,

где Q_?p - суммарная реактивная нагрузка, передаваемая по рассматриваемой линии:

кВ•Ар,

кВт.

Суммарные потери активной энергии на передачу активной и реактивной нагрузки шахты определяются:

,

где ф_а - число часов использования максимума активных потерь, согласно [2, с.52, таблица 4.10], ф_а=3000 ч.

кВт•ч.

Потери активной мощности в трансформаторах двухтрансформаторной подстанции определяются как

,

Где ДP_хх, ДP_кз - номинальные активные потери холостого хода и короткого замыкания;

P_н.о - потери на принудительное охлаждение, в условиях Кузбасса принудительное охлаждение используется относительно редко, поэтому с небольшой погрешностью можно принять P_н.о=0;

? коэффициент загрузки силовых трансформаторов.

2.7 Источники оперативного тока

Для питания цепей управления, сигнализации, автоматики и связи, аварийного освещения, приводов выключателей и других систем и механизмов собственных нужд применяется источник оперативного тока.

В качестве источников переменного оперативного тока принимаются 2 трансформатора ТМ - 63/6/0,4, которые будут подключаться непосредственно к выходным зажимам силовых трансформаторов ГПП на стороне 6,3 кВ.

Таблица 2.5

Техническая характеристика трансформаторов ТМ - 63/6/0,4

Тип, номинальная мощность, кВА	Номинальное высшее напряжение, кВ	Номинальное низшее напряжение, кВ	Потери холостого хода, кВт	Потери К.З, кВт	Ток холостого хода, %	Напряжение КЗ, %
ТМ - 63/6/0,4	6	0,4	0,23	1,28	2,6	4,5

В качестве источников выпрямленного оперативного тока принимаются блок питания нестабилизированный БПН - 1002, предназначенный для питания выпрямленным стабилизированным напряжением аппаратуры релейной защиты, сигнализации и управления.

Таблица 2.6

Техническая характеристика БПН - 1002

Наименование параметра	Нормы для блока
Номинальное входное напряжение, В	380
Номинальное выходное напряжение, В	220
Номинальная частота, Гц	50
Число фаз	3
Потребляемая мощность, ВА, не более - при отсутствии нагрузки - при максимальной нагрузке	25 1350
Сопротивление изоляции при норм. условиях, МОм, не менее	50
Изоляция всех независимых токоведущих цепей по отношению к корпусу и между собой выдерживает проверку на пробой при напряжении 2500 В, частотой 50 Гц, мин., не менее	1

2.8 Выбор оборудования ГПП

2.8.1 Выбор КРУ для ГПП

Для установки на низкой (6кВ) стороне ГПП принимаются ячейки типа КРУ 10-УХЛ5 с технической характеристикой:

Таблица 2.7

Техническая характеристика КРУ 10-УХЛ5

Наименование параметра	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	До 1600
Мощность отключения, МВА	До 200
Силовой коммутационный аппарат: Вакуумный выключатель	EX-ВВ

2.8.2 Выбор выключателей

Для установки в ячейку КРУ 10-УХЛ5 принимается вакуумный выключатель EX-ВВ. Его техническая характеристика приведена в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Техническая характеристика выключателя EX-ВВ

Величина	Ед. изм.	Значение
Номинальное напряжение	кВ	10
Номинальный ток	А	1000
Номинальный ток отключения	кА	20
Ток термической стойкости/время	кА	25
Полное время отключения tоткл., с,	мс	не более 90
Величина	Ед. изм.	Значение
Собственное время отключения tоткл., с, не более	мс	не более 70
Собственное время включения tвкл., с, не более	мс	не более 100
Ресурс по механической стойкости (ВКЛ-ОТКЛ)		50000

Выбор и проверка выключателей производится по следующим параметрам.

Номинальное напряжение

,

где U_ном.а - номинальное напряжение выбранного выключателя, кВ;

U_ном.у - номинальное напряжение установки, кВ.

Номинальный ток отключения

где - номинальный ток отключения выбранного выключателя, кА;

- расчетное значение тока трехфазного КЗ, кА.

2.8.3 Выбор трансформаторов тока

Для установки принимается трансформатор тока ТЛМ-10У3. Техническая характеристика трансформатора тока приведена в таблице 9.

Таблица 2.9

Техническая характеристика трансформатора тока ТЛМ-10У3

Величина	Значение
Класс напряжения, кВ	10
Номинальный ток обмоток, А	первичной	1000
	вторичной	5
Класс точности	0,5
ёТермическая стойкость: Допустимый ток, кА	15
Время протекания тока термической стойкости, с	4
Электродинамическая стойкость: Допустимый ток, кА	52
Номинальная предельная кратность обмотки	13

Выбор и проверка трансформаторов тока для установки их во внешней схеме соединения ГПП на стороне 6 кВ, а также для комплектации КРУ производится по следующим параметрам.

