Введение Учалинский подземный рудник имеет собственную историю. Он является основой горно-обогатительного комбината. В результате организации на территории Башкирии ряда геологических экспедиций уже в начале XVIII века правительство России убеждается в наличии несметных богатств подземных кладовых Южного Урала. Только в 60-х годах этого столетия геолого-изыскательские группы Твердышева и Мясникова обнаруживают считающиеся сравнительно крупными 49 меднорудных залежей. На этих землях начинают функционировать рудники и прииски. С начала XIX века на территории современного Учалинского района активизируется добыча золота, в результате интерес к другим видам полезных ископаемых падает: России требовалось много золота. Такая тенденция сохранялась до 40-х годов XX века. До 1938 года в районе работают управления Мулдакаевского, Поляковского, Миндякского и Ильинского приисков, относящиеся к уфимскому тресту «Башзолото». Эти управления вели работы более чем на 50 приисках. В 1938 году Мулдакаевские, Поляковские и Ильинские прииски объединяются в одно Поляковское управление приисков. С обнаружением в 1939 году учалинских медно-цинковых залежей добыча золота в районе значительно возрастает. На базе этих залежей в начале 1941 года организуется Учалинский рудник, который тоже подчиняют «Башзолоту». Верхний слой учалинских залежей руды, богатой содержаниями золота и серебра, оказался сплошь окисленным. Подобное явление геологи называют «Железная шляпа». 22 января 1953 года Совет Министров СССР принимает решение о начале строительства Учалинского горно-обогатительного комбината. На этом основании Министерство цветной металлургии СССР приказом от 22 июня 1954 года утверждает состав дирекции строящегося комбината, который основан на базе Учалинского и Межозерного рудников. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 7 Учалинское месторождение представлено крупной линзообразной залежью сплошных колчеданных руд, сопровождаемой прерывистыми зонами рассеянной сульфидной минерализацией. Рудное тело вытянуто в меридиальном направлении и имеет крутое падение (80-85 градусов) к западу. Длина по простиранию составляет 1400м, горизонтальная мощность колеблется от нескольких метров до сотни. Отработке подземным способом подлежит часть рудного тела ниже проектной отметки (324 метра) дна карьера. В пределах залежи выделяются массивные и вкрапленные руды с различным содержанием промышленных компонентов, которые отрабатываются селективно. Вмещающие породы представлены в висячем боку устойчивыми образованиями риолито-дацитового состава с крепостью 9-14 по шкале профессора М.М.Протодьяконова. Породы лежачего бока, примыкающие к рудному телу, слабоустойчивые, представлены кварц-серитоцитовыми метасоматитами и превращаются, при обводнении, в плывунообразное состояние. Контакт руды и вмещающих пород, в большинстве случаев, чёткий. Рудный массив, в целом, сравнительно устойчивый. Крепость руды 12. Физико-механические свойства руд и вмещающих пород изменяются в широких пределах и приведены в таблице (1). Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 8 Таблица 1 - Физико-механические свойства пород и руд Учалинского месторождения. Наименование по- Крепость по Объёмная род и руд М.М.Прото- масса, т/м3 дьяконову Миндалекаменные базальтовые порфириты Лавобрекчии базальтовых порфиритов Туфобрекчии базальтовых порфиритов Туфы основного состава Туфобрекчии смешанного состава Риолитовые порфиры Туфобрекчии риолитовых порфиров Туфы кислого состава Габбродиоритовые порфириты Диабазовые порфириты Метасоматиты Вкрапленные руды Массивные руды Предел проч- Предел прочности на рас- ности на сжатяжение, тие, МПа МПа 17,8-29,3 67,8-126,5 13-20 2,6-2,99 15 2,86 21,9-22,6 67,8-127,9 10-17 2,73-2,9 13-26,6 51,9-136 15 2,92 16,4 60 10-15 2,86-2,92 16,3-19 84,3-123,7 8-15 2,61-2,92 18,4-39,1 34,8-226 8-15 2,7-2,92 14,7-20,7 80,6-153,4 8-12 2,7-2,87 12,7-24,2 43,7-135,7 10-17 2,77-2,95 16,5-23,3 82,9-96,9 10-20 2,82-3,03 15,5-33,5 72,9-163,4 3-10 3-10 3-20 2,65-3,85 2,87-4,10 3,27-4,82 7-20,9 3,2-18,3 6,4-33 13-94,7 17,5-102 63,9-186,6 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 9 1. Общая часть 1.1 Исходные данные При проектировании систем электроснабжения выполняется ряд расчетов, по результатам которых выбирается оборудование подстанции, сечение и материал проводников, наиболее экономичные способы передачи электрической энергии, конфигурация сети и т.д. Электрические нагрузки в этом случае являются исходными данными для всего последующего проектирования. Во время проектирования электроснабжения расчетные нагрузки определяются для групп различных электроприемников получающих питание от подстанций. Поэтому исходными данными для определения электрических нагрузок отдельных элементов и всей системы электроснабжения являются сведения о количестве потребителей их расположении и номинальных мощностях. Таблица 2 - Исходные данные Наименование потребителей Электродвигатель насоса ВАО-560LA-4 Вентилятор ВМ-12 Участковый насос НЖН 200 Кран балка Электродвигатель задвижки АОШ-4 Слесарная мастерская Сварочный трансформатор Мощность, кВт 800 125 22 14 11.5 4 50 80 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 10 1.2 Характеристика энергетического хозяйства Потребители 1-й категории. Электроприемники перерыв в электроснабжения связано с опасностью для жизни людей, браком продукции, повреждения оборудования и длительным восстановлением сложного технологического процесса. Клетьевые подъемные машины, канатные пассажирские дороги; главные вентиляторы и насосы вод по газу, пыли и водоотлива на рудниках, опасных по газу, пыли и воде, котельная, калориферы. (Длительный перерыв в электроснабжении снижает производительность, вызывает опасность для людей и может привести к аварии.) Потребители 2-й категории. Электроприемники, перерыв в электроснабжения связан с существенным снижением выпуска продукций механизмов и транспорта. Допускается перерыв электроснабжения на время включения резервного электропитания, дежурным персоналом. Канатная грузовая дорога, скиповая подъемная машина: рудничные машины; драги, буровые станки; экскаваторы, транспортно-отвальные мосты, электровозная откатка; вентиляторы частичного проветривания и главные вентиляторы на рудниках, не опасных по газу и пыли; воздуходувки; компрессоры; электроинструмент; насосы. Потребители 3-й категории. Неответственные потребители, к которым относятся машины и механизмы вспомогательных цехов освещения дорог, склады. Канатная грузовая дорога (при наличии склада); скреперы, двигатель-генераторы и ртутные выпрямители откатки и прочее технологическое оборудование, и вспомогательные объекты, не относящиеся к потребителям 1-й и 2-й категорий. Насосная станция главного водоотлива гор.460м является потребителем 1-й категории. Так как осуществляет откачку всех шахтных вод. И перерыв в электроснабжения связано с опасностью для жизни людей, потоплением шахтных выработок, повреждения оборудования и длительным восстановлением сложного технологического процесса. Питание на вводные ячейки подаются по двум силовым кабелям с разных секций ГПП шахты и имеется система секционирования ячеек. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 11 1.2 Водоотлив По данным гидрогеологических исследований водоприток на Учалинском подземном руднике ожидается в размере 360 м3/час (в течение 300 дней в году), максимальный – 750 м3/час (в течение 60 дней в году) и ливневый в размере 1200 м3/час (в течение 5 дней в году). Вода кислотная с РН = 4,2 – 4,7. Осушение месторождения осуществляется системой дренажных выработок с перепуском воды по скважинам на гор. 460м. Откачка воды осуществляется насосной станцией, расположенной на гор. 460м. Насосная станция на гор.460м оборудована семью насосами ЦНСш300/720 и откачка воды с этой насосной осуществляется по трем трубопроводам d 325мм, проложенных по стволу «КС» на поверхность на Станцию нейтрализацию шахтных вод и в хвостохранилище обогатительной фабрики. Весь водопроток ниже гор.460м перепускается на гор.480 м и на гор.564 м к водосборникам насосной станции и перекачивается насосами в водосборники насосной станции главного водоотлива гор.460м. Насосная станция гор.480 м оборудована тремя насосами Flygt, гор.564 оборудован 3 насосами ЦНС 105/294. Зумпф на стволе «Клетевая» не предусматривается. Вода с гор. 120м по скважинам перепускается на гор. 144м и далее по канаве с водой околоствольного двора гор. 144м поступает в водосборники. Насосная станция гор.144м оборудована пятью насосами ЦНСК-300/240м. Откачка воды с этой насосной осуществляется по двум ставам труб d 219мм, проложенных через скважины на поверхность к станции нейтрализации шахтных вод и далее в хвостохранилище обогатительной фабрики. С вводом в эксплуатацию насосной станции главного водоотлива гор.460м. насосная станция гор. 144м до решения вопроса о перепуске воды с гор. 144м на нижние горизонты остается в эксплуатации. Для защиты рудника от затопления в период ливневых и паводковых вод и прорыва воды через южный фланг карьера в шахту на "гор.340м построена водонепроницаемая перемычка на давление 0,2 МПа с возможным подтоплением выработок южнее орта №9 на гор.340м. Построена водонепроницаемая пере- Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 12 мычка на давление 0,9 МПа в квершлаге гор.380м, в квершлаге гор. 460 м на давление 0,9 МПа и в т.н.с г.430/460м. Величина нормального водопритока составляет 360 м3/час, а максимального (ливневый) - 1200 м3/час. Для устойчивой работы водоотлива требуется выполнение следующих мероприятий: закрепить распоряжением за участком №10 погрузочно-доставочный комплекс для постоянной зачистки водосборников гор:460м,480м,564м от шлама; проработать вопрос по разработки конструкции передвижных насосов для откачки шлама при зачистке водосборников гор. 460м, гор. 564м и закупки этих передвижных агрегатов. Разработать проект на установку этих насосов, монтаж труб по водосборникам и стволу для откачки шлама на поверхность; для надежной и устойчивой работы насосной г.460м, во время очистки от шлама одного из двух водосборников пробурить скважины между приемными колодцами №1; №2; №3 в насосной, согласно проекту буровой установкой НКР -100. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 13 2 Расчетно-технологическая часть 2.1 Расчет и выбор насосных агрегатов По данным многих наблюдений за режимом подземных вод при проходке горизонтов, нормальный водоприток Qнп , м 3 /ч на горизонте 460 метров: Qнп =360 м³/час Максимальны водоприток Qлп, м³ в период ливневых дождей, а также в весеннее время: Qлп,=1200 м³/час Шахтные воды по составу : кальциево-магниевые , кислые , с концентрацией водородных ионов рH = (4÷5) и большим содержанием Cu, Zn, S Глубина от горизонта главной водоотливной установки 460 метров до места выброса воды на поверхность станции нейтрализации шахтных вод составляет 460 метров. Выбираем насос ЦНСш 300-570 Таблица 3. Технические данные насоса ЦНСш 300-570 Параметр МАРКА Q Подача (м3/ч) H о Напор (м или кГс/см2) N Частота вращения (об/мин) N Мощность э/д (кВт) Число колес Н к Напор 1 колеса КПД Значение ЦНСш 300-570 300 570 1480 800 10 72 78% Ориентировочно напор Н ор , м насоса Нор=1,1 Нг; (1) где Нг - глубина от горизонта главной водоотливной установки 460 метров до места выброса воды на поверхность станции нейтрализации шахтных вод Нор=1,1х460=506 (м) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 14 Необходимое число последовательно соединенных рабочих колес Z к , штук Zк= Нор:Нк (2) где: Нк-напор на одно рабочее колесо , (м). Zк =506:72=7 штук Но при обильной откачке воды с шахты станция не успевает принять всю воду и скидывает воду в хвостохранилище обогатительной фабрики а это дополнительно приблизительно 60 метров высоты. 460+60=520м Проверка по условию устойчивости: Нг≤0,95 Но ; Нг≤0,95х570; (3) Нг≤541 ; 520≤541, что и необходимо было доказать. Насосная горизонта 460 метров, будет выполнять роль главной водоотливной установки. 2.2 Выбор электродвигателя Для шахтных насосов применяют трехфазные короткозамкнутые асинхронные электродвигатели, обладающие высокой надежностью в работе и пониженным расходом электроэнергии на пусковых режимах. Пуск электродвигателей производится на полное напряжение сети. Для создания нормальных пусковых условий ориентировочная мощность двигателя (кВт) должна быть не более 4% мощности установившегося трехфазного короткого замыкания сети. Условия работы электродвигателей характеризующееся повышенной влажностью и запыленностью, а также взрывоопасностью рудничной атмосферы, требуют применения их в закрытом защищенном или взрывобезопасном исполнение. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 15 Определяем необходимую мощность приводного двигателя насоса, N, кВт насосной горизонта 460 метров, Учалинского подземного рудника. N=К g Qmax H max ; 1000 3600 max (4) где К = 1,15 – коэффициент, учитывающий возможность неточного расчета = 1050кг/м³ - плотность шахтной воды; Qmax – максимально возможная подача насоса; Нmax- напор насоса ηтах - КПД насоса g=9.8 –коэффициент устойчивости насоса. N = 1,15 1050 9,8 300 570 626 кВт . 1000 3600 0,78 Принимаем двигатель серии ВАО2-560LA-4 для насосов ЦНСш 300/570 Таблица 4 – Технические данные электродвигателя ВАО2-560LA-4 Параметры Класс нагревостойкости изоляции Напряжение питающей сети Мощность Частота вращения КПД (при номинальной нагрузке) cosф (при номинальной нагрузке) Значение F и H ICA 0151 6000 В 800,0 кВт 1500 об/мин 95,7 % 0,9 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 16 2.3 Расчёт электрических нагрузок При проектировании систем электроснабжения выполняется ряд расчётов, по результатам которых выбирается оборудование подстанций, сечение и материал проводников, наиболее экономичные способы передачи электрической энергии, конфигурация сети, расположение трансформаторных подстанций. Расчётные электрические нагрузки и учёт изменения их во времени в этом случае являются исходными данными для всего последующего проектирования. При проектировании электроснабжения расчётные нагрузки определяются для групп различных электроприёмников, получающих питание от главной понизительной подстанции. Поэтому исходными данными для определения электрических нагрузок отдельных элементов и всей системы электроснабжения являются сведения о количестве потребителей, их расположении и номинальных мощностях. С целью систематизации составляется таблица нагрузки. (Таблица 5) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 17 Расчетная нагрузка tgφ Коэффициент Мощности, cosφ коэффициент спроса суммарная установленная мощность, кВт. Наименование оборудования Мощность единицы Оборудования, кВт. кол-во оборудования шт. Таблица 5 – Расчет электрических нагрузок Активная Р р кс Р уст Реактивная Qp tg Pp Высоковольтное оборудование 6кВ 1.Насосы главного водоотлива 7 800 5600 0,85 0,85 0,62 4760 2951.2 Низковольтное оборудование 0,4кВ 1. Насосы участкового водоотлива 2. Вентилятор местного проветривания ВМ12 3. Слесарная мастерская 4. Кран-балка 5т 5. Сварочный трансформатор 6. Освещение 7. Электропривод задвижек Итого по 0,4 кВ Всего 2 22 44 0,8 0,8 0,62 35 21,7 1 125 125 0,7 0,85 0.48 87.5 42 1 50 50 0,2 0,6 1,17 10 11,7 1 14 14 0,5 0,7 1,02 7 7.4 1 80 80 0,6 0,7 1,06 48 51 2 4 8 0.95 0.95 0.38 7.6 3.4 17 11.5 196 0,6 0,7 1,13 118 133 313.1 5386,2 270.2 3221.4 517 Расчётная мощность электроприёмников, активная P p и реактивная Q p , (кВт), определяется по номинальной мощности потребителя с учётом коэффициента спроса: Р к Р с где уст (5) Кс –коэффициент спроса, Р р суммарная установленная мощность, (кВт). Q P tg p где p (6) Pр, Qр- расчётные активная и реактивная мощности, кВт, кВар; Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 18 1 cos 2 ; tg cos (7) ∑Рр=5386,2 ∑Qp=3221,4 Полная расчетная нагрузка: S P Q 2 p где 2 p k уч ; (8) kуч=0,9 – коэффициент участия, S 5386,2 , ² 14² 0,9 5957.7 Расчётный (средневзвешенный) коэффициент мощности определяется по выражению: cos ср P 5386,2 0,9 5957,7 S p (9) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 19 2.4 Выбор и расчет трансформатора Надёжность электроснабжения горного оборудования зависит от правильного выбора мощности и числа трансформаторов на центральных понизительных подстанциях (ЦПП), где могут быть установлены один или два силовых трансформатора. Двух трансформаторные подстанции экономически более эффективны, так как для таких подстанций схемы электрических соединений получаются наиболее простыми, с минимальными затратами на коммутационную аппаратуру. Один из трансформаторов может быть включен или отключен при нормальном режиме работы. При выводе одного из трансформаторов в ремонт второй должен обеспечивать 80% нагрузки. Мощность трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, выбирается по величине мощности электрооборудования, установленного в шахте, с учётом их перегрузочной способности. Для правильного определения мощности трансформатора подстанции учитывается вся низковольтная нагрузка. По таблице 5 определяем суммарную нагрузку с учетом cosφ и kc ∑Рном=517 кВт. Расчетная мощность трансформатора, S p, (кВа): S p kc Pно cos ср (10) где kc – коэффициент спроса, учитывающий к.п.д. сети, одновременность работы электродвигателей, степень их загрузки Sp=0,39*517/0,9=224 (кВа) kc 0,29 0,71 Р но .тах 125 0,29 0,71 0,46 517 Р но (11) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 20 где Рном.тах – номинальная мощность наибольшего электродвигателя питающегося от трансформаторной подстанции, (кВт). Уточненная или скорректированная расчетная мощность трансформатора: S´p = Sp/1,25 (12) где 1,25 – коэффициент возможного использования шахтных участковых подстанций. S´p=380/1,25=300 (кВа); Трансформаторную подстанцию выбираем из условия S ном. тр S p Принимаем к установке две трансформаторные подстанции типа КТПВ160/6. Техническая характеристика приведена в табл. (6) Таблица 6. Техническая характеристика трансформатора КТПВ-160/6 Номинальная мощность, кВа Частота тока, Гц Номинальное первичное напряжение, кВ Номинальное вторичное напряжение, кВ Напряжение к.з., % Ток х.х., % Потери: к.з., кВт х.х., кВт 160 50 6 0,4 3,3 2,6 1,58 0,86 2.5 Выбор схемы электроснабжения Выбор схемы производится с учётом максимального приближения источников высшего напряжения к электроустановкам потребителей и с минимальным числом сетевых звеньев и степеней трансформации. При построении схем электроснабжения должно устраняться влияние ударных нагрузок, вызывающих колебания напряжения и частоты. На выбранной схеме (рисунок 1) электрическая энергия с шин ГПП подаётся по кабельным линиям на шины ЦПП, где распределяется по потребителям 6 кВ. С выводов трансформатора 6/0,4 кВ пониженное напряжение распределяется на низковольтные потребители. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 21 Рисунок 1. Расчетная схема электроснабжения 6 кВ и схема замещения. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 22 2.6 Расчёт токов короткого замыкания Расчёт токов короткого замыкания начинается с вычерчивания однолинейной схемы электроснабжения от шин главной понизительной подстанции до потребителя. Расчёт токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1000 В. Сопротивление отдельных элементов схемы замещения: от шин ГПП до шин ЦПП: х1 = хл1 * lл1 где (13) х1 – полное индуктивное сопротивление линии; хл1 – индуктивное сопротивление одного километра кабельной линии, ом/км; lл1 – длина кабельной линии от шин ГПП до шин ЦПП, км; х1= 0,07*0,77=0,05 (Ом) ro = rл1 * lл1 где (14) ro – полное активное сопротивление линии, Ом; rл1 – активное сопротивление одного километра кабельной линии, ом/км; ro = 0,11*0.77 = 0,08 (Ом); z1 = √x²1 +r²1 (15) где z1 – полное сопротивление кабельной линии от шин ГПП до шин ЦПП, (Ом). z1 = √0,05²+0,08²=0,09(Ом) От шин ЦПП до шин КТПВ: х2 = хл2 * lл2 (16) х2=0,07*0,9 = 0,06 (Ом); r2 = rл2 * lл2 (17) r2=0,14*0,9 = 0,12 (Ом); Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 23 z2 =√x²2+r²2 (18) z2 =√0,06²+0,12²=0,13(Ом); х3 = хл3 * lл3 (19) х3 = 0,07*0,07=0,0049(Ом); r3 = rл3 * lл3 (20) r3 = 0,23*0,07 = 0,0161 (Ом); z3 =√x²3+r²3; (21) z3 = √0,0049+0,0161=0,01(Ом); Ток короткого замыкания на шинах ЦПП (точка К1): I где k1 = U ном /√ 3* z 1 (22) I к1 - значение тока короткого замыкания в точке К1, (кА) U ном - номинальное значение напряжения, (кВ) z1 - полное сопротивление кабельной линии от шин ГПП до шин ЦПП, (ом). I k1 = 6,3/√3*0,26=14,2(кА); Ток короткого замыкания на шинах ЦПП (точка К2): I k2 = U ном/√3*(z1+z2) где (23) I к 2 - значение тока короткого замыкания в точке К2, (кА); ( z1 z2 ) - результирующее сопротивление линии до шин ЦПП, (ом). I k2 =6,3/√3*(0,26+0,13)=9,5(кА); Ток короткого замыкания до КТПВ (точка К3): Ik3=Uном/√3*(z1+z2+z3); где (24) I к 3 - значение тока короткого замыкания в точке К3, кА; ( z1 z2 z3 ) - результирующее сопротивление линии. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 24 Ik3=6,3/√3*(0,26+0,13+0,16)=6,7(кА); Ударный ток короткого замыкания в каждой расчетной точке сети: iуд = 2,55Iк iуд1 = 2,55Iк1= 2,55*14,2=36,2 (кА); iуд2 = 2,55Iк2= 2,55*9,5=24,2 (кА); iуд3 = 2,55Iк3= 2,55*6,7=17 (кА) Действующее значение тока короткого замыкания в каждой расчетной точке: Iу =1,52Iк Iу1 =1,52Iк1 = 1,52*14,2=21,6 (кА); Iу2 =1,52Iк2 = 1,52*9,5=14,4 (кА); Iу3 =1,52Iк3 = 1,52*6,7=10 (кА); Амплитудное значение тока короткого замыкания в каждой расчетной точке: Iа =1,41Iк Iа1 =1,41Iк1 = 1,41*14,2=20 (кА); Iа2 =1,41Iк2 = 1,41*9,5=13,3 (кА); Iа3 =1,41Iк3 = 1,41*6,7=9,4 (кА); Ток короткого замыкания при двухфазном замыкании в каждой точке: I к( 2) 0,865Iк где I к( 2 ) - ток короткого замыкания при двухфазном замыкании, кА. I к(12) 0,865*14,2=12,2 (кА); Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 25 I к( 22) 0,865*9,5=8,2 (кА); I к( 32) 0,865*6,7=5,6 (кА); Ток термической устойчивости: I терм( t ) I к где tn t (25) I терм(t ) - ток термической устойчивости, (кА) рассчитанный для времени действия токов t = 5с и t = 10c . I терм(5)1 14,2 4,25 13 (кА) 5 ; 14,2 9,3 13,6 (кА) ; 10 I терм ( 5 ) 2 9,5 4,25 8,7 (кА) ; 5 I терм (10 ) 2 9,5 9,3 9 (кА) ; 10 6,7 4,25 6 (кА) ; 5 I терм (10 ) 3 6,7 9,3 6,4 (кА) . 10 I терм (10 )1 I терм ( 5 ) 3 tn= tna + tnn (26) где tn – приведенное время, в течении которого установившийся ток короткого замыкания Iу выделяет то же количество тепла, что и изменившийся во времени ток короткого замыкания за действительное время t, с; tna – апериодическая составляющая приведенного времени, с; tnn = 4,2 с – периодическая составляющая приведенного времени, с; Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 26 tn= 0,0465+4,2=4,25 (c); tna = 0,05 = 0,05*0,93=0,0465 (с); Ia Iу (27) где Iу – установившееся значение тока короткого замыкания, (кА); Iа – амплитудное значение тока короткого замыкания, (кА). tn.5 = tn = 4,25 (с) tn10 = tna + (tn.5 + (t - 5)) (28) tn10= 0,0465+(4,25+(10-5))=9,3 (с) Мощность короткого замыкания в каждой точке: S к 3 I к U ном 10 3 ; где (29) S к - мощность короткого замыкания, мВА; I к - ток короткого замыкания, кА; U ном - номинальное напряжение сети, В. S к1 3 14,2 6000 10 3 145 (мВА) ; S к 2 3 9,5 6000 10 3 96 (мВА) ; S к 3 3 6,7 6000 10 3 68 (мВА) . Результаты расчета токов короткого замыкания сводим в таблицу (7) Таблица 7-Результаты расчета токов короткого замыкания. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 27 Точки короткого замыкания К1 К2 К3 Iк , кА iуд, кА Iу, кА Iа , кА I к( 2 ) , кА I терм( 5) , кА I терм(10) , кА Sк , МВА 14,2 9,5 6,7 36,2 24,2 17 21,6 14,4 10 20 13,3 9,4 12,2 8,2 5,6 13 8,7 6 13,6 9 6,4 145 96 68 Расчёт токов короткого замыкания в сетях до 1000 В ведётся от шин 0,4 кВ, учитывая сопротивление обмоток трансформатора. Особенностью расчётов токов короткого замыкания в цепях напряжением до 1000 В является то, что необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления всех элементов сети. Расчёт токов короткого замыкания начинается с вычерчивания схемы электрической цепи от шин 6 кВ подстанции до потребителя. Рисунок 2-Расчетная схема электроснабжения. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 28 Определим активное сопротивление трансформатора, rm, (ом) rт где Р кз 3I н2 (30) Ркз- потери к.з, (Вт); Iн- номинальный ток вторичной обмотки, (А) rm =1580/3*235²=0,028 (ом) Индуктивное сопротивление трансформатора 2 (10 U к U ном ) хт S ном где (31) Uк- напряжение к.з трансформатора, %; Uном- номинальное напряжение вторичной обмотки тр-ра, (кВ); Sном- номинальная мощность, (кВА). xm = (10*3.3*0.4²)/160=0.033(Ом) Ток 3х фазного к.з в точке К1 будет определяться: U ном 103 I к1 кз 3 rт2 хт2 (32) 5.3 (кА) I кзк 1 Ток 2х фазного к.з в точке К1: I к1 кз 3I кзк 2 1 (33) I k1k3=4,58(кА) Определим ток к.з в точке К2 (ближайший эл. двигатель) Активное сопротивление кабеля до точки К2 rк r0 * L 2 где (34) L- протяженность кабеля, м r0- активное сопротивление. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 29 rк r0 * L 3,1 * 0,02 0,062 Ом 2 Индуктивное сопротивление кабеля до т. К2 хк х0 * L (35) 2 где х0- индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км xk2=0,11*0,02=0,0022(Ом) Общее активное и индуктивное сопротивление кабеля до точки К2: Rк rт rк 2 2 хк хт хк 2 2 (36) Rk2=0,028+0,062=0,09(Ом) Xk2=0,033+0,0022=0,035(Ом) Ток 3х фазного к.з в точке К2: I кк U ном 2 3 Rк22 хк22 (37) Ik2кз = 400/√3*√0,09²+0,035²=2391(А) Ток 2х фазного к.з в точке К2: 3I кзк 2 2 I к2 кз (38) Iк2кз=√3*2391/2=2070(А) Определим ток к.з в точке К3 (наиболее удаленный двигатель) Активное и индуктивное сопротивления кабеля до точки К3 rк r0 * L 3 (39) rкз=3,1*0,1=0,31(Ом) хкз х L (40) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 30 хкз=0,11*0,1=0,011(Ом) Общее активное и индуктивное сопротивление кабеля до точки К3 Rкз=rm+rкз (41) Rкз=0,028+0,31=0,338(Ом) хкз=хm+xкз (42) хкз=0,033+0,011=0,044(Ом) Ток 3х фазного к.з в точке К3 U ном I кзк 3 3 Rкз2 хкз2 (43) Ik3кз=400/√3*√0,338²+0,044²=677,5(А) Ток 2х фазного к.з в точке К3 3 * 677 ,5 586,7 А 2 I кзк 3 Расчет токов к.з в сети напряжением 127В (точка К4) Активное и индуктивное сопротивление кабеля до точки К4 rк r0 L 4 (44) где r0- активное сопротивление кабеля. rk4=3,14*0,2=0,63(Ом) хк х0 L 4 (45) где, х 0- индуктивное сопротивление кабеля. xk4=0,094*0,2=0,0188(Ом) Ток 3х фазного к.з в точке К4 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 31 I кзк U ном 4 3 rк2 хк2 4 4 (46) Ik4кз=127/√3*√0,63²+0,0188²=116,3(А) Ток 2х фазного к.з в точке К4 I кзк 4 3 116,3 100,7 А 2 Мощность короткого замыкания в каждой точке: S к 3 I к U ном 10 3 ; где (47) S к - мощность короткого замыкания, мВА; I к - ток короткого замыкания, кА; U ном - номинальное напряжение сети, В. S к1 3 5,3 400 10 3 3,6 (мВА) ; S к 2 3 2,39 400 10 3 1,65 (мВА) ; S к 3 3 0,67 400 10 3 0,46 (мВА) . S к 4 3 0,116 127 10 3 0,025 (мВА) 2.7 Выбор и расчет электрических сетей Расчет и выбор токопроводов, исследование их на прочность и надежность. Цель расчета электрических сетей - определение наименьшего сечения кабельных линий по тепловому нагреву (по току нагрузки). Для кабельных линий выбранное по току нагрузки сечение жилы, проверяется по экономической плотности тока, допустимой потере напряжения, на термическую стойкость при коротких замыканиях. Окончательное сечение жилы кабеля выбирается наибольшее, полученное по результатам расчетов. Расчетный ток нагрузки кабельной линии от ГПП до ЦПП: Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 32 Р 103 kсп ; I расч 3 U ном дв cosдв ном где (48) ∑ Рном - суммарная мощность установленного оборудования, кВт; U ном - номинальное напряжение сети, В; дв , cos дв - к.п.д. и коэффициент мощности двигателя; k сп - коэффициент спроса. 5600 10 3 0,71 500,8 А I расч 3 6000 0,9 0,85 Выбираем способ прокладки кабеля , по воздуху на подвесках. Так как ток нагрузки Iрасч имеет большое значение, принимаем два параллельно включенных кабеля с одинаковым сечением. Тогда ток каждого кабеля: I каб I расч 2 (49) Iкаб=500,8/2=250,4(А) Расчетный ток кабелей, с учетом совместной прокладки нескольких кабелей: I расч. совм I расч к2 (50) где к2 – поправочный коэффициент. Iрасч.совм=500,8/0,85=589(А) К прокладке принимаю два кабеля ЦААБ 3х120 Iд.н=285А. Выбранное сечение кабеля проверяю по экономической плотности тока в зависимости от времени использования максимума нагрузки. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 33 S эк I расч.совм iэк iэк = 2 А/мм – экономическая плотность тока. где (51) 2 Sэк=589/2=294,5 мм² Проверяем принятое сечение жилы кабеля по потере напряжения: U каб где 3 I расч.совм L cos S ; (52) L – длина кабеля, м – удельная проводимость жил кабеля, принимается для алюминиевых жил = 31,5м/Ом*мм2; S – принятое сечение жил кабеля, мм2; cos - средний коэффициент мощности двигателя. U каб 3 589 770 0,85 70 В 31,5 300 Потери напряжения в кабеле в процентах: U каб % 3 100 I расч. совм L cos S U ном U доп ; (53) где U ном - номинальное напряжение сети, В; U доп = 5% - допустимые потери напряжения. U каб % 3 100 589 770 0,85 117 , % 5% 31,5 300 6000 Результаты выбора марок и сечений кабелей сводим в таблицу (8) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 34 Таблица 8 -Выбор марки, и сечения кабеля. Назначение линии U кВ Iрасч А Марка и сечение кабеля От ГПП до ЦПП От ЦПП до КТПВ От ЦПП до эл.двигателя насоса От КТПВ до Шкафа распределителя От Шкафа до Кран балки От Шкафа до эл.двигателя насоса От шкафа до вентилятора ВМ 12 От шкафа до слесарной мастерской От шкафа до сварочного трансформатора От шкафа до щита управления эл.задвижек От щита до эл.двигателя задвижки Освещение 6 6 6 0.4 0.4 0.4 0,4 0.4 0.4 589 175 123 260 29 46 264 105 169 ЦААБ (3х120) ААШВУ (3х70) ААШВУ (3х70) ВВГ (4х95) ВВГ (4х4) ВВГ (4х16) ВВГ (4х70) ВВГ (4х35) ВВГ (4х35) 0.4 414 ВВГ (4х95) 0.4 0.4 24 14,5 ВВГ (4х4) ВВГ (3х10+1х6) 2.8 Выбор и расчет электрооборудования Выбор аппаратуры и оборудования высокого и низкого напряжения для пуска и контроля за нагрузкой электродвигателей насосов, производится на основе сравнения расчетных токов нагрузки, токов короткого замыкания, пусковых токов в расчетных точках, с данными каталогов и справочников. Выбор разъединителей производится по номинальным параметрам: Uном ≥ Uрасч ; (54) Iном ≥ Iрасч. (55) Предельному току короткого замыкания и току термостойкости: Ia ≥ Iрасч; (56) Iдин ≥ Iуд.расч (57) Iтерм(5) ≥ Iк tn t (58) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 35 Выбираем разъединитель типа РВО-6/600 с приводом ПР-21 Таблица 9-Выбор разъединителя. Расчетные величины Uрасч=6кВ Iрасч=500,8А Iа=12,9кА Iуд.расч=23,4кА Iтерм(5)=8,8кА Каталожные величины Uном=6кВ Iном=600А Iа=60кА Iдин=35кА Iтерм(5)=14кА Выбор выключателей нагрузки производится по номинальным параметрам: Uном ≥ Uрасч ; Iном ≥ Iрасч. По току короткого замыкания и току термической стойкости: Iдин ≥ Iуд.расч; Iтерм(10) ≥ Iк tn : t Таблица 10 - Выбор выключателя нагрузки. Расчетные величины Uрасч=6кВ Iрасч=500,8А Iуд.расч=12,9кА Iтерм(5)=8,8кА Каталожные величины Uном=6кВ Iном=630А Iдин=16кА Iтерм(5)=20кА Выбираем воздушный выключатель типа ВЭВ-6Б-16/630-4 Выбор трансформатора напряжения производится по номинальному напряжению первичной цепи Uном ≥ Uрасч и классу точности в зависимости от напряжения приборов, включенных во вторичную обмотку. Соответствие классу точности, проверяется путем сопоставления номинальной нагрузки вторичной цепи с расчетной. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 36 Sном.2 ≥ Sрасч Вторичная нагрузка трансформатора определяется по таблице. Количество приборов, реле и их данные определяются по количеству установленных в РП. Определяем суммарную вторичную нагрузку трансформатора напряжения: S 2 расч Р Q 2 приб 2 приб (59) S2расч=√(602,4)²+(54,1)²=604,8(кВа) Таблица 11-Выбор измерительной аппаратуры. Кол-во шт. Наименование 1.Ваттметр 2.Вольтметр 3.Реле напряжения 4.Реле времени 5.Реле промежуточное 6.