Участок дробления обогатительной фабрики

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основные данные об объекте снабжения

Объектом, энергоснабжение которого необходимо рассчитать, является участок дробления обогатительной фабрики, производительность которого 320 измельчённой и прошедшей процесс грохочения медной руды. Комплекс состоит из двух инерционных грохотов типа ГИС-62 (СМД-125) и двух конусных дробилок типа ККД 500/75. Производство не является ни пожароопасным, ни взрывоопасным. Рабочее напряжение электроприёмников - 380/220 вольт. Частота тока - 50 герц, система TN-S с грухозаземлённой нейтралью. Все электроприёмники принадлежат II категории, следовательно, снабжаться они должны от двух распределительных подстанций

Типы освещения: рабочее и аварийное резервное. Напряжение световых приборов 220/380 вольт, общая освещённость должна быть не ниже 200 люкс. Применяется равномерная кривая силы света

Процесс полностью автоматизирован и не требует вмешательства человека в работу. Управляется процесс оператором, из специального, соседнего помещения, откуда он же следит за общим процессом работы цеха

2. Расчёт электрического освещения

1) Площадь помещения

= A * B = 30 * 30 = 900

2) Высота свеса светильника с потолка

= H - - = 10 - 2 - 5 = 3 м

3) Индекс помещения

i = = = = 5

4) Выбираем лампы ДРЛ-400, ниже приведены их характеристики:

P = 400 Вт, F = 24000 лм

5) Рассчитываем количество светильников для основного освещения:

n = , где:

= 200 люкс = 24000 лм

S = 900 N = 1 шт

Z = 1,15 = 0,85

= 1,5

n = = = 15,22 16 светильников

6) Суммарная мощность основной осветительной системы

= * = 16 * 400 = 6400 Вт = 6,4 кВт

7) Для аварийного освещения выбираем лампы ДНаТ-250:

P = 250 Вт, F = 28000 лм

8) Количество светильников для аварийной системы освещения

n = = = = 13,04 14 светильников

9) Общая мощность аварийной осветительной системы

= * = 14 * 250 = 3500 Вт = 3,5 кВт

10) Общая мощность осветительной системы

= + = 6,4 + 3,5 = 9,9 кВт

3. Формуляр электрических нагрузок

№ ЭП-ника	Название ЭП-ника	Кол-во ЭП-ников	, кВт	, ,	, кВт	, кВт	, кВт
1	Первая секция шин ГПП	3	221,4		91,375	80,41	121,72
1.1	Грохот I (АД)	1	15	0,425 0,75 0,88	6,375	5,61	8,492
1.2	Дробилка I (АД)	1	200	0,425 0,75 0,88	85	74,8	113,23
1.3	ЩО	1	6,4
2	Вторая секция шин ГПП	3	218,5		91,375	80,41	121,72
2.1	Грохот II (АД)	1	15	0,425 0,75 0,88	6,375	5,61	8,492
2.2	Дробилка II (АД)	1	200	0,425 0,75 0,88	85	74,8	113,23
2.3	ЩАО	1	3,5

Без учёта щитов освещения обе секции шин идентичны друг другу по нагрузке

4. Схема электрическая, принципиальная

Рис. 1

Выбираем трансформатор (для каждой секции шин)

ТМГ-200 / 6 (0,4), характеристики

= 200 кВА = 2,8 кВт

= 6 кВ = 4%

= 0,4 кВ = 2,8 Ом

= 2,35 % = 2,5 Ом

= 0,55 кВт

5. Расчёт нагрузки на трансформатор

1) Минимальное число трансформаторов

= = = = 0,869 (примем один трансформатор)

2) Коэффициенты заполнения и послеаварийного режима

= = = 0,6086 0,7

= 2 = 1,2172 1,4

3) Синус и косинус для нормального и ПАВ режимов работы

= = = 0,751

= , так как нагрузка на обе секции шин одинаковая

= = = 0,661

= , так как нагрузка на обе секции шин одинаковая

4) Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора

= * 100% = = 1,4 %

= = = = 3,747 %

= = = 0,635



% = * ( * + * ) + * ( * + * )

% = 0,635 (1,4 * 0,751 + 3,747 * 0,661) + (3,747 * 0,751 + 1,4 * 0,661)

% = (0,635 (1,0514 + 2,4768)) + (0,3175 (2,814 + 0,9254) = (0,635 * 3,582) + (0,315 * 3,7394) = 2,275 + 1,178