Номинальное напряжение

,

где U_ном.а - номинальное напряжение выбранного трансформатора тока, кВ;

U_ном.у - номинальное напряжение установки, кВ.

Номинальный первичный ток

,

где I_ном.а - номинальный первичный ток выбранного трансформатора тока, А;

I_ном.у - номинальный ток установки, А.

Нагрузка вторичной обмотки

,

где S_2нагр - нагрузка вторичной обмотки выбранного трансформатора тока, В•А;

S_2расч - расчетная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока, В•А;

Нагрузка вторичной обмотки трансформатора определяется по уравнению

где I_2ном - номинальный ток вторичной обмотки, А;

Z_2ном - полное допустимое сопротивление внешней цепи, Ом.

2.8.4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Выбор и проверку трансформаторов напряжения производят по роду установки (для подключения счетчиков, для контроля сопротивления изоляции или для питания оперативных цепей), а также по следующим параметрам.

Трансформатор напряжения НАМИ - 10

Номинальное первичное напряжение

,

где U_ном.а - номинальное напряжение выбранного трансформатора напряжения, кВ;

U_ном.у - номинальное напряжение установки, кВ.

Таблица 2.10

технические характеристики НАМИ - 10

Характеристики	Значения
Ном. напряжение первичной обмотки, кВ	10
Ном. напряжение вторичной основной обмотки, кВ	0,1
Ном. напряжение вторичной дополнительной обмотки, кВ	0,1
Наибольшее рабочее напряжение первичной обмотки частоты 50 Гц, кВ	12
Номинальная трехфазная мощность, В·А, основной вторичной обмотки при измерении междуфазных напряжений при симметричной нагрузке на вводах ab, bc и ca в классе точности 0,5	200
Номинальная трехфазная мощность, В·А, основной вторичной обмотки при измерении междуфазных напряжений при симметричной нагрузке на вводах ab, bc и ca в классе точности 1,0	300
Номинальная трехфазная мощность, В·А, основной вторичной обмотки при измерении междуфазных напряжений при симметричной нагрузке на вводах ab, bc и ca в классе точности 3,0	600
Номинальная трехфазная мощность, В·А, основной вторичной обмотки при измерении фазных напряжений при симметричной нагрузке на вводах ao, bo и co в классе точности 3,0	30
Предельная мощность, В·А, первичной обмотки	1000
Предельная мощность, В·А, основной вторичной обмотки	900
Предельная мощность, В·А, дополнительной вторичной обмотки	100
Схема и группа соединения обмоток эквивалентна	Ун/ Ун /е П-0
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150	УХЛ2
Длина пути утечки внешней изоляции, см	23
Средняя наработка до отказа, ч., не менее	4,4х10^6

Погрешность

,

где N_доп - допустимая погрешность, %;

N - погрешность, %.

Трансформатор напряжения НОМ - 10

Номинальное первичное напряжение

,

где U_ном.а - номинальное напряжение выбранного трансформатора напряжения, кВ;

U_ном.у - номинальное напряжение установки, кВ.

Погрешность

где N_доп - допустимая погрешность, %;

N - погрешность, %.

Таблица 2.11

технические характеристики НОМ - 10

Наименование параметра	Величина
Значение номинального первичного напряжения, кВ	10
Значение наибольшего рабочего напряжения, кВ	12
Значение номинального напряжения вторичной обмотки, В	100
Значение сопротивления изоляции обмоток при температуре 20°С, МОм, не менее	300
Значение номинальной мощности вторичной обмотки при работе в классе точности, ВА 0,5 1 3	75 150 300
Значение предельной мощности, ВА	630
Значение основной погрешности по напряжению, %	±0,48
Значение основной погрешности по углу	±20
Схема и группа соединений обмоток	Y/Yn-0

2.8.5 Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей

Расчётный тепловой импульс в воздушной линии

,

Где I_? ? установившееся значение тока короткого замыкания в рассматриваемой линии, кА;

t_р.о.? полное время отключения выключателя, t_р.о. = 0,09 с.

Выбранное оборудование проверяется по соотношению

где I_му ? предельный ток термической стойкости;

t_н ? номинальное время протекания тока короткого замыкания.

Для установки на трансформаторной подстанции принимаются отделители типа ОД-110/1000УХЛ1 и короткозамыкатели КЗ-110У-У1, характеристика которых приведена в таблице 2.12.

