25306 (Расчет и выбор подъемной машины шахты "Вентиляционная" Тишинского рудника Тишинского месторождения г. Риддер), страница 4

…., кВт;

…., кВт · Ар.

Определяем расчетную нагрузку по формуле:

, кВ · А.

Определяем расчетный коэффициент мощности по формуле:

.

2.7 Электроснабжение подъема

Расчет высоковольтной линии сводится к определению сечения жил кабеля, которое выбирается по нескольким показателям:

а) по нагреву, определяем по формуле:

А, где

J_{дл. доп} - длительно допустимый ток для кабеля выбранного сечения;

К₁ - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, для температуры 15⁰ С принимаем К₁ = 1;

J_расч - расчетный ток нагрузки, который определяется по формуле:

А,

Где К_с - коэффициент спроса, К_с = 0,75 - 0,95.

Подставляем значения в формулу:

А.

Предварительно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, J_{дл. доп} = 80 А, сечением 16мм², J_{дл. доп} = 80 А ≥ J_расч = 76,8 А.

б) по экономической плотности тока определяем по формуле:

где

γ_эк - экономическая плотность тока, при числе часов использования нагрузки в год от 1000 до 3000, принимаем γ_эк = 1,6 А/мм².

Находим экономическую плотность:

мм².

Предварительно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с нагрузкой до 155 А, сечением 50мм².

в) по потерям напряжения определяем по формуле:

%, где

l - длина линии, км;

ч_о - активное сопротивление линий, определяется по формуле:

Ом/км; где

γ - удельная проводимость материала кабеля, м/Ом · мм²;

S - сечение кабеля, мм².

Подставляем значения в формулу для нахождения активного сопротивления:

Ом/км.

Для нахождения потерь напряжения подставляем все найденные значения в формулу:

% < U_доп = 5%.

г) по термической стойкости расчет производим по формуле:

мм² где

J∞ - установившийся ток короткого замыкания;

С - коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами, С = 90;

t_ф - фиктивное время действия тока короткого замыкания.

Подставляем значения в формулу для нахождения термической стойкости:

мм².

Окончательно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной масло-канефольной и не стекающей изоляцией, в свинцовой оболочке, прокладываемый в земле, сечением 120мм²; J_{дл. доп} = 260 А.

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания составляем расчетную схему и схему замещения, в которой реальные элементы заменяем сопротивлениями.

Определяем сопротивление всех элементов, до шин подстанции.

l =0,5 Р_ном

К₁

Значение К₁ находим по формуле:

где

S_б = 100 - значение базисной мощности;

S_{к. з.} = 100 - мощность короткого замыкания.

Определим относительное базисное сопротивление кабеля находим по формуле:

где

х_о - индуктивное сопротивление 1км кабельной линии, Ом/км; принимаем из технических характеристик равное 0,08 Ом/км;

Подставляем значения в формулу для определения относительного базисного сопротивления кабеля:

Определим активное относительное базисное сопротивление кабельной линии по формуле:

Ом/км.

Определим результирующее сопротивление до точки К₁ по формуле, но так как ч_*1 < 1/3 х_*1, то ч_*1 не учитываем в формуле.

Ом.

Определим по формуле токи короткого замыкания в точке К₁ от действия системы:

, где

J_о - действующее значение тока в момент возникновения короткого замыкания; J_t - действующее значение тока в момент времени при t = 0,2с;

J∞ - установившейся ток короткого замыкания;

J_б - базисный ток, определяемый по формуле:

кА.

Зная все значения для определения действующего значения тока в момент возникновения короткого замыкания, подставляем их в формулу:

кА.

Определяем ударный ток короткого замыкания по формуле:

, кА; где

К_у = 1,3 - ударный коэффициент.

Подставляем значения в формулу для определения ударного тока замыкания:

кА.

Определим по формуле мощность короткого замыкания в точке К₁ от действия системы:

мВ · А.

Определяем по формуле влияние асинхронного двигателя на величину ударного тока короткого замыкания:

, кА; где

J_{ном. ад} - номинальный ток асинхронного двигателя, который определяется по формуле:

, кА где

значение S_ном находим по формуле:

мВ ·А.

Теперь зная значение S_ном, подставляем его в формулу для нахождения номинального тока асинхронного двигателя:

кА.

Все найденные значения подставляем в формулу для нахождения влияния асинхронного двигателя на величину ударного тока короткого замыкания:

кА.

2.9 Выбор комплектного распредустройства

Выбор комплектного распредустройства сводится к выбору силового выключателя, а другие элементы оборудования соответствуют его параметрам. Предварительно выбираем комплектное оборудование КМ 1, в котором установлен выключатель ВМПЭ - 10 - 630 - 20 УЗ.

Проверочный расчет входящего в КМ 1 оборудования.

Проверяем силовой выключатель.

Производим выбор по напряжению и току, необходимо чтобы:

U_ном ≥ U_cети J_ном ≥ J_расч

6кВ = 6кВ 630А > 78,8А

Выбор по отключающей способности:

J_откл ≥ J_б

20кА > 9,1А.

Проверка на термическую устойчивость:

J_{t. кат} ≥ J_{t. расч}, где

J_{t. кат} - ток термической стойкости по каталогу, кА; определяем его по формуле:

, где

t_кат - допустимое время действия тока термической стойкости.

Подставляем значения в формулу для определения тока термической стойкости:

кА;

J_{t. расч} = 20кА > J_{t. расч} = 3,2кА.

Произведем проверку динамической устойчивости:

i_амп ≥ i_у; где

i_амп - предельный сквозной ток;

i_амп = 52кА > i_у =15,2кА.

Окончательно выбираем выключатель внутренней установки, маломасляный ВМПЭ - 10 - 630 - 20 УЗ. Выбираем шкаф выкачного исполнения на базе силового выключателя ВМПЭ.

Выбор сечения шин.

ВКМ - 1 установлены шины, рассчитанные на 1000 А. Необходимо выполнить условие:

J_{дл. доп} ≥ J_расч.

J_{дл. доп} = 1000А > J_расч. = 76,8А.

Предварительно принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения, размером 30х4мм, S = 120мм² и проверяем их на динамическую прочность при ТК 3.

Усилие, действующее на шины определяем по формуле:

, даН; где

l =120см - расстояние между опорными изоляторами, см;

а =30см - расстояние между осями шин, см.

Подставляем значения в формулу для нахождения усилия действующего на шины:

даН.

Изгибающий момент определяем по формуле:

даН · см.

Момент сопротивления определяем по формуле:

см³ где

в и h - размеры шин, см.

Напряжение в поперечном сечении определяется по формуле:

, где

- допускаемое напряжение на изгиб, даН/см²; даН/см².

Подставляем значения в формулу для определения напряжения в поперечном сечении:

даН/см² даН/см².

Таким образом, шины по механической прочности подходят.

Минимальное сечение шины исходя из условия термической стойкости определяем по формуле:

мм².

Так как выбранное сечение больше минимального, то шины по термической стойкости подходят.

Окончательно принимаем алюминиевые одноколесные окрашенные шины прямоугольного сечения, S = 120мм². Выбор трансформатора тока.

U_{н. т. г.} ≥ U_сети J_н1 > J_расч

6кВ = 6кВ 400А > 76,8А.

Предварительно выбираем трансформатор тока ТВЛМ - 6.

При выборе по классу точности необходимо, чтобы:

, где

- номинальная нагрузка трансформатора ТВЛМ - 6 в определенном классе точности;

- расчетное сопротивление обмоток и реле, соединительных проводов и контактов вторичной цепи, определяем по формуле:

, где

Ом;

Ом.

Приборы: амперметр, счетчики активной реактивной энергии.

Расчет нужного амперметра производим по формуле:

Ом;

принимаем амперметр Э351.

Расчет нужного счетчика активной и реактивной энергии производим по формуле:

Ом;

Ом;

принимаем счетчик активной энергии СА4У - И675М, а счетчик реактивной СР4У - И673М.

Подставляем все найденные значения в формулу для нахождения сопротивления обмоток и реле, соединительных проводов и контактов вторичной цепи:

Ом.

Ом > Ом.

Проверяем на динамическую устойчивость:

необходимо чтобы:

, где

К_дин = 52кА - коэффициент динамической устойчивости трансформатора тока.

А.

кА > А.

Произведем проверку на термическую устойчивость:

,

где

К_терм = 20,5кА - коэффициент термической устойчивости ТВЛМ - 6;

t = 1 - время для которого дан ток термической устойчивости.

кА > кА.

Условие выполняется, окончательно выбираем трансформатор тока ТВЛМ - 6.

Выбор трансформатора напряжения по напряжению:

кВ ≥ кВ.

Предварительно выбираем трансформатор напряжения НТМИ - 6.

По классу точности:

Приборы: вольтметр, счетчики активной и реактивной энергии.

;

В· А.

В · А > В · А.

Принимаем вольтметр Э 377, счетчик активной энергии СА4У - И675М, счетчик реактивной энергии СР4У - И673М.

Окончательно выбираем трансформатор напряжения НТМИ - 6.

Устанавливаем по одному трансформатору напряжения на секцию.

2.10 Выбор обоснование схемы управления подъемной машиной

Каждая подъемная установка должна иметь следующую контрольно-измерительную аппаратуру: указатель глубины, показывающий местоположение подъемного сосуда в стволе; амперметр, показывающий нагрузку подъемного двигателя; вольтметр, показывающий напряжение на статоре двигателя; скоростемер, показывающий и записывающий скорость движения подъемных сосудов.

Рабочее торможение является элементом управления подъемной машины, а предохранительный тормоз - элементом защиты. Электрическая схема управления подъемной установкой построена таким образом, что включение предохранительного торможения автоматически вызывает отключение электроэнергии, питающий подъемный двигатель.

Электрическая схема управления подъемной установки имеет цепь защиты, состоящей из нескольких последовательно включенных контактов предохранительной аппаратуры. Тормозные электромагниты получают питание от контактора предохранительного торможения (КТП), в цепи управляющей катушки которого включены контакты всех защитных аппаратов, контролирующих работу подъемной установки.

При размыкании контактов одной из защит, цепь нарушается и накладывается предохранительный тормоз, машина останавливается. Защитная аппаратура подъемной установки (ПУ) связывает работу электропривода с исполнительным органом тормоза.

Цепь защиты ПУ с пневматическим приводом тормоза состоит из:

выключателя понижения давления КД, размыкающего свои контакты при опускании тормозного груза, вследствие понижения давления в воздушной системе тормоза;

выключателя блокировки тормоза предохранительного ВБТП, размыкающего свои контакты при пере подъеме клети, при срабатывании механического ограничителя скорости;