% = 3,453 %

6. Расчёт питающих кабелей

Кабели, питающие трансформатор

1) Максимальный расчётный ток

= = = = 8,193 А

2) Послеаварийный режим

= 2 = 16,386 А

3) Экономическая плотность тока

= = = 6,8275

4) Выбираем кабель ААШВ 3x6

= 32 А

5) Коэффициенты заполнения и послеаварийного режима

= = = 0,256 0,7

= 2 = 0,512 1,4

Кабель проходит по длительно-допустимой нагрузке

6) Проверка кабеля по термической стойкости

= , где C = 90, = 0,2, = 0,4472



= = * = 25 *

= = = = 19,23 А

= 25 * = 25 * 19,23 = 480,75 А

= = 2,389

Кабель проходит по термической стойкости

7) Рассчитываем кабель по потере напряжения

= 0,751 = 0,08

= 0,661 = 32

= 150 м

R = = = 0,7813 Ом

X = * = 0,08 * 0,15 = 0,012 Ом

U = * (R* + X*) = 1,732 * 8,193 (0,7813 * 0,661 + 0,012 * 0,751) = 14,19 (0,5164 + 0,009) = 14,19 * 0,5254 = 7,4554 В

%U = * 100% = * 100% = 0,1243% < 5%

= 2 U = 14,911 В

% = 2 %U = 0,2486 % < 5%

Кабели, питающие грохот

1) Минимальный расчётный ток

= = = = 22,79 22,8 А

2) Выбираем сечение кабеля (по таблице)

= 22,8 А = 23 А

= 15 кВт = 15,1 кВт

Выбираем кабель ААШВ 4х4

3) Проверка на термическую стойкость

= , где C = 90, = 0,2, = 0,4472

= 25 *

= = = = 12,9 А

= 25 * 12,9 = 322,5 А

= = = 1,602

Кабель проходит по термической стойкости

Кабели, питающие дробилку

1) Минимальный расчётный ток

= = = = 303,86 А

2) Выбираем сечение кабеля (по таблице)

= 303,86 А = 2 * 175 = 350 А

= 200 кВт = 2 * 112,2 = 224,4 кВт

Выбираем ДВА кабеля ААШВ 4x95

3) Проверка кабеля на термическую стойкость

= , где C = 90, = 0,2, = 0,4472

= 25 *

= = = = 172,03 А

= 25 * = 172,03 * 25 = 4300,75 А

= = = = 21,37

Кабель проходит по термической стойкости

7. Выбор автоматических выключателей

Выбор высоковольтных выключателей ВВ1 и ВВ2

1) Выбор по расчётному току

= = = = 11,7 А

11,7 А

2) Выбок по току короткого замыкания

= * = = = 481,14 А

Выбираем выс. вольтн. выключатели BB / TEL 10-12 1000 Y2

Выбор низковольтных выключателей НВ1 и НВ2

1) Выбор по расчётному току

= = = = 184,93 А

2) Выбор по току короткого замыкания

= * = = = 7217,1 А

Выбираем низковольтные выключатели BKN-B

Выбор низковольтных выключателей НВ3 и НВ6 (грохоты)

1) Выбор по расчётному току

= = = 12,9 А

12,9 А

2) Выбор по току короткого замыкания

* = = = 306,37 А

Выбираем низковольтные выключатели BKN-C

Выбор низковольных выключателей НВ4 и НВ7 (дробилки)

1) Выбор по расчётному току

= = = 172,03 А

172,03 А

2) Выбор по току короткого замыкания

* = = = 4085,96 А

Выбираем низковольтные выключатели BKN-C

Для ЩО и ЩАО также выбираем выключатели BKN-C

8. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт высоковольного КЗ в точке «К1»

Рис. 1

1) Базисная мощность принимается кратной десяти

= 100 кВА

2) Реактивное сопротивление системы

= = = 0,5 о. е.

3) Базисное напряжение на стороне высшего напряжения

= 6,3 кВ

4) Базисный ток на стороне ВН

= = = = 9,164 А

5) Реактивное сопротивление кабеля, приведённое к базисному выражению

= * * = = = 0,1313 о. е.

6) Результирующее реактивное сопротивление от источника питания до точки «К1»

= + = 0,5 + 0,1313 = 0,6313 о. е.

7) Активное сопротивление кабельной линии

= * * = = = 1,853 о. е.