Таблица 2.12

Техническая характеристика ОД-110/1000УХЛ1 и КЗ-110УХЛ1

Величина	Значение
	ОД-110/1000УХЛ1	КЗ-110УХЛ1
Номинальное напряжение, кВ	110	110
Номинальный ток, А		1000	-
Стойкость главных ножей при сквозных токах короткого замыкания	Предельный сквозной ток (амплитуда), кА	80	51
	Ток термической стойкости, кА/с	31,5/3	20/3
Полное время, с	Включения (без гололёда/при гололёде)	-	0,14/0,2
	Отключения (без гололёда/при гололёде)	0,4/-	-
Масса, кг		310	230
Тип привода		ПРО-1ХУ1	ПРК-1У1
, кА2·с		2976	1200

Для установки принимаются разъединители РНДЗ-110/1000У1 с технической характеристикой, приведённой в таблице 2.13.

Таблица 2.13

Техническая характеристика РНД3-110/1000У1

Величина	Значение
Номинальное напряжение, кВ	110
Номинальный ток, А	1000
Стойкость при сквозных токах короткого замыкания, кА	Амплитуда предельного сквозного тока	80
	Предельный ток термической стойкости	31,5
Время протекания предельного тока термической стойкости ножей, с	Главных	3
	заземляющих	1
Масса без привода, кг	231
Тип привода	ПРН-220М
, кА2·с	2880

Для защиты оборудования от атмосферных перенапряжений на ГПП шахты предусматривается установка вентильных разрядников на напряжение 6кВ типа РВ0-6У1 и на напряжение 110 кВ РВС-110МУ1. Их техническая характеристика приведена в таблице 14.

Таблица 2.14

Техническая характеристика РВС-1 ЮМУ 1 и РВО-6У1

Величина	Значение
	РВС-110МУ1	РВО-6У1
Номинальное напряжение, кВ	110	6
Наибольшее допустимое напряжение (действующее), кВ	100	7,6
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц (в сухом состоянии и под дождём) (действующее значение), кВ	не менее	200	16
	не более	250	19
Пробивное импульсное напряжение (при разрядном времени не более 2-20 мкс), кВ	285	32
Наибольшее остающееся напряжение при импульсном токе с длиной фронта волны 8 мкс и амплитудой, А	3000	315	25
	5000	335	27
	10000	367	-
Масса, кг	175	3,1

2.9 Выбор оборудования ЦПП

2.9.1 Выбор и проверка КРУ для ЦПП

Для проектируемой угольной шахты для комплектации ЦПП и РПП принимаем КРУ во взрывобезопасном исполнении типа КРУВ-6м. Техническая характеристика КРУ приведена в таблице 15.

Таблица 2.15

Технические данные КРУВ-6м

Величина	Значение
Номинальное напряжение, кВ	6
Наибольшее напряжение, кВ	7,2
Номинальный ток вводных и секционных шкафов КРУ, А	100, 160, 200, 320, 400, 630
Номинальный ток сборных шин, разъединителей и выключателей, А	630/1000
Номинальный ток отходящих присоединений, А	20, 40, 60, 80, 100, 160, 200, 320, 400
Номинальный ток отключения, кА	20
Мощность отключения, MB·A	200
Стойкость главных цепей к токам короткого замыкания Электродинамическая (амплитуда) Термическая (ток/время)	25 10/1

В качестве межсекционного выключателя на секциях шин принимается тип выключателя ВПМЭ-10/1600УЗ.

2.9.2 Выбор КРУ вводной ячейки

КРУ вводной ячейки выбирается исходя из суммарного тока электроустановок подземных выработок. Округляется сумма фактических рабочих максимальных токов всех ячеек ЦПП, которые могут быть включены одновременно.

где I_н.кру - номинальный ток выбранного КРУ;

- сумма фактических рабочих токов нагрузки,

- коэффициент спроса.

Для ЦПП принимаем 4 вводные ячейки

2.9.3 Выбор КРУ секционной ячейки

Рассчитывается токовая нагрузка отдельно по левым и правым секциям. Выбор КРУ производится по большему из этих токов.

Следовательно, принимаем

2.9.4 Выбор КРУ для питания группы нагрузок

Номинальный ток:

Следовательно, принимаем

2.9.5 Выбор КРУ для питания высоковольтного электродвигателя

Номинальный ток двигателя ЦНС-180 мощностью 400 кВт:

Следовательно, принимаем

2.10 Выбор и проверка уставок КРУ

2.10.1 Для вводных КРУ, ЦПП и РПП

Уставка максимальной токовой защиты (МТЗ) любого КРУ, установленного в подземных выработках шахт, выбирается исходя из условия:

где ? коэффициент надёжности, принимается = 1,2 - 1,4;

? рабочий максимальный ток.

Для КРУ, питающих ПУПП, рабочий максимальный ток определяется как

где I_н.пупп ? номинальный ток защищаемой ПУПП на первичной стороне:

I_п.max ? номинальный пусковой ток наиболее крупного электродвигателя на вторичной стороне низкого напряжения ПУПП;

к_т- коэффициент трансформации ПУПП.

Максимальный рабочий ток вводных и секционных КРУ ЦПП3 определяется как

где I_р.в. ? рабочий ток линии, питающей ЦПП в аварийном режиме, А;

I_п.пуск ? пусковой ток наиболее крупного электродвигателя, получающего питание по защищаемой ветви, А.

Уставка МТЗ ячеек КРУВ-6, благодаря использованию ступенчатого и плавного её регулирования, может быть принята любой величины в пределах, начиная от номинального значения тока первичной цепи установленных в ячейке трансформаторов тока и кончая максимально возможной величиной 2400 А.

Проверка выбранной уставки МТЗ высоковольтного КРУ, питающего ПУПП, осуществляется по току двухфазного короткого замыкания на низкой стороне защищаемого трансформатора по формуле

где I_кз⁽²⁾ ? ток двухфазного короткого замыкания на стороне вторичной обмотки (НН) трансформатора;

к_т ? коэффициент трансформации ПУПП,

где U₁, U₂ ? напряжения соответственно на первичной и вторичной сторонах ПУПП.

Для высоковольтного оборудования 6 кВ к_т=1.

Уставка высоковольтной ячейки, установленной на питающей линии ЦПП3, соответствует условиям эксплуатации, если сохраняется соотношение:

где I_кз⁽²⁾ ? ток двухфазного короткого замыкания в самой удаленной точке резервируемой смежной зоны.



2.10.2 Отходящая КРУВ (ПУПП)

I_н.комб=158 А,

тогда ,

Принимается уставка

I_у=445 А.

Проверка по КЗ7:

2.10.3 Отходящая КРУВ (Гл. Водоотлив)

I_н.дв=225 А,

тогда,

Принимается уставка I_у=1820 А.

Проверка по КЗ8:

2.10.4 Вводная КРУВ

I_р.в. = I_р.а3=439,01 А.

Пусковой ток двигателя комбайна, с учетом коэффициента трансформации равен:

Пусковой ток высоковольтного двигателя насоса равен:

Выбираем большее из этих значений:

Принимается уставка I_у=2395 А.

Проверка по КЗ7:



2.10.5 Секционная КРУВ

I_р.в. = I_р.а3=439,01 А.

Пусковой ток двигателя комбайна, с учетом коэффициента трансформации равен:

Пусковой ток высоковольтного двигателя насоса равен:

Выбираем большее из этих значений:

Принимается уставка I_у=2395 А.

Проверка по КЗ7:

Результаты расчетов сводятся в таблицу 14.



Таблица 14

Расчет уставок КРУ

Наименование ячейки	Ip.max	кн		Iу	кт	Точка КЗ	I(3)КЗ, А	I(2)КЗ, А	I(2)КЗ/(кт·Iу)
Отходящая (ПУПП)	340,3	1,3	442,39	445	5	К7	10580	9205	4,13
Отходящая (Гл.в/о)	1400	1,3	1820	1820	1	К8	4827	4200	3
Вводная	1839,01	1,3	2390,7	2395	1	К7	10580	9205	3,84
Секционная	1839,01	1,3	2390,7	2395	1	К7	10580	9205	3,84

Принятые уставки удовлетворяют условиям эксплуатации.



3. Электроснабжение проходческого участка

Характеристики всех потребителей сведены в таблицу 1.

Таблица 3.1

Характеристика токоприемников всего участка

Обозначения по схеме	Наименование потребителей	Тип электро-двигателя	Количество	Номинальная мощность, кВт	Номинальный ток, А	Пусковой ток, А	Коэффициент мощности, Cos	КПД,
ПУПП №1	Комбайн КП-21	2ЭДКОФВ 250L4	1	110	120	900	0,85	0,932
		3ВР-160 S4	1	15	18,4	138	0,81	88
		ВРП-200 L4	1	45	49,5	346,5	0,87	91,0
	СР-70 №1	ВРПВ 225 М4	1	55	60,5	396	0,86	92,5
	СР-70 №2	ВРПВ 225 М4	1	55	60,5	396	0,86	92,5
	Компрессор УКВШ-5/7	2ВР250S2	1	55	60,5	396	0,86	92.5
	ВМЭ-6 осланцовка	АВРМ-160	1	25	30	180	0,86	0,925
	Насос 1В-20	ВРП-160 S4	1	15	18,4	138	0,81	88
УРн1=375 кВт
ПУПП №2	ВМЭ-2-10 (рабочий 1)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9
	ВМЭ-2-10 (рабочий 2)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9
УРн2=320 кВт
ПУПП №3	ВМЭ-2-10 (резерв 1)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9
	ВМЭ-2-10 (резерв 2)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9
УРн3=320 кВт
УРн.сум. =1015кВт



3.1 Расчёт ПУПП

Таблица 3.2

Потребители ПУПП №1

Обозначения по схеме	Наименование потребителей	Тип электро-двигателя	Количество	Номинальная мощность, кВт	Номинальный ток, А	Пусковой ток, А	Коэффициент мощности, Cos	КПД,
ПУПП №1	Комбайн КП-21	2ЭДКОФВ 250L4	1	110	120	900	0,85	0,932
		3ВР-160 S4	1	15	18,4	138	0,81	88
		ВРП-200 L4	1	45	49,5	346,5	0,87	91,0
	СР-70 №1	ВРПВ 225 М4	1	55	60,5	396	0,86	92,5
	СР-70 №2	ВРПВ 225 М4	1	55	60,5	396	0,86	92,5
	Компрессор УКВШ-5/7	2ВР250S2	1	55	60,5	396	0,86	92.5
	ВМЭ-6 осланцовка	АВРМ-160	1	25	30	180	0,86	0,925
	Насос 1В-20	ВРП-160 S4	1	15	18,4	138	0,81	88

3.2 Выбор ПУПП

Рисунок 3.1 Расчетная схема кабельной сети ПУПП №1

В данном случае, так как подстанция питает несколько механизмов, расчётная мощность ПУПП определяется по формуле

где к_с - коэффициент спроса;

?P_у - суммарная установленная мощность электроприёмников, получающих питание от данной ПУПП;

cos ц - коэффициент мощности, для группы электроприёмников cos ц=0,6.

кВА.

Коэффициент спроса определяется по формуле

где P_н.к - номинальная мощность наиболее крупного электродвигателя в группе.

По расчётной мощности выбирается ПУПП, которая должна удовлетворять следующему условию

где 1,25 - коэффициент, учитывающий нагрузочную способность участкового трансформатора и его использование по мощности.

Условие выполняется, следовательно, выбираем ПУПП типа КТПВ-630/6-0,69 №105 со следующими данными: ; В; В; ; ; ; ; Ом; Ом.

3.3 Выбор и проверка кабельной сети участка по допустимой нагрузке

3.3.1 Выбор кабельной сети участка по нагрузке

Выбор кабелей по допустимой нагрузке производится по условию

где I_д.д - длительно допустимый по нагреву ток кабеля с соответствующим сечением;

I_р - расчётный ток кабеля.

Рабочий ток магистральных кабелей определяется как

где к_с.г - коэффициент спроса для группы потребителей, получающих питание по магистральному кабелю;

?P_у.г - суммарная установленная мощность группы потребителей, получающих питание по выбираемому магистральному кабелю;

U_н - номинальное напряжение сети;

cos ц - средневзвешенный коэффициент мощности, ранее принят равным 0,6.

Следовательно

По длительно допустимой нагрузке для участка l₁ принимается кабель КГЭШ 3х95+1х10,

Для второго участка кабеля, согласно формуле (2.4)

По длительно допустимой нагрузке для участка l₂ кабель КГЭШ 3х35+1х10,

Выбор типа и сечений кабелей сводится в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

Выбор типа и сечения кабелей

Обозначение кабеля по схеме	Коэффициент спроса	Расчетный ток кабеля, А	Принятый тип кабеля	Длительно допустимый ток, А
	0,49	120	КГЭШ 3х95+1х10	290
	0,49	39.3	КГЭШ 3х35+1х10	130
	0,49	78.6	КГЭШ 3х95+1х10	290
	0,49	39.3	КГЭШ 3х35+1х10	130
	0,49	39.3	КГЭШ 3х95+1х10	290
	0,49	39.3	КГЭШ 3х35+1х10	130
	0,49	134.7	КГЭШ 3х95+1х10	290
	0,49	150	КГЭШ 3х50+1х10	160
	0,49	10.7	КГЭШ 3х16+1х10	105
	0,49	17.8	КГЭШ 3х16+1х10	105

3.3.2 Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме

Суммарные потери напряжения определяются

(2.5)

где - потери напряжения в трансформаторе;

- суммарные потери напряжения в рассматриваемой кабельной ветви участка.

Относительная потеря напряжения в трансформаторе определяется по формуле

(2.6)

где - коэффициент загрузки трансформатора;

, - относительные величины соответственно активной и реактивной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора, %.

Относительные величины и вычисляются соответственно по формулам

(2.7)

(2.8)

где - потери мощности короткого замыкания в трансформаторе;

- напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

В этом случае

Следовательно, по формуле (2.6)

Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных величинах определятся по формуле

(2.9)

где - вторичное напряжение трансформатора при холостом ходе,

Тогда

Потери напряжения в кабеле определяются по формуле

(2.10)

где - рабочий ток в кабеле;

, - соответственно активное и индуктивное сопротивления рассматриваемого кабеля.

Следовательно

Активное сопротивление для температуры +65^оС принимается по [4, стр. 178].

Расчет сопротивлений кабелей сведен в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Определение сопротивления кабелей

Обозначение кабеля на схеме	Марка кабеля	Длина, м	Удельное сопротивление, Ом/км	Сопротивление кабеля, Ом
	КГЭШ 3х95+1х10	15	0,243	0,054	0,00364	0,00081	0,58
	КГЭШ 3х35+1х10	10	0,653	0,087	0,00653	0,00087	0,31
	КГЭШ 3х95+1х10	50	0,243	0,054	0,01215	0,0027	1,28
	КГЭШ 3х35+1х10	20	0,653	0,087	0,01306	0,00174	0,62
	КГЭШ 3х95+1х10	70	0,243	0,054	0,017	0,0037	0,9
	КГЭШ 3х35+1х10	20	0,653	0,087	0,01306	0,00174	0,62
	КГЭШ 3х95+1х10	90	0,243	0,054	0,0218	0,00486	3,95
	КГЭШ 3х50+1х10	30	0,455	0,081	0,01365	0,00243	2,63
	КГЭШ 3х16+1х10	5	1,42	0,09	0,0071	0,00045	0,08
	КГЭШ 3х16+1х10	15	1,42	0,09	0,0213	0,00135	0,42

Тогда, согласно формуле (2.5)

Допустимая потеря напряжения в сети определяется по выражению

(2.11)

где 0,05 - допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателей (ГОСТ 13109-87).

Сеть удовлетворяет условиям, так как

3.3.3 Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удалённого электродвигателя

Допустимое минимальное напряжение на зажимах электродвигателя при пуске определяется по формуле

(2.12)

где - номинальный момент электродвигателя;

- номинальный пусковой момент электродвигателя;

- минимальная кратность пускового момента электродвигателя, обеспечивающая трогание с места и разгон исполнительного органа рабочей машины. ( - для добычных комбайнов при пуске под нагрузкой).

Тогда

Суммарные потери напряжения при пуске в любой ветви определяются как

.

где ДU_{тр. пуск} - потери напряжения в трансформаторе при пуске наиболее мощного и удалённого электродвигателя;

?ДU_{к. пуск} - суммарные потери напряжения при пуске в рассматриваемой кабельной ветви участка.

где I_пуск - пусковой ток запускаемого электродвигателя;

r_тр, x_тр - соответственно активное и реактивное сопротивление трансформатора, принимаются по [1, с.511, таблица 20.4];

cos ц_п - коэффициент мощности электродвигателя в пусковом режиме, принимается cos ц_п=0,5.

где n_дв - количество одновременно запускаемых двигателей;

r_к, x_к - соответственно активное и реактивное сопротивление кабеля.

В,

В,

В.

3.3.4 Проверка кабельной сети по сопротивлению изоляции и ёмкости

Для устойчивой работы реле утечки должно выполняться следующее условие

(2.13)

где - фактическое сопротивление изоляции фазы относительно земли, кОм/фазу;

- критическое сопротивление изоляции сети, принимаем по паспортным данным реле утечки кОм.

Ожидаемое сопротивление изоляции фазы для всей электрически связанной сети определяется по формуле

(2.14)

где , , , , - соответственно количество двигателей на забойных машинах и на других механизмах, количество защитной и коммутационной аппаратуры (в том числе и пусковых агрегатов), силовых трансформаторов и кабелей;

, , , , - минимальное допустимое сопротивление изоляции этих элементов сети, МОм/фазу.

Тогда

Расчет емкости кабельной сети сводится в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

Определение емкости кабельной сети участка

Обозначение кабеля на схеме	Тип кабеля	Длина кабеля, м	Средняя величина емкости, мкФ/км	Емкость кабеля, мкФ/фазу
	КГЭШ 3х95+1х10	15	0,695	0,01042
	КГЭШ 3х35+1х10	10	0,465	0,00465
	КГЭШ 3х95+1х10	50	0,695	0,03475
	КГЭШ 3х35+1х10	20	0,465	0,0093
	КГЭШ 3х95+1х10	70	0,695	0,04865
	КГЭШ 3х35+1х10	20	0,465	0,0093
	КГЭШ 3х95+1х10	90	0,695	0,06255
	КГЭШ 3х50+1х10	30	0,605	0,01815
	КГЭШ 3х16+1х10	5	0,365	0,001825
	КГЭШ 3х16+1х10	15	0,365	0,005475
Итого:	0,205

Общая емкость сети определяется как

(2.15)

где - суммарная емкость кабельной сети.

Следовательно

Сеть удовлетворяет условиям эксплуатации.

0,2255 мкФ 1 мкФ.

Емкость сети не превышает 1 мкФ, значит сеть удовлетворяет условиям эксплуатации.

3.4 Расчёт токов КЗ

Рисунок 3.2 расчетная схема токов КЗ для ПУПП №1

Ток двухфазного короткого замыкания (к.з.) в любой точке низковольтной сети участка шахты определяется по формуле

(2.16)

где - суммарное активное сопротивление кабелей, при рабочей температуре жил 65°С, по которым последовательно проходит ток к.з. до рассматриваемой точки, определено в разделе "Проверка кабельной сети по потерям напряжения";

- суммарное переходное сопротивление и элементов аппаратов, а также переходное сопротивление в месте к.з., принимается равным 0,005 Ом на один коммутационный аппарат, включая точку к.з.;

- число коммутационных аппаратов, через контакты которых последовательно проходит ток к.з., включая АВ ПУПП;

- сопротивление высоковольтной распределительной сети, приведенное ко вторичной обмотке трансформатора;

- индуктивное сопротивление трансформатора;

- суммарное индуктивное сопротивление кабелей, по которым последовательно проходит ток к.з. до рассматриваемой точки.

Индуктивное сопротивление высоковольтной распределительной сети находится по формуле

(2.17)

где - мощность к.з. на вводе ПУПП, принимается 50 МВА.

Тогда

Токи трехфазного к.з. в тех же точках, для которых рассчитаны токи двухфазного к.з., определяются по формуле

(2.18)

где 1,6 - суммарный переводной коэффициент расчетного тока двухфазного к.з., определяемого для условий, способствующих его минимальному значению, к току трехфазного к.з., определяемому для условий, способствующих его максимальному значению.

В точке короткого замыкания К1 ток двухфазного к.з. равен

ток трехфазного к.з. при этом равен

В точке короткого замыкания К2 ток двухфазного к.з. равен

ток трехфазного к.з. при этом равен

Токи двухфазных и трёхфазных коротких замыканий в сети определены и сведены в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

Расчет токов короткого замыкания

Точка К.З.	Обозначение на схеме	Рабочий ток, А	Сечение кабеля, мм2	Длина кабеля, м	Приведенная длина кабеля, м	Ток двухфазного К.З. , А	Ток трёхфазного КЗ I(3)?, А
К1	-	-	-	5	10	8482
К2	l1	120	95	15	18.1	8033
К3	l1.1	39.3	35	10	32.2	7079
К4	l2	78.6	95	50	59.2	6219
К5	l2.1	39.3	35	20	87.4	5118
К6	l3	39.3	95	30	103.6	4623
К7	l3.1	39.3	35	20	131.8	3949
К8	l4	134.7	95	90	58.6	6219
К9	l4.1	150	50	30	88.6	5118
К10	l4.2	10.7	16	5	103.6	4623
К11	l4.3	17.8	16	15	149.6	3771

3.5 Выбор и проверка защитной аппаратуры и уставок её защиты

Фидерный выключатель, магнитный пускатель и магнитная станция по выбираются исходя из условия:

где I_н - номинальный ток выбранного аппарата;

I_р - рабочий ток магистрального кабеля или номинальный ток потребителя.

Выбранный фидерный выключатель или магнитный пускатель должны быть проверены по допустимой нагрузке на вводные зажимы.

Отключающая способность аппарата, согласно, должна соответствовать условию:

Если отключающая способность не удовлетворяет условию, то при наличии на присоединении, питающем данный аппарат, другого аппарата с достаточной отключающей способностью, необходимо, чтобы соблюдалось условие

где I_у - уставка тока срабатывания реле максимального тока аппарата с отключающей способностью, удовлетворяющей вышеуказанным условиям;

К_ч = 1,5 - коэффициент чувствительности защиты.

Величина уставки тока срабатывания реле автоматических выключателей или магнитных пускателей для защиты магистрали, согласно, определяется выражением:

А.

где I_н.руск - номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя;

I_н.р. - сумма номинальных токов всех остальных токоприемников.

Для защиты ответвлений величина уставки тока срабатывания реле определится как:

При этом кратность расчетного минимального тока двухфазного к.з. к уставке тока срабатывания реле должно удовлетворять условию

Номинальный ток плавкой вставки предохранителей для защиты электродвигателей по выражением:

где 1,6 2,5 - коэффициент, обеспечивающий не перегорание плавкой вставки при пусках электродвигателей с короткозамкнутым ротором, при нормальных условиях пуска ( редкие запуски и быстрое разворачивание ) следует принимать значение 2,5, при тяжелых (частые запуски при длительном разворачивании ) - 1,6 2,0.

Выбранная плавкая вставка предохранителя должна быть проверен по току двухфазного к.з. с соблюдением соотношения.

При выборе уставок реле аппаратов, защищающих магистральную линию, уставка реле последующего по направлению к ПУПП увеличена на одну - две ступени по сравнению с уставкой реле предыдущего аппарата при обязательном соблюдении соотношения:

Таблица 3.7

Выбор и проверка аппаратуры управления и уставок

Тип аппарата	Потребитель	Номинальный ток аппарата, А	Расчетный ток линии, А	Ток уставки, А	Ток двухфазного к.з. в удаленной точке, А
Обозначение
КС-02 (1)	Комбайн КП-21	320	101.6	1000	5118
КС-02 (3)	ВМЭ-6 ослан.	160	14,9	220	4623
ПВР-125Р	СР-70.05 №1	250	32.8	500	4623
ПВИТ-250МВ3	СР-70.05 №2	250	32,8	500	6219
ПВИ-315H+R	Компрессор УКВШ-5/7	315	32,8	640	7079
КС-02 (7)	Насос 1В-20	160	8,9	150	3771

В данном случае уставка максимальной токовой защиты КТПВ630-/6-0,69 №105 принимается А.

Условие выполняется.

3.6 Расчёт ПУПП

Таблица 3.8

Потребители ПУПП №2

Обозначения по схеме	Наименование потребителей	Тип электро-двигателя	Количество	Номинальная мощность, кВт	Номинальный ток, А	Пусковой ток, А	Коэффициент мощности, Cos	КПД,
ПУПП №2	ВМЭ-2-10 (рабочий 1)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9
	ВМЭ-2-10 (рабочий 2)	АВР-280	1	160	164	1148	0,9	0,9



3.7 Выбор ПУПП

Рисунок 3.3 Расчетная схема кабельной сети ПУПП №2

Расчётная мощность ПУПП определяется по формуле

где к_с - коэффициент спроса;

?P_у - суммарная установленная мощность электроприёмников, получающих питание от данной ПУПП, принимается исходя из таблицы 3.8;

cos ц - коэффициент мощности, согласно таблице 3.8 принимается равным cos ц = 0,7.

Суммарная установленная мощность ПУПП №2 равна

Коэффициент спроса определяется по формуле

Расчётная мощность ПУПП определяется по формуле

По расчётной мощности выбирается ПУПП, которая должна удовлетворять следующему условию

.

Условие выполняется, следовательно, выбираем ПУПП типа КТПВ-630/6-0,69 №2 со следующими данными: ; В; В; ; ; ; ; Ом; Ом.

3.8 Выбор и проверка кабельной сети участка по допустимой нагрузке

3.8.1 Выбор кабельной сети участка по нагрузке

Рабочий ток магистральных кабелей определяется как

Выбор типа и сечений кабелей сводится в таблицу 3.9.



Таблица 3.9

Выбор типа и сечения кабелей

Обозначение кабеля по схеме	Коэффициент спроса	Расчетный ток кабеля, А	Принятый тип кабеля	Длительно допустимый ток, А
	0,5	233	КГЭШ 3х95+1х10	290
П	0,5	233	КГЭШ 3х95+1х10	290
	0,5	116	КВБбШв 3х50	210
	0,5	116	КВБбШв 3х50	210

3.8.2 Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме

Коэффициент загрузки трансформатора ра...