правило, проходятся в один ход комбайна.

Ширину камеры главным образом определяет устойчивость вмещающих пород, а при комбайновой выемке – и размеры исполнительного органа комбайна. Ширина камеры может быть образована несколькими ходами комбайна, в данном проекте будет рассматриваться отработка в 2 хода комбайна, то есть 4,1*2=8,2м. Поддержание кровли камер и подготовительных выработок осуществляется анкерной крепью.

Длина камеры является наиболее постоянным параметром, который обоснован эффективным использованием применяемых транспортно-доставочных средств от забоя. На карналлитовых рудниках длина камеры составляет принимается 150–300 м. Ширина штрека равна двойной ширине камеры.

Для приёма руды, временного её накопления и погрузки в самоходные вагоны применяют бункеры-перегружатели. Применение бункерапредназначено для сокращения временипростоев комбайнов в ожидании вагонов.

Доставка руды от комбайнов до участковых конвейеров осуществляется самоходными вагонами. Подача руды на конвейер производится через рудоспускные скважины, пробуренные между выемочными и конвейерными штреками. На период отгрузки руды скважины перекрываются решеткой для задерживания негабарита.

Для проветривания тупиковых звыработок всех очистных камер используются вентиляторы местного проветривания, устанавливаемые на свежей струе воздуха в выемочном штреке на расстоянии не менее 10 м до первой очистной камеры.

Расстояние от РП до камеры, на котором ведется добыча руды, 30 метров.

Каждая кабельная линия имеет запас по длине, составляющий 5%. Длина кабеля, питающего Урал-10КС, позволяет отработать камеру на полную длину без передвижки РП. Длина кабеля вентилятора позволяет искусственно вентилировать камеру как во время проходки забоев в прямом и обратном направлении относительно штрека, также эта длина позволяет питать вентилятор при отработке следующей камеры.

Вентилятор местного проветривания устанавливается не менее чем в 10 метрах от края камеры. Расстояние от РП до подстанции определяется длиной фидерного кабеля, расстояние от РП до комбайна определяется длиной магистрального кабеля. Для определения расстояния от подстанции до РП вычитается 10 % от длины фидерных и магистральных кабелей. Данное значение составляет запас на провис и монтаж.

2. Исходные данные к расчету

Составим таблицу с техническими характеристиками электродвигателей и пусковых агрегатов комбайновых комплексов на участке (таблица №1).

Исходные данные для проекта согласно варианту 15:

• Длина кабеля от ЦПП до УРП-6 – 1350 м, сечение 120 мм²;
• Длина кабеля от УРП-6 доТП – 90 м;
• Длина фидерного кабеля – 155 м;
• Длина магистральных кабелей до комбайна – 205 м;
• Длина кабеля до вентилятора – 60 м;
• Длина кабеля до вагона – 205 м;
• Комбайн Урал-10КС;
• Самоходный вагон 5ВС-15;
• Вентилятор СВМ-5М;
• Бункер перегружатель БП-3.
• Мощность короткого замыкания на ЦПП – 50 МВА;
• Ток короткого замыкания – 4,8 кА;
• Токоограничивающее действие силовой цепи фидерного автоматического выключателя и пускателя в расчетах принимаем эквивалентным 15 м гибкого кабеля сечением 50 мм².

По исходным данным составим расчетную схему электроснабжения комбайнового комплекса добычного участка (см. рисунок 1).