= = = = 4,902

8) Результирующее активное сопротивление от источника питания до точки «К1»

= = 1,853 о. е.

9) Результирующее, полное сопротивление до точки «К1»

= = = 1,9576 о. е.

10) Установившееся значение тока КЗ в точке «К1»

= = = * = * = 4,681 кА

11) Ударный ток в точке «К1»

= * * = 1,4142 * 1,8 * 4,681 = 11,92 кА

принимается равным 1,8 для напряжения выше 1 кВ



Расчёт низковольного КЗ в точке «К2»

Рис. 2

1) Находим сопротивление

= = = = 0,353 Ом

2) Находим сопротивление

= = = = 0,0112 Ом

3) Находим сопротивление

= = = = = 0,037 0,04 Ом

4) Находим и для выключателей ВВ1 и ВВ2

= 16 А

= 23,5 мОм = 0,0235 Ом

= 208,7 мОм = 0,2087 Ом

5) Находим и для выключателей НВ1 и НВ2

= 200 А

= 1,1 мОм = 0,001 Ом

= 0,5 мОм = 0,0005 Ом

6) Находим и для выключателей НВ3 и НВ6

= 16 А

Принимаем те же данные, что и для выключателей ВВ1 и ВВ2

7) Находим и для выключателей НВ4 и НВ7

= 200 А

Принимаем те же данные, что и для выключателей НВ1 и НВ2

8) Находим и для выключателя НВ5

= 10 А

= 69,5 мОм = 0,0695 Ом

= 447 мОм = 0,447 Ом

9) Находим и для выключателя НВ8

= 0,75 А

= 5,262 Ом

= 11,338 Ом

10) Таблица номинальных токов и сопротивлений выключателей:

Аппарат \ Данные	, А	, Ом	, Ом
ВВ1	16	0,0235	0,2087
ВВ2	16	0,0235	0,2087
НВ1	200	0,0011	0,0005
НВ2	200	0,0011	0,0005
НВ3	16	0,0235	0,2087
НВ4	200	0,0011	0,0005
НВ5	10	0,0695	0,447
НВ6	16	0,0235	0,2087
НВ7	200	0,0011	0,0005
НВ8	0,75	5,262	11,338

Выбор контакторов (пускателей) для асинхронных двигателей грохота и дробилки

- категория АС-3

- не взрывоопасное производство

- нормальное исполнение

Контактор для двигателя грохота

Выбираем контактор А30-30-10

1) , (380 В 380 В)

2) , (32 А 22,8 А)

3) , (15 кВт = 15 кВт)

Контактор для двигателя дробилки

Выбираем контактор АF400-30-11

1) , (380 В 380 В)

2) , (400 А 304 А)

3) , (200 кВт = 200 кВт)

Эти контакторы стоят после автоматических выключателей на схеме, по одному на каждый грохот и дробилку

11) Сопротивления и

= * = 0,21 * 150 = 31,5 мОм = 0,0315 Ом

= * = 0,21 * 150 = 31,5 мОм = 0,0315 Ом

Схема замещения



Рис. 3

12) Сопротивление кабельной линии до грохота

= * = 9,61 * 50 = 480,5 мОм = 0,4805 Ом

= * = 0,107 * 50 = 5,35 мОм = 0,00535 Ом

= 9,61 мОм / м (взято из табл 8,6 мет. Садовникова, 2 часть)

= 0,107 мОм / м (взято из табл 8,6 мет. Садовникова, 2 часть)

13) Сопротивления контакторов

= = 0,001 Ом

= = 0,0003 Ом

14) Сопротивление кабельной линии до дробилки (не забываем, что взяты два кабеля, а не один)

= 2 * * = 1,1 * 50 = 55 мОм = 0,055 Ом

= 2 * * = 0,164 * 50 = 8,2 мОм = 0,0082 Ом

= 0,549 мОм / м (взято из табл 8,6 мет. Садовникова, 2 часть)

= 0,082 мОм / м (взято из табл 8,6 мет. Садовникова, 2 часть)

Таблица эквивалентных сопротивлений схемы замещения

Участок \ Данные	R, Ом	X, Ом
	-	0,353
	0,0235	0,2087
	0,0315	0,0315
	0,0315	0,04
	0,0011	0,0005
	0,0011	0,00535
	0,0235	0,2037
	0,001	0,001
	0,055	0,0082
	0,0011	0,005
	0,0003	0,0003