Отключающая катушка привода выключателя 14 14 14 14 14 14 Потребители энергии, ВА одного сумма прибора 1,5 2,6 15 20 8 30 21 36.4 210 280 112 420 Р приб cosφ 0,41 1 1 1 1 1 Всего: Q приб P cos , P sin , Вт Вар 8 36.4 210 280 112 420 17,7 0 0 0 0 0 1066,4 17,7 Выбираем трансформатор напряжения НОК-605. Таблица 12-Данные трансформатора напряжения НОК-605 Расчетные величины U1расч=6кВ U2расч=0,1кВ S2расч=604,8ВА Каталожные величины U1ном=6кВ U2ном=0,1кВ S2ном=640ВА Окончательно принимаем трансформатор напряжения НОК-605 по одному на каждую ячейку. Выбор трансформатора тока производится по номинальным параметрам Uном ≥ Uрасч; Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 37 I1ном ≥ Iрасч. и по электродинамической стойкости. Условия работы измерительного трансформатора тока в требуемом классе точности проверяются сравнением расчетной нагрузки и номинальной (допустимой) для данного класса точности. zт.ном ≥ zнагр zнагр – сопротивление нагрузки на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока, (Ом). Сопротивление нагрузки на зажимах вторичной обмотки трансформатора рассчитывается по формулам в зависимости от схем соединения обмоток трансформатора. Rк где l расч S расч (60) l расч =2,5÷ 4; S расч =2,5мм2 Rk=3/54,3*2,5=0,02(Ом) Определяем сопротивление нагрузки на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Для двух и трехфазного короткого замыкания: zнагр= rк+zр+rпер где (61) rпер=1,05 Ом – переходное сопротивление контактов; zр – сопротивление приборов, реле, (Ом). zнагр =0,02+3,39+1,05=4,46 (Ом). Для однофазного короткого замыкания: zнагр=2rк+zр+rпер (62) zнагр =0,04+3,39+1,05=4,48 (Ом). Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 38 Таблица 13. Выбор и расчет трансформатора тока. Количество шт. Наименование 1.Амперметр 2.Реле максимального тока 3.Реле мощности 4.Реле указательное Всего: Сопротивление обмотки,(Ом) одного сумма прибора 1 2 2 2 0,05 0,1 0,3 0,02 0,05 0,2 0,6 0,04 0,89 Принимаем к установке в распределительном шкафу трансформатор тока типа ТПОЛ-10, с номинальным током первичной обмотки 600А. Для проверки выбранного трансформатора тока по электродинамической стойкости при действии токов к.з. определяем расчетный коэффициент динамической стойкости, который должен быть меньше кратности допустимого тока динамической стойкости. К дин. расч где iуд 2 I1ном К дин ; (63) i уд - ударный ток к.з., А I1ном - номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока принятого к установке. К дин. расч 21100 24,9 160 2 600 Таблица 14-Данные трансформатора тока ТЛКИ-6УЗ Расчетные величины Uрасч=6кВ Iрасч=500,8А Кдин.расч=24,9кА zнагр=4,46 Ом Каталожные величины U1ном=6кВ I1ном=600А Кдин=160кА Zт.ном =4,6 Ом Выбор высоковольтных шкафов комплектных устройств внутренней установки производится по номинальным параметрам: Uном ≥ Uрасч ; Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 39 Iном ≥ Iрасч. по ударному току и действующему току к.з. Iу ≥ Iд; Iуд ≥ Iуд.расч; Iтерм(10) ≥ Iк по мощности отключения tn t Sоткл ≥ Sк. расч Принимаем к установке шкаф типа КРУРН-6А. Таблица 15-Данные шкафа типа КРУРН-6А. Расчетные величины Uрасч=6кВ Iрасч=500,8А Iу=12,6кА iуд.расч=21,1кА Iтерм(10)=7,9кА Sк. расч =85,9 МВА Каталожные величины Uном=6кВ Iном=630А Iдин=52кА iуд =50кА Iтерм(10)=20кА Sоткл =120МВА 2.9 Расчет заземляющего устройства Общее переходное сопротивление шахтной заземлительной сети, измеренное у наиболее удаленных от зумпфа заземлителей не должно превышать 2 Ом. В качестве главных заземлителей которых должно быть не менее двух, применяются стальные листы (электроды) площадью не менее 0,75м2, толщиной не менее 5мм и длиной не менее 2,5м. В качестве местных заземлителей, располагаемых в сточных канавах подземных горных выработок используются стальные полосы площадью не менее 0,6м2, толщиной не менее 3мм и длиной не менее 2,5м, которые располагают в несколько заглубленной водоотводящей канавке. При отсутствии в выработках сточной канавки в качестве заземлителей применяются стальные трубы диаметром не менее 35мм и длиной не менее 1,5м, Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 40 имеющих не менее 20 отверстий диаметром не менее 5мм, забитые в мокрый или регулярно увлажняемый шпур. Соединение корпусов электрооборудования с местными заземлителями осуществляется стальными проводниками сечением не менее 50 мм2, а соединение общешахтной сети с главными заземлителями в зумпфе или водосборнике – с помощью медных проводников сечением не менее 50 мм2 или стальными сечением не менее 100 мм2. Заземляющие шины высоковольтных распределительных устройств должны иметь сечение не менее 30×3 мм. Металлические оболочки отдель-ных отрезков кабелей, соединенных муфтами, должны быть электрически соединены наружными медными перемычками сечением не менее 25 мм2 или стальными шинами сечением не менее 50 мм2. В качестве местных заземлителей принимаем стальные полосы с размерами: l 2,5 м, b 350 мм, t 3 мм, глубина погружения в сточную канавку h 200 мм . Среднее сопротивление растеканию тока каждого местного заземлителя: 2l 2 rм. з. ln , (Ом) , 2l bh (64) где - удельное сопротивление растеканию грунта (воды), (Ом·м); l , b, h - длина, ширина и глубина заложения полосового местного заземлителя, м; 50 2 2,5 2 16,5(Ом) rм. з. ln . 2 3,14 2,5 0,35 0,2 Действительная величина сопротивления общешахтной заземляющей сети, измеренной у наиболее удаленного от зумпфа проводника: R' rм. з . rк , (Ом) , (65) где rк - сопротивление заземляющей магистрали из стальной брони и свинцовой оболочки кабелей между двумя соседними заземлителями, (Ом). R ' 16,5 0,3 2,23 (Ом) . Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 41 Общее сопротивление растеканию тока, измеренное у центрального заземлителя в зумпфе (без учета сопротивления главного заземлителя): R" 0,5R' , (Ом) . R" 0,5 2,23 1,115(Ом) . Общее сопротивление с учетом сопротивления главного заземлителя в зумпфе Rг.з.=1,5 (Ом): R" Rг . з. , (Ом) . R" Rг . з. 1,115 1,5 0,64 Ом Rз .доп. 2 (Ом) R . 1,115 1,5 R (66) 2.10 Выбор устройства защиты и автоматики Повреждения и ненормальные режимы работы могут привести к возникновению аварии в электрической системе. Предотвращение возникновения аварии или их развития при повреждениях в электрической сети часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента. Для этого установки снабжаются автоматически действующими устройствами - релейной защиты или предохранителями. Для всех кабельных линий напряжением выше 1000 В, проложенных в подземных выработках (в том числе по стволам и скважинам) обязательна: а) защита от токов многофазных к.з. — токовая отсечка мгновенного действия (без выдержки времени) в двухфазном двухрелейном исполнении, включаемая по всей сети данного напряжения в одни и те же фазы для обеспечения селективности действия при двухфазных к.з.; б) защита от утечек (замыканий) на землю мгновенного действия. Защита от токов многофазных к.з., установленная со стороны питания, должна резервировать действие защиты смежного с ним участка сети в направлении удаления от источника питания (например, защита вводной ячейки ЦПП должна резервировать действие защиты каждого из отходящих присоединений ЦПП). Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 42 На питающих линиях ЦПП и РПП, подключенных к шинам ГПП или другим источникам электроснабжения на поверхности, защиту от токов многофазных к.з. рекомендуется выполнять посредством реле с ограниченно зависимой выдержкой времени и отсечкой мгновенного действия. Защита от утечек на землю должна обеспечить: отключение присоединения при появлении однофазной утечки, соответствующей снижению сопротивления изоляции относительно земли в сетях 6 кВ до 116 кОм, а также при равномерном снижении сопротивления изоляции трех фаз относительно земли ниже трехкратного значения однофазной утечки (300 кОм); предварительный контроль состояния изоляции с запретом на включение поврежденного участка при снижении сопротивления изоляции относительно земли ниже 300 кОм. Отключение сети и закорачивание отходящего кабеля должно осуществляться за время, не превышающее 0,2 с. Если это условие невыполнимо, следует снизить ток утечки компенсацией емкостной составляющей (допускается частичная компенсация в аварийном режиме). Защитное отключение при понижении или исчезновении напряжения в кабельных линиях, питающих одиночные УПП, ПУПП и промежуточные РПП-6 (кроме случаев, оговоренных ниже), необязательно. При оборудовании питающих линий ЦПП защитой минимального напряжения ее выдержка времени должна быть 10 с. Для электродвигателей напряжением выше 1000В согласно § 432 ПБ должны применяться защиты, обязательные для кабельных линий, и дополнительно: защита от перегрузки с действием на отключение. Достаточным является выполнение этой защиты в однофазном исполнении с выдержкой времени в независимой части характеристики не менее 10 с; защита от понижения или исчезновения напряжения с действием на отключение; для двигателей с к.з. ротором и прямым пуском от сети достаточно применение нулевой защиты без выдержки времени с установкой напряжения срабатывания 40—60% номинального. Рекомендуется также применение фильтровой защиты, обеспечивающей мгновенную отсечку при токах к.з., и отключение с выдержкой времени при симметричных и несимметричных перегрузках. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 43 Допускается применение устройства автоматического частичного шунтирования обмоток токовых реле на время пуска. При этом должно обеспечиваться автоматическое ограничение времени шунтировки, а ток срабатывания максимальной токовой защиты при зашунтированных обмотках не должен превышать 7,5кратный номинальный ток ячейки. Защита от повышения температуры или прекращения смазки подшипников электродвигателя с действием на сигнал отключение обязательна в устаноках без постоянного дежурства и при наличии принудительной смазки подшипников. На присоединениях силовых трансформаторов с обмоткой высшего напряжения более 2 кВ, устанавливаемых в подземных выработках, следует применять защиту: от токов внешних к.з. и повреждений внутри трансформатора — максимальная токовая отсечка мгновенного действия в двухфазном двухрелейном исполнении на стороне высшего напряжения (ВН); от сверхтоков, обусловленных многофазными к.з. в распределительной сети низшего напряжения (НН) — максимальная токовая отсечка без выдержки времени в автоматических фидерных выключателях; от утечек на землю на стороне ВН и НН с действием на отключение. При срабатывании реле утечки тока на стороне НН должны отключаться все присоединения, питающиеся от данного трансформатора. Защита от утечек на землю должна выполняться с блокировкой включения напряжения на сеть с поврежденной изоляцией; температурная защита не менее чем в двух обмотках трансформаторов передвижных подстанций. Защита минимального напряжения (нулевая) для трансформаторов, кроме специальных, питающих электрифицированный транспорт, на стороне ВН необязательна, так как она обеспечивается надежно действующей нулевой защитой магнитных пускателей в распределительных сетях НН. Для трансформаторов, питающих электрифицированный транспорт, рекомендуется устанавливать защиту минимального напряжения, отстроенную по времени от кратковременных глубоких снижений напряжения при внешних к.з. и запуска мощных двигателей. Для каждого трансформатора должно быть свое индивидуальное высоковольтное КРУ. Допускается питание по одному кабелю 6 кВ от Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 44 одного КРУ двух передвижных трансформаторных подстанций, если они находятся в непосредственной близости (не более 50м) и обеспечивают электроэнергией один очистной или подготовительный участок. Защита от токов к.з. осуществляется на всех ступенях напряжения (127, 220, 380, 660, 1140В) во всех коммутационных аппаратах е помощью реле прямого или косвенного действия или предохранителей с плавкими вставками. Защита, как правило, должна устанавливаться в трех фазах. В двух фазах допускается установка устройств защиты с повышенной чувствительностью к несимметричным режимам. Защита от токов к.з. после срабатывания должна блокировать аппарат в выключенном положении. Деблокировка должна быть возможной только после открывания крышки аппарата. Защита сети от опасных токов утечки на землю должна быть также на всех ступенях напряжения автоматическими выключателями (пусковыми агрегатами) в комплексе с одним реле утечки тока на всю электрически связанную сеть (подключенную к одному или группе параллельно работающих трансформаторов). При срабатывании реле утечки должна отключаться вся сеть, подключенная к указанным трансформаторам, кроме отрезка кабеля длиной не более 10м, питающего общесетевой автоматический выключатель. Для цепей на напряжение не более 40 В, цепей дистанционного управления и блокировки КРУ, а также цепей местного освещения ЦПП допускается не применять защиту от утечек тока на землю. Требования защиты от утечек на землю на искробезопасные цепи не распространяются. Реле утечки в комплексе с фидерными автоматами, используемыми в качестве общесетевых, должны непрерывно контролировать утечки тока на землю и отключать защищаемую сеть при токе утечки 0,03А и выше (в сетях 1140 В — 0,025 А и выше). Время срабатывания реле утечки на напряжение 380 и 660 В при сопротивлении однофазной утечки 1000 Ом должно быть не более 0,1 с, а общее время отключения поврежденного участка сети не более 0,2 с. При напряжении 1140 В соответственно 0,07 и 0,12 с. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 45 Для сетей напряжением 127 и 220 В, а также для зарядных сетей постоянного тока время срабатывания реле утечки должно быть в пределах, указанных в заводской инструкции. Внешние цепи дистанционного управления взрывобезопасными аппаратами должны быть искробезопасными и иметь защиту от замыкания и потери управляемости. Магнитные пускатели и фидерные автоматы с дистанционным управлением должны дополнительно обеспечивать: защиту от самовключения аппарата при повышении напряжения питающей сети до 150% номинального; защиту от обрыва или увеличения сопротивления заземляющей сети до 100 Ом; блокировку, препятствующую включению аппарата при повреждении изоляции отходящего присоединения относительно земли (БРУ), а также сигнализацию о срабатывании этой блокировки и возможность проверки исправности ее действия. Уставка БРУ должна быть не менее удвоенного максимального отключающего сопротивления однофазной утечки аппаратуры общесетевой защиты от утечек на землю; нулевую защиту без выдержки времени. 2.11 Расчет электрического освещения Помещения околоствольных дворов и выработок, электромашинных камер, насосных камер и других помещений рассчитываются методом светового потока. Расчет освещения насосной камеры горизонта 460м. Размеры камеры: длина 60м, ширина 5,2м, высота 4,5м. Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью. h H h / h // , (м) ; где (67) Н- высота камеры, Н=4,5(м); h/- уровень рабочей поверхности, h/=0,8(м); h//-расстояние от кровли до светильника, h//=1(м). h 4,5 0,8 1 2,7 (м) Показатель помещения Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 46 i А В ( А В) h (68) i=60*5,2/(60+5,2)*2,7=1,77≈2 где А и В – соответственно длина и ширина камеры, (м); Принимаем рудничные светильники ССПО3-18-301. При коэффициенте отражения потолка п 50% и отражения стен ст 30% при показателе помещения i 2,0 , коэффициент использования осветительной установки 0,36 Общий световой поток будет определяться. F K Emin S , (лм) z где К- коэффициент запаса, учитывающий загрязнение колпаков, (69) К=1,5 Еmin-минимальная освещенность, согласно ПБ Еmin=30лк z- коэффициент минимальной освещенности, для рудничных светильников, z=0,8 S- площадь камеры, м2; S=60*5,2=312 (м)2 F 1,5 30 312 48750 (лм) ; 0,36 0,8 Принимаем лампу мощностью Рл=26Вт, напряжение питания U=36В, световой поток F0=3120лм. Необходимое число светильников F F0 n=48750/3200=16 (штук) n Расстояние между светильниками, расположенными вдоль камеры в 2 ряда. а А , (м) n/2 (70) a=60/16/2=7,5(м) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 47 Общая потребляемая мощность на освещение камеры. Р Рл n P=26*16=416(Вт) Аналогично рассчитываем освещение других помещений. Результаты расчетов сводим в табл. 16 Таблица 16-Расчет освещения методом светового потока. Освещаемое помещение Тип светильника Насосная камера ЦПП г. 460м Слесарная мастерская ССПОЗ-18301 Высота подвеса светильника, h, м 2,7 F,лм n,шт Р, кВт 2,0 48750 16 416 2,6 2,5 28846 10 260 2,5 2,5 14423 3 72 i Расчет подземной осветительной сети сводится к выбору типа осветительного трансформатора или комплектного агрегата и расчету их необходимого количества. Для электроснабжения осветительной сети в подземных горных выработках применяют АОШ-4 имеющие трансформатор полной мощностью Sосв.тр 4кВ А . Суммарная мощность осветительных трансформаторов для электроснабжения осветительной сети в подземных горных выработках определяется: S осв .тр где P св 1000 C cd cos св , (кВ А), (71) P - суммарная мощность светильников, кВт; св с - коэффициент полезного действия осветительной сети, с =0,92 – 0,95; св - коэффициент полезного действия светильников, св =0,65; cos св - коэффициент мощности осветительной нагрузки, Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 48 cos св =1 для ламп накаливания. S осв .тр 754 1 ,4 кВ А . 1000 0,93 0,65 0.95 Необходимое количество осветительных трансформаторов для электроснабжения осветительной сети в насосной камере: N осв.тр в р S осв.тр 1,4 Sвтр р 4 0,35=1 шт. р т (72) Рис.3. Схема размещения светильников в помещ Рисунок 3-Схема электрического освещения 2.12 Компенсация реактивной мощности Уменьшение cos φ приводит к повышенному износу элементов электрических сетей, дополнительным потерям электроэнергии. Передача электроэнергии в сетях с большой долей реактивной энергии (уменьшенным cos φ ) требует большей мощности питающих трансформаторов, большего сечения проводников, вследствие увеличения рабочего тока, что приводит к дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам. Повышение cos φ естественным путем предусматривает рациональное использование и качественную эксплуатацию электрооборудования. Последнее может быть достигнуто проведением следующих мероприятий: 1) Повышением загрузки электродвигателей за счет рационального изменения техЛист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 49 нологического процесса; двигатели, работающие с постоянной недогрузкой, cледует заменять менее мощными. Если загрузка двигателей составляет менее 40 %, то их замена обязательна, если нагрузка колеблется в пределах 40 70%, необходимость их замены должна быть подтверждена технико- экономическими расчетами. 2) Ограничением времени работы двигателей на холостом ходу. 3) Повышением качества ремонта электродвигателей. При ремонтах необходимо выдерживать величину зазора между статором и ротором в соответствии с заводскими требованиями. 4) Улучшением работы трансформаторов, переводя их нагрузки на другие транс форматоры или отключая их во время ее уменьшения. Если трансформатор постоянно работает с недогрузкой и средняя загрузка его составляет менее 30%,его следует заменить на трансформатор меньшей мощности. 5) Заменой асинхронных двигателей с фазным ротором во всех случаях, когда позволяет технологический процесс, асинхронными короткозамкнутыми двигате- лями, имеющими, как правило, более высокий cos φ. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 50 3 Организационно-экономическая часть Инвестиции – долгосрочное вложение капитала с целью получения прибыли. Они бывают: Финансовые – это вложение денег в акции, обложения других предприятий, вложение денег в банки под проценты. Реальные – это вложение трудовых и финансовых ресурсов в капитальное строительство, модернизацию и т. д. Капитальное строительство охватывает весь период создания основных фондов т. е. от начала строительства до ввода предприятие в действие. Анализ эффективности капиталовложений – процесс, позволяющий определить доход от приобретения нового оборудования. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 51 3.1 Расчет капитальных вложений Таблица-17 Затраты на приобретения и доставку оборудования № Наименование К, шт. Спок С тр Смон Спр.оч.р (5% от Спок), руб. (5% от Спок), руб. ( (1% от Спок), руб. Сбал 1 Насос ЦНСш 300/570 7 1970000 98500 98500 19700 15306900 2 Эл.двигатель ВАО2- 7 560LA-4 2800000 140000 140000 28000 21756000 3 Кран-балка 1 124000 6200 6200 1240 137640 4 Эл.задвижка 17 1200000 60000 60000 12000 22644000 5 Сварочный аппарат 1 15300 765 765 153 16983 6 Трансформатор КТПВ 160/6 2 900000 45000 45000 9000 1998000 7 Ячейка КРУРН 6А 14 420000 21000 21000 4200 6526800 8 Кабель: ЦААБ 3х120 ААШВУ 3х70 ВВГ 4х95 ВВГ 3х10+1х4 м 1530 570 60 300 1989000 513000 300000 38100 99450 25650 1500 1905 99450 25650 1500 1905 198.900 5130 3000 381 2386800 569430 333000 42291 Итого Ʃ пп 1-8 71700861 Сбал = Спок + Стр + Смон + Спроч. р где Сбал - балансовая стоимость, руб. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 52 Спок - стоимость покупки, руб. Стр - транспортные расходы (5% от Спок), руб. Смон - расходы на монтаж (5% от Спок), руб. Спроч. р - прочие расходы (1% от Спок), руб. К - количество оборудования одного наименования. 3.2. Расчет амортизации Амортизация – стоимостное выражение износа, т. е. постепенное перенесение стоимости основных фондов в процессе их эксплуатации на произведенный продукт. Она осуществляется для накопления денежных средств с целью последующего восстановления и воспроизводства основных фондов. Начисление амортизации производится с учетом следующих факторов: 1) Амортизируемой стоимости 2) Срока полезного использования 3) Способа начисления амортизации Для тех видов где трудно или невозможно определить срок полезного использования государство установило срок 10 лет непрерывной эксплуатации. Для некоторых видов амортизация может не начисляться вовсе если по ним существует уверенность: а) стоимость их не будет падать б) прибыль приносимая использованием, которых не будет уменьшаться. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 53 Таблица-18 Расчет амортизации на оборудование. № Наименование Количество, шт 1 Насос ЦНСш 300/570 7 2 Эл.двигатель ВАО2-560LA-4 3 Сбал NА Аотч 15306900 25 3826725 7 21756000 12,5 2719500 Кран-балка 1 137640 6,7 9221,88 4 Эл.задвижка 17 22640000 8,3 1879452 5 Сварочный аппарат 1 16983 6,7 1137,861 6 Трансформатор КТПВ 160/6 2 1998000 6,7 133866 7 Ячейка КРУРН 6А 14 6526800 8,3 541724,4 8 Кабель: ЦААБ 3х120 ААШВУ 3х70 ВВГ 4х95 ВВГ 3х10+1х4 1530м 570м 60м 300м 2386800 569430 333000 42291 5 5 5 5 119340 28471,5 16650 2114,55 Итого Ʃ пп 1-8 9 Аотч = 9261271,191 Сбал * N А /100 где Аотч - амортизационные отчисления, руб; Сбал – балансовая стоимость, руб; N А - норма амортизационных отчислений, %; Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 54 3.3 Плановый баланс рабочего времени Таблица-19 Плановый баланс рабочего времени. Показатели Единицы измерения Прерывное Непрерывное Календарное время Дни 365 365 Выходные Дни 104 96 Праздники Дни 16 - Номинальное рабочее время Дни 245 269 Не выходы на работу Дни 31 31 В т/ч отпуск Дни 28 28 По болезни Дни 2 2 Прочие Дни 1 1 Эффективное рабочее время Дни 234 Реальное рабочее время Ч 1712 1904 Баланс рабочего времени – система показателей, характеризующих ресурсы рабочего времени работающих, их распределение по видам затрат и использование. Составляются с целью выявления резервов роста производительности труда за счет более рационального использования фонда рабочего времени и определения численности работающих. Рассчитывается преимущественно на одного среднесписочного рабочего. Рабочее время при составлении баланса распределяется по всем видам затрат, сведенным в три основные группы. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 55 В первую группу входят затраты характеризующие полезно используемое время, т.е. время отработанное по прямому назначению. Во вторую группу включают рабочее время, не использованное в производстве по уважительным причинам. Это неявка на работу (отпуска – очередные, дополнительные, по учебе, по беременности и по родам; время выполнения государственных обязанностей и др.). Третью группу составляют потери рабочего времени (в целом и по отдельным их видам – неявки с разрешения администрации, прогулы, целодневные и внутрисменные простои). В плановом балансе рабочего времени обосновывается возможное изменение полезного фонда рабочего времени. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 56 3.4 Расчет потребности и стоимости материалов Таблица-20 Расчет потребности и стоимости материалов. № Наименование Единица Общее количе- Цена 1 единицы, Общая измерения ство руб. стоимость, руб. 1 Литол кг 200 60 12000 2 Ветошь кг 150 20 3000 3 Сальниковая кг 263 70 1840 шт 2 4000 8000 м 84 100 8400 набивка 4 Набор инструментов. 4 Шланги резиновые 5 Прочие расходы 10% от Ʃ пп 1-5 3324 6 Итого 36564 Для обеспечения полезного использования применяют плановый осмотр и тех. обслуживание. Тех. обслуживание – это комплекс работ или операций по поддержанию исправности или работоспособности. Для обеспечения тех. обслуживания необходимо определенное количество материала. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 57 3.4.1 Расчет потребности и стоимости электроэнергии Таблица-21 Расчет потребности и стоимости электроэнергии. № Наименование Ко лво, шт Мощность 1 ед., кВт Общая мощность, кВт ФР В Кэкст Кинт Стоимост ь Стоимость руб. 1 кВт 1 Эл.двигатель насоса 7 800 5600 8760 0,7 0,7 3,23 158 450 880 2 Эл.двигатель вентилятора 1 125 125 8760 0,9 0,9 3,23 3 536 850 3 Кран балка 1 14 14 8760 0,4 0,4 3,23 396 127,2 4 Сварочный аппарат 1 80 80 8760 0,6 0,6 3,23 2 263 584 5 Освещение 2 4 8 8760 0,9 0,9 3,23 226 358,4 Итого 6 164 873 799,6 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 58 3.4.2 Расчет затрат на освещения Для непрерывного графика работ Wосв =SхNх8760/2 (73) где Wосв- количество потребленной энергии,(Вт) S-площадь помещения в м²; N- норматив освещенности N=15-20 ВТ/Ч на 1м²; Wосв=500х20х8760/2=43800000 (Вт) Переводим полученную сумму переводим в кВт. 43800000/1000=43800 (кВт) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 59 3.5 Расчет заработной платы Заработная плата – это форма вознаграждения за труд и основа стимулирования труда. Повременная форма оплаты труда: зарплата работнику начисляется по тарифной ставке или по окладу за фактически отработанное рабочее время. Тарифная ставка выражает в денежной форме величину оплаты труда за соответствующую единицу отработанного времени. Тарифная сетка – практическое средство осуществления различия оплаты труда работников, в зависимости от квалификации.Тарифную ставку первого разряда устанавливает правительство. 3.5.1 Расчет заработной платы для ИТР Таблица-22 Расчет заработной платы для ИТР. № Специальность Кол- Оклад, во руб 1 Электромеханик 1 Премия, руб Оклад + Премия, руб Уральский коэффициент, руб ФОТ, руб 8920 31220 4683 35903×12=430836 22300 3.5.2 Расчет заработной платы для работников Таблица-23 Расчет заработной платы для работников. № Специ- Ко Та- Та- ФРВ Зарплата альность л- риф- риф- по тари- во, ный ная фу чел разряд став- Премия 30% Зарплата Ураль- + премия ский Ко- ФОТ эффициент ка, руб. 1 Элект- 5 4 59,55 1904 113383,2 34014,96 147398,16 22109,724 169 507,88 3 5 71,62 1712 122613,44 36784,032 159397,47 23909,62 рослесарь 2 Элект- 183 307,09 рослесарь Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 60 ФОТ электрослесаря 4 разряда с учетом коэффициента: 169507,884х5х1,1=932293,362 ФОТ электрослесаря 5 разряда с учетом коэффициента: 183307,09х3х1,1=604913,397 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 61 3.6 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования Таблица-24 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования. № Виды затрат № Табл. Значение 1 Зарплата вспомога- 23 932 293,362 30 % от п. №1 279 688,0086 18 9 261 271,191 тельных рабочих Отчисления на соц. 2 страхование Амортизация обо- 3 рудования 4 Затраты на запчасти 30 % от п. №1 279 688 5 Учтенные расходы Сумма п. 1-4 10 752 940,57 6 Не учтенные расхо- 10 % от п. №5 1 075 294,05 ды Итого Ʃ пп 5 и 6 7 11 828 234,63 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 62 3.7 Расчет цеховых расходов В цеховые расходы включаются затраты на содержание аппарата управления цехом, на содержание прочего цехового персонала, содержание и текущий ремонт зданий, сооружений, затраты на использование, опыты и исследования, рационализацию и изобретательство, расходы по охране труда и прочие затраты, не предусмотренные предыдущими статьями. Рассчитываются цеховые расходы по предлагаемому варианту, необходимо учесть следующее обстоятельство: цеховые расходы содержат значительную долю условно-постоянных расходов. К условно-постоянным расходам относятся такие затраты, абсолютная сумма которых почти не изменяется с изменением объема производства продукции, соответственно изменяясь при этом на единицу продукции. Таблица-25 Расчет цеховых расходов. № Виды затрат № Табл. Значение 1 Зарплата ИТР 22 430 836 2 Отчисления на соц. страхование 30 % от п. №1 129 250,8 3 Затраты на охрану труда 15 % от п.1 64 625,4 4 Учтенные расходы Сумма п.1-3 624 712,2 5 Не учтенные расходы 10 % от п.4 62 471,22 Итого Ʃ пп 4 и 5 6 687 183,42 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 63 3.8 Расчет себестоимости оборудования Таблица-26 Расчет себестоимости обслуживания. № Виды затрат № Табл. Значение 1 Зарплата основных рабочих 23 604 913,39 2 Отчисление на соц. Страхование 30 % от п. №1 181 474,01 3 На содержание и эксплуатацию оборудования 24 11 828 234,63 4 Цеховые затраты 25 687 183,42 5 Затраты на материалы 20 36 564 6 Затраты на электроэнергию 21 164 873 799,6 Итого Ʃ пп 1-6 7 178 212 168,96 Получение наибольшего эффекта с наименьшими затратами, экономия трудовых, материальных и финансовых ресурсов зависят от того, как решат предприятия вопросы снижения себестоимости продукции. Себестоимость обслуживания данного участка составила 178 212 168,96 рублей. Наибольшими статьями затрат оказались на содержание и эксплуатацию оборудования и затраты на электроэнергию, потому что на УПР применяется дорогостоящее оборудование и как следствие затраты на эксплуатацию этого оборудования оказываются наибольшими, а также потребляемая ими энергия очень велика, к тому же оно работает почти круглые сутки. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 64 4 Охрана труда Охрана труда — система сохранения жизни и здоровья наемных работников и приравненных к ним лиц в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Электрослесарями-ремонтникам участка электроснабжения энергоцеха могут быть лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющего удостоверение по профессии и о сдаче экзаменов по правилам эксплуатации электроустановок потребителей, правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Весь персонал, непосредственно обслуживающий электротехнические установки и производящий ремонт обязан: - быть обученным в объеме, соответствующем его квалификации; - знать правила эксплуатации электроустановок потребителей и правила технико-безопасности при эксплуатации электроустановок в частях, обязательных для данной квалификации и настоящую инструкцию. - знать правила пользования электрической энергией; - знать устройства электроустановок; - иметь отчетливое представление об опасности при работе с электроустановками и мерами предупреждения несчастных случаев от действия электрического тока; - электрослесарь непосредственно подчиняется мастеру своего участка, а в его отсутствие начальнику участка; - знать и выполнять инструкцию № 1 и другие согласно программе инструктажа. Электрослесарь-ремонтник до назначения на самостоятельную работу, при отсутствии у него удостоверения по профессии, обязан пройти производственное обучение на рабочем месте. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 65 Для производственного обучения работнику должно быть предоставлен срок, достаточный для ознакомления с оборудование, аппаратурой, оперативными схемами. На время обучения, обучаемый прикрепляется к опытному работнику из числа электротехнического персонала. По окончании производственного обучения должен пройти проверку знаний в п.1.1 настоящей инструкции. После проверки знаний работник должен пройти стажировку на рабочем месте продолжительностью не менее пяти дней под руководством опытного работника, после чего он может быть допущен к самостоятельной работе. Осмотр электромашин, аппаратов, трансформаторов, шкафов КРУРН-6А и другого электрооборудования производится каждую смену лицами, работающими на них и дежурными электрослесарями имеющие специальную квалификацию. Безопасность труда при использование электроэнергии в шахте обеспечивается применением: защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям; пониженного напряжения для ручных электроаппаратов и машин; устройство защитного отключения; защитных заземлений; систем электроснабжения с изолированной нейтралью трансформатора; индивидуальных средств защиты. Для предотвращения случайного прикосновения, разъединители, муфты, и другое оборудование монтируется на определенной высоте. При аварийном снижение сопротивления изоляции сети и появления утечки тока, а также короткого замыкания применяются защитные отключения. Запрещается эксплуатация подземных электросетей без использования реле утечек. Одной из наиболее действенных мер защиты от поражений электрическим током, является устройство защитных заземлений. Индивидуальные средства защиты делятся на основные и дополнительные. Основными называют защитные средства, изоляция которых способна выдержать рабочее напряжение при прикосновение к ним. Дополнительные усиливают действие основных защитных средств. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 66 К основным защитным средствам в установках выше 1000 В относится: указатели напряжения, оперативные штанги и измерительные, изолирующие и токоизмерительные клещи, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ изолирующие лестницы и площадки. К дополнительным защитным средствам применяемым в установках выше 1000 В относятся: диэлектрические перчатки и боты, изолирующие подставки, коврики. К основным защитным средствам применяемым в электроустановках с напряжением до 1000 В относятся: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками, указатели напряжения. К дополнительным относятся: диэлектрические колоши, резиновые коврики, изолирующие подставки. Работа с применением защитных средств гарантирует безопасность в том случае, если они прошли определяемыми правилами безопасности испытания. На защитных средствах должно быть клеймо с указанием даты испытания и срока годности. Испытание диэлектрических перчаток на напряжение более 1000 В производится не реже одного раза в 6 месяцев напряжением 1000 В. Для обеспечения бесперебойной работы всех шахтных насосных агрегатов с высокими технико-экономические показатели необходимо: высокая квалификация технического персонала; организация оптимальных режимов работы; максимальная автоматизация; выполнение на высоком уровне осмотров, планово-предупредительных и капитальных ремонтов. При этом следует располагать комплектом технической, эксплуатационной и исполнительской документацией. К обслуживанию допускаются лица, имеющие удостоверения машиниста насосных установок или наладчика по обслуживанию автоматизированных шахтных водоотливных установок с высоковольтным и низковольтным электроприводами. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 67 Пуск насоса выполняют при отсутствии неполадок в системе насосный агрегат-трубопровод. При этом контролируют: показания контрольно- измерительных приборов; температуру подшипников, обмоток двигателей( не выше 80 С°); состояние сальников, уровень вибрации и воды. Проверяют частоту вращения и номинальный напор насосного агрегата. Остановку агрегата производится при закрытой задвижке или сброса насосного агрегата. Устраняют все замеченные недостатки, проверяют крепления, регулируют натяжения сальников только при полной остановке насоса. Безаварийная работа шахтного насоса зависит от соблюдения правил эксплуатации оборудования и своевременного устранения неисправностей. Для нормальной работы затяжку сальников проводят осторожно, что бы исключить нагрев. Не допускается: перегрузка электродвигателей и насосов сверх параметров; работа их при закрытой задвижке на всасываемом трубопроводе; металлический контакт между неподвижными и вращающими деталями насоса; увеличение сопротивления в узле разгрузке; увеличение зазора между полумуфтами насоса с электродвигателем. Соединение насоса с электродвигателем должно быть закрыто защитным кожухом с обозначением вращения насоса. Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасных условий труда и ликвидаций производственного травматизма составляют одну из главных забот нашего государства. Вопросы охраны труда в каждой стране регулируется Кодексом закона о труде. В соответствии с Трудовым Кодексом руководство по созданию безопасных условий труда возлагается на администрацию предприятий, которая планирует и обеспечивает выполнение мероприятий по безопасности труда и производственной санитарии и согласует их с профсоюзной организацией. Работы в действующих электроустановках должны выполняться в соответствии с Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, Строительными нормами и правилами и Правилами Ростехнадзора. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 68 Вновь поступающие рабочие должны пройти вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте. После обучения безопасным методам работ ежегодно проверяют, знания персонала, присваивая ему соответствующую квалификационную группу по электробезопасности. Для овладения наиболее совершенными методами работы и повышения знаний проходят систематическую учебу с персоналом и инструктаж на рабочем месте по технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране и другим правилам по охране труда. Выполнение правил техники безопасности – обязанность и долг каждого работающего. Работы производимые в действующих электроустановках в отношении мер безопасности разделяются на три категории: - выполняемые со снятием напряжения; - выполняемые без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях находящиеся под напряжением; - выполняемые без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением. Для подготовки рабочего места при работе со снятие напряжения должны быть выполнены в указанной последовательности следующие технические мероприятия: - производство необходимых отключений и принятие мер препятствующих к подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры; - вывешивание плакатов и при необходимости установка ограждений; - проверка отсутствия напряжения - наложения заземления (после проверки отсутствия напряжения) - ограждение частей электроустановок оставшиеся под напряжением, вывешивание указательных и предупреждающих плакатов. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 69 Организационными мероприятиями, обеспечивающих безопасность работы в электроустановках являются: - оформление работы нарядом или распоряжением; - допуск к работе; - надзор во время работы; - оформление перерыва в работе, переводы на другое рабочее место, окончание работы. В помещениях с повышенной опасностью РУ- 6 кВ должны применять переносные электрические светильники напряжением не выше 42 В, а в помещения особо опасных, при неблагоприятных условиях, а именно когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновение с большим металлическими, хорошо заземленными поверхностями должны применяться переносные электросветильники напряжением не выше 12 В. При работах в помещениях с повышенной опасностью и вне помещений должен применяться электроинструмент напряжением не выше 12 В, допускается применение электроинструмента до 220 В, при условии надежного заземления корпуса инструмента с обязательным применением защитных средств: диэлектрических перчаток, резиновых ковриков и т.д. Перед началом работ с ручными электрическими машинами, светильниками и электроинструментами следует производить: - проверку комплектности и надежности крепления деталей; - проверку внешним осмотром целостности изоляционных деталей корпуса, рукоятки. Ручные электрические машины, переносные светильники, электроинструмент, имеющий дефект выдавать для работы запрещается. Во время работы ремонтному персоналу запрещается переставлять или убирать плакаты и установленные временные ограждения. При производстве работ без снятия напряжения на токоведущих частях с помощью изолирующих средств защиты необходимо: Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 70 - держать изолирующие части средств защиты за ручки, захватов до ограничительного кольца; - располагать изолирующие части средств защиты та, чтобы не возникала опасности перекрытия по поверхности изоляции между токоведущими частями двух фаз или замыкания на землю; - пользоваться частями средств защиты, средств с неповрежденным лаковым покрытием. При работе с изолирующими штангами и клещами, электроизмерительными клещами, указателями напряжения допускается приближение человека к токоведущим частям на расстояние, определенное длиной изолирующей части этих средств. Заземления должны быть наложены на токоведущие части всех фаз от- ключенной для производства работы части электроустановки со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, в том числе и вследствие обратной трансформации под наведенным напряжением, могущим вызвать поражением током. При работе по наряду бригада должна состоять не менее чем, из двух лиц включая производителя работ. Производитель работ для осуществления надзора должен все время находиться на месте работы. Оставаться в закрытых или открытых распределительных устройствах одному производителю работ или членам бригады без производителя работ, не разрешается. Осмотр силовых трансформаторов, должны выполняться непосредственно с земли или со стационарных лестниц с поручнями. Для выполнения работ внутри баков трансформаторов допускаются только специально подготовленные рабочие и специалисты, хорошо знающие пути перемещения, исключающие падения и травмирование во время выполнения работ или осмотров активной части. Спецодежда работающих должна быть чистой и удобной для передвижения, не иметь металлических застежек, защищать тело от перегрева, загрязнения маслом. Работать внутри трансформатора следует в защитной каске и перчатках. В качестве обуви необходимо использовать резиновые сапоги. Производитель работ при этом должен иметь группу IV. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 71 После полного окончания работы рабочее место приводится в порядок, принимается ответственным руководителем, который после вывода бригады производителем расписывается в наряде об окончании работы и сдает его оперативному персоналу. Если ответственный руководитель не назначался, то наряд оперативному персоналу сдает производитель работ. Закрытие наряда производится после того, как последовательно выполнены: - снятие заземлений с проверкой в соответствии с принятым порядком учета; - удаление временных ограждений и снятие плакатов «Работать здесь», «Влезать здесь»; - установка на место постоянных ограждений и снятие плакатов вывешенных до начала работы. Оборудование может быть включено только после закрытия наряда. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 72 5 Охрана окружающей среды Шахтные сточные воды содержат кислоты и щелочи. В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов. С целью предупреждения коррозии материалов и сооружений, нарушения биохимических процессов, кислые и щелочные сточные воды перед сбросом их в водоем, подают на биологические очистные сооружения или используют в повторном технологическом процессе должны быть нейтрализованы. Реакция нейтрализации - это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты и основания, которая приводит к потере характерных свойств обоих соединений, при этом активная реакция водной среды приближается к рН=7. Кислые воды (рН8,5), и представляют большую опасность. Наиболее часто сточные воды загрязнены минеральными кислотами: серной, азотной, соляной, а также их смесями. Концентрация их обычно не превышает 3 %, но иногда достигает 40 % и более. При химической очистке применяют следующие способы нейтрализации: взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод; нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь СаО, гашеная известь Са(ОН)2, кальцинированная сода Nа2СО3, каустическая сода NаОН, аммиак NН4ОН); фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк СаО3, доломит СаСО3⋅МgСО3, магнезит МgСО3, обоженный магнезит МgО, мел СаСО3). Выбор способа нейтрализации зависит от вида и концентрации кислот, загрязняющих сточные воды, расхода и режима поступления вод на нейтрализацию, наличия реагентов, местных условий и т.п. Наиболее простым и дешевым способом нейтрализации сточных вод является смешение кислых сточных вод со щелочными. Метод взаимной нейтрализации широко используется в химической промышленности. Вследствие различного режима образования и сброса этих вод применяют регулирующие и усредняющие устройства, с помощью которых сточные воды равномерно выпускаются в канализацию и обеспечивается максимальное использование кислых или щелочных реагентов, содержащихся в сточных водах.При наличии на предприятии сточных вод одного вида применяют реагентный метод нейтрализации, особенно для кислых сточных вод. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 73 Для нейтрализации минеральных кислот чаще всего используют известь в виде пушонки или известкового молока и карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Эти реагенты сравнительно дешевы и общедоступны, но усложняют реагентное хозяйство. При нейтрализации стоков, содержащих серную кислоту, в зависимости от реагента происходят реакции .Образующийся при нейтрализации сульфат кальция (гипс) при высокой концентрации (∼2 г/л) выпадает в осадок, тогда необходимо устраивать отстойники-шламонакопители. Гашеная известь, применяемая для нейтрализации, готовится в виде известкового молока 5 % концентрации по активному оксиду кальция (“мокрое” дозирование), но может использоваться и в виде сухого порошка (“сухое” дозирование). Для нейтрализации органических жирных кислот применяют известь, содержащую не менее 25-30 % активного оксида кальция, или смесь извести с 25 % технической аммиачной водой. В качестве нейтрализующих добавок могут быть использованы отходы производства: карбидный шлам ацетиленовых станций, шлам от установок химводоочистки. Для организации эффективного процесса водно-реагентной нейтрализации используют различные смесители. Для смешения сточных вод с реагентами применяют смесители трех типов: ершовые — при расходе сточных вод до 400 л/с, типа «лоток Паршаля» и с пневматическим или механическим перемешиванием — для больших расходов. Для смешения сточных вод различных видов, как правило, используют смесители с пневматическим или механическим перемешиванием. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 74 6. Пожарная безопасность Во избежание пожара запрещается хранить в подстанциях горючие материалы. Разжигать паяльные лампы и разогревать мастику следует вне распределительных устройств. Место проведения огневых работ необходимо обеспечить средствами тушения пожара (огнетушитель, ящик с песком, ведро с водой), а если вблизи этих работ находятся возгораемые конструкции, последние должны быть защищены от огня. Запрещается пользоваться открытым огнем при работе с лаками и красками, содержащими огнеопасные и взрывоопасные летучие растворители, и разбавители (ацетон, бензин и др.). Пожар электрооборудования тушат при снятом напряжении, не допуская перехода огня на рядом расположенные установки. В камерах для трансформаторов установлены по: 6 штук в каждом углекислотные огнетушители, ящики с песком. У каждого входа установлены пожарные краны готовые к применению в случае аварии. В случае пожара на подстанции сигнал поступает на пульт диспетчера. Сеть пожарного трубопровода шахты постоянно заполнена водой под напором. Сеть пожарного трубопровода в подземных выработках состоит из магистральных и участковых линий, диаметр магистральных линий независимо от расчета на пропускную способность составляет не менее 100 мм, а участковых - не менее 50 мм. Шахтный пожарный трубопровод, огнетушители, ящики с песком, рукоятки пожарного инструмента окрашиваются в опознавательный красный цвет. Окраска может быть выполнена в виде полосы шириной 50 мм по всей длине трубопровода или в виде колец шириной 50 мм, наносимых через 150 - 200 мм. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 75 Заключение В данной выпускной квалификационной работе для условий Учалинского подземного рудника АО «УГОК» разработан проект электроснабжения насосной станции гор.460 м.В общей части приведена краткая характеристика Учалинского рудника АО «УГОК». В проекте электроснабжения насосной станции, я определил, что она относится к первой категории потребителей. Рассчитал электрические нагрузки по методу установленной мощности, определил радиальную схему электроснабжения. По этим расчетам выбрал соответствующий по всем параметрам трансформатор – КТПВ - 160/6 и проверил его по условию надежной работы. Далее выбрал компенсирующие устройства и определил токи короткого замыкания. Рассчитав ток нагрузки я определил сечение и марку кабеля. Затем выбрал электрооборудование – автоматические выключатели и предохранители, а также высоковольтный, вакуумный выключатель, разъединитель и трансформаторы тока и напряжения для питания измерительной, счетной или контрольной аппаратуры. Так же я рассчитал сопротивление заземляющего контура и определил количество вертикальных электродов. Выбрал релейную защиту и рассчитал электрическое освещение помещения. В экономической части рассчитаны капитальные затраты, эксплуатационные затраты, определена численность дежурного и ремонтного персонала, составлен график работы, рассчитана смета затрат на производство технического обслуживания и ремонта, а также произведен расчет себестоимости участка. В разделе «Охрана труда, техники безопасности и пожарной безопасности» приведены мероприятия по обеспечению безопасного проведения работ. Графическая часть представлена двумя чертежами. Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 76 Список литературы Сивков А.А., Сайгаш А.С., Герасимов Д.Ю. Основы электроснабжения 1) [Текст]: Учебное пособие для СПО. – М.: Издательство Юрайт, 2017 Силаев, Г. В. Основы технической эксплуатации и обслуживания электриче- 2) ского и электромеханического оборудования [Текст]: учебное пособие для СПО / — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2016. — 282 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-9916-8213-8. Игнатович, В. М. Электрические машины и трансформаторы [Текст]: учеб- 3) ное пособие для академического бакалавриата / В. М. Игнатович, Ш. С. Ройз. — 6-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2017. — 181 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-00881-4. Шичков, Л. П. Электрический привод [Текст]: учебник и практикум для 4) СПО / Л. П. Шичков. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2017. — 330 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-9916-9756-9. Шелякин, В. П. Электрический привод: краткий курс [Текст]: учебник для 5) СПО / В. П. Шелякин, Ю. М. Фролов; под ред. Ю. М. Фролова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2017. — 253 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-00098-6. Плащанский Л.А. 6) Основы электроснабжения горных предприятий. Учеб- ное пособие по курсовому и дипломному проектированию.- М.: МГГУ, 2007 Федоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприя- 7) тий. - М.: Недра, 2011 Н.И.Чеботаев. Электрооборудование и электроснабжение открытых горных 8) работ. – М.: Горная книга, 2009 Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. – УГМТ, 9) 2006 10) Плащанский Л.А.. Основы электроснабжения горных предприятий. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. – М.: Горная книга, 2010 11) Князевский Б.А. Техника безопасности и противопожарная защита электро- установок.- М.: Недра, 2011 Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 77 Халивин С.Л, Шайдарова Е.И. Электрооборудование и электроснабжение 12) горных предприятий.- Норильск: НИИ, 2009 Халивин С.Л, Шайдарова Е.И. Электроснабжение отрасли.- Норильск: НИИ, 13) 2012 14) Правила устройства электроустановок (ПУЭ) / шестое издание, перерабо- танное, дополненное, с изменениями, 2003 Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации элект- 15) роустановок (утверждены Приказом Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.2013 №328н) , 2014 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утв. 16) приказом Минэнерго РФ от 13 января 2003 г. N 6) Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых 17) полезных ископаемых (утв. Приказом от 11 декабря 2013 г. N 599) 18) Правила безопасности при взрывных работах (утв. Приказом от 1 апреля 2014 г. N 605) 19) Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках (утв. приказом Минэнерго РФ от 30 июня 2003 г. N 261) Лист Изм. Лист № док. Подп. Дата ВКР.13.02.11.02.20.13.ПЗ 78