15) Суммарное активное сопротивление

= + + + + + + + + + = 0,0235 + 0,0315 + 0,0315 + 0,0011 + 0,0011 + 0,0235 + 0,001 + 0,055 + 0,0011 + 0,0003 = 0,5723 Ом

16) Суммарное реактивное сопротивление

= + + + + + + + + + + = 0,353 + 0,2087 + 0,0315 + 0,04 + 0,0005 + 0,00535 + 0,2037 + 0,001 + 0,0082 + 0,005 + 0,0003 = 0,84375 Ом

17) Суммарное полное сопротивление

= = = 1,02 Ом

18) Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ

= = = = 226,4 А

19) Сопротивления кабелей с учётом нагрева проводника



= *

= *

= *

20) Коэффициент нагрева проводника

= , где = 236 (для алюминия)

21) Температурный коэффициент

=() * ( - ) + , где:

= +C = 22,8 А

= +C = 4*23 = 92 А

= +C

= () * (65 - 20) + 25 = 0,06142 * 45 + 25 = C

21) Коэффициент нагрева проводника

= ( + ) * , где:

= 228 = 226 (алюм)

= 226,4 А S = 4x4 = 16

= 0,0122 с = 1

= (27,764 + 228) * = 255,764 * = 255,764 * = 255,764 * 1,18887 = C

22) Коэффициент нагрева проводника (расчёт)

= = = = 2,0477

23) Сопротивления кабелей с учётом нагрева проводника (расчёт)

= * = 0,0315 * 2,0477 = 0,0645 Ом

= * = 0,0011 * 2,0477 = 0,00225 Ом

= * = 0,055 * 2,0477 = 0,11262 Ом

24) Суммарное сопр. с учётом нагрева проводника кабеля

= + + + + + + + + + = 0,0235 + 0,0645 + 0,0315 + 0,0011 + 0,00225 + 0,0235 + 0,001 + 0,11262 + 0,0011 + 0,0003 = 0,2614 Ом

25) Полное сопротивление , с учётом нагрева проводника кабеля

= = =

= = 0,8833 Ом

26) Ударный ток КЗ от источника подпитки

= * *

27) Ударный коэффициент

= 1+

28) Длительность ударного тока

= 0,01 *

29) Расчёт угла

= arctg () = arctg = arctg 0,8272 = 0,6911 радиан (или 39,59 градусов)

30) Длительность ударного тока (расчёт)

= 0,01 * = = 0,01 * = 0,01 * 0,3455 = 0,0035 с



31) Расчёт постоянной времени

= = = = 0,0047 c

32) Ударный коэффициент (расчёт)

= 1+ = 1 + = 1 + = 1 + 0,4747 = 1,4747

33) Ударный ток КЗ от источника подпитки (расчёт)

= * * = 1,4142 * 1,4747 * 226,4 = 472,162 А

34) Ток , с учётом подпитки от асинхронных двигателей

= , где:

= + 0,96

35) Расчёт сопротивления ( - это номинальное скольжение)

= * мОм = * мОм = 179,34 мОм = 0,1794 Ом

36) Сопротивление двигателя

= * мОм, (где = 1,4)

37) Расчёт потерь мощности

= 0,105 * =0,105*(1 - )*=0,105*0,12 *15= 0,189 кВт

38) Расчёт пускового тока двигателя

= 7,5 = 7,5 * * * * * = 7,5 * 15 * 1,732 * 380 * 0,88 * 0,91 = 7,5 * 8,32 = 62,4 А

39) Сопротивление двигателя (расчёт)

= * мОм = * мОм = * мОм = 2008,22 мОм = 2,0082 Ом

40) Расчёт сопротивления

= + 0,96 = 0,1794 + 2,0082 = 2,1876 Ом = 2187,6 мОм

41) Расчёт реактивного сопротивления

== = = 3709,1 мОм = 3,7091 Ом

42) Ударный коэффициент

= +

43) Постоянная времени , расчёт

= = = = 0,00723 c

44) Постоянная времени , расчёт

= = = = 0,0687 с

Расчёт схем замещения с дугой, нулевой последовательности без дуги и нулевой последовательности с дугой

- для схемы замещения с дугой, в конце каждой линии добавляются сопротивления и , а не учитывается

- для схемы замещения нулевой последовательности без дуги, делаем следующую перестановку

и меняем на и

и меняем на и

и меняем на и

и меняем на и 

- для схемы замещения нулевой последовательности с учётом дуги делаем то те самое, что и для предыдущей, но в добавляем сопротивления и в конец каждой линии, а также не учитывается, как и в первом случае

45) Определение сопротивлений нулевой последовательности отдельных элементов схемы замещения

= + + + + + + + + +

= + + + + + + + + +

46) Значения сопротивлений трансформатора остаются прежними

= = 0,0112 Ом

= = 0,04 Ом

47) Расчёт сопротивлений и , определяются по «ГОСТ 28249-93» (короткие замыкания в электроустановках)

Кабель ААШВ 3x6

= 7,69 мОм / м

= 0,523 мОм / м

= * = 7,69 * 50 = 384,5 мОм = 0,3845 Ом

= * = 0,523 * 50 = 26,15 мОм = 0,02615 Ом

48) Аналигично рассчитываются сопротивления и

Кабель ААШВ 4x4

= 10,87 мОм / м

= 0,57 мОм / м

= * = 10,87 * 50 = 543,5 мОм = 0,5435 Ом

= * = 0,57 * 50 = 28,5 мОм = 0,0285 Ом



49) Также рассчитываем сопротивления и

Два кабеля ААШВ 4x95

= 0,45 мОм / м

= 0,28 мОм / м

= * = 2* 0,45 * 50 = 45 мОм = 0,045 Ом

= * = 2* 0,28 * 50 = 28 мОм = 0,028 Ом

50) Рассчитываем суммарные сопротивления и

= + + + + + + + + + = 0,0235 + 0,0315 + 0,3845 + 0,0011 + 0,5435 + 0,0235 + 0,001 + 0,045 + 0,0011 + 0,0003 = 1,055 Ом

= + + + + + + + + + = 0,2087 + 0,04 + 0,02615 + 0,0005 + 0,5435 + 0,2037 + 0,001 + 0,0285 + 0,005 + 0,0003 = 1,0574 Ом

51) Расчёт тока

= , где = 0,5723, а = 0,84375

= = = 193,73 А

52) Расчёт тока с учётом дуги

= , где = 0,015 Ом

= = = 195,39 А

53) Первый шаг итерации

= = = 96,86

= - 15 = - 15 = 59,4 мОм = 0,0594 Ом

= = = = 190,75

- 100 = - 100 = 96,93 % 1%

54) Второй шаг итерации

= = 190,75 А

= - 15 = - 15 = 59,7 мОм = 0,0597 Ом

= = = = 190,64

- 100 = - 100 = 0,058 % < 1%

Расчёт токов КЗ закончен

9. Проверка коммутационных аппаратов

Высоковольтные выключатели ВВ1 и ВВ2

1) Проверка по действию токов КЗ

= 7,271 кА, = 12,5 кА

> , аппараты проходят проверку

2) Проверка по электродинамической стойкости

освещение нагрузка трансформатор

17,6775 кА > 7,271 кА, аппараты проходят проверку

Низковольтные выключатели НВ1 и НВ2

1) Проверка по действию токов КЗ

= 6,077 кА, = 10 кА

> , аппараты проходят проверку

2) Проверка по электродинамической стойкости



14,142 кА > 6,077 кА, аппараты проходят проверку

Низковольтные выключатели НВ3 и НВ6 (грохоты)

1) Проверка по действию токов КЗ

= 0,26 кА, = 6 кА

> , аппараты проходят проверку

2) Проверка по электродинамической стойкости

8,4852 кА >> 0,26 кА, аппараты проходят проверку

Низковольтные выключатели НВ4 и НВ7 (дробилки)

1) Проверка по действию токов КЗ

= 3,44 кА, = 6 кА

6 кА > 3,44 кА, аппараты проходят проверку

2) Проверка по электродинамической стойкости

8,4852 кА > 3,44 кА, аппараты проходят проверку



Список литературы

1. Садовников М. Е. «Электроснабжение и электрооборудование горного производства»: учебное пособие по выполнению курсового проекта для студентов всех форм обучения. Изд-во УГГУ, 2016.

2. Иванов Э.Э «Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению»: учебное пособие по выполнению курсового проекта. Изд-во УГГУ, 2012.

3.) Кудрин Б. И. «Электроснабжение промышленных предприятий»: учебник для вузов. - М., Изд-во «Интермет Инжиниринг», 2006.

4. Ахлюстин В. К. «Электрификация обогатительных фабрик»: учебник для вузов. - М., Изд-во «Недра», 1973.

Размещено на Allbest.ru